Hamid 2

PRACE POGLĄDOWE
Dent. Med. Probl. 2002, 39, 2, 285–288
ISSN 1644−387X
EWA JAKUBASZKO
Substancje o działaniu estrogennym
uwalniane w środowisku jamy ustnej
z materiałów złożonych
Estrogen−like components release
from resin−based dental materials in oral cavity environment
Katedra i Zakład Stomatologii Zachowawczej i Dziecięcej AM we Wrocławiu
Streszczenie
Praca na podstawie zebranego piśmiennictwa przedstawia badania nad możliwością uwalniania z materiałów kom−
pozytowych w środowisku jamy ustnej substancji obcych o działaniu estrogennym. Ksenoestrogeny, takie jak: di−
fenol A (BPA), difenol A dwumetyloakrylowany (BAD), glikol trójetylodwumetyloakrylowy (TEGDMA), wykry−
to w różnym składzie ilościowym i jakościowym zarówno w ślinie pacjentów, u których założono wypełnienie
z badanych materiałów kompozytowych lub laków szczelinowych, jaki i w wodnych eluatach prób materiałów. Eg−
zogenne estrogeny autorzy cytowanych prac oznaczali za pomocą chromatografii płynnej wysokociśnieniowej. Po−
tencjalną aktywność estrogenową wykrytych związków potwierdzano, badając poziom proliferacji komórek MCF−7
ludzkiego raka sutka. Podjęto również próby potwierdzenia możliwości przenikania ksenoestrogenów do krwi.
Znaczne rozbieżności w wynikach uzyskanych przez różnych badaczy dowodzą kontrowersyjności i znaczenia po−
ruszonego tematu (Dent. Med. Probl. 2002, 39, 2, 285–288).
Słowa kluczowe: ksenoestrogeny, BPA, BAD, TEGDMA.
Abstract
The article based on recent literature presents the possibilities of releasing estrogen−like components from resin−
−based dental material in the environment of the oral cavity. Xenoestrogens like: bisphenol A (BPA), bisphenol
A dimethacrylate (BAD), triethylene glycol dimethacrylate (TEGDMA) were detected in different compositions in
the saliva samples received from patients which had the fillings from the investigated materials. They were also fo−
und in eluats of samples composite materials. The method of detecting xenoestrogens was based on high pressure
liquid chromatography. Potential estrogen−like activity of detected components was confirming by studying the le−
vel of human breast cancer cells proliferation. The possibility of penetration xenoestrogens to the blood was also
tested. Notable divergences in results obtained by different investigates proves the controversidity importance of
this subject (Dent. Med. Probl. 2002, 39, 2, 285–288).
Key words: xenoestrogens, BPA, BAD, TEGDMA.
W ostatnim czasie znacznie wzrosło zaintere−
sowanie ksenoestrogenami, czyli substancjami ob−
cego pochodzenia wykazującymi właściwości
estrogenów i ich wpływem na zdrowie, rozwój
i stan układu rozrodczego człowieka.
Do naturalnych hormonów człowieka o działa−
niu estrogennym należą: estradiol, estron i estriol; są
to hormony steroidowe wytwarzane przez komórki
ziarniste i tekalne w jajnikach oraz przez łożysko,
korę nadnerczy i komórki śródmiąższowe jądra.
Estrogeny są przede wszystkim odpowiedzial−
ne za rozwój drugorzędowych cech płciowych żeń−
skich, odbudowę błony śluzowej macicy oraz prze−
bieg procesu zapłodnienia. Do optymalnego dzia−
łania progesteronu często jest także konieczny
przygotowujący wpływ estrogenów. Badania do−
wodzą, że tkanki znajdujące się w obrębie jamy
ustnej również podlegają wpływowi estrogenów.
Zapalenie dziąseł u kobiet ciężarnych (gingivitis
gravidarum) wynika z zaburzeń w stężeniu hormo−
286
nów płciowych, a głównie wzrostu stężenia proge−
steronu będącego prekursorem estrogenów. Zmia−
ny nasilają się zwłaszcza po 3 miesiącu ciąży, do−
prowadzając do rozrostowego zapalenia dziąseł za−
równo umiejscowionego, jak i uogólnionego.
Ksenoestrogeny są więc grupą związków che−
micznych, które łącząc się z receptorami estroge−
nowymi naśladują działanie naturalnych hormo−
nów, a tym samym mogą szkodliwie działać na
zdrowie człowieka. Należą do nich substancje
znajdujące zastosowanie w przemyśle, rolnictwie
i gospodarstwie domowym.
Dzieli się je na kilka grup. Substancje będące
przedmiotem rozważań wchodzą w skład jednej
z głównych grup, i są to: difenol A (BPA – bisphe−
nol A) oraz difenol A dwumetyloakrylowany
(BAD – bisphenol A dimethacrylate). Do tej grupy
należą także między innymi: organicznie chloro−
wane pestycydy, fitoestrogeny, alkilowane fenole.
Lipofilne egzogenne estrogeny mogą przeni−
kać do organizmu człowieka w różny sposób:
przez przewód pokarmowy lub w wyniku absorp−
cji przez skórę i błonę śluzową. Ostatnio wykaza−
no obecność BPA w płynie pochodzącym z kon−
serwowanych warzyw oraz w próbkach śliny po−
branych od pacjentów, u których wykonano wy−
pełnienia z materiałów kompozytowych lub prze−
prowadzono lakowanie bruzd lakiem szczelino−
wym na bazie żywicy.
Wiele badań dowodzi, że niektóre powszech−
nie stosowane w stomatologii materiały kompozy−
towe i laki szczelinowe uwalniają w środowisku
jamy ustnej zarówno BPA, jak i BAD.
Jedne z pierwszych badań nad substancjami
o działaniu estrogennym pochodzącymi z materia−
łów kompozytowych zostały przeprowadzone
w 1996 r. przez Olea et al. [1]. Wykazano obec−
ność BPA w ilości 90–931µg w próbkach śliny po−
branych od pacjentów po upływie godziny od za−
łożenia 50 mg laku szczelinowego. Dowiedziono
również, że BPA pobudza proliferację komórek
MCF−7 ludzkiego raka sutka. Jest to szczególna
grupa komórek wykazująca wysoką wrażliwość na
potencjalne substancje mitogenne, np. obce estro−
geny, i w odpowiedzi na ich działanie ulega proli−
feracji. Przeprowadzone testy polegały na porów−
naniu poziomu proliferacji komórek MCF−7 po
ekspozycji na potencjalny ksenoestrogen z pozio−
mem proliferacji tych samych komórek podda−
nych działaniu 17−β−estradiolu będącego natural−
nym estrogenem ludzkim. Wykazały, że testowana
linia komórkowa po ekspozycji na eluaty uzyska−
ne z badanych materiałów jest stymulowana do
proliferacji, zatem substancja o działaniu estro−
gennym jest wydzielana w ilościach oznaczal−
nych. Opublikowanie wyników tych badań było
pierwszym sygnałem powstających wątpliwości
E. JAKUBASZKO
na temat bezpieczeństwa stosowania materiałów
kompozytowych.
Kolejne badania w 1997 r. przeprowadzili Ha−
mid i Hume [2]. Wykorzystali usunięte trzecie zęby
trzonowe, w których po odpowiednim przygotowa−
niu (sterylizacji, oczyszczenia powierzchni okluzyj−
nej szkliwa pastą pumeksową niezawierającą fluoru
oraz jej wytrawieniu przez 15 s 35% kwasem fosfo−
rowym) wypełniono bruzdy lakiem szczelinowym.
W doświadczeniu użyto siedmiu różnych często
stosowanych laków: Helioseal F®, Concise®, Del−
ton®I, Delton®II, Ultra Seal®, Pit and Fissure Sea−
lant®, Prisma Shield Compules®. Wodne eluaty
prób materiałów poddano analizie chemicznej za
pomocą chromatografii płynnej wysokociśnienio−
wej pozwalającej wykryć nawet śladowe ilości BPA
lub BAD. Wyniki okazały się sprzeczne z danymi
uzyskanymi przez Olea et al. [1]. Nie stwierdzono
bowiem obecności BPA w ilościach oznaczalnych.
Wykryto natomiast glikol trójetylodwumetyloakry−
lowy – TEGDMA w eluatach ze wszystkich bada−
nych laków szczelinowych, również w próbce laku
Delton badanego przez Olea et al. [1].
Jest to znaczna rozbieżność, której przyczyną
może być różna budowa chemiczna badanych ma−
teriałów i warunki oznaczania.
Zaprzeczeniem wniosków Olea et al. [1] oka−
zały się również wyniki pracy opublikowane przez
Nathansona et al. [3] w 1997 r., którzy zbadali in
vitro siedem laków szczelinowych. Próbki mate−
riałów (po 50 µl) poddano polimeryzacji przez 50 s.,
a następnie zanurzono w 95% etanolu przez 4 min.
Uzyskany ekstrakt poddano analizie za pomocą
chromatografii płynnej wysokociśnieniowej oraz
chromatografii gazowej. Wyniki badań również
nie potwierdziły obecności BPA w żadnym z bada−
nych materiałów, wykryto jednak, podobnie jak
Hamid i Hume [2], oznaczalne ilości TEGDMA.
Arenholt−Bindslev et al. [4]. badali ludzką śli−
nę na obecność BPA lub BAD po założeniu do
czterech zębów trzonowych laków szczelinowych
(Visio−Seal®, Delton). Osoby objęte badaniem nie
miały wcześniejszej założonych wypełnień z kom−
pozytów. Ślinę pobrano natychmiast po utwardze−
niu materiału, ale przed dostosowaniem laku
w zgryzie, a kolejne próby śliny zbierano po upły−
wie godziny i 24 godzin. Kontrolne próby śliny po−
brano rano na czczo, przed wypłukaniem ust
i szczotkowaniem zębów. Oznaczenia przeprowa−
dzano za pomocą chromatografii płynnej wysoko−
ciśnieniowej. Oznaczalne stężenie BPA (1.43 ppm)
wykryto w ślinie pobranej bezpośrednio po założe−
niu laków i po upływie godziny, tylko w przypad−
ku materiału Delton LC. Uzyskany wynik jest jed−
nak znacznie niższy niż wykazany przez Olea et al.
[1] Może to być spowodowane różnicą w ilości
materiału (38±3 mg w porównaniu z 50 mg) oraz
Substancje o działaniu estrogennym uwalniane w środowisku jamy ustnej z materiałów złożonych
z odmiennym sposobem przygotowania próby do
badań. Zdaniem autorów [4] obecność oznaczalne−
go stężenia BPA wykrytego tuż po aplikacji laku
jest spowodowany przemianą Bis−DMA w BPA
w wyniku procesu degradacji z udziałem esterazy
enzymu występującego w ślinie.
Lewis et al. [5] badali w warunkach in vitro
28 materiałów kompozytowych zarówno laków
szczelinowych, jak i materiałów do wypełnień, sto−
sując chromatografię płynną wysokociśnieniową.
Były to: Bisfil P®, Brilliant Dentin®, Charisma®,
Clearfil PhotoPosterior®, Heliomolar®, Herculite®,
Lite−Fil® II, Occlusin®, P−50®, Palfique Estilite Pa−
ste®, Pekafil NF®, Pekalux®, Pertac−Hybrid®, Pho−
toCleaefil®, Prisma APH®, Prisma TPH®, Prodigy®,
Silux Plus®, Tetric®, Z100®, Delton Base®, Delton Ca−
talyst®, Delton LC®, FluroShield®, Prisma Shield®,
3 M Concise Opaque®, UltraSeal XT®. Ponadto
określili wpływ eluatów z jedenastu kompozytów na
proliferację komórek MCF−7 raka sutka. Stwierdzili
wykrywalne stężenie BPA lub BAD i znaczącą od−
powiedź proliferacyjną linii komórkowej MCF−7
tylko w przypadku kompozytu Delton II.
Uzyskane stężenia BPA okazały się znacznie
niższe od stwierdzonych przez Olea et al. [1]
Znaczna rozbieżność wyników może świadczyć
o błędnej identyfikacji BPA w badaniach Olea et al.
lub/i różnej czułości metod oznaczania BPA
i BAD. Prowadzone obecnie próby wykorzystania
w tym celu metod fluorescencyjnych mogą w przy−
szłości stanowić bardziej czułą metodę wykrywa−
nia i oszacowania ilościowego tych substancji.
Mimo znacznych kontrowersji dotyczących
jakościowej i ilościowej obecności ksenoestroge−
nów w jamie ustnej pacjentów z wypełnieniami
kompozytowymi, nadal nierozstrzygnięty pozosta−
je problem możliwości przenikania tych substancji
do krwi.
Częściowe wyjaśnienie tego problemu wynika
z eksperymentalnych badań Funga et al. [6], które
wskazują, że nawet niewielka dawka BPA podana
ciężarnym myszom powoduje znaczny spadek ma−
sy ciała u męskich potomków, ale nie stwierdzono
zaawansowania zmian od wielkości dawki. Stein−
metz et al. [7] wykazali stymulujący wpływ BPA
na wydzielanie prolaktyny z przysadki mózgowej,
a wzrost aktywności proliferacyjnej w komórkach
nabłonkowych gruczołów sutkowych udowodnili
Colerangle et al. [8].
287
Możliwość ogólnego działania ksenoestroge−
nów na organizm człowieka w świetle badań prze−
prowadzonych na zwierzętach może stanowić po−
ważne zagrożenie dla zdrowia pacjentów.
Fung et al. [6] badali grupę 40 ochotników bez
wcześniej założonych wypełnień z materiałów
kompozytowych. Pacjentów podzielono na dwie
grupy. W pierwszej zastosowano dawkę 8 mg,
a w drugiej 32 mg laku szczelinowego (Delton).
U badanych godzinę przed założeniem laku pobra−
no próby kontrolne śliny i krwi, a następnie po
upływie 1 i 3 godzin, 1, 3 i 5 dni od założenia la−
ku. Stwierdzono obecność BPA w niektórych
próbach śliny (5,8–105,6 ppb) po upływie 1 i 3 go−
dzin od zabiegu, ale u żadnego pacjenta nie stwier−
dzono ksenoestrogenów we krwi.
Wyniki te świadczą, że BPA może znaleźć się
w jamie ustnej, nie jest jednak absorbowany do
krwi lub znajduje się w niej w ilościach nieozna−
czalnych.
Badania Pulgar et al. [9] nad kompozytami:
Charisma, Tetric, Z−100, Brillant, Polofil, Pekalux,
Silux−Plus, i lakiem szczelinowym: Delton wska−
zują, że w warunkach in vitro BPA jest uwalniany
ze wszystkich badanych materiałów zarówno
przed, jak i po polimeryzacji. Autorzy wykazali
ponadto, że pH środowiska wpływa na ilość uwal−
nianego BPA – wzrost pH powoduje zwiększone
uwalnianie (największe przy pH =12).
Podsumowywując, można stwierdzić, że
w świetle obecnej wiedzy trudne jest oszacowanie
ewentualnego ryzyka dla zdrowia człowieka, jakie
niesie ze sobą stosowanie materiałów kompozy−
towych, które w środowisku jamy ustnej uwalnia−
ją substancje o działaniu estrogennym. Dyskusyj−
na pozostaje nadal możliwość wchłaniania kseno−
estrogenów z jamy ustnej do krwiobiegu człowie−
ka. Dotychczas przeprowadzone doświadczenia
wykazały obecność tych substancji tylko w ślinie,
nigdy natomiast nie stwierdzono ich w surowicy
krwi. W związku z tym oraz z niskim stężeniem
i krótkim czasem występowania, ich kliniczne im−
plikacje są praktycznie niemożliwe.
Powstawanie nowych materiałów stosowa−
nych w stomatologii następuje bardzo szybko, dla−
tego opierając się na przedstawionych danych na−
leży w przyszłości zwrócić szczególną uwagę na
biologiczne bezpieczeństwo i nieszkodliwość no−
wo wprowadzanych produktów.
Piśmiennictwo
[1] OLEA N., PULGAR R., PEREZ P. M., OLEA−SERRANO F., RIVAS A., NOVILLO−FERTRELL A., PEDRAZA V., SOTO A. M.,
SONNENSCHEIN D.: Estrogenicity of resin−based composites and sealant used in dentistry. Environ. Health Persp.
1996, 104, 298–305.
[2] HAMID A., HUME W. R.: A study of component release from resin pit and fissure sealants in vitro. Dent. Mater.
1997, 13, 98–102.
288
E. JAKUBASZKO
[3] NATHANSON D., LERTPITAYAKUN P., LAMKIN M. S., EDALATPOUR M., CHOU L. L.: In vitro elution of leachable com−
ponents from dental sealants. JADA 1997, 128, 1517–1523.
[4] ARENHOLT−BINDSELV D., BREINHOLT V., PREISS A., SCHMALZ G.: Time−related bisphenol−A content and estrogenic
activity in saliva samples collected in relation to placement of fissure sealants. Clin. Oral Invest. 1999, 3, 120–125.
[5] LEWIS J. B., RUEGGEBERG F. A., LAPP C. A., ERGLE J. W., SCHUSTER G. S.: Identification and characterization of
estrogen−like components in commercial resin−based dental restorative materials. Clin. Oral Invest. 1999, 3,
107–113.
[6] FUNG E., EWOLDSEN N., ST GERMAIN H., MARX D., MIAW C., SIEW H., GRUNINGER S., MEYER D.: Pharmacokine−
tics of bisphenol A released from a dental sealant. JADA 2000, 131, 51–58.
[7] STEINMETZ R., BROWN N. G., ALLEN D. L., BIGSBY R. M., BEN−JONATHAN N.: The environmental estrogen bisphe−
nol A stimulates Prolactin release in vitro and in vivo. Endocrinology 1997, 138, 1780–1786.
[8] COLERANGLE J. B., ROY D.: Proound effects of the weak environmental estrogen−like chemical bisphenol A on the
growth of the mammary gland of Noble rats. J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 1997, 60, 153–160.
[9] PULGAR R., OLEA−SERRANO F., NOVILLO−FERTRELL A., RIVAS A., PAZOS P., PEDRAZA V., NAVAJAS J. M., OLEA N.:
Determination of bosphenol A and related aromatic compounds released from bis−GMA−based composites and se−
alants by high performance liquid chromatography. Einviron. Health Perspect. 2000, 108, 21–27.
Adres do korespondencji:
Ewa Jakubaszko
ul. Czajkowskiego 63a/31
51−171 Wrocław
e−mail: [email protected]
Praca wpłynęła do Redakcji: 30.04.2002 r.
Po recenzji: 16.05.2002 r.
Zaakceptowano do druku: 9.07.2002 r.
Received: 30.04.2002
Revised: 16.05.2002
Accepted: 9.07.2002