Hexavalent chromium exposure alters bone remodeling in the developing tooth alveolus and delays tooth eruption / La exposición a cromo hexavalente altera la remodelación ósea del alvéolo dental en desarrollo y retarda la erupción dentaria

ABSTRACT Although it has been demonstrated that exposure of lactating rats to CrVI delays tooth eruption, the effects of CrVI exposure on bone remodeling in the developing alveolus during tooth eruption remain unknown. Our purpose was to analyze the effect of CrVI in the alveolus of the first lower molar of rats. Thirty-two suckling Wistar rats were divided into two groups. The experimental group received 12.5 mg/kg body weight/day of potassium dichromate dissolved in saline solution by oral gavage as of day 4 of the experiment; the control group received an equal dose of saline solution. Each group was divided into two sub-sets and euthanized at the ages of 9 and 15 days, respectively. Histochemical and histomorphometric studies of the bone surfaces of the developing tooth alveolus were performed. The percentage of bone formation surfaces was lower in experimental animals than in age-matched controls. The percentage of bone resorption surfaces was significantly lower in 9-day-old experimental rats than in controls and significantly higher in 15-day-old experimental rats than in controls. Exposure to CrVI during lactation alters the sequence of bone resorption and formation in the walls of the developing alveolus, both of which are necessary for tooth eruption, thus causing a delay.

RESUMEN Si bien ya ha sido demostrado que la exposición a CrVI de ratas lactantes retrasa la erupción dentaria, aún se desconocen los efectos de la exposición a CrVI que se producen sobre la modelación y remodelación de las paredes del alvéolo en formación que ocurren en los diferentes estadios de la erupción dentaria. Por tal motivo, el propósito de este trabajo fue estudiar el efecto del CrVI sobre la formación y la reabsorción óseas del alvéolo del primer molar inferior en desarrollo en ratas, a los 9 y a los 15 días de edad, que corresponden a los estadios intraóseo y de penetración mucosa de la erupción dentaria, respectivamente. El grupo experimental recibió una dosis diaria de 12,5 mg/kg de peso corporal de dicromato de potasio disuelto en solución salina por sonda bucal a partir del 4° día; mientras que el grupo control, un volumen equivalente de solución salina. Cada grupo fue dividido en 2 subgrupos de acuerdo al tiempo experimental en el que se llevó a cabo la eutanasia: 9 y 15 días de edad. Se llevaron a cabo estudios histoquímicos e histomorfométricos de las superficies óseas de los alveólos dentarios en formación. Los datos fueron analizados estadísticamente utilizando la prueba t de Student; estableciéndose un valor de p<0,05 como estadísticamente significativo. El porcentaje de superficies en formación fue menor en los animales experimentales de 9 y de 15 días de edad que en los respectivos controles. El porcentaje de superficies en reabsorción en los animales experimentales de 9 días de edad fue significativamente menor y en los animales de 15 días de edad fue significativamente mayor con respecto a sus controles. La exposición al cromo hexavalente durante la lactancia altera la secuencia de la reabsorción y la formación ósea de las paredes del alvéolo en desarrollo necesarias para que la pieza dentaria erupcione, causando su retraso. Los hallazgos obtenidos muestran la importancia del control de sustancias tóxicas en el agua potable, ya que sus efectos pueden alterar la remodelación ósea y por ende, el crecimiento y el desarrollo de los individuos que fueron expuestos durante la infancia temprana.

An experimental model of disuse in the alveolar rat bone: A histomorphometrical study

Lack of mechanical stimulation is known to cause disuse osteopenia in bones. However, experimental models for disuse osteopenia on bones other than jawbones are not applicable to jawbones. The little available information in this field has been applied to the study of overeruption of teeth lacking antagonists. However, the absence of an antagonist in the opposite jaw means that there is no stimulation by occlusion. Our hypothesis is that the lack of stimulation due to the absence of teeth causes disuse osteopenia in the interradicular bone of the antagonist teeth. Our aim was to develop a model of disuse osteopenia due to the absence of occlusal forces. We used male Wistar rats with 215-230 g body weight, divided into 2 groups: one absolute control group (C) and one experimental group in which the three right lower molars were extracted (E). The left side of the jaw in the experimental group was used as a paired control (PC). The animals were euthanized 7 days after extraction. The jaws were placed in occlusion, fastened and fixed in 10% formalin. The heads were cut in half and radiographs made of both jaws. The upper jaws were processed histologically. After decalcification, bucco-palatine oriented sections were cut at the level of the mesial root and distal roots of the first upper molars. On the radiographs, the distance from the tip of the cusp on the first upper molar to the antagonist edentulous ridge (DA) was measured. On the microphotographs, the following parameters were measured: passive eruption degree (PED), height of periodontal ligament at the level of the furcation (HPL) and interradicular bone volume (BVI). The data were compared statistically using ANOVA and Bonferroni's post-hoc test, considering p<0.05 as statistically significant. DA in experimental animals was 0.34}0.048 mm. PED in experimental animals was significantly greater than in the control groups, both for the buccal plate and for the palatal plate. HPL showed no significant difference between groups. BVI was significantly lower in the experimental group than in the control group. The results showed that the model used produces a condition of disuse osteopenia, shown by the statistically significant reduction in interradicular bone volume. The use of this model at different experimental times will enable the evaluation of cell responses in periodontal tissues, particularly bone tissue, e.g. to compare them to known responses such as the application of orthodontic forces.

Se sabe que la falta de estimulo mecanico produce un cuadro de osteopenia por desuso en huesos de la economia. Los modelos experimentales de osteopenia por desuso utilizados en otros huesos no son aplicables a los huesos maxilares. La escasa informacion que existe en este campo se aplico al estudio de la sobreerupcion de dientes sin antagonista. Sin embargo, la ausencia de antagonista en el maxilar opuesto hace que falte el estimulo de la oclusion. Por tal razon, nuestra hipotesis es que la falta de estimulo por ausencia de piezas dentarias provoca un cuadro de osteopenia por desuso en el hueso interradicular de los dientes antagonistas. Nuestro objetivo fue poner a punto un modelo de osteopenia por desuso debido a la ausencia de fuerzas oclusales. Se emplearon ratas Wistar machos de entre 215-230 g de peso corporal divididas en 2 grupos, un grupo control absoluto (C) y un grupo experimental al que se le extrajeron los tres molares inferiores derechos (E). El lado izquierdo del maxilar del grupo experimental, fue utilizado como control apareado (CA). A los 7 dias de efectuadas las extracciones se realizo la eutanasia de los animales. Los maxilares se colocaron en oclusion, se precintaron y asi ubicados se fijaron en formol 10%. Se dividieron las hemicabezas y tomaron radiografias de ambos maxilares siendo procesados histologicamente los maxilares superiores. Luego de la descalcificacion se obtuvieron cortes orientados en sentido buco-palatino a nivel de la raiz mesial y de las raices distales de los 1o molares superiores. Sobre las radiografias se midio la distancia desde el vertice cuspideo del 1o molar superior al reborde antagonista desdentado (DA), y sobre microfotografias se midieron los siguientes parametros: grado de erupcion pasiva (GE), altura del ligamento periodontal a nivel de la furcacion (ALP) y volumen oseo interradicular (VOI). Los datos se compararon estadisticamente mediante el test ANOVA y prueba post hoc de Bonferroni, considerando una p<0,05 como estadisticamente significativa. La DA en los animales experimentales fue de 0,34}0,048 mm. La GE en los animales experimentales fue significativamente mayor que en los grupos control, tanto a nivel de la tabla vestibular como de la tabla palatina. La ALP no mostro diferencias significativas entre los grupos. El VOi fue significativamente menor en el grupo experimental con respecto a los controles. Los resultados mostraron que el modelo empleado logra una condicion de osteopenia por desuso manifestada por la disminucion del volumen oseo interradicular. La utilizacion de este modelo de desuso a diferentes tiempos experimentales permitira evaluar las respuestas celulares de los tejidos periodontales, especial - mente del tejido oseo, permitiendo por ejemplo, compararlas con respuestas conocidas como la aplicacion de fuerzas ortodoncicas.

Impairment of bony crypt development associated with hexavalent chromium exposure during tooth eruption

Improperly treated hexavalent chromium-containing industrial wastes contaminate drinking water, potentially affecting children taking breast milk or baby bottles prepared with infant formula. Thus, the aim of the present work was to determine the effect of this toxic on bone activity in the developing alveolus during tooth eruption of suckling Wistar rats intoxicated with potassium dichromate. Experimental animals received a daily dose of 12.5mg/kg body weight of potassium dichromate by gavage for 10 days; controls received an equivalent volume of saline solution. Histologic and histomorphometric studies of the mandible were performed. The data were statistically analyzed using Student's t test; statistical significance was set at a value of p <0.05. Experimental animals exhibited delayed tooth eruption, decreased periodontal width and bone volume, a lower percentage of bone formation surfaces, and higher percentage of quiescent surfaces (p<0.05) compared to controls. The delay in tooth eruption observed after exposure to hexavalent chromium is the result of a lower rate of bone remodeling in the developing alveolus. The obtained results show the importance of controlling toxic substances in drinking water, since their effects may alter the growth and development of subjects who were exposed during early infancy.

Desechos industriales que contienen cromo hexavalente inade - cua damente tratados contaminan el agua de consumo pudiendo afectar a los ninos por via de la leche materna o de la preparacion de mamaderas. Por lo tanto, el objetivo del presente trabajo fue determinar el efecto de este toxico en la actividad del hueso en el alveolo en desarrollo durante la erupcion dentaria de ratas Wistar lactantes expuestas a dicromato de potasio. Los animales experimentales recibieron una dosis diaria de 12,5 mg / kg de peso corporal de dicromato de potasio por alimentacion forzada durante 10 dias; mientras que los controles, un volumen equivalente de solucion salina. Se llevaron a cabo estudios histologicos e histomorfometricos de la mandibula. Los datos fueron analizados estadisticamente utilizando la prueba t de Student; estableciendose un valor de p<0,05 como esta - disticamente significativo. Los animales expuestos a cromo hexavalente mostraron retraso en la erupcion dentaria, menor espacio periodontal y volumen oseo; encontrandose disminuidas las superficies en formacion y en reabsorcion oseas y aumentadas las superficies en reposo (p <0,05) en comparacion con los controles. El retraso en la erupcion dentaria observado luego de la exposicion a cromo hexavalente es el resultado de una menor remodelacion osea en el alveolo en desarrollo. Los resultados obtenidos muestran la importancia del control de sustancias toxicas en el agua potable, ya que sus efectos pueden alterar el crecimiento y el desarrollo de los individuos que fueron expuestos durante la infancia temprana.

The lacuno-canalicular system (LCS) and osteocyte network of alveolar bone by confocal laser scanning microscopy (CLSM) / Características del sistema lacuno-canalicular (lcs) y la red osteocitaria del hueso alveolar observadas por microscopía láser de barrido confocal (clsm)

El sistema lacuno-canalicularosteocitario (OLCS) comprende una amplia red de intercomunicación entre las lagunas y loscanalículos que contienen a los osteocitos y sus procesos citoplasmáticos dentro de la matriz ósea mineralizada, de lo que depende su vitalidad y funcionamiento. Hasta el momento no se han estudiado las características tridimensionales delOLCS en el hueso alveolar por lo que el objetivo del presente trabajo fue de eterminarla por microscopía de barrido co nfocal. Muestras de hueso alveolar de ratas Wistar machos, luego fijadas en formol buffer fueron teñidas con fucsina básicapar a visualizar el sistema lacuno-canalicular y a muestrasdescalcificadas del mismo hueso mediante una falotoxinafluorescente se les marcó la actina para visualizar la redosteocitaria. Las muestras se observaron a nivel de la raízmesial del primer molar superior en sentido buco-palatinocon un microscopio láser de barrido confocal. Los resultadosmostraron que en la zona aledaña a la cortical periodontal dela tabla ósea vestibular las lagunas osteocitarias presentanforma ovalada y tamaño relativamente uniforme, alinéandoseparalelas entre sí y con su eje mayor paralelo a la superficieósea periodontal en tanto que los osteocitos, de forma ovalada,presentan su eje mayor orientado perpendicularmente a dicha superficie y con los procesos citoplasmáticos irradiándose en todos los sentidos del espacio. En la zona aledaña ala cortical periodontal de la tabla ósea palatina las lagunas osteocitarias se presentan de forma redondeada y tienen distintos tamaños, sin seguir un patrón de orientación específico, y los cuerpos osteocitarios presentan su eje mayor paralelo a una dirección más recta que en la tabla vestibular.

Estandarización del método para el estudio de fuerzas ortodóncicas de magnitud conocida en maxilares de rata / Standardization of the method for the study of forces orthodontics of magnitude known in maxillary of rats

La ortodoncia se basa en la aplicación de fuerzas sobre las piezas dentarias en las que toma anclaje, provocando su movilización dentaria debido a la amplificación de los procesos de reabsorción y formación óseas en los alvéolos en los que se alojan dichas piezas. El objetivo de nuestro trabajo fue estandarizar la metodología utilizada para obtener la mayor precisión en los procedimientos, para poder evaluar correctamente el efecto de fuerzas ortodóncicas de magnitud conocida sobre piezas de muy pequeñas dimensiones como son los maxilares de rata. Tomando como base el modelo de ortodoncia experimental propuesto por otros autores para la rata se modificaron algunos aspectos de la aparatología y dispositivos utilizados.La precisión del sistema utilizado se evaluó sobre maxilares de ratas a las que se les instaló la aparatología con distintos tiempos de aplicación de las fuerzas. La aplicación de la fuerza pudo medirse apropiadamente en función del desplazamiento dentario sobre modelos cuando el tiempo de aplicación de la fuerza fue mayor a 48 horas. Sin embargo, cuando el tiempo de aplicación fue inferior, la fuerza sólo fue factible de medición en función de la compresión / ensanchamiento del espacio periodontal sobre los preparados histológicos de los maxilares. Los resultados obtenidos indican que la metodología propuesta, habiendo sido estandarizada, es útil para evaluar apropiadamente los efectos de fuerzas ortodóncicas experimentales sobre maxilares de rata

Efectos tóxicos del uranio: modelos experimentales / Toxic effects of uranium: experimental models

Se presenta una revisión de los estudios realizados por el grupo de trabajo en relación a la acción tóxica del uranio desde un punto de vista químico. Los compuestos del uranio tienen una fácil absorción percutánea y lo hacen entre los espacios intercelulares del epitelio malpighiano. Se comprobó que el tejido óseo es particularmente sensible a la acción del uranio con una franca disminución de la osteoformación. Las tetraciclinas y los difosfonatos anulan el efecto del uranio sobre la inhibición de la formación ósea. Mientras que las tetraciclinas no tienen efecto marcado sobre la mortalidad, los bifosfonatos previenen la mortalidad producida por diferentes dosis y vías de aplicación del uranio. Estos datos sugieren la necesidad de completar estos estudios para su aplicación en casos de intoxicación en seres humanos y en distintas condiciones de contaminación.