XVIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2026

Введение.

Современная стоматология движется в сторону персонализированной, превентивной медицины, где ключевую роль играет не только лечение уже возникших заболеваний, но и оценка рисков, ранняя диагностика и мониторинг состояния пациента [16]. В этом контексте все большее внимание привлекает биохимический анализ ротовой жидкости – простого, неинвазивного и информативного диагностического материала [12]. Ротовая жидкость является зеркалом состояния всего организма, а также местной экосистемы полости рта, поскольку содержит множество ферментов, гормонов, антител и других биологически активных веществ [6].

Среди многочисленных компонентов слюны особое место занимает фермент альфа-амилаза (ААС), которая долгое время рассматривалась исключительно как участник начального этапа пищеварения, расщепляющий крахмалы [21]. Однако исследования последних десятилетий раскрыли ее гораздо более широкий потенциал [18]. Было установлено, что секреция альфа-амилазы тесно связана с активностью симпато-адреналовой системы (САС), что делает ее надежным неинвазивным маркером психофизиологического стресса [19]. Помимо этого, была обнаружена ее роль в модуляции микробной адгезии и формировании зубной биопленки, что непосредственно связывает активность этого фермента с развитием кариеса и заболеваний пародонта [10].

Актуальность данного обзора обусловлена необходимостью систематизации современных данных о взаимосвязи активности альфа-амилазы слюны с основными стоматологическими патологиями [14, 24], а также оценки перспектив ее использования в качестве рутинного диагностического и прогностического инструмента в клинической практике стоматолога [4, 28].

Целью научной работы является анализ и обобщение современных научных данных о диагностической и прогностической значимости альфа-амилазы слюны в стоматологии.

1. Биологическая роль и регуляция секреции альфа-амилазы слюны.

Альфа-амилаза слюны (КФ 3.2.1.1) (Рис1.) представляет собой гидролитический фермент из семейства эндогликозидаз, который является одним из наиболее распространенных и значимых белковых компонентов ротовой жидкости [16]. На ее долю может приходиться до 10-20% от общего протеинового состава смешанной слюны человека [2]. С биохимической точки зрения, ее основной функцией является катализ реакции гидролиза внутренних α-1,4-гликозидных связей в полисахаридах (крахмале, гликогене), что приводит к образованию низкомолекулярных продуктов: мальтозы, мальтотриозы и α-декстринов (Рис.2) [21]. Этот процесс инициирует переваривание углеводов уже в полости рта, подготавливая пищу для дальнейшего расщепления в желудочно-кишечном тракте. Однако, как показывают современные исследования, физиологическая роль альфа-амилазы не ограничивается лишь пищеварительной функцией. Синтез и секреция альфа-амилазы осуществляются преимущественно серозными ацинарными клетками околоушных слюнных желез, которые являются главным источником этого фермента [12]. Существенно меньший вклад вносит поднижнечелюстная железа, тогда как подъязычная железа и малые слюнные железы секретируют ее в незначительных количествах. Это распределение делает околоушные железы ключевым объектом интереса при изучении динамики ААС. Секреция фермента происходит путем экзоцитоза из предварительно синтезированных и запасенных в гранулах зимогенных форм, что обеспечивает быстрый ответ на стимулирующие воздействия [4].

Регуляция секреции альфа-амилазы представляет собой сложный и многоуровневый процесс, что и обуславливает ее высокую диагностическую ценность. Уникальность ААС заключается в двойственном механизме ее контроля:

-Вегетативная нервная регуляция. Слюнные железы имеют богатую двойную вегетативную иннервацию – как симпатическую, так и парасимпатическую. Однако именно симпатическая нервная система играет доминирующую роль в стимуляции секреции альфа-амилазы [1, 13]. При активации симпатических нервных окончаний высвобождаемый норадреналин связывается с β-адренорецепторами на мембране ацинарных клеток. Это запускает внутриклеточный каскад с участием вторичных мессенджеров (циклического АМФ и ионов кальция), который в конечном итоге приводит к быстрой мобилизации и выбросу гранул с амилазой в протоки железы [19]. Именно эта прямая связь с симпато-адреналовой системой (САС) превращает активность ААС в ротовой жидкости в высокочувствительный и объективный неинвазивный маркер психофизиологического стресса [8, 25]. Важно подчеркнуть, что данный процесс в значительной степени независим от изменения объема секретируемой слюны, что делает саму концентрацию или общую активность фермента стабильным диагностическим параметром [23] (Рис3).

-Гуморальная регуляция. На синтез и секрецию ААС также могут влиять различные гормоны и биологически активные вещества. Например, показано, что гормоны надпочечников, такие как кортизол и катехоламины, циркулирующие в крови, могут модулировать активность слюнных желез. Кроме того, на базальный уровень фермента могут оказывать влияние половые гормоны, что объясняет потенциальные гендерные различия в его активности, а также циркадные ритмы – как правило, максимальные значения наблюдаются в поздние утренние часы с последующим снижением в течение дня [20].

Помимо своей основной ферментативной функции, альфа-амилаза участвует в поддержании гомеостаза полости рта иными способами. Установлено, что она способна связываться с поверхностными структурами некоторых бактерий, в частности с Streptococcus mutans и Streptococcus gordonii, потенциально модулируя их адгезию к зубной эмали и друг к другу [10, 18]. Это указывает на ее возможную роль в формировании зубной биопленки и, следовательно, в патогенезе кариеса и заболеваний пародонта. Некоторые исследования также предполагают, что продукты расщепления крахмала под действием амилазы могут служить источником питательных веществ для отдельных представителей микрофлоры, тем самым влияя на микробный баланс.

2. Альфа-амилаза как маркер психоэмоционального состояния стоматологического пациента.

Современная стоматология все больше внимания уделяет не только лечению заболеваний, но и психологическому комфорту пациентов. В этом контексте особый интерес представляет изучение альфа-амилазы слюны в качестве объективного биомаркера стресса [19]. Физиологической основой для этого служит тесная связь секреции данного фермента с активностью симпатического отдела вегетативной нервной системы. Когда пациент испытывает стресс, будь то ожидание приема или непосредственно стоматологическое вмешательство, его организм активирует сложные нейрогуморальные механизмы. Норадреналин, высвобождаемый симпатическими нервными окончаниями, связывается с β-адренорецепторами слюнных желез, что запускает быстрый выброс альфа-амилазы в ротовую жидкость [8]. Этот процесс настолько чувствителен, что концентрация фермента может значительно возрастать уже в первые 5-10 минут после начала воздействия стрессового фактора, что делает альфа-амилазу даже более оперативным индикатором острого стресса, чем знаменитый кортизол [25] (Рис3).

Динамика изменения уровня альфа-амилазы в условиях стоматологического приема имеет вполне предсказуемый характер. Исследования показывают, что у многих пациентов, особенно с выраженной дентальной тревожностью, уровень фермента существенно повышается уже в состоянии ожидания в клинике [13]. Эта реакция достигает своего пика во время проведения наиболее инвазивных манипуляций, таких как местная анестезия или удаление зубов, и постепенно нормализуется в течение часа после завершения процедуры [26]. Однако важно отметить, что научные данные в этой области не всегда однозначны. Некоторые работы фиксируют четкую корреляцию между уровнем фермента и субъективными ощущениями страха и боли, в то время как другие исследования не выявляют столь значимой связи [19]. Эти противоречия могут объясняться индивидуальными особенностями вегетативной регуляции у разных людей, а также методическими сложностями в стандартизации условий забора проб.

Особую практическую ценность представляет изучение влияния методов седации на активность альфа-амилазы. Применение таких методик, как седация закисью азота или медикаментозная премедикация, направлено не только на субъективное снижение тревожности, но и на нормализацию физиологических показателей стресса. Наблюдения показывают, что у пациентов, получавших седацию, отмечается более быстрое восстановление показателей артериального давления и частоты сердечных сокращений после вмешательства, а также тенденция к снижению уровня альфа-амилазы [26]. Хотя статистически значимое влияние на динамику фермента демонстрируется не во всех исследованиях, общая тенденция свидетельствует о модулирующем эффекте седации на активность симпатической нервной системы. Перспективы практического применения этого биомаркера в стоматологии весьма многообещающи. Возможность быстрой и неинвазивной оценки уровня стресса с помощью измерения альфа-амилазы открывает пути к персонализации подхода к каждому пациенту [29]. Стоматолог мог бы заранее идентифицировать пациентов с высокой реактивностью и применить к ним специальные протоколы управления тревогой. Кроме того, объективный мониторинг уровня стресса в динамике позволил бы оценивать эффективность различных методов седации и психологической адаптации. С развитием портативных биосенсоров для экспресс-анализа слюны такая технология могла бы стать рутинным инструментом в клинической практике [28], способствуя не только повышению комфорта пациентов, но и улучшению качества стоматологической помощи в целом. Таким образом, альфа-амилаза слюны представляет собой важное звено, соединяющее психоэмоциональное состояние пациента с объективными физиологическими параметрами, что делает ее ценным инструментом в современной стоматологии [13, 19].

Роль альфа-амилазы слюны в патогенезе кариеса представляет собой сложный и многогранный процесс, который продолжает активно изучаться современными исследователями [14]. Долгое время этот фермент рассматривался исключительно как участник пищеварительного процесса, однако накопленные данные позволяют говорить о его значительном влиянии на кариесогенную ситуацию в полости рта [18]. Основной механизм влияния альфа-амилазы на развитие кариеса связан с ее ферментативной активностью в отношении пищевых крахмалов [21]. При потреблении продуктов, богатых крахмалом, фермент начинает их расщепление до мальтозы, мальтодекстринов и других олигосахаридов [9]. Эти продукты гидролиза обладают значительно большей кариесогенностью, чем исходные полисахариды, поскольку служат оптимальным субстратом для кариесогенных микроорганизмов, в частности Streptococcus mutans [10]. Образующиеся в результате ферментации простые сахара способствуют быстрому снижению pH зубного налета и деминерализации эмали.

Клинические исследования демонстрируют убедительные доказательства этой взаимосвязи. Так, в ходе cross-секционного исследования с участием детей было установлено, что у пациентов с ранним детским кариесом уровень альфа-амилазы составлял 16,046 U/mL, а при rampant caries достигал 20,62 U/mL, что статистически значимо превышало показатели контрольной группы (5,09 U/mL) [14]. Более того, была выявлена сильная положительная корреляция между уровнем фермента и тяжестью кариозного процесса, что свидетельствует о потенциальной возможности использования этого показателя для оценки кариесриска. Одновременно с этим существуют данные, указывающие на возможную протективную роль альфа-амилазы в отношении кариеса [10]. Некоторые исследования показывают, что фермент способен вмешиваться в процесс адгезии кариесогенных бактерий к поверхности зуба, связываясь с бактериальными поверхностными структурами. Эта способность может ограничивать формирование зубной биопленки и тем самым снижать патогенный потенциаль микроорганизмов. Однако данный защитный механизм проявляется не у всех индивидуумов и зависит от множества факторов, включая состав микробиома полости рта и индивидуальные особенности белков слюны [18].

Важным аспектом является взаимодействие альфа-амилазы с другими компонентами пищи. Экспериментальные исследования in vitro продемонстрировали, что высокие концентрации сахарозы способны ингибировать активность слюнной амилазы. Этот факт имеет существенное клиническое значение, поскольку указывает на комплексное влияние диеты на кариесогенную ситуацию - потребление простых сахаров не только непосредственно питает кариесогенные бактерии, но и может нарушать нормальное физиологическое функционирование ферментных систем слюны [9]. Индивидуальные вариации активности альфа-амилазы также заслуживают внимания. На уровень фермента влияют генетические факторы, возраст, общее состояние здоровья и даже время суток [14]. У детей, наиболее подверженных развитию кариеса, часто отмечаются повышенные показатели ферментативной активности, что может усугублять кариесогенную ситуацию в период созревания эмали и становления микробиома полости рта.

Перспективным направлением исследований является изучение взаимодействия альфа-амилазы с другими компонентами слюны. Комплексное определение активности фермента в сочетании с оценкой буферной емкости слюны, уровня секреторного иммуноглобулина А и других параметров может обеспечить более точную оценку индивидуального кариесриска и позволит разработать персонализированные программы профилактики. Практическое применение полученных знаний открывает возможности для совершенствования профилактических мероприятий. Пациентам с persistently высоким уровнем альфа-амилазы могут быть рекомендованы специальные режимы питания с ограничением крахмалсодержащих продуктов, более частые профессиональные гигиенические процедуры, а также использование реминерализующих средств для усиления резистентности эмали [14]. Дальнейшее изучение роли альфа-амилазы в патогенезе кариеса позволит разработать новые стратегии профилактики, основанные на модуляции ферментативной активности ротовой жидкости [18].

Изучение роли альфа-амилазы при воспалительных заболеваниях пародонта открывает новые перспективы в понимании патогенеза этих распространенных стоматологических патологий. Современные исследования демонстрируют сложную и многогранную взаимосвязь между активностью этого фермента и развитием воспалительных процессов в тканях пародонта [24]. У пациентов с диагностированным пародонтитом отмечается достоверное повышение уровня альфа-амилазы в сравнении со здоровыми лицами, причем концентрация фермента прогрессивно возрастает по мере увеличения тяжести заболевания [6].

Патогенетические механизмы, лежащие в основе этой взаимосвязи, включают несколько ключевых аспектов. Прежде всего, хроническое воспаление в тканях пародонта сопровождается выраженным болевым синдромом и дискомфортом, что создает постоянный источник стресса для пациента [26]. Это приводит к стойкой активации симпато-адреналовой системы, которая, в свою очередь, стимулирует усиленную секрецию альфа-амилазы слюнными железами [19]. Повышенный уровень фермента может служить индикатором не только локального воспаления, но и системного стрессового ответа организма на заболевание.

Дополнительным значимым фактором является влияние системного воспаления на нейрогуморальную регуляцию. При пародонтите в кровоток поступают провоспалительные цитокины, включая интерлейкин-6 и фактор некроза опухоли-α, которые способны напрямую активировать симпатическую нервную систему [24]. Это создает своеобразный порочный круг: воспаление стимулирует выброс альфа-амилазы через активацию стрессовых механизмов, а длительное повышение активности фермента может потенциально усугублять течение патологического процесса.

Клинические наблюдения подтверждают существование тесной корреляции между уровнем альфа-амилазы и объективными показателями тяжести пародонтита [24]. Исследования выявляют умеренную положительную связь между активностью фермента и такими параметрами, как глубина пародонтальных карманов, уровень потери клинического прикрепления и интенсивность кровоточивости при зондировании [6]. Особенно выраженные изменения отмечаются у пациентов с генерализованными формами пародонтита, где наблюдается сочетание значительного объема воспаления и выраженной системной стрессовой реакции.

Важным диагностическим аспектом является динамика изменения уровня альфа-амилазы на фоне проведения пародонтологического лечения. Наблюдения показывают, что успешная противовоспалительная терапия, включающая профессиональную гигиену и системную антибиотикотерапию, сопровождается достоверным снижением активности фермента [27]. Эта динамика коррелирует с улучшением клинических показателей и может служить объективным критерием эффективности проводимого лечения. Особого внимания заслуживает потенциальная роль альфа-амилазы в модуляции микробного компонента пародонтита. Исследования in vitro свидетельствуют о способности фермента взаимодействовать с периодонтопатогенными бактериями, влияя на их адгезивные свойства и формирование биопленки [30]. Этот аспект требует дальнейшего изучения, но уже сейчас представляет значительный интерес для понимания комплексного влияния фермента на патогенез заболевания [10].

Перспективы практического применения оценки уровня альфа-амилазы в пародонтологии включают несколько направлений. Мониторинг активности фермента может стать ценным дополнением к традиционным методам диагностики, позволяя оценивать не только локальное состояние тканей пародонта, но и системный стрессовый ответ организма. Кроме того, динамическое определение уровня альфа-амилазы может оказаться полезным для прогнозирования течения заболевания и оценки риска обострений [6]. Интеграция оценки альфа-амилазы в комплексную диагностику пародонтита соответствует современным тенденциям персонализированной медицины. Учет индивидуальных особенностей нейрогуморального ответа на воспаление позволит оптимизировать схемы лечения и улучшить отдаленные результаты терапии [27].

Современная стоматология активно развивается в направлении персонализированного подхода и превентивной медицины, что требует внедрения быстрых, точных и неинвазивных методов диагностики [28]. Традиционные способы определения активности альфа-амилазы, такие как иммуноферментный анализ (ELISA) и спектрофотометрические методы, обладают высокой точностью, но имеют существенные ограничения для использования в повседневной клинической практике [4]. Эти методы требуют дорогостоящего оборудования, специально обученного персонала и значительного времени для получения результатов, что делает их малопригодными для применения непосредственно в стоматологическом кабинете [11]. В последние годы активно разрабатываются новые подходы к определению альфа-амилазы, ориентированные на потребности клинической практики. Одним из наиболее перспективных направлений является создание портативных биосенсоров [29]. Например, технология экранно-печатных электродов (screen-printed electrodes), модифицированных наночастицами золота, демонстрирует высокую точность измерений (линейная зависимость R² = 0,9513 в диапазоне 100–500 единиц) при существенном упрощении процедуры анализа [28]. Такие сенсоры позволяют определять концентрацию фермента непосредственно в условиях стоматологического приема в течение нескольких минут, используя минимальные объемы слюны.

Особого внимания заслуживают разработки в области создания многофункциональных диагностических платформ, способных одновременно оценивать несколько параметров слюны [16]. Эти системы интегрируют определение альфа-амилазы с анализом других биомаркеров – кортизола, С-реактивного белка, провоспалительных цитокинов. Такой комплексный подход позволяет получить более полную картину состояния пациента, оценивая как психоэмоциональный статус, так и уровень системного воспаления [19].

Перспективным направлением является разработка неинвазивных сенсоров для непрерывного мониторинга уровня альфа-амилазы. Такие устройства, размещаемые в ротовой полости, могли бы отслеживать динамику изменения активности фермента в течение всего стоматологического приема, предоставляя ценную информацию об индивидуальной стресс-реакции пациента на различные манипуляции [26]. Внедрение этих технологий в стоматологическую практику открывает возможности для решения нескольких важных задач. Прежде всего, экспресс-оценка уровня альфа-амилазы может стать ценным инструментом для объективной оценки эффективности методов управления стрессом [8]. Стоматолог может использовать эти данные для оптимизации седации, оценки адекватности обезболивания и выбора оптимальной тактики ведения пациентов с дентальной тревожностью [13]. В контексте профилактической стоматологии мониторинг альфа-амилазы позволяет идентифицировать пациентов с повышенным кариесриском [14]. Сочетание данных об активности фермента с результатами оценки других параметров (микробного состава зубного налета, буферной емкости слюны) создает основу для разработки персонализированных программ профилактики [18].

Для успешной интеграции новых методов определения альфа-амилазы в клиническую практику необходимо решение нескольких организационных вопросов. Важнейшим аспектом является стандартизация процедуры забора и анализа слюны, разработка унифицированных протоколов, учитывающих влияние циркадных ритмов, приема пищи и других факторов на результаты исследований. Не менее значимой задачей является создание нормативной базы, регламентирующей использование этих методов в клинической практике [28].

Экономическая эффективность внедрения новых технологий также требует тщательного анализа. Стоимость портативных анализаторов и расходных материалов должна быть сопоставима с практической пользой от их использования [29]. В этом контексте важным аргументом является потенциальное снижение затрат за счет повышения эффективности лечения и улучшения профилактики стоматологических заболеваний. Обучение стоматологического персонала работе с новыми диагностическими системами – еще один важный аспект успешной интеграции [16]. Стоматологи и ассистенты должны понимать принципы работы этих устройств, уметь правильно интерпретировать полученные результаты и использовать их для оптимизации лечебного процесса.

Перспективы развития методов определения альфа-амилазы связаны с дальнейшей миниатюризацией устройств, увеличением скорости анализа и снижением стоимости исследований [29]. Разработка смарт-систем, автоматически интерпретирующих результаты и выдающих конкретные рекомендации по тактике ведения пациента, может существенно упростить использование этих технологий в повседневной практике [28]. Интеграция новых методов определения альфа-амилазы в стоматологическую практику соответствует общим тенденциям развития современной медицины, ориентированной на раннюю диагностику, профилактику и персонализированный подход [16]. По мере совершенствования этих технологий и накопления клинического опыта их применения они могут стать неотъемлемой частью комплексной диагностики в стоматологии, способствуя повышению качества и эффективности стоматологической помощи.

Рис1. Трехмерная атомная структура альфа-амилазы слюны [34]

Рис2. Альфа-амилаза -это эндогликозидаза, которая занимается расщеплением альфа-1-4-гликозидных связей. Представлено ферментатитвное действие альфа-амилазы на амилозу. [33]

Рис 3. Процесс образования первичной слюны начинается с активного транспорта ионов через мембрану ацинарной клетки. Со стороны кровотока в клетку поступают ионы хлора (Cl⁻) и бикарбоната (HCO₃⁻), которые затем активно перемещаются в просвет железы. За этим ионным потоком, создающим осмотический градиент, пассивно следует вода. Параллельно происходит обмен ионов натрия (Na⁺) и калия (K⁺). В результате этого скоординированного транспорта в просвете протока образуется первичная слюна — гипотоническая жидкость, служащая основой для конечного секрета.

Деятельность ацинарных клеток находится под строгим контролем вегетативной нервной системы, причем как парасимпатический, так и симпатический отделы вносят свой уникальный вклад, действуя синергично.

Парасимпатический путь преимущественно отвечает за продукцию большого объема жидкой слюны. Медиатор ацетилхолин связывается с мускариновыми рецепторами (М₃ и М₁) на мембране клетки. Это активирует внутриклеточный каскад с участием инозитолтрифосфата (IP₃), который, в свою очередь, стимулирует выброс ионов кальция (Ca²⁺) из внутриклеточных депо. Рост концентрации кальция служит сигналом для усиления ионного транспорта и секреции воды. Одновременно с этим парасимпатическая стимуляция умеренно усиливает и экзоцитоз белков, в частности муцина.

Симпатический путь играет ключевую роль в секреции белковых компонентов, и в частности, альфа-амилазы. Как видно на схеме, норадреналин, высвобождаемый из симпатических нервных окончаний, связывается с β-адренорецепторами. Это запускает другой внутриклеточный мессенджер — циклический АМФ (цАМФ). Сигнальный каскад на основе цАМФ приводит к мощной и быстрой мобилизации секреторных гранул, содержащих альфа-амилазу, и их выбросу в просвет протока путем экзоцитоза.

Описанный механизм имеет важное практическое значение. Тот факт, что секреция альфа-амилазы напрямую управляется симпатической нервной системой, тесно связанной с реакцией на стресс, делает этот фермент идеальным неинвазивным биомаркером. Важно подчеркнуть, что активность альфа-амилазы в слюне может изменяться независимо от объема самой слюны, что повышает надежность этого показателя для оценки психофизиологического состояния организма. Таким образом, понимание клеточных основ секреции слюны открывает двери для разработки простых и эффективных методов диагностики уровня стресса. [32]