Επιδράσεις του σακχαρώδους διαβήτη Τύπου 1 στην αύξηση της κάτω γνάθου σε επιμύες με άσκηση διαφορετικής φόρτισης

Abstract

Mandibular growth is determined by the combined effect of systemic metabolic status and local mechanical (masticatory) loading. Type 1 diabetes mellitus is known to disrupt bone metabolism, while masticatory loading serves as a key stimulus for skeletal adaptation. The interaction between these two factors in mandibular growth has not been fully elucidated. Objective: The primary aim was to investigate whether significant differences exist in the morphological, quantitative, and qualitative characteristics of mandibular growth between experimentally diabetic and healthy rats. The secondary aim was to evaluate the effect of different masticatory loading (hard versus soft diet) on mandibular growth in both diabetic and non-diabetic animals. Materials and Methods: Twenty-four male Wistar rats aged 30 days were used, randomly allocated into four groups (n=6): diabetic with soft diet (DH), diabetic with hard diet (DS), control with soft diet (CH), and control with hard diet (CS). Type 1 diabetes was experimentally induced via intraperitoneal administration of streptozotocin. All animals underwent cone beam computed tomography (CBCT) at baseline and at the end of the 28-day experimental period, with linear morphometric measurements of the mandible. Following euthanasia, histological analysis was performed to assess condylar cartilage thickness and bone density. Statistical analysis included two-way ANOVA (factors: Diabetes × Diet), with non-parametric alternatives used where required, and a significance level of p<0.05.Results: Both diabetes and dietary consistency significantly affected mandibular growth, with a statistically significant interaction observed for most indices. Control animals fed a hard diet showed the greatest growth and the largest final dimensions, whereas the osteogenic response to hard diet was clearly reduced in diabetic rats. Under soft diet conditions, the differences between diabetic and non-diabetic animals were reduced or absent. Histological analysis confirmed that diabetes reduces bone density and the thickness of the developmental cartilage of the condyle, although no statistically significant interaction with the diet factor was found at the histological level. Conclusions: Type 1 diabetes mellitus limits both the rate and the final dimensions of mandibular growth, while also reducing the anabolic response to masticatory function. A hard diet acts as a strong osteogenic stimulus, but its effect is diminished under conditions of metabolic disturbance. These findings highlight the importance of adequate metabolic control and functional (masticatory) stimulation for normal craniofacial growth, with possible implications for the management of growth disturbances in children and adolescents with diabetes mellitus.

Η ανάπτυξη της κάτω γνάθου καθορίζεται από τη συνδυασμένη επίδραση της συστηματικής μεταβολικής κατάστασης και της τοπικής μηχανικής (μασητικής) φόρτισης. Ο σακχαρώδης διαβήτης τύπου 1 είναι γνωστό ότι διαταράσσει τον οστικό μεταβολισμό, ενώ η μασητική φόρτιση αποτελεί βασικό ερέθισμα για τη σκελετική προσαρμογή. Η αλληλεπίδραση των δύο αυτών παραγόντων στην ανάπτυξη της κάτω γνάθου δεν έχει πλήρως διευκρινιστεί. Σκοπός: Πρωτεύων στόχος ήταν η διερεύνηση της ύπαρξης σημαντικών διαφορών στα μορφολογικά, ποσοτικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά ανάπτυξης της κάτω γνάθου μεταξύ πειραματικά διαβητικών και υγιών επίμυων. Δευτερεύων στόχος ήταν η αξιολόγηση της επίδρασης διαφορετικής μασητικής φόρτισης (σκληρή έναντι μαλακής τροφής) στην ανάπτυξη της κάτω γνάθου, τόσο στα διαβητικά όσο και στα μη διαβητικά ζώα. Υλικά και Μέθοδοι: Χρησιμοποιήθηκαν 24 αρσενικοί επίμυες Wistar ηλικίας 30 ημερών, οι οποίοι κατανεμήθηκαν τυχαία σε τέσσερις ομάδες (n=6): διαβητικοί με μαλακή τροφή (DH), διαβητικοί με σκληρή τροφή (DS), μάρτυρες με μαλακή τροφή (CH) και μάρτυρες με σκληρή τροφή (CS). Ο διαβήτης τύπου 1 προκλήθηκε πειραματικά με ενδοπεριτοναϊκή χορήγηση στρεπτοζοτοκίνης. Όλα τα ζώα υποβλήθηκαν σε αξονική τομογραφία κωνικής δέσμης (CBCT) στην έναρξη και στο τέλος της 28ήμερης πειραματικής περιόδου, με γραμμικές μορφομετρικές μετρήσεις της κάτω γνάθου. Μετά την ευθανασία πραγματοποιήθηκε ιστολογική ανάλυση του πάχους του κονδυλικού χόνδρου και της οστικής πυκνότητας. Η στατιστική ανάλυση περιλάμβανε δίπλευρη ANOVA (παράγοντες Διαβήτης × Τροφή), με μη παραμετρικές εναλλακτικές όπου απαιτούνταν, και επίπεδο σημαντικότητας p<0.05.Αποτελέσματα: Τόσο ο διαβήτης όσο και η σύσταση της τροφής επηρέασαν σημαντικά την ανάπτυξη της κάτω γνάθου, με στατιστικά σημαντική αλληλεπίδραση στους περισσότερους δείκτες. Οι μάρτυρες με σκληρή τροφή παρουσίασαν τη μεγαλύτερη αύξηση και τις μεγαλύτερες τελικές διαστάσεις, ενώ η οστεογενετική απόκριση στη σκληρή τροφή ήταν σαφώς μειωμένη στους διαβητικούς επίμυες. Υπό συνθήκες μαλακής τροφής, οι διαφορές μεταξύ διαβητικών και μη μειώνονταν ή εξαφανίζονταν. Η ιστολογική ανάλυση επιβεβαίωσε ότι ο διαβήτης μειώνει την οστική πυκνότητα και το πάχος του αναπτυξιακού χόνδρου του κονδύλου, χωρίς όμως στατιστικά σημαντική αλληλεπίδραση με τον παράγοντα τροφής σε ιστολογικό επίπεδο. Συμπεράσματα: Ο σακχαρώδης διαβήτης τύπου 1 περιορίζει τόσο τον ρυθμό όσο και τις τελικές διαστάσεις ανάπτυξης της κάτω γνάθου, μειώνοντας παράλληλα την αναβολική απόκριση στη μασητική λειτουργία. Η σκληρή τροφή αποτελεί ισχυρό οστεογενετικό ερέθισμα, η δράση του οποίου όμως εξασθενεί υπό συνθήκες μεταβολικής διαταραχής. Τα ευρήματα υπογραμμίζουν τη σημασία του επαρκούς μεταβολικού ελέγχου και της λειτουργικής (μασητικής) διέγερσης για τη φυσιολογική κρανιοπροσωπική ανάπτυξη, με πιθανές προεκτάσεις στη διαχείριση διαταραχών ανάπτυξης σε παιδιά και εφήβους με σακχαρώδη διαβήτη.