Effect of orthodontic forces on levels of enzymes in gingival crevicular fluid (GCF): A systematic review

ABSTRACT

Abstract Objective: Orthodontic force application releases multiple enzymes in gingival crevicular fluid (GCF) for activation, resorption, reversal, deposition of osseous elements and extracellular matrix degradation. The current systematic review critically evaluated all existing evidence on enzymes in orthodontic tooth movement. Methods: Literature was searched with predetermined search strategy on electronic databases (PubMed, Scopus, Embase), along with hand search. Results: Initial search identified 652 studies, shortlisted to 52 studies based on PRISMA. Quality assessment further led to final inclusion of 48 studies (13 moderately and 35 highly sensitive studies). Primary outcomes are significant upregulation in GCF levels of enzymes-aspartate aminotransferase (AST), alkaline phosphatase (ALP), matrix metalloproteinases (MMPs), lactate dehydrogenase (LDH), β-glucuronidase (βG), tartrate resistant acid phosphatase (TRAP), acid phosphatase (ACP) and down regulation in cathepsin B (Cb). Site specificity is shown by ALP, TRAP, AST, LDH, MMP9 with levels at compression site increasing earlier and in higher quantities compared with tension site. ALP levels are higher at tension site only in retention. A positive correlation of LDH, ALP and AST is also observed with increasing orthodontic force magnitude. Conclusions: A strong evidence of variation in enzymes (ALP, AST, ACP TRAP, LDH, MMPs, Cb) in GCF is found in association with different magnitude, stages and sites of orthodontic force application.

RESUMO

Resumo Objetivo: a aplicação da força ortodôntica libera múltiplas enzimas no fluído crevicular gengival (FCG), desencadeando a ativação, reabsorção, reversão, deposição de elementos ósseos e degradação da matriz extracelular. A presente revisão sistemática avaliou criticamente toda a evidência disponível sobre os níveis de enzimas durante a movimentação ortodôntica. Métodos: utilizando-se estratégias predeterminadas, foram realizadas buscas em bases de dados eletrônicas (PubMed, Scopus, Embase), sendo também feitas buscas manuais. Resultados: a busca inicial identificou 652 estudos e, com base nas diretrizes do PRISMA, foram selecionados 52 estudos. A avaliação qualitativa resultou na inclusão final de 48 estudos (13 estudos com moderada sensibilidade e 35 com alto nível de sensibilidade). Os desfechos primários foram o aumento significativo dos níveis no FCG das enzimas aspartato aminotransferase (AST), fosfatase alcalina (FA), metaloproteinases de matriz (MMPs), lactato desidrogenase (LDH), β-glucuronidase (βG), fosfatase ácido-resistente ao tartarato (TRAP), fosfatase ácida (FAC) e baixa regulação de catepsina B (Cb). Especificidade quanto ao local foi mostrada para FA, TRAP, AST, LDH e MMP9 com os níveis no lado de compressão aumentando mais rápido e em maiores quantidades, quando comparado ao lado de tensão. Os níveis de FA foram maiores no lado de tensão somente no período de contenção. Uma correlação positiva de LDH, FA e AST também foi observada à medida que a magnitude de força ortodôntica aumentou. Conclusões: há fortes evidências indicando que as variações nas enzimas (FA, AST, FAC, TRAP, LDH, MMPs, Cb) presentes no FCG estão associadas a diferentes magnitudes, estágios e locais de aplicação da força ortodôntica.