CC BY
13
УДК 613.98+616.31+577.24
ОСОБЕННОСТИ ЭКСПРЕССИИ ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИ ЗНАЧИМЫХ СИГНАЛЬНЫХ МОЛЕКУЛ У ПАЦИЕНТОВ ПОЖИЛОГО И СТАРЧЕСКОГО ВОЗРАСТА С ХРОНИЧЕСКИМ ГЕНЕРАЛИЗОВАННЫМ ПАРОДОНТИТОМ
1 112 О.А. Янова , Н.И. Трифонов , Д.С. Медведев , В.О. Полякова
1 Санкт-Петербургский институт биорегуляции и геронтологии, Россия
2 ФГБНУ «Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии имени Д.О. Отта», Санкт-Петербург, Россия
Цель исследования. Уточнить представления о молекулярных механизмах развития хронического генерализованного пародонтита у пациентов пожилого и старческого возраста на основе выявления особенностей экспрессии сигнальных молекул. Материал и методы. Представлены собственные данные об экспрессии патогенетически значимых сигнальных молекул (простагландина Е2; провоспалительных цитокинов TNF-a, ^-1, ^-6, ^-8, ^-18; проапоптотического белка р53; фактора клеточной пролиферации Ю67; убиквитинподобного белка ISG15) у пациентов пожилого и старческого возраста с хроническим генерализованным пародонтитом. Результаты. Проведен сравнительный анализ показателей экспрессии оцениваемых сигнальных молекул у лиц пожилого и старческого возраста с хроническим генерализованным пародонтитом средней степени тяжести с частыми обострениями и соответствующих показателей у лиц пожилого возраста с хроническим генерализованным пародонтитом в стадии длительной устойчивой ремиссии. Заключение. Оказалось, что течение хронического генерализованного пародонти-та у пациентов пожилого и старческого возраста с частым обострением характеризуется высоким уровнем показателей цитокиновой регуляции клеточного иммунитета, высокими уровнями экспрессии простагладина E2, провоспалительных цитокинов TNF-a, ^-1, ^-6, ^-8, ^-18 и дисбалансом процессов клеточного обновления в щечном эпителии в сторону апоптоза.
Ключевые слова: хронический генерализованный пародонтит, простагландин Е2, провоспалительные цитокины, сигнальные молекулы, пожилой и старческий возраст
Авторы заявляют об отсутствии возможных конфликтов интересов
FEATURES OF THE EXPRESSION OF PATHOGENETICALLY IMPORTANT SIGNALING MOLECULES IN PATIENTS OF ELDERLY AND SENILE AGE WITH CHRONIC GENERALIZED PERIODONTITIS
O.A. Yanova 1, N.I. Trifonov1, D.S. Medvedev1, V.O. Polyakova2
1 St. Petersburg Institute of Bioregulation and gerontology, Russia
2
FSBI «Research Institute of obstetrics, gynecology and reproduction, named after D.O. Ott», St. Petersburg, Russia
Objective. Clarify ideas about the molecular mechanisms of chronic generalized periodontitis in patients with middle and old age by identifying features of expression of signaling molecules
Material and methods. The article presents data on the expression of pathogenetically important signaling molecules (prostaglandin E2; Pro-inflammatory cytokines TNF-a, IL-1, IL-6, IL-8, IL-18; Pro-apoptotic protein p53; cell proliferation factor Ki67; ubiq-uitin-like protein ISG15) in patients of elderly and senile age with chronic generalized periodontitis.
Results. A comparative analysis between the indicators evaluate the expression of signaling molecules in elderly and senile age with chronic generalized periodontitis of moderate severity with frequent exacerbations and related indicators in the elderly with chronic generalized periodontitis in the stage of stable remission for a long period. Conclusion. It is shown that for chronic generalized periodontitis in patients of elderly and senile age with frequent exacerbations characterized by high levels of indicators of cytokine regulation of cell-mediated immunity, high levels of expression of prostaglandin E2, a proinflammatory cytokines TNF-a, IL-1, IL-6, IL-8, IL-18 and an imbalance of the processes of cell renewal in mucosal epithelium in the direction of apoptosis. Key words: chronic generalized periodontitis, prostaglandin E2, and proinflammatory cytokines, signaling molecules, elderly and senile age
Высокая распространенность заболеваний пародонта и их склонность к прогрессированию, а также воздействие множества различных факторов на жевательный аппарат и организм в целом позволяют отнести эту патологию к числу актуальных проблем современной медицины. Распространенность воспалительных заболеваний пародонта у людей пожилого возраста, по данным целого ряда исследований, составляет более 95% [1].
Воспаление тканей пародонта у пожилых пациентов усугубляется множеством факторов, к которым относятся соматические заболевания и сам процесс старения (Орехова Л.Ю., Чу-рилов Л.П., Строев Ю.И., Александрова А.А., 2010). Возрастные изменения существенно снижают резистентность опорно-удерживающего аппарата зуба к развитию воспалительных заболеваний пародонта, усугубляя их течение [2].
Этиология и патогенез изменения тканей пародонта до конца не изучены, что определяет невысокую эффективность консервативной терапии и профилактики воспалительных заболеваний пародонта, особенно у лиц старших возрастных групп [3].
В настоящее время установлена важная роль простагландина Е2, про- и противовоспалительных цитокинов в патогенезе хронического генерализованного пародонтита. Однако взаимосвязь
Authors declarelack of the possible conflictsof intersts.
между различными медиаторами воспалительно-деструктивного процесса в пародонте изучены недостаточно [4].
Цель исследования — уточненить представления о молекулярных механизмах развития хронического генерализованного пародонтита у пациентов пожилого и старческого возраста, определив особенности экспрессии сигнальных молекул в тканях ротовой полости.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Для достижения поставленной цели были сформированы 3 группы обследуемых. Группу «условно здоровых» (группа 1) составили 26 пациентов пожилого возраста (от 60 до 69 лет, средний возраст 63,2 ± 2,1 года) мужчин — 14, женщин — 12 с хроническим генерализованным пародонтитом в стадии длительной устойчивой ремиссии (отсутствие обострения более 3 лет), поступивших в клинику кафедры кардиохирургии и кардиологии ФПК и ППС ГБОУ ВПО Кубанский государственный медицинский университет Минздрава России по поводу клинических проявлений ишемической болезни сердца: стабильная стенокардия напряжения I—II функционального класса, хроническая сердечная недостаточность IIA стадии, гипертоническая болезнь I—II стадии. Пациенты контрольной группы получали общую терапию сердечно-сосудистой патологии (нитраты, Р-блокаторы, ингибиторы АПФ, дезагреганты, антагонисты кальция, ноотропы, ангиопротекторы).
Группы лиц пожилого (группа 2) и старческого возраста (группа 3) составили пациенты, проходившие плановое лечение по поводу хронического генерализованного пародонтита средней степени тяжести с частым обострением (более 2 раз в год) в клинике при кафедре ортопедической стоматологии ГБОУ ВПО Кубанский государственный медицинский университет Минздрава России: 22 пациента пожилого возраста (от 60 до 69 лет, средний возраст 65,2 ± 2,3 года), мужчин — 10, женщин — 12) и 23 пациента старческого возраста (от 75 до 89 лет, средний возраст 78,4 ± 2,5 года), мужчин — 12, женщины).
У обследуемых всех групп был проведен имму-ногистохимический анализ экспрессии сигнальных молекул:простагладина Е2; провоспалительных ци-токинов ТОТ-а, ¡Ь-1, ¡Ь-6, ¡Ь-8, ¡Ь-18; проапоп-тотического протеина р53; фактора пролиферации клеток К167; убиквитиноподобного белка ¡8015 [5].
Выбор указанных сигнальных молекул был обусловлен конкретным спектром их действия. Проста-гландин Е2 играет важную роль в развитии воспалительных заболеваний пародонта, обусловливая нарушения микроциркуляции и метаболизма в тканях пародонта.
TNF-а — основной индуктор острой фазы воспалительного процесса в организме, в том числе и в па-родонте. ТОТ-а и ¡Ь-1 вовлечены в различные патогенетические звенья деструкции костной ткани: с одной стороны, активируя деятельность остеокластов, а с другой — подавляя выживаемость и функциональную активность остеобластов.
¡Ь-1 участвует практически во всех реакциях иммунного ответа, играет ключевую роль в развитии воспаления, стимулирует выработку эндотелиальны-ми клетками адгезивных молекул, что способствует прикреплению полиморфно-ядерных гранулоцитов и моноцитов, а также мобилизации этих клеток в очаг воспаления.
¡Ь-6 активирует дифференциацию В-клеток на плазматические клетки с выработкой ^0, который способствует фиксированию комплемента. Основной биологический эффект ¡Ь-8 — индукция хемотаксиса нейтрофилов, эозинофилов, базофилов и других клеток системы иммунитета.
Провоспалительный цитокин ¡Ь-18 стимулирует продукцию молекул адгезии, которые участвуют в механизмах клеточной миграции, что имеет значение как в формировании иммунного ответа, так и в патогенезе некоторых заболеваний, стимулирует продукцию №N-7, TNF-a, ¡Ь-1 и других факторов, связанных с активацией клеточного иммунитета.
Убиквитиноподобный белок ¡8015 участвует в специфических иммунных реакциях, регулируя син-
тез №^а,-Р,-у. При повышении уровня ¡8015 снижается синтез №^а,-Р и повышается синтез №N-7, активируя клеточный иммунитет [5].
Для оценки процессов клеточного обновления были выбраны транскрипционные факторы К167 и р53.
Затем был проведен сравнительный анализ показателей экспрессии оцениваемых сигнальных молекул в группах.
В качестве объекта исследования был выбран буккальный (щечный) эпителий (БЭ). Поскольку БЭ может рассматриваться в качестве доступного биологического материала для прижизненных мо-лекулярно-клеточных исследований, позволяющих диагностировать ускоренное старение и возрастную патологию, было проведено иммуноцитохимическое исследование ряда сигнальных молекул — маркеров функционального состояния слизистой оболочки щеки и гомеостаза организма в целом. Все полученные данные подвергали морфометрической и статистической обработке.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
При объективном обследовании пациентов старших возрастных групп, проходивших лечение по поводу хронического генерализованного пародонтита, выявлено: в 100% случаев частичное отсутствие зубов и наличие несъемных ортопедических конструкций, состояние которых было более чем в 50% случаев неудовлетворительным. У всех больных отмечены кариес зубов разной локализации и степень тяжести, нади поддесневые отложения, подвижность зубов 1—11 степени, конвергенция зубов в сторону отсутствующих, нарушение окклюзии. В зонах выраженных воспалительно-деструктивных изменений отмечались гиперемия, отек десны, рыхлость, пастозность, отслоение десневого края от поверхности зубов, разрастание грануляционной ткани из пародонтальных карманов. В местах воспаления наблюдалась кровоточивость.
По показателю экспрессии простагландина Е2 отмечены достоверные (р < 0,05) различия между всеми группами. В культуре клеток БЭ в группе 2 площадь экспрессии простагландина Е2 составила 2,76 ± 0,18%, у людей старческого возраста — 3,99 ± 0,23% (группа 3), в группе 1 — 0,03 ± 0,005%.
По показателю экспрессии ТОТ-а между группами 2 и 3 достоверных различий не выявлено, обнаружены достоверные (р < 0,05) различия между группами 2, 3 и группой 1. В куль-
туре клеток БЭ в группе 2 площадь экспрессии ТОТ-а составила 5,04 ± 0,26%, в группе 3 — 5,16 ± 0,29%, в группе 1 - 0,025 ± 0,003%.
По показателю экспрессии 1Ь-1 выявлены достоверные (р < 0,05) различия между всеми оцениваемыми группами. Площадь экспрессии у лиц группы 2 составила 2,11 ± 0,14%, а у лиц группы 3 — 3,24 ± 0,22%. При этом у лиц группы 1 — 0,43 ± 0,07%.
По показателю экспрессии 1Ь-6 между группами 2 и 3 достоверных различий не выявлено, обнаружены достоверные (р < 0,05) различия между группами 2, 3 и группой 1. В культуре клеток БЭ (в группе 2) площадь экспрессии 1Ь-6 составила 2,06 ± 0,18%, у людей группы 3 — 2,06 ± 0,19%. При этом у «условно здоровых» (группа 1) этот показатель составил 0,67 ± 0,08%.
По показателю экспрессии 1Ь-8 между группами 2 и 3 достоверных различий не выявлено, обнаружены достоверные (р < 0,05) различия между группами 2, 3 и группой 1. В культуре клеток БЭ (в группе 2) площадь экспрессии 1Ь-8 составила 1,55 ± 0,16%, в группе 3 — 1,58 ± 0,13%, в группе 1 — 0,37 ± 0,06%.
По показателю экспрессии 1Ь-18 обнаружены достоверные (р < 0,05) различия между группами 2,3 и группой 1. Площадь экспрессии в группе 2 составила 2,10 ± 0,14%, в группе 3 — 2,78 ± 0,12%, в группе 1 — 0,52 ± 0,06%.
По показателю экспрессии р53 обнаружены достоверные (р < 0,05) различия между группами 2,3 и группой 1. В культуре клеток БЭ в группе 2 площадь экспрессии р53 составила 1,99 ± 0,12%, в группе 3 — 2,11 ± 0,24%, в группе 1 — 1,65 ± 0,12%.
По показателю экспрессии К167 между всеми группами достоверных (р < 0,05) различий не выявлено. В культуре клеток БЭ группы 2 площадь экспрессии К167 составила 4,74 ± 0,25%, в группе 3 — 4,86 ± 0,29%, в группе 1 — 4,70 ± 0,23%.
По показателю экспрессии 1БС15 между группами 2 и 3 достоверных различий не выявлено, обнаружены достоверные (р < 0,05) различия между группами 2, 3 и группой 1. В культуре клеток БЭ группы 2 площадь экспрессии 1БС15 составила 5,04 ± 0,26%, в группе 3 — 5,16 ± 0,29%, в группе 1 — 0,40 ± 0,07%.
ВЫВОДЫ
1. У лиц пожилого и старческого возраста с хроническим генерализованным пародонтитом средней степени тяжести с частыми обострениями по сравнению с лицами пожилого возраста с хроническим генерализованным пародонтитом в стадии длительной устойчивой ремиссии наблюдается значимое увеличение экспрессии провос-палительных сигнальных молекул: простаглан-дина Е2 в среднем в 92—133 раза, TNF-a — в среднем в 206-216 раз; IL-1, IL-6, IL-8, IL-18 - в среднем в 2,5-6 раз.
2. Хронический генерализованный пародон-тит средней степени тяжести с частыми обострениями у пациентов пожилого и старческого возраста характеризуется высокой активностью ци-токиновой регуляции клеточного иммунитета, что подтверждается достоверно (p < 0,05) более высоким уровнем экспрессии провоспалительно-го цитокина IL-18 и убиквитиноподобного белка ISG15 в сочетании с высокими уровнем экспрессии TNF-a, IL-1, IL-8 по сравнению с соответствующими показателями у лиц пожилого возраста с хроническим генерализованным пародонти-том в стадии длительной устойчивой ремиссии.
3. Достоверно (p < 0,05) более высокий уровень экспрессии проапоптотического белка р53 и отсутствие различий по уровню экспрессии фактора клеточной пролиферации Ki67 у пациентов пожилого и старческого возраста с хроническим генерализованным пародонтитом средней степени тяжести с частыми обострениями по сравнению с соответствующими показателями у лиц пожилого возраста с хроническим генерализованным пародонтитом в стадии длительной устойчивой ремиссии свидетельствует о дисбалансе процессов клеточного обновления в буккальном эпителии в сторону апоптоза.
ЛИТЕРАТУРА
1. Аболмасов Н.Н. Стратегия и тактика профилактики заболеваний пародонта. Стоматология. 2003; 4: 34-39.
2. Иорданишвили А.К., Солдатов С.В., Москалев А.В., Солдатова Л.Н., Рыжак Г.А. Методические подходы к лечению хронического генерализованного пародонтита у людей пожилого и старческого возраста. Успехи геронтологии. 2011; 24 (3): 515-520.
3. Иорданишвили А.К., Солдатов С.В., Москалев А.В., Солдатова Л.Н., Рыжак Г.А. Характеристика микробиоценоза пародонтальных карманов и иммунного го-
меостаза пациентов пожилого и старческого возраста с хроническим генерализованным пародонтитом. Успехи геронтологии. 2011: 24 (4): 685-691.
4. Карпенко И.Н., Булкина Н.В., Понукалина Е.В. Современные представления об этиологии и патогенезе быстропрогрессирующего пародонтита. Архив патологии. 2009. 71 (1): 71.
5. Zhang X. et al. Human intracellular ISG15 prevents inter-feron-a/b over-amplification and auto-inflammation. Nature. 2015; 517: 89-93.
Поступила 20.01.2015 Принята к опубликованию 10.07.2016
REFERENCES
1. Abolmasov H.H. Strategy and tactics of prevention paro-donta. Stomatologiya diseases. 2003; 4: 34-39. (In Russ.)
2. Iordanishvili A.K., Soldatov S.V., Moskalev A.V., Solda-tov L.N., Ryzhak G.A. Methodological approaches to the treatment of chronic generalized periodontitis in elderly and senile age. The successes of gerontology. 2011; 24 (3): 515-520. (In Russ.)
3. Iordanishvili A.K., Soldatov S.V., Moskalev A.V., Soldatov L.N., Ryzhak G.A. Feature microbiocenosis perio-dontal pockets and immune homeostasis of patients of elderly and senile age with chronic generalized periodontitis. The successes of gerontology. 2011: 24 (4): 685-691. (In Russ.)
4. Karpenko I.N., Bulkin N.V., Ponukalina E.V. Current
concepts of etiology and pathogenesis of rapidly progressive periodontitis. Archives of Pathology. 2009. 71 (1): 71. (In Russ.)
5. Zhang X. et al. Human intracellular ISG15 prevents inter-feron-a/b over-amplification and auto-inflammation. Nature. 2015; 517: 89-93.
Received 20.01.2015 Accepted 10.07.2016
Сведения об авторах
Янова Ольга Алексеевна — научный сотрудник лаборатории восстановительного лечения и реабилитации Санкт-Петербургского института биорегуляции и геронтологии. Тел.: +7 (911)297-14-79. E-mail: olgaalekseevnaia@yandex.ru.
Трифонов Николай Игоревич — научный сотрудник лаборатории восстановительного лечения и реабилитации Санкт-Петербургского института биорегуляции и геронтологии. Тел. +7(911)139-30-73. E-mail: rsc-ide@yandex.ru.
Медведев Дмитрий Станиславович — д.м.н., доцент, заведующий лабораторией восстановительного лечения и реабилитации Санкт-Петербургского института биорегуляции и геронтологии. Тел.: +7(911)098-22-85. E-mail: rsc-ide@yandex.ru.
Полякова Виктория Олеговна — доктор биологических наук, профессор, руководитель лаборатории клеточной биологии отдела патоморфологии Научно-исследовательского института акушерства, гинекологии и репро-дуктологии имени Д.О. Отта. Тел.: +7(911)921-08-49. E-mail: rsc-ide@yandex.ru.
About the authors
Yanova O.A. — Researcher, Laboratory of restorative treatment and rehabilitation of the St. Petersburg Institute of Bio-regulation and Gerontology. Tel.: +7(911)297-14-79. E-mail: olgaalekseevnaia@yandex.ru.
Trifonov N.I. — Researcher, Laboratory of restorative treatment and rehabilitation of the St. Petersburg Institute of Bio-regulation and Gerontology. Tel.: +7(911)139-30-73. E-mail: rsc-ide@yandex.ru.
Medvedev D.S. — Doctor of Medical Sciences, Associate Professor, Head of Laboratory of restorative treatment and rehabilitation of the St. Petersburg Institute of Bio-regulation and Gerontology. Tel.: +7(911)098-22-85. E-mail: rsc-ide@yandex.ru.
Polyakova V.O. — Doctor of Biological Sciences, Professor, Department of Cell Biology rukovoditel laboratorii Pathomorphology Research Institute of Obstetrics, Gynecology ireproduktologii behalf DO Otte. Tel.: +7(911)921-08-49. E-mail: rsc-ide@yandex.ru.
