CC BY
46
ПРОДУКЦИЯ ЦИТОКИНОВ ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ ПАРОДОНТИТЕ
Парахонский Александр Павлович
Канд. мед. наук, Зав. Курсом общей и клинической патофизиологии, Кубанский медицинский институт, г. Краснодар
Перова Наталья Юрьевна
Канд. мед. наук, Зав. Кафедрой стоматологии, Кубанский медицинский институт, г. Краснодар
АННОТАЦИЯ
Рассмотрены этапы воспалительного ответа и повреждения тканей пародонта, что определяется балансом цитокинов. Проведено определение содержания цитокинов в десневой жидкости и сыворотке крови у пациентов с хроническим генерализованным пародонтитом и их роли в патогенезе этого заболевания. Установлено, что гипериммунные ответы на пародонтопатогенные микроорганизмы приводят к разрушению соединительной ткани и альвеолярной кости. Приведены результаты определения содержания цитокинов в десневой жидкости и сыворотке крови у пациентов с хроническим генерализованным пародонтитом. Заключено, что развитие пародонтита сопровождается дисбалансом цитокиновой системы. ABSTRACT
Describes the stages of the inflammatory response and tissue damage of the periodontium, which is determined by the balance of cytokines. Estimation of cytokines in gingival _ fluid and serum in patients with chronic generalized periodontitis and their role in the pathogenesis of this disease. It is established that hyperimmune responses to periodontopathogenic microorganisms lead to the destruction of connective tissue and alveolar bone. The results of determining the content ofcytokines in gingival fluid and serum in patients with chronic generalized periodontitis. It is concluded that the development of periodontitis is accompanied by an imbalance in the cytokine system.
Ключевые слова: пародонтит, инфекция, воспаление, иммунитет, цитокины, остеокластогенез.
Key words: periodontitis, infection, inflammation, immunity, cytokines, osteoclastogenesis.
Воспалительные заболевания пародонта - одна из острейших проблем современной стоматологии, что связано с их широкой распространённостью в мире. В структуре болезней пародонта воспалительные заболевания, такие как пародонтит и гингивит, занимают ведущее место в возрастной группе 40-50 лет, в то время как в более старших группах превалируют заболевания смешанной формы - пародонтозы с явлениями воспаления десневого края. По данным доклада научной группы ВОЗ, где обобщены результаты обследования населения 53 стран, уровень заболеваний пародонта в группе старше 40 лет составляет 65-98%. Эти данные дают чёткое представление о нуждаемости населения в эффективном лечении пародонтита. Современные представления об этиологии и патогенезе пародонтита основываются на двух основных факторах: бактериальная колонизация и нарушение местных и общих иммунных механизмов макроорганизма. К последним можно отнести сенсибилизацию макроорганизма на антигены, продуцируемые некоторыми видами патогенных микроорганизмов. Но количество патогенной микрофлоры не всегда коррелирует с тяжестью процесса и степенью деструкции костной ткани, а также с возрастом больного и сопутствующими заболеваниями внутренних органов.
Пародонтит - воспаление тканей пародонта, характеризующееся прогрессирующей деструкцией костной ткани. Для него характерны все признаки воспаления (гиперемия, боль, отёчность, нарушение функции). В основе этих проявлений лежат нарушения барьерной функции пародонта и иммунологической реактивности организма. Медико-социальная значимость воспалительных заболеваний пародонта определяется их распространённостью среди населения, преждевременной потерей интактных зубов, наличием очагов хронической инфекции в полости рта, что в конечном итоге ведёт к снижению качества жизни населения. Частота возникновения воспалительных заболеваний пародонта, несмотря на успехи теоретической и практической стоматологии, растёт, равно, как и снижается возрастной порог заболеваемости пародонтитом.
Пародонтит заслуженно считается полиэтиологическим заболеванием, нуждающимся в комплексном лечении. В последнее время многие авторы стали уделять внимание наличию фоновой патологии и степени её компенсации (заболевания желудочно-кишечного тракта, гипертоническая болезнь различной степени тяжести, сахарный диабет, патология щитовидной железы и др.), что, безусловно, положительно отразилось на эффективности лечения пародонтита, так как изменился сам подход к лечению. Доказана существенная роль клеточных медиаторов иммунных реакций (цитокинов) в регуляции иммунного ответа. Нарушение их синтеза, продукции и рецепции лежит в основе многих иммунопатологических процессов, в том числе и при пародонтите [4]. Цитокины обладают исключительной биологической активностью. Спектр их действия является активирующим, включающим каскад иммунопатологических реакций: активация лимфоцитарного звена иммунитета, пролиферация и диф-ференцировка Т- и В-лимфоцитов, усиление цитотоксич-ности, продукция иммуноглобулинов, повышение функциональной активности нейтрофилов, остеокластов, фибробластов, усиление фагоцитоза, резорбции кости и активация фибропластических процессов. Эффекты всех цитокинов зависят от микроокружения, клеток-мишеней, взаимодействия с синергическими или антагонистическими цитокинами с ингибиторами цитокинов. Особая роль отводится так называемым провоспалительным ци-токинам, играющим ключевую роль в развитии иммунопатологии при пародонтите, развитии воспалительных и деструктивных процессов. Вместе с тем множественность функций цитокинов может иметь значение и в регуляции репаративных процессов в организме, в том числе и остео-генеза [1, 2].
По современным представлениям, основными патогенетическими звеньями развития генерализованного пародонтита является сочетание факторов общего и местного значения на фоне изменённой реактивности организма. Преобладающее действие отводится микроорганизмам зубной бляшки и возникающему в ответ на выработку эндо- и экзотоксинов иммунному ответу организма, изменяющему реактивность макроорганизма, в
частности нарушение барьерной функции пародонта. Эндотоксины микроорганизмов приводят в действие такие эффекторные системы, как комплемент, кинины и другие медиаторы иммунитета, то есть активируют неспецифическую защиту организма. Помимо этого, полиморфно-ядерные лейкоциты, скапливаясь в области воспаления, привлекают к области поражения иммунокомпетентные клетки, вырабатывающие антитела.
Перераспределение иммунокомпетентных клеток, выражающееся снижением содержания Т-лимфоцитов в венозной крови и увеличением количества Т- и В-лимфо-цитов в капиллярной крови пародонта, косвенно указывает на участие Т- и В-клеточных звеньев иммунной системы в патогенезе пародонтита. Таким образом, участие иммунной системы в патогенезе развития пародонтита несомненно, что делает изучение иммунных показателей и изменения их уровней необходимым в обследовании и комплексном лечении пародонтита.
В последние два десятилетия учёные сосредоточились на роли бактериальной инфекции, как наиболее значимому фактору развития пародонтита. На сегодняшний день есть отчётливое подтверждение того, что при паро-донтите в патологический процесс вовлекаются как врождённый, так и приобретённый иммунные ответы. Местная реакция на бактериальную инфекцию активирует врождённый иммунитет, вырабатывая большое количество ци-токинов и медиаторов воспаления, которые приводят к разрушению соединительной ткани и альвеолярного отростка челюсти, что указывает на развитие пародонтита [6].
Воспаление развивается через 2-4 сутки после скопления налёта в десневой борозде. На этом этапе происходит повышение гидростатического давления в микроцир-куляторном русле, что приводит к повышенной проницаемости сосудов. Поскольку сохраняется воздействие микроорганизмов, воспалительный ответ продолжает нарастать, усиливается инфильтрация лейкоцитами соединительной ткани, происходит выраженная деструкция коллагеновых волокон. Пародонтальный карман за счёт роста биоплёнки в анаэробной среде углубляется [6]. Этот процесс приводит к повреждению тканей пародонта.
Предполагается, что развитие заболевания связано с сочетанием нескольких факторов: наличием пародонто-патогенных микроорганизмов, высоким уровнем провос-палительных цитокинов, матричных металлопротеиназ (ММП), низким уровнем IL-10 [5]. Согласно этой концепции, баланс цитокинов определяет, происходит ли разрушение тканей пародонта или поддерживается гомеостаз. Роль пародонтопатогенных микроорганизмов в определении прогрессирования данного заболевания является весьма сложной. Пародонтит не связан с наличием одного определённого микроорганизма, а включает в себя широкий спектр пародонтопатогенов. Многочисленные работы, связанные с изучением состава биоплёнки у пациентов с пародонтитом, показали, что заболевания пародонта связано с более высоким содержанием анаэробных гра-мотрицательных микроорганизмов, таких, как Prevotella, Leptotrichia, Veillonella, Porfiromonas, Treponema. Данные микроорганизмы разрушают ткани пародонта непосредственно через такие патогенные продукты, как эндотоксины, коллагеназы, вызывая иммунный ответ [8].
Первым неоспоримым доказательством того, что это играет важную роль в развитии пародонтита в 1985 г. было продемонстрировано на гончих собаках учёными R.C. Williams, M.K. Jeffcoat, M.L. Kaplan, которые, используя мощный ингибитор циклооксигеназы, сократили
потерю костной ткани [9]. Затем было показано, что инги-бирование IL-1 и TNF-a снижает количество моноцитов и лимфоцитов, что приводит к снижению резорбции костной ткани [3].
Работы последних лет подтвердили гипотезу о том, что цитокины являются неотъемлемой частью развития заболеваний пародонта. Одним из важнейших компонентов цитокинового ответа являются Toll-Like Receptors (TLRs), играющие роль в первичном обнаружении микроорганизмов на слизистой оболочке полости рта. Их активация приводит к продуцированию каскада цитокинов, многие из которых прямо или косвенно стимулируют образование остеокластов [7].
Цель исследования - определение содержания цитокинов в десневой жидкости и сыворотке крови у пациентов с хроническим генерализованным пародонтитом и их роли в патогенезе этого заболевания.
Материалы и методы. Исследования проведены на 87 пациентах в возрасте от 35-55 лет, страдающих заболеваниями пародонта. В сыворотке периферической крови и десневой жидкости определяли содержание следующих цитокинов: TNF-a, IFN-y, IL-17, IL-18, IL-4, IL-10, sRANKL и OPG. Исследования проводили методом твёр-дофазного ИФА с помощью соответствующих коммерческих тест-систем («Вектор-Бест», Россия). До начала исследования образцы транспортировали в изотермических условиях при температуре 18-23°С. Анализ содержания цитокинов IFN-y, IFN-a, IL-4, IL-10 и TNF-a проводили с помощью коммерческих наборов производства компании «Протеиновый контур» (Санкт-Петербург, РФ) для постановки твёрдофазного иммуноферментного анализа.
Результаты и обсуждение. Результаты исследований провоспалительных цитокинов TNF-a, IFN-y, IL-18, IL-17 показали, что наибольший уровень в десневой жидкости определяется по содержанию TNF-a, который достигает 268±37,16 пкг/мл и превосходит таковой у практически здоровых лиц более чем в 7 раз. Содержание же других провоспалительных цитокинов - IL-18, IL-17 и IFN-y в десневой жидкости больных хроническим пародонтитом (ХП) выше, чем у контрольных лиц, в 2-1,6 раза соответственно.
Наряду с этим содержание противовоспалительного цитокина - IL-4 в десневой жидкости при ХП составило 1,92±1,3 пкг/мл, что более чем в 6,6 раза ниже, чем у практически здоровых лиц, содержание IL-10 определяется на уровне 1,36±0,92 пкг/мл, что в 2 раза ниже его содержания в десневой жидкости контрольных лиц. В десневой жидкости пародонтального кармана пациентов ХГП определялось также повышенное содержание цитокинов sRANKL и OPG, непосредственно участвующих в остеокластогенезе, которое составило 15,2±2,3 пкг/мл и 7,5±0,3 пкг/мл, что почти в 5 раз и в 2 раза соответственно выше этих показателей у практически здоровых людей. Вместе с тем, индекс соотношения sRANKL/OPG больных ХП в десневой жидкости в 2 раза выше (2,02), чем у лиц контрольной группы (0,95).
Таким образом, в десневой жидкости больных ХП повышено содержание провоспалительных цитокинов в последовательности THF-a > IL-18 > IL-17 > IFN-y и снижено относительно нормы содержание противовоспалительных цитокинов в последовательности IL-4 < IL-10. Кроме того, между содержанием в десневой жидкости больных ХП TNF-a (268±37,16 пкг/мл) и IL-4 (1,92±1,3 пкг/мл) прослеживается обратно пропорциональная зависимость с коэффициентом в 139,5 по сравнению с практически здоровыми (TNF-a = 36,3±2,95, IL-4 = 12,7±3,2 пкг/мл) у которых этот коэффициент составляет только
2,8. Индекс соотношения цитокинов, определяющих остеокластогенез sRANKL/OPG у больных ХГП (15,2±2,3 пкг/мл и 7,5±0,3 пкг/мл соответственно) превосходит таковой в норме (3,15±0,5 пкг/мл и 3,3±0,85 пкг/мл соответственно) в 2 раза.
Результаты исследований показали, что наибольший уровень в сыворотке крови больных ХП определяется по содержанию TNF-a и IL-17, которое превышает таковое у практически здоровых в 10 и 8,5 раз и составляют 5,0±1,2 пкг/мл и 17,1±2,3 пкг/мл соответственно. Содержание IFN-y и IL-18 составляло 2,92±2,3 пкг/мл, 293±80,75 пкг/мл соответственно, что выше, чем у контрольных лиц, в 1,83 раза. Уровень противовоспалительных цитокинов IL-4 и IL-10 в сыворотке крови больных ХГП был ниже, чем у практически здоровых в 2,7 и в 1,9 раза и составил 1.00 ± 0,85 пкг/мл и 4,14 ± 1,09 пкг/мл соответственно.
Таким образом, в сыворотке крови больных ХП определяется повышение относительно физиологической нормы уровня провоспалительных цитокинов в последовательности: TNF-a > IL-17 > IL-18 > IFN-y и снижение содержания противовоспалительных цитокинов относительно контроля IL-4 < IL-10. Кроме того, между содержанием в сыворотке крови больных ХГП TNF-a (5,0±1,2 пкг/мл) и IL-4 (1,0±0,85 пкг/мл) выявляется взаимосвязь -повышение содержания TNF-a сопровождается снижением содержания IL-4 с коэффициентом 5,0. У практически здоровых лиц отмечается обратная зависимость - содержание IL-4 (2,7±1,7 пкг/мл) выше, чем TNF-a (0,5±0,4 пкг/мл) с коэффициентом 5,4.
Некоторая взаимосвязь прослеживается между повышением и снижением содержания IL-18 (2,93±80,75 пкг/мл) и IL-10 (4,14±1,09 пкг/мл) соответственно с коэффициентом 1,8 и 1,4 относительно контроля (160,51±41,6 пкг/мл и 5,12±2,7 пкг/мл соответственно). Соотношение цитокинов остеокластогенеза sRANKL/OPG в сыворотке крови больных ХГП, несмотря на некоторое повышение содержания sRANKL и OPG (3,23±1,1 пкг/мл 3,5±0,7 пкг/мл соответственно) в 1,5 и 1,4 раза, остаётся практически без изменений относительно нормы (2,15±1,5 пкг/мл и 2,5±1,2 пкг/мл соответственно).
Суммарные результаты исследований содержания цитокинов в десневой жидкости и сыворотке крови больных ХГП свидетельствуют, что наиболее информативным показателем изменений содержания провоспалительных цитокинов в десневой жидкости по сравнению с физиологической нормой является повышение уровня TNF-a (в 7 раз) и снижение уровня IL-4 (в 6,6 раза) и, что особенно важно, повышение индекса соотношения sRANKL/OPG в 2 раза за счёт более выраженного повышения содержания в тканях пародонта sRANKL (в 4,8 раза) относительно практически здоровых лиц и менее выраженного повышения содержания в них OPG (в 2,27 раза относительно физиологической нормы).
В исследованиях содержания цитокинов в сыворотке крови больных ХП наиболее информативным показателем явился так же повышенный в 10 раз относительно контроля уровень содержания TNF-a и сниженный в 2,7 раза уровень IL-4. Следует отметить, что вышеуказанное повышение содержания наиболее информативного показателя - провоспалительного цитокина TNF-a в десневой жидкости пародонтальных карманов определялось в 88% случаев, а снижение содержания наиболее информативного показателя противовоспалительных цитокинов IL-4 определялось у 95% пациентов. Повышение же содержания в десневой жидкости других провоспалительных цитокинов распределялось в сыворотке крови пациентов с
ХГП относительно равномерно в 50-68% случаев. Снижение содержания противовоспалительного цитокина IL-4 в десневой жидкости и в крови определялось у 95% пациентов с ХГП, наряду с этим снижение содержания другого противовоспалительного цитокина IL-10 определялось в 65% случаев, что соответствовало проценту пациентов с повышенным содержанием провоспалительных цитокинов в крови этих же пациентов.
Обращает на себя внимание, что количество пациентов с повышенным содержанием в крови цитокина препятствующего остеокластогенезу - sRANKL достигало 92%, хотя уровень его содержания относительно нормы превышал только в 1,5 раза и соответствовал параллельному повышению содержания цитокина OPG, способствующего остеокластогенезу. Подобное повышение содержания OPG в крови исследованных пациентов с ХГП определялось только в 68% случаев. Наряду с этим количество пациентов с ХГП с повышенным содержанием как sRANKL, так и OPG в десневой жидкости пародонтальных карманов было приблизительно одинаковым и составило 75% и 72% соответственно. Однако коэффициент повышения содержания sRANKL относительно физиологических значений у этих пациентов составил 4,8 раза, а коэффициент повышения OPG только в 2,27.
Таким образом, степень повреждения тканей пародонта находится в зависимости от соотношения силы повреждающих факторов и уровня защитно-приспособительных механизмов, то есть резистентности данного организма, где одну из главных ролей играет иммунная система тканей полости рта, связанная с общим иммунитетом, но и обладающая значительной автономией и саморегуляцией. Действительно, возникающие воспалительные инфильтраты в тканях пародонта представлены в основном иммунокомпетентными клетками, что свидетельствует о заинтересованности иммунной системы в данном процессе. Развитие пародонтита сопровождается дисбалансом цитокиновой системы. Наблюдается повышение содержания провоспалительных цитокинов. Повышается также содержание цитокинов остеокластогенеза как в плазме, так и в десневой жидкости. Однако отношение sRANKL/OPG увеличивается недостоверно.
Список литературы
1. Кравченко Е.В. Провоспалительные цитокины в комплексном лечении воспалительных заболеваний пародонта: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. -Краснодар, 2000. - 30 с.
2. Перова Н.Ю. Пародонтит: современные аспекты комплексного лечения. - Краснодар: КМИ, 2007. -128 с.
3. Assuma R., Oates T., Cochran D., et al. IL-1 and TNF antagonists inhibit the inflammatory response and bone loss in experimental periodontitis // Journal of Immunology. - 1998. - Vol. 160, N. 1. - P. 403-409.
4. Delima A.J., Oates Т., Assuma R. et al. Soluble antagonists to interleukin-1 (IL-1) and Tumor Necrosis Factor (TNF) inhibits loss of tissue attachment in experimental periodontitis // Journal of Clinical Periodontology. - 2001. - Vol. 28, N. 3. - P. 233-240.
5. Gemmell E., Yamazaki K., Seymour G.J. Destructive periodontitis lesions are determined by the nature of the lymphocytic response // Critical Reviews in Oral Biology and Medicine. - 2002. - Vol. 13. - N. 1. - P. 1734.
6. Graves D.T. The potential role of chemokines and inf-
lammatory cytokines in periodontal disease
progression // Clinical Infectious Diseases. - 1999. -Vol. 28, N. 3. - 482-490.
7. Mahanonda R., Pichyangkul S. Toll-like receptors and
their role in periodontal health and disease // Periodontology 2000. - 2007. - Vol. 43, N. 1. - P. 4155.
8. Wang J., Qi J., Zhao H. et al. Metagenomic sequencing reveals microbiota and its functional potential
associated with periodontal disease // Scientific Reports. - 2013. - Vol. 31843. - P. 168-174.
9. Williams R.C, Jeffcoat M.K., Kaplan M.L. Flurbiprofen: a potent inhibitor of alveolar bone resorption in beagles // Science. - 1985. - Vol. 227, N. 4687. - P. 640652.
ТИПОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА В ОБЫЧНЫХ УСЛОВИЯХ У ЛИЦ С РАЗЛИЧНЫМ ХРОНОТИПОМ
Плотникова Анна Владимировна
аспирант кафедры нормальной физиологии, Волгоградский государственный медицинский университет
г. Волгоград Кудрин Родион Александрович
доктор медицинских наук, профессор кафедры нормальной физиологи, Волгоградский государственный медицинский
университет, г. Волгоград Лифанова Елена Викторовна
кандидат медицинских наук, доцент кафедры нормальной физиологии, Волгоградский государственный медицинский
университет, г. Волгоград Гончаров Григорий Владимирович
кандидат медицинских наук, ассистент кафедры нормальной физиологии, Волгоградский государственный медицинский университет, г. Волгоград
TYPOLOGICAL FEATURES OF WARM RHYTHM IN USUAL CONDITION IN PERSONS WITH DIFFERENT CHRONOTYPES
Plotnikova A.V., Postgraduate student of normal physiology department, Volgograd State Medical University, Volgograd Kudrin R.A., Doctor of Medical Sciences, professor of normal physiology department, Volgograd State Medical University Volgograd
Lifanova E. V., Candidate of Medical Sciences, associate professor of normal physiology department, Volgograd State Medical University, Volgograd
Goncharov G. V., Candidate of Medical Sciences, assistant of normal physiology department, Volgograd State Medical University, Volgograd АННОТАЦИЯ
При проведении кардиоинтервалографии было выявлено, что в группе аритмичного хронотипа суммарная мощность всех компонентов спектра (TP) в среднем на 54,6% выше, а показатель, характеризующий медленные волны 2-го порядка (VLF), в среднем на 54,95% выше соответствующих показателей в группе слабо выраженного вечернего хронотипа.
Ключевые слова: хронотип, вегетативный статус, спектральный анализ сердечного ритма. ABSTRACT
In this article it has been demonstrated that people with the arythmic chronotype are characterized by the presence by 54,6% higher level of all components of spectrum (TP), and by 54,95% higher level ofpower of very low-frequency waves in comparison with group of the accurately expressed evening chronotype.
Key words: chronotype, vegetative status, spectral analysis of warm rhythm.
Изучение влияния биоритмологических особенностей на психофизиологический статус человека является одной из ключевых проблем современной хронофизиологии, а также эргономики и организации труда [1, 2]. Определение принадлежности к тому или иному хронотипу позволяет оценить, в какое время суток обследуемый способен заниматься своей профессиональной деятельностью наиболее эффективно и с наименьшим количеством ошибок, а также выявить лиц, наиболее приспособленных к посменной организации труда [3, 6]. Изучение вегетативного статуса позволяет оценить вклад того или иного отдела вегетативной нервной системы в регуляцию сердечного ритма, что, в свою очередь, позволяет прогнозировать стрессоустойчивость данного человека [4]. Это имеет большое значение при профессиональном отборе лиц на целый ряд профессий, предполагающих наличие психоэмоционального стресса и внештатных ситуаций [5, 7].
Цель. Установить закономерности влияния биоритмологических особенностей на вегетативный статус человека.
Материалы и методы. В исследовании принимали участие 47 студентов Волгоградского государственного медицинского университета. На момент обследования все участники исследования были в возрасте от 18 до 25 лет. По данным предварительного медицинского осмотра все обследованные были признаны относительно здоровыми.
Для определения принадлежности к тому или иному хронотипу использовалась анкета Остберга в модификации Степановой С. И. (1989) [6].
Исходные особенности вегетативного статуса определялись по данным спектрального анализа сердечного ритма [4].
Результаты и обсуждение. Все участники исследования по результатам теста Остберга были разделены на четыре группы: 1) слабо выраженный утренний хронотип;
