Роль цитокинов в патогенезе воспалительных заболеваний пародонта Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

УДК 612.017.1:616. 314.17 - 008.1 - 085

РОЛЬ ЦИТОКИНОВ В ПАТОГЕНЕЗЕ ВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ ПАРОДОНТА

Д.В. Шмидт,

Среди основных стоматологических заболеваний патологический процесс в тканях па-родонта занимает второе место после кариеса зубов. Основным этиологическим фактором пародонтита являются микроорганизмы зубной бляшки. Патологический процесс в пародонте, как правило, имеет хроническое течение, что демонстрирует недостаточную эффективность механизмов иммунитета и неспецифической резистентности организма [2,3,5].

Цитокины - гормоны белковой природы, приоритетно регулирующие процессы иммуногенеза и воспаления. Связываясь с клеточными рецепторами, они запускают каскад реакций, в результате которых инициируется экспрессия или угнетается транскрипция определенной группы генов. Существует две функциональные группы цитокинов: провоспалительные (ЮТ-а, П-1, ЮТ-у, П-8) и противовоспалительные (1Ы0,1Ь-1га, Н-4); все они обладают антагонистическим эффектом по отношению к ряду процессов иммуногенеза [4].

Ранее установлено, что при хроническом генерализованном пародонтите (ХГП) в зубо-десневой жидкости (ЗДЖ) наблюдается достоверное снижение концентрации ЮТ-у и И-4; эти данные свидетельствуют об активации локального иммуногенеза по 1Ъ2-пути, ослабление же ТЫ-ответа сопровождается повышением уровня 1Ь-8. На основании этих данных можно предположить, что при ХГП происходит некоторая рассогласованность воспалительного ответа, что определяет интерес к изучению антагонистических взаимодействий между другими цитокинами [1].

Наряду с этим остается малоизученным вопрос о механизме деструкции костной ткани при ХГП. Значительный прогресс в понимании остеокластогенеза был достигнут с открытием новых членов семейства факторов некроза опухоли: рецептора-активатора ядерного фактора NF-кВ (RANK), RANK-лиганда (RANKL) и остеопротегерина (OPG). RANK - это специфический рецептор, находящийся на мембране остеокласта. Растворимый компонент системы RANKL, продуцируемый остеобластами, способен связываться с RANK на поверхности костных макрофагов и вызывать их активацию. OPG - растворимый протеин, который представляет собой «ловушку» для RANKL. Связываясь с RANKL, он блокирует его взаимодействие с RANK, подавляя тем самым стимуляцию остеокластов.

Цель работы - оценить состояние местного иммунитета полости рта у больных с ХГП путем изучения антагонистических взаимоотношений между цитокинами: TNF-a и IL-10; IL-1 и IL-1га; факторами семейства некроза опухоли - OPG и RANKL.

Материал и методы

Под наблюдением находилось 46 чел. (средний возраст - 39,5 г.), которые были распределены на две группы: основную (36 чел.) -больные с ХГП, и сравнения (10 чел.) - лица с интактным пародонтом. Для исследования состояния местного иммунитета полости рта у пациентов собирали зубодесневую жидкость по оригинальной методике [1]. Сухие диски круглой формы диаметром 6,0 мм, изготов-

ленные из хроматографической бумаги, помещали в пародонтальный карман. Средняя поглотительная емкость одного фильтра, установленная по воде, составляла 21,0+1,1 мг. После пропитывания жидким содержимым диски высушивали на воздухе при комнатной температуре и помещали в пластиковые стерильные пробирки (V=l,5 см3; «Медполимер», С.-Петер-бург), которые хранили при температуре -18°С. Содержимое фильтров экстрагировали в постоянном объеме фосфатного буферного раствора (рН=7,2). Концентрацию цитокинов определяли методом твердофазного иммуно-ферментного анализа на базе лаборатории экологической иммунологии Института экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН: OPG и RANKL - с использованием наборов реагентов - Biomedica Medizinprodukte GmbH & Со KG (Австрия), а TNF-a, IL-10 и IL-га - наборами ООО «Цитокин» (г. Санкт-Петербург). Статистическую обработку результатов осуществляли методами вариационной статистики. Расчеты выполнялись на основе логарифмированных величин абсолютных значений (распределение показателей в выборках не соот-

Остеопротегерин

700 — 600 500 :

400 300 | 200 -100 1 о L

-35—1

ветствовало нормальному). В результате получали средние геометрические и их границы (±1 сигма). Достоверность различий определяли на основе ¿-критерия Стьюдента.

Результаты исследования

и их обсуждение

Исследование концентраций TNF-a, IL-1га и IL-10 в ЗДЖ у пациентов с ХГП позволило выявить следующие закономерности (таблица). Содержание провоспалительного цитокина TNF-a у больных основной группы в 3,8 раза достоверно выше относительно соответствующего показателя в группе сравнения, а противовоспалительного цитокина IL-10, наоборот, ниже в 1,4 раза, что свидетельствует о развитии и поддержании в тканях пародонта воспалительного процесса. Концентрация же антагониста IL-1га у больных с ХГП в 2,8 раза превышала соответствующую контрольную. Уровень OPG при па-родонтите был снижен относительно данного показателя группы сравнения, а RANKL, наоборот, повышен (рисунок).

RANK-лиганд

Контроль Больные '

Контроль Больные

Рис. Уровень ОРС и РАМК-лиганда в ЗДЖ у людей со здоровым пародонтом (контроль) и пациентов с ХГП (больные). По оси абсцисс — группы обследованных; по оси ординат — концентрации ОРС и РАМК-лиганда (пг/мл). "к — достоверность различий между группами (р<0,05)

Примечание: * - среднее геометрическое и его доверительные границы (±1?);" - М±т

Таблица

Содержание цитокинов в ЗДЖ пациентов

Цитокины Группа

основная (и=36) сравнения (и=10)

TNF-? Абсолютные значения и их границы (пг/мл) 24,3 (7,8-75,2) 6,3 (2,1-18,4)*

Логарифм (Ьп) абсолютных значений 3,1893±0,1939 J»i-2<0,0i 1,8342±0,4401"

IL-lra Абсолютные значения и их границы (нг/мл) 41,5 (25,8-67,0) 14,8 (4,8^14,9)

Логарифм (Ьп) абсолютных значений 3,7268±0,0797 Pl-2 < 0,01 2,6882 ±0,3526

IL-10 Абсолютные значения и их границы (пг/мл) 24,9 (19,0-32,7) 34,9 (21,3-57,1)

Логарифм (Ьп) абсолютных значений 3,2142±0,0454 й-2 > 0,05 3,5519±0,1561

На основании полученных данных представляется, что при пониженном содержании OPG в ЗДЖ у больных с ХГП происходит повышенное связывание RANKL с RANK на поверхности мембраны остеокласта. В результате взаимодействия «лиганд-рецептор» инициируются внутренние структурные изменения в остеокласте. В такой ситуации между поверхностью мембраны остеокласта и матриксом костной ткани образуется вакуоль, в которую остеокласт выделяет ферменты, ответственные за разрушение органических веществ и минералов - тартратре-зистентную кислую фосфатазу и катепсин К

Одновременно у больных с ХГП установлен повышенный уровень в ЗДЖ провоспали-тельного цитокина TNF-a и сниженная концентрация противовоспалительного цитокина IL-10. Это обстоятельство может служить одним из механизмов поддержания в тканях па-родонта воспалительного процесса.

Выводы

Таким образом, высокий локальный уровень RANK и низкий OPG у пациентов с хроническим генерализованным пародонтитом, по-видимому, вызывает повышение активности остеокластов кости альвеолярных отростков и стимулирует ее резорбцию. В связи с этим, рассматривая ситуацию с клинических позиций, необходимо комплексную терапию больных с ХГП планировать с учетом тяжести последнего, в том числе и степени атрофии альвеолярных отростков челюстных костей, и подвижности зубов, а также величины и топографии дефектов зубного ряда.

73

Библиографический список

1. Беляева, О В. Состояние местного иммунитета больных пародонтитом при комплексной терапии с применением современных облицовочных материалов: дис. ... канд. мед. наук / OR Беляева. - Пермь, 2002. - 171 с.

2. Орехова, ЛЮ. Заболевания пародонта / ЛЮ. Орехова. - М.: Поли Медиа Пресс, 2004. - 432 с.

3. Actinobacillus actinomycetemcomitans lipo-polysaccharide - mediated experimental bon loss model for aggressive periodontitis / ]E.Rogers,F.Lietal.//J. Periodontol. - 2007-Vol. 78. - №3. -P. 550-568.

4. Azuma, M.J. Fundamental mechanisms of host immune responses to infection /MJ.Azuma //J. Periodont Res. - 2006 - Vol. 41. - P 361 - 373.

5. Occurrence of periodontopathic and Superinfecting Bacteria in Chronic and Aggressive Periodontitis Subjects in a Colombian Population / JE. Botero, A. Contre-ras et al. // J. Periodontol. - 2007. - Vol. 78. -№4 - P. 696 - 704.

D.V. Shmidt

ROLE OF CYTOKINES IN PATHOGENESIS

OF INFLAMMATORY PARODONTIUN DISEASES

Investigation of local immunity of the oral cavity in patients with chronic generalized periodontitis was conducted. Antagonistic interrelations between cytokines such as TNF-a and IL-10, IL-1 and IL-ra, factors of tumor necrosis family -OPG and RANKL were studied. The proinflammatory cytokine TNF-a content in patients of the main group was found to be reliably higher in relation to the corresponding index in the group of comparison, but antiinflammatory cytokine IL-10 was lower that proves development and maintaining of inflammatory process in parodontium tissues. OPG level in parodontitis was reduced as compared to the given index in comparison group; but RANKL, on the contrary, was elevated. Thus, high local RANKL level and low OPG level in patients with chronic generalized parodontitis, probably, causes increase in activity of osteoclasts of alveolar appendix bone and stimulates its resorption.

Keywords: chronic generalized periodontitis, periodontal pocket liquid, proinflammatory cytokine - TNF- a, IL-1, anti-inflammatory cytokine -IL-lra, IL-10, OPG, RANKL.

Пермская государственная медицинская академия им. ак. ЕА. Вагнера

Материал поступил в редакцию 8.11.2007 © Шмидт Д.В., 2007