CC BY
82
Лекцп, огляди /
Lectures, Reviews
ьопъ.
СУСТАВЫ.
позвоночник
ПОВОРОЗНЮК В.В.1, МАЗУР 1.П.2, новошицький в.е.2
1ДУ «1нститут геронтологи теш Д.Ф. Чеботарьова» НАМН УкраУни, м. КиУв 2НМАПО 'теш П.Л. Шупика, кафедра стоматологи, м. КиУв
В1ТАМ1Н D ТА ЗАХВОРЮВАННЯ ПАРОДОНТА
Резюме. Метаболии втамшу Э £ необхщними речовинами для оргашзму людини, вони виконують важливi функци. Дефiцит вiтамiну Э зумовлю£ розвиток багатьох соматичних захворювань, а також хвороб тканин пародонта. Плейотропна дiя вiтамiну Э на тканини па-родонта включа£ вплив на пародонтопатогени, регуляфю iмунноí вщповш та метаболiзму кктково!' системи.
Ключовi слова: вiтамiн Э, пародонтит, пародонтопатогени, кiсткова тканина, альвеоляр-ний вщросток, iмунна система.
Вiтамiни е незамшними для органiзму людини оргашч-ними сполуками, що вщзначаються високою бюлопчною активнiстю. Посилена увага науковцiв усього свиу спря-мована на вивчення бiологiчних ефектiв вiтамiну Б. Це зу-мовлено тим, що впродовж останшх роыв було поглиблено вивчено його метаболiзм, функци та вплив на оргашзм людини. Завдяки специфiчним метаболiчним процесам в ор-ганiзмi людини вiтамiн Б перетворюеться у високоактив-ну гормональну форму. Рецептори до виамшу Б щентифь кованi в клiтинах шыри, серця, легенiв, головного мозку, скелетних м'язiв, товстого кишечника, шлунка, плаценти, у молочнш залозi, пiдшлунковiй та ендокринних залозах, яснах та кiстковiй тканин альвеолярного вщростка [1]. Також рецептори виамшу Б е на активованих СБ4+ i СБ8+ Т^мфоцитах, В-лiмфоцитах, нейтроф1лах, макрофагах (МФ), дендритних клiтинах (ДК) [2].
Надходження та метаболiзм вiтамiну Р в органiзмi людини
Вiтамiн Б в органiзм людини надходить трьома шляхами. Перший шлях, фотобюлопчний, являе собою утво-рення вiтамiну Б у шкiрi пiд дiею сонячного випромь нювання. Спочатку iз 7-дегiдрохолестерину утворюеться превiтамiн Б3, а потiм, внаслщок нагрiвання, вiн перетворюеться на виамш Б3. Другим шляхом надходження впа-мiну Б в оргашзм людини е харчовий. Цим шляхом впа-мш Б в оргашзм людини потрапляе з продуктами харчу-вання. До продуктiв, що мютять вiтамiн Б, належать жир-ш види риб (лосось, скумбр1я, сом, тунець, сардини), яеч-ний жовток, теляча печшка, риб'ячий жир, жра, маргарин та гриби. Третам шляхом надходження е медикамен-
тозний — потрапляння вiтамiну Б при вживанш бюлопч-них добавок та медичних препаратав.
Пiсля надходження виамшу Б в органiзм людини вш потрапляе в кров та з'еднуеться з виамш Б-зв'язуючими бiлками. Шсля цього вiн потрапляе в печiнку, де вщбу-ваеться його перше гщроксилювання за допомогою ферменту виамш D-25-гiдроксилази. Внаслщок цього утворюеться 25-гщроксивиамш-Б3 (25(ОН)Б3), або каль-цидiол. Гормонально активна форма впамшу Б, 1а,25-дигiдроксивiтaмiн-D3 (1,25(ОН)2Б3), або кальцитрюл, утворюеться переважно в нирках за допомогою ферменту виамшу Б — 1а-гщроксилази.
Активнi метаболии вiтaмiну Б впливають на спещаль-нi рецептори, що називаються рецепторами впамшу Б (РВД). Дaнi рецептори знаходяться в бiльше нiж 30 тканинах оргашзму людини. 1,25(ОН)2Б3 дiе як геномним шляхом — через ядерш РВД, так i негеномним — через мемб-рaннi РВД (бiльш швидкий шлях).
Вплив активних метaболiтiв вiтaмiну Б вщбуваеться на всi органи та системи. У кишечнику виамш Б збшьшуе аб-сорбцiю кальц1ю та фосфатав. 1,25(ОН)2Б3 стимулюе надходження кальцю через мембрану щиково! облямiвки в кль тину, транспорт кальцю через клиину та видалення кальцю з клиини в базолатеральнш мембрaнi. Транспорт каль-ц1ю через клиину регулюеться кaльцiйзв'язуючими бшка-ми — кальбшдинами. Вiтaмiн Б сприяе утворенню цих бш-ыв. У нирках вш збiльшуе реaбсорбцiю кальцю та фосфо-
© Поворознюк В.В., Мазур 1.П., Новошицький В.6., 2013 © «Боль. Суставы. Позвоночник», 2013 © Заславський А.Ю., 2013
ру й зменшуе секрецiю ренiну. У паращитоподабних залозах в1н зменшуе синтез та секрещю паратгормону. Велику роль впамш Б вщграе в кютковш системi. Вiн зб1льшуе кюткову кальцифшащю, створюе оптимальнi умови для мшераша-ц11 кюток i е необхщним для розвитку та шдтримки мшера-лiзованого скелету. Кунцева диференцiацiя ппертрофованих хондроцитiв i подальша кальцифiкацiя матриц помiтно по-рушуються при дефщип вiтамiну Б, що призводить до спа-ювання кшцш довгих трубчастих кусток та появи раитичних прлянд в дiлянцi реберно-хрящових з'еднань ребер, класич-них ознак рахату. Не менш важливу роль вiтамiн Б вщцрае у функцiонуваннi iмунноl системи. Вш стимулюе вродже-ний iмунiтет, сприяе диференщаци моноцитiв у макрофаги, пригшчуе антигенпрезентуючу функцiю, зб1льшуе експре-с1ю протизапальних цитокiнiв та зменшуе утворення проза-пальних цитокiнiв, таких як Т№-а, ГЬ-1, 1Ь-6, 1Ь-8, 1Ь-12. Активнi метaболiти вiтамiну Б також виконують ряд функ-цш в iнших органах та системах оргашзму (рис. 1).
Взасмозв'язок дефщиту вiтамiну Р iз соматичними захворюваннями та захворюваннями тканин пародонта
При недостатньому надходженш вiтaмiну Б в орга-нiзм або порушеннi його метaболiзму створюються умови, що сприяють виникненню загальносоматичних захво-
рювань, таких як цукровий дiабет обох титв, захворюван-ня серцево-судинно! системи, розс1яний склероз, ncopia3 [3—8] та багато шших.
Також дефiцит вггам^ D може призвести до виник-нення захворювань тканин пародонта. T. Dietrich i3 ств-авт. (2004), вивчаючи спiввiдношення мгж рiвнем концен-траци 25(OH)D3 в плазмi кровi та втратою епiтелiального прикрiплення, показали, що юнуе зворотнiй зв'язок мгж концентрацieю 25(OH)D3 та захворюванням тканин пародонта в жшок та чоловшв вiком старше 50 роыв (чим бiльша концентрацiя 25(OH)D3, тим менша спостеркаеть-ся втрата епиетального прикрiплення) [9]. Iншi автори у своему дослщженш показали, що в груш людей, яш при-ймали препарати кальщю та вiтамiнy D, втрата зyбiв вщ-буваеться в вiрогiдно меншiй кiлькостi порiвняно з группою людей, яы не приймали данi препарати [10]. Також багато вчених вивчали взаемозв'язок мгж видами генотипу та полiморфiзмy рецепторiв вiтамiнy D (РВД) та генералiзо-ваним пародонтитом. Так, K.S. Park iз спiвавт. (2006) у сво-!х дослiдженнях показали, що генотип 27823*C/*C стартового кодону РВД може бути пов'язаний зi збшьшенням ри-зику розвитку агресивного перебпу генералiзованого паро-донтиту [11]. Iншi автори дiйшли висновку, що полiмор-фiзм ApaI гена РВД пов'язаний iз втратою альвеолярного вiдростка, ктшчного прикрiплення та зyбiв у лигах чоло-
Патоген
Втамш D
Дозрiвання ДК
Диференцiацiя МФ
Знищення бактерм
Цитокiни
Антиген-презентацiя
Th1-цитокiни
Th2-цитокiни
1муноглобутни
* Запалення та автоiмуннi реакцп
Пригнiчення Т-хелперiв
Рисунок 1. Вплив втамну й на iмунну систему (адаптовано за М. Hewison, 2010)
вшв. Вiрогiдно вищими цi показники були в пащешТв iз AATT i AATt генотипами [12].
Вплив метаболтв вггамшу D на захворювання тканин пародонта
Модель розвитку захворювань тканин пародонта ви-глядае таким чином: взаемодГя пародонтопатогенiв iз тканинами пародонта зумовлюе розвиток Гмунно! вщповщ органiзмy та порушення в сполучнш тканинi й кГстково-му метаболiзмi. Патогенетичнi змiни в тканинах пародон-ту (запальнi та iмyнологiчнi процеси) спричинюють кль нiчнi прояви генералiзованого пародонтиту. Метаболiти вiтамiнy D впливають на кожен етап виникнення генера-лiзованого пародонтиту, а саме: на пародонтопатогени, запальну реакцiю органiзмy та на шстковий метаболiзм.
Вплив метабол'т'в втамну D на пародонтопатогени_
Захворювання тканин пародонту викликають спе-цифiчнi грамнегативш анаеробнi бактерп — пародонтопатогени. Вони впливають на тканини пародонту, викликаючи запалення. У ротовш порожниш мютять-ся антимшробш бшки, таш як а-дефензини (HNP1—4), Р-дефензини (hBD1—3), кателщидин та шшГ [13]. Pi-вень утворення Р-дефензину hBD2 та кателщидину за-лежить вГд рГвня 25(OH)D3 [14]. Щ антимГкробш пеп-тиди негативно впливають на патогенш мГкрооргашз-ми, включаючи пародонтопатогени [13, 15]. Низький рГвень вГгамшу D пригшчуе !х утворення та спричинюе поглиблення тяжкостГ перебГгу генералГзованого пародонтиту (рис. 2а).
Вплив метабол'т'в втамну D
на '¡мунну систему та запальн процеси_
Серед форм Гмунно! вщповщ можна видГлити вродже-ну та набуту реакцГ!. Вроджений ГмунГтет е першою лшею Гмунолопчного захисту оргашзму. То11-подГбнГ рецептори (toll-like receptors — TLRs), вГдомГ пГд загальною назвою «паттерн-розтзнавальш рецептори» (pattern-recognition receptors — PRRs), належать до системи вродженого Гму-нГтету, вони можуть виявляти рГзнГ мГкробнГ структури, зокрема на структури пародонтопатогешв, та реагувати на них. Недавш дослГдження показали ютотну роль цих рецепторГв у пГдтриманш пародонту в здоровому станГ, а також у патогенезi пародонтиту [16]. 1снуе 10 типГв TLRs. TLRs типу 1, 2, 4, 5 i 6 розтзнають позаклiтиннi мшробш структури, що експресуються на поверхш клГтин, а TLRs типу 3, 7, 8 та 9 виявляють вГрусш або бактерiальнi нукле-Г'новГ кислоти, що експресуються внутрГшньоклГтинно.
ДослГдженнями встановлено, що, поряд з Гмунни-ми клiтинами, TLRs також наявш в тканинах пародонту [17—20]. Ясна постшно пiдлягають впливу мГкрооргашз-мГв, що наявнi в 6ГоплГвцГ. TLR-сигналiзацiя вiдiграе важ-ливу роль у вродженш ГмуннГй вГдповГдГ та в забезпеченш здоров'я пародонту. Хронiчна мжробна стимуляц1я TLR зумовлюе посилену продукщю прозапальних цитокГнГв та призводить до втрати клГнГчного прикрiплення ясен, про-гресування генералiзованого пародонтиту [16]. Вггамш D знижуе активнiсть TLRs, зменшуючи !х негативний вплив на тканини пародонту (рис. 2б).
На набутий iмyнiтет вiтамiн D впливае шляхом пригнь чення Т-хелперiв 1, що забезпечують клГшнну Гмунну вГд-повГдь [21], та збiльшення продукцп Т-хелперiв 2 клГтин, що пов'язанi з гуморальним iмyнiтетом [22]. ВнаслГдок цього зменшуеться утворення прозапальних цитокГшв i зб1льшуеться утворення протизапальних цитокГнГв. Також виамш D зменшуе перетворення В-клГтин на плаз-матичнГ клГшни, зменшуючи продукцГю ГмуноглобулГнГв (рис. 2в).
Вплив метабол'т'в втамну D
на к'сткову систему_
ВГгамш D вГдпрае важливу роль у кальщевому обмь нГ. По-перше, вГтамГн D сприяе покращенню всмокту-вання кальцГю в кишечнику, по-друге, вГн збшьшуе ре-абсорбцГю кальцГю в нирках, i по-трете, збГльшуе мше-ралГзацш кГсток. Основними кальцГйрегулюючими гормонами в оргашзмГ людини е паратгормон, кальцито-нГн та кальцитрГол. Паратгормон (ПТГ) сприяе вившь-ненню кальцГю Гз кГсток, а також збГльшуе утворення 1а-гГдроксилази. ВГтамГн D зменшуе видшення ПТГ як прямим, так i опосередкованим чином. ВГтамГн D запо-бГгае резорбцГ! альвеолярного вГдростка. Остеокласти — клГтини, що вщповщають за резорбцГю кГстки — утворю-ються зГ сво!х попередникГв. Це перетворення вГдбува-еться за допомогою RANKL (лканд рецептора активатора ядерного фактора кВ) та в присутностГ макрофагаль-ного колонГестимулюючого фактора [23]. Це утворення стимулюеться Т-хелперами 1 та Т-хелперами 17, а також цитокГнами, до яких належать IL-1P, IL-6, TNF-а, IL-17. Блокуеться це перетворення Т-хелперами 2 та цитокь нами IL-4 i IL-10. Як зазначалось вище, вГтамГн D при-гнГчуе активнГсть Т-хелперГв 1 та Т-хелперГв 17, зменшуе видшення прозапальних цитокГнГв i збГльшуе функцш Т-хелперГв 2, тим самим запобГгаючи руйнуванню альвеолярного вГдростка (рис. 2г).
Питання взаемозв'язку хвороб тканин пародонта з ос-теопенГею та остеопорозом вивчаеться протягом остан-нГх 20 рокГв. S. Jabbar Гз ствавт. (2011) показали, що захворювання пародонта часташе зустрГчаеться в жшок з
Рисунок2. Роль в'тамту Dу патогенезiгенерал'зованого пародонтиту (адаптовано за Hoomank Horshidi Department of Periodontics Shiraz University of Medical Sciences)
остеопорозом i вони пов'язанi з низьким piBHeM виамшу D i бшьш високими концентрац1ями RANKL i OPG [24]. M. Tezal i3 ствавт. (2000) проводили дослiджeння що-до визначення зв'язку м1ж мiнepальною щшьшстю шс-ток, peзоpбцieю альвеолярного вщростка й втратою piвня клiнiчного прикршлення. Результатами дослщжень доведено сильний кореляцшний зв'язок мiж мiнepальною щшьшстю ыстково! тканини та ступенем резорбци альвеолярного вiдpоcтка [25]. Порушення мiнepального об-мiну в патогeнeзi хвороб пародонту дослщжувалось у роботах В.В. Поворознюка, 1.П. Мазур (2006). Iншi досль дження продемонстрували, що використання пpeпаpатiв кальцiю (не менше 1000 мг/день) та препаратав вiтамiну D (не менше 400 МО/день) сприяе спов1льненню втра-ти висоти альвеолярного вщростка, стабшзаци метабо-лiчних пpоцeciв у хворих на гeнepалiзований пародонтит [26]. M.N. Garcia iз cпiвавт. (2011) вивчали вплив препарата кальцiю та виамшу D на пepeбiг пародонтиту та дь
Список лiтератури
1. Шилин Д.Е. Витамин-гормон D в клинике XXI века: плейотропные эффекты и лабораторная оценка (лекция) // Клиническая лабораторная диагностика. — 2010. — № 12. — С.17-23.
2. Stein S.H., Tipton D.A. Vitamin D and its impact on oral health — an update // J. Tenn. Dent. Assoc. — 2011. — 91(2). — Р. 30-33.
3. Shapses S.A., Manson J.E.Vitamin D and prevention of cardiovascular disease and diabetes: why the evidence falls short // JAMA. — 2011. — 305(24). — Р. 2565-2566.
4. Munger K.L., Levin L.I., Hollis B.W. et al. Serum 25-hy-droxyvitamin D levels and risk of multiple sclerosis // JAMA. — 2006. — 296(23). — Р. 2832-2838.
5. Kim S.K., Park S., Lee E.S. Toll-like receptors and antimicrobial peptides expressions of psoriasis: correlation with serum vitamin D level // J. Korean Med. Sci. — 2010. — 25(10). — Р.1506-1512.
6. Ponsonby U.V.R., Lucas R., Vander Mei I. Vitamin D and three autoimmune diseases—multiple sclerosis, type 1 diabetes, rheumatoid arthritis // Photochem. Photobiol. — 2005. — 81. — Р.1267-1275.
7. Harris S.S. Vitamin D in type 1 diabetes prevention // J. Nu-tr. — 2005. — 135. — Р. 323-325.
8. Pittas A.G., Lau J., Hu F.B., Dawson-Hughes B. The role of vitamin D and calcium in type 2 diabetes. A systematic review and meta-analysis // J. Clin. Endocrinol. Metab. — 2007. — 92. — Р.2017-2029.
9. Dietrich T., Joshipura K.J., Dawson-Hughes B., BischoffFerrari H.A. Association between serum concentrations of 25-hy-droxyvitamin D3 and periodontal disease in the US population // Am. J. Clin. Nutr. — 2004. — 80(1). — Р. 108-113.
10. Krall E.A., Wehler C., Garcia R.I., Harris S.S., Dawson-Hughes B. Calcium and vitamin D supplements reduce tooth loss in the elderly // Am. J. Med. — 2001. — 111(6). — Р. 452-456.
11. Park K.S, Nam J.H., Choi J. The short vitamin D receptor is associated with increased risk for generalized aggressive periodontitis // J. Clin. Periodontal. — 2006. — 33(8) — P. 524-528.
12. Inagaki K., Krall E.A. et al. Vitamin D receptor alleles, peri-odontal disease progression, and tooth loss in the VA dental longitudinal study // J. Periodontol. — 2003. — 74(2). — P. 161-167.
13. Dale B.A., Fredericks L.P. Antimicrobial peptides in the oral environment: expression and function in health and disease // Curr. Issues Mol. Biol. — 2005. — 7(2). — P. 119-133.
14. Schwalfenberg G.K. A review of the critical role of vitamin D in the functioning of the immune system and the clinical implications of vitamin D deficiency // Mol. Nutr. Food Res. — 2011. — 55(1). — P. 96-108.
йшли висновку, що виамш D може позитивно вплинути на стан здоров'я пародонта [27].
Висновки
1. Виамш D регулюе обмш кальцю та фосфапв, пщтри-муючи необхщний ïx рiвень у кров^ впливае на органи та тканини оргашзму людини, забезпечуе ïx нормальне функцюну-вання та попереджуе розвиток багатьох захворювань.
2. Результатами дослщжень виявлено взаемозв'язок мгж рiвнем метаболтв виамшу D та захворюваннями тканин пародонта.
3. Виамш D впливае на вш ланки патогенезу генера-лiзованого пародонтиту, а саме на пародонтопатогени, iмунну та кюткову системи.
4. Використання в комплексному лшуванш та профь лактищ впамшу D сприяе зменшенню резорбци' альвеолярного вщростка та патолопчних процешв у тканинах пародонта.
15. Amano Y., Komiyama K., Makishima M. Vitamin D and periodontal disease // J. Oral Sci. —2009. — 51(1). — P. 11-20.
16. Hans M., Hans V.M. Toll-like receptors and their dual role in periodontitis: a review // J. Oral Sci. — 2011. — 53(3). — P. 263-271.
17. Kusumoto Y., Hirano H., Saitoh K. et al. Human gingival epithelial cells produce chemotactic factors interleukin-8 and monocyte chemoattractant protein-1 after stimulation with Por-phyromonas gingivalis via toll-like receptor 2 // J. Periodontol. — 2004. — 75(3). — P. 370-379.
18. Tabeta K., Yamazaki K., Akashi S. et al. Toll-like receptors confer responsiveness to lipopolysaccharide from Porphyromo-nas gingivalis in human gingival fibroblasts // Infect Immun. — 2000. — 68(6). — P. 3731-3735.
19. Nociti F.H., Foster B.L., Barros S.P. Cementoblast gene expression is regulated by Porphyromonas gingivalis lipopolysac-charide partially via toll-like receptor-4/MD-2 // J. Dent Res. — 2004. — 83(8). — P. 602-607.
20. Hatakeyama J., Tamai R., Sugiyama A. et al. Contrasting responses of human gingival and periodontal ligament fibroblasts to bacterial cell-surface components through the CD14/Toll-like receptor system // Oral Microbiol. Immunol. — 2003 — 18(1). — P. 14-23.
21. Lemire J.M., Archer D.C., Beck L et al. Immunosuppressive actions of 1,25-dihydroxyvitamin D3: preferential inhibition of Th1 functions // J. Nutr. — 1995. — 125. — 1704S.
22. Boonstra A., Barrat F.J., Crain C. et al. 1-alpha,25-Dihy-droxyvitamin D3 has a direct effect on naive CD4(+) T cells to enhance the development of Th2 cells // J. Immunol. — 2001. — 167. — P. 4974.
23. Lerner U.H. New molecules in the tumor necrosis factor li-gand and receptor superfamilies with importance for physiological and pathological bone resorption // Crit. Rev. Oral Biol. Med. — 2004. — 15(2) — P. 64-81.
24. Jabbar S., Drury J., Fordham J. et al. Plasma vitamin D and cytokines in periodontal disease and postmenopausal osteoporosis // J. Periodontal Res. — 2011. — 46(1). — P. 97-104.
25. Tezal M., Wactawski-Wende J., Grossi S.G. et al. The relationship between bone mineral density and periodontitis in post-menopausal women // J. Periodontol. — 2000. — 71(9) — P. 14921498.
26. Miley D.D., Garcia M.N., Hildebolt C.F. et al. Cross-sectional study of vitamin D and calcium supplementation effects on chronic periodontitis // J. Periodontol. — 2009. — 80(9). — P. 1433-1439.
27. Garcia M.N., Hildebolt C.F., Miley D.D. et al. One-year effects of vitamin D and calcium supplementation on chronic peri-odontitis // J. Periodontol. — 2011 — 82(1). — P. 25-32.
OTPMMQHO 28.10.13 ■
Поворознюк В.В.', Мазур И.П.2, Новошицкий В.Е.2 1 ГУ «Институт геронтологии им. Д.Ф. Чеботарева» НАМН Украины, г. Киев
2НМАПО имени П.Л. Шупика, кафедра стоматологии, г. Киев
Витамин D и заболевания пародонта
Резюме. Метаболиты витамина Б являются необходимыми веществами для организма человека, они выполняют важные функции. Дефицит витамина Б обусловливает развитие многих соматических заболеваний, а также болезней ткани пародонта. Плейотропное действие витамина Б на ткани пародонта включает влияние на пародон-топатогены, регуляцию иммунного ответа и метаболизма костной системы.
Ключевые слова: витамин Б, пародонтит, пародон-топатогены, костная ткань, альвеолярный отросток, иммунная система.
Povoroznyuk V.V.', Mazur I.P.2, Novoshitsky V.Ye.2
1 State Institution «Institute of Gerontology named after D.F. Chebotarev of National Academy of Medical Sciences of Ukraine», Kyiv
2 National Medical Academy of Postgraduate Education named after P.L. Shupyk, Department of Dentistry, Kyiv, Ukraine
Vitamin D and Periodontal Disease
Summary. D vitamine metabolites are necessary nutrients for the human body, they perform important functions. Vitamin D deficiency leads to the development of many somatic diseases, as well as diseases of the periodontal tissues. Pleiotropic effects of vitamin D on periodontal tissues include the impact on parodontopatogens, regulation of the immune response and metabolism of the skeletal system.
Key words: vitamin D, periodontitis, parodontopatogens, bone tissue, alveolar bone, immune system.
