THE MINERALIZATION OF BONE TISSUE IN PATIENTS WITH GENERALIZED PERIODONTITIS AGAINST THE BACKGROUND OF METABOLIC SYNDROME

Full Text

Генерализованный патологический процесс, включающий нарушения минерализации костной ткани, является следствием нарушения обменных процессов в организме в целом [1, 2]. Компоненты метаболического синдрома (МС) могут влиять на прогрессирование заболеваний пародонта в большей степени, чем пародонтальные патогены [3, 4]. C другой стороны, пародонтит в роли метаболического стрессорного агента может усиливать прогрессирование некоторых заболеваний внутренних органов [5]. Альвеолярная кость, сроки формирования которой, совпадающие с формированием корней постоянных зубов, позволяют рассматривать её как самую молодую в организме, динамично реагирует на неблагоприятные воздействия внешних и внутренних факторов. Хотя в альвеолярной кости процессы внутренней перестройки протекают более активно, чем в других костях скелета, дистрофически-деструктивные процессы в тканях пародонта и обменные процессы в костной ткани альвеолярного гребня тесно взаимосвязаны со структурно-функциональным состоянием костной системы в целом, активностью метаболических процессов и интенсивностью внутреннего ремоделирования костей скелета. Процессы, происходящие в костной ткани опорного скелета, не могут не оказывать влияние на состояние тканей зубочелюстной системы. Установлено влияние системного остеопороза на состояние зубочелюстной системы. Костная ткань альвеолярного гребня, как и скелета, высокочувствительна к гормональным регулирующим и контролирующим механизмам организма. При генерализованном пародонтите (ГП) нарушается физиологическое равновесие в кости, возникает разбалансировка процессов остеосинтеза и остеорезорбции, уменьшается минеральная плотность костной ткани (МПКТ), что ведёт к деструкции альвеолярной кости [6]. Подвижность зубов как результат травматической окклюзии и патологической убыли альвеолярного гребня активизирует дистрофически-деструктивные процессы в костной ткани пародонта, усиливает остеокластическую резорбцию [7]. С возрастом снижаются активность обмена веществ и некоторых ферментов, иммунологическая реактивность. Генетически детерминированный процесс старения пародонта характеризуется рецессией десны, обнажением корней зубов, остеопорозом и/или остеосклерозом альвеолярного гребня, сужением периодонтальной щели [8]. При ГП происходит резкая убыль костной ткани, и главная задача врача-стоматолога - замедление её разрушения для предотвращения потери зубов [6]. Инволютивные изменения околозубных тканей в большинстве случаев сочетаются с патологическими, воспалительными, воспалительно-дистрофическими и дистрофическими процессами в тканях пародонта. Кумулятивный эффект инволютивных изменений и патологических процессов способствует постепенному прогрессированию деструкции альвеолярной кости, подвижности зубов с последующей их потерей. Обратная корреляционная связь между степенью минерализации челюстных костей и тяжестью ГП установлена А.Ш. Галикеевой (2013 г.) [9]. Таким образом, чем тяжелее степень пародонтита, тем ниже МПКТ челюстно-лицевой области. Также было установлено отклонение показателей минерализации периферического скелета от средней статистической нормы для данного пола и возраста при ГП (с увеличением степени тяжести хронического ГП показатели минерализации снижаются) [10]. Активизация остеорезорбционных клеток, или остеокластов, при ГП происходит при скоплении пародонтопатогенных бактерий и большого количества иммунокомпетентных клеток, таких как нейтрофилы, макрофаги, лимфоциты, моноциты. Активизация остеокластов приводит к резорбции стенок альвеолы и корневого цемента [11]. В процессе метаболизма альвеолярной кости участвуют медиаторы воспаления, вызванные иммунокомпетентными клетками [12]. Среди них - интерлейкин-1бета (IL-1β), фактор некроза опухоли альфа (TNF-α), простагландин E2 (PGE2), фактор сосудистой проницаемости (VPF), которые способны инициировать морфофункциональные изменения эндотелия и повышение сосудистой проницаемости. Кроме того, эти ферменты активируют протеолиз и остеолиз в парадонте [13]. Так, установлено, что концентрация фактора некроза опухоли TNF-α как ведущего противовоспалительного иммуноцитокина при пародонтите возрастает в 6-10 раз [14]. В ряде исследований продемонстрированы взаимосвязь степени тяжести деструкции альвеолярной кости с наличием патологических состояний, которые в свою очередь сопровождаются развитием остеопороза. Данные о влиянии МС на костный обмен и развитие остеопенического синдрома противоречивы. Общеизвестно, что каждый компонент МС может по-разному оказывать влияние на состояние костной ткани организма. С одной стороны, существует точка зрения, что высокая масса тела ассоциируется с более высокой МПКТ [15]. Ряд исследований продемонстрировали, что тучные женщины имеют более низкий риск потери костной массы по сравнению с другими женщинами [16]. С другой стороны, в литературе имеются данные о том, что у женщин с высоким уровнем висцерального жира отмечается меньшая МПКТ. В связи с тем, что среди факторов риска развития остеопороза (ОП) присутствует низкая масса тела (ИМТ менее 20 кг/м2), проблема снижения МПКТ у больных с ожирением долгое время не считалась существенной [15-17]. Защитное воздействие ожирения на костную ткань связано с повышенной механической нагрузкой на скелетную систему и способность адипоцитов (жировых клеток) к преобразованию андрогенов в эстрадиол-17β, что увеличивает МПКТ [18, 19]. Однако более поздние исследования показали, что избыточная масса жировой ткани и накопление висцерального жира в результате ожирения приводят к повышенному риску развития остеопороза, так как адипоциты и остеобласты являются производными одинаковых мезенхимальных стволовых клеток костного мозга, имеющих склонность к дифференцировке в адипоциты или остеобласты [20]. Вероятно, снижение минеральной плотности кости - не абсолютный фактор риска переломов, и наличие метаболического синдрома запускает иные механизмы нарушений процессов костного ремоделирования. Патогенетическое обоснование взаимосвязи повышенного риска переломов у людей с избыточным количеством висцерального жира определяется провоспалительной активностью адипоцитов, в присутствии которых развивается инсулинорезистентность. Со временем нарушение биологического действия инсулина и возникающая при этом гипергликемия увеличивают гликирование белковых структур кости, что в совокупности и ведёт к повышению хрупкости скелета [21]. Жировая ткань служит не только накопителем энергии, но и источником гормонов и медиаторов воспаления, таких как фактор некроза опухоли альфа (ФНО-α), интерлейкин-1β, интерлейкин-6, С-реактивный белок (СРБ), лептин и адипонектин [11]. Макрофаги являются другим источником провоспалительных факторов, негативно влияющих на метаболизм костной ткани при ожирении [22]. Повышенная продукция лептина и/или пониженная секреция адипонектина адипоцитами могут способствовать транспортировке макрофагов с их инфильтрацией/накоплением в жировой ткани [23]. Современные исследования подтверждают тесную взаимосвязь атеросклероза и остеопороза, что является актуальным для больных с МС, характеризующихся высоким проатерогенным потенциалом. В предыдущих исследованиях установлены как положительные, так и отрицательные ассоциации между дислипидемией и остеопорозом [17, 24]. Окисление липидов при дислипидемии стимулирует дифференциацию адипоцитов, подавляя дифференцировку остеобластов [5, 25, 26]. Свободно-радикально окисленные липиды способны угнетать развитие остеобластов и формирование костей, способствовать дифференцировке клеток-предшественников не в остеобласты, а в адипоциты [18]. Медиаторы воспаления, способствующие атерогенезу в сосудистой стенке, в костной ткани стимулируют выделение остеобластами веществ, способствующих остеокластогенезу. Важную роль в регуляции функции остеокластов играют некоторые цитокины, в том числе IL-6 и ФНО-α. Показано, что уровень холестерина липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) достоверно обратно пропорционален МПКТ. Активно изучается влияние на МПКТ лептина и адипонектина, выделяемых жировой тканью. В настоящее время нет единой точки зрения о взаимосвязи между уровнями лептина крови и массой костной ткани. Выявлена лишь умеренная связь с костной щелочной фосфатазой и более выраженная - с костной массой и ожирением. Повышенные уровни лептина ассоциировались с увеличением концентрации ряда матриксных белков кости. Лептин, с которым связано развитие ожирения при МС, способен подавлять процесс формирования костей. Особенности состояния обменных процессов в костной ткани альвеолярного гребня на фоне МС, взаимосвязь с изменениями показателей воспаления и уровнем лептина практически не изучены [27]. Другим возможным фактором взаимосвязи МС и остеопороза является количество циркулирующих глюко- и минералокортикоидов. Эффекты глюкокортикоидов и минералокортикоидов на развитие МС были воссозданы на человеческом организме [28, 29] и на животных [11, 30]. Содержание эндогенного кортизола положительно ассоциировалось со скоростью потери костной массы в поясничном отделе позвоночника, шейке бедра и области вертела у пожилых здоровых мужчин [28]. Содержание свободного кортизола и его метаболитов в моче было увеличено при МС у лиц с высоким потреблением натрия [29]. В последнее время в группу хронических осложнений сахарного диабета (СД) всё чаще включают патологическое изменение костной ткани [31-33]. При этом имеется тенденция к снижению костной массы и изменению микроархитектоники костной ткани. В ряде работ сообщается о повышении риска переломов у пожилых с инсулинорезистентностью, что объясняется тем, что инсулин, являясь системным гормоном, обусловливает нормальный скелетный рост, стимулирует синтез костного матрикса и образование хряща. Гормональный контроль роста и развития костной ткани, её реакция на различные стимулы зависят и от энергетического обмена, обеспечиваемого инсулином и рядом пептидов с инсулиноподобной активностью. Процессы остеопороза более выраженны у больных СД 1-го типа, их развитие объясняется несколькими причинами. Это усиление процессов резорбции костной ткани в результате нарушения функции гормонов надпочечников, гипофиза, половых гормонов, а также изменение состояния костной ткани вследствие диабетической нефропатии и микроангиопатии. Для больных с СД 2-го типа и избыточной массой тела, в большей степени женщин, характерно снижение МПКТ, классифицируемое как остеопения, которое обусловлено периферической конверсией половых стероидов и/или гиперинсулинемией, приводящей к пролиферации остеобластов [8]. В патогенезе остеопороза при СД можно выделить несколько основных звеньев: 1) абсолютный дефицит инсулина снижает выработку остеобластами коллагена и щелочной фосфатазы, которые необходимы для образования костного матрикса и его минерализации; 2) уменьшается стимуляция остеобластов, опосредованная через инсулиноподобные и другие факторы роста; 3) усиливается резорбция кости остеокластами, опосредованная конечными продуктами гликозилирования; 4) сниженная секреция инсулина и, как следствие, недостаток активных метаболитов витамина D приводят к снижению всасывания кальция в кишечнике и усилению секреции и активности паратиреоидного гормона [18, 34, 35]. Это создает отрицательный баланс кальция в организме и усиливает резорбцию костной ткани. Более того, в развитии остеопении важную роль играют такие осложнения СД, как микроангиопатия сосудистого русла с нарушением кровоснабжения; гипогонадизм, который препятствует достижению нормального пика костной массы; дефицит соматотропного гормона, необходимого для становления пика костной массы и развития скелета при СД 1-го типа [36]. Существенный прирост нарушений минерального обмена и развития остеопороза в пародонте отмечен у женщин в пре- и постменопаузальном периоде [37]. Показано, что МС в сочетании с гипофункцией яичников ассоциируется с нарушениями фосфорно-кальциевого обмена и секрецией кальцийрегулирующих гормонов, снижением МПКТ, подавлением процессов остеоформирования при сохранённой костной резорбции. У женщин с ожирением с наступлением менопаузы чаще верифицируется лишь остеопенический синдром, его степень, равно как и резорбтивный процесс в костной ткани, имеет обратную зависимость от ИМТ. Дефицит эстрогенов, характерный для постменопаузального остеопороза, ускоряет процессы ремоделирования, способствует возникновению дисбаланса между резорбцией и формированием костной ткани, ускоренной потере костной массы, развитию системного остеопороза и его осложнений, происходит редупликация базальной мембраны, дегенерация клеток эпителия, нарушение образования десмосом, коллагена, возникают резорбция и деминерализация костной ткани, что выражается в повышенной активности остеокластов и патологических процессов в пародонте [38/39]. После 45 лет частота заболеваний пародонта у женщин составляет 58,7% по сравнению с 26,6% в возрасте 20-30 лет [2]. Касаясь вопросов взаимосвязи гипертензии и остеопороза, следует говорить о ключевом факторе - аномалии обмена кальция. Гипертензия связана с потреблением хлорида натрия (NaCl), что приводит к увеличению экскреции кальция с мочой (гиперкальциурии) [40] из-за конкуренции между ионами натрия и кальция в проксимальных почечных канальцах [41]. Кальций из плазмы крови фильтруется в клубочках и затем реабсорбируется в кровь в дистальных канальцах и восходящей части петли Генле. Реабсорбция кальция часто регулируется гормонами, такими как паратиреоидный. Удаление кальция из организма при мочеиспускании уменьшает уровень циркулирующего кальция, что приводит к активации паратиреоидного гормона [33]. Таким образом, наличие воспалительных заболеваний пародонта и компонентов МС благодаря общности патогенетических механизмов развития этих заболеваний (нарушение гомеостаза кальция, индукция воспалительного ответа и окислительного стресса и процессы сочетания образования костной ткани и резорбции кости) создаёт предпосылки к дисбалансу гомеостаза в организме, в том числе и нарушениям минерального обмена костной системы в целом, в том числе и костной ткани альвеолярного гребня.

About the authors

Azizova I. Sabirova

The B.N. Yeltsin Kyrgyz-Russian Slavonic university

Email: azizasabirova@bk.ru
post-graduate student of the chair of surgical stomatology of the B.N. Yeltsin Kyrgyz-Russian Slavonic university, 720000, Bischkek, Kyrgyzstan 720000, Bischkek, Kyrgyzstan

A. B Mamytova

The B.N. Yeltsin Kyrgyz-Russian Slavonic university

720000, Bischkek, Kyrgyzstan

I. T Murkamilov

The I. K. Akhunbaev Kyrgyz state medical academy

720020, Bischkek, Kyrgyzstan

I. S Sabirov

The B.N. Yeltsin Kyrgyz-Russian Slavonic university

720000, Bischkek, Kyrgyzstan

References

Supplementary files