ANTI-INFLAMMATORY EFFECT OF ASCORBATE CHITOSAN IN THE PERIODONTAL DISEASE TREATMENT

Abstract


It was studied the effect of the gum treatment with the gel-like form of the ascorbate chitosan on the dynamics of the changes in the level of cytokines (TNF-а, IL-1fi, IL-8 and IL-1ra) in the periodontal pockets liquidfrom patients who have the generalized type of the inflammation in the periodontal tissues. It was found that chitosan ascorbate exhibits a pronounced anti-inflammatory activity, probably, due to the regulation of the IL-1fi and TNF-а cytokine levels in the inflammatory focus.

Full Text

В настоящее время ни у кого не вызывает сомнений многофакторность природы воспалительных заболеваний пародонта (ВЗП), однако ведущую роль по-прежнему отводят патогенному воздействию супра- и субгингивальной пародонтальной микрофлоры [3]. Часто наблюдаемая на практике низкая эффективность применяемой этиотроп-ной терапии ВЗП связана, как полагают, с высокой скоростью адаптации микрофлоры полости рта к используемым антибактериальным препаратам. Очевидно, что решением данного вопроса может быть использование препаратов, обладающих не только антибактериальной активностью, но и иммунокорригирующими свойствами, которые позволяют активизировать местный иммунитет и за счет этого повышать устойчивость тканей пародонта к действию агрессивной микрофлоры. В последние годы в стоматологическую практику все чаще внедряются различные композиции, включающие соли аскорбиновой кислоты и хитозана (ХТЗ) - аскорбаты ХТЗ - в различной концентрации [1, 3, 10]. ХТЗ (2-амино- 2-дезокси-р-Э-глюкан) - это полимер, получаемый из компонента экзоскелета членистоногих хитина путем частичного или полного деацетилирования. Этот полисахарид оказывает выраженное иммунотропное, а также антибактериальное, антиоксидантное, детоксикационное и ранозаживляющее действие [2]. Показано, что получаемые из ХТЗ и аскорбиновой кислоты соли достаточно эффективны при лечении заболеваний пародонта и позволяют в более короткие сроки устранять воспалительный процесс, приостановить деструкцию тканей, улучшить кровоснабжение, уменьшить подвижность зубов [10]. Однако на данный момент недостаточно хорошо известно о механизме модуляции иммунного ответа этими биологически активными веществами. Одним из объективных критериев контроля эффективности проводимого лечения может служить мониторинг колебаний уровня про- и противовоспалительных цитоки-нов. Как известно, гиперлейкин (ИЛ)-ф и фактор некроза опухоли (ФНОа) являются цитокинами первой линии реагирования, и в ответ на агрессию пародонтопатогенных микробов они способны инициировать высвобождение медиаторов острой воспалительной реакции, в том числе хемоки-на ИЛ-8. Высокая концентрация ИЛ-8 в очаге воспаления способствует прилипанию нейтрофилов к эндотелиальным клеткам и субэндотелиальным матричным белкам, благодаря чему обеспечиваются диапедез этих лейкоцитов сквозь эндотелий посткапиллярных венул и их миграция к месту проникновения патогенов [7]. У больных с ВЗП наблюдают повышенную плотность нейтрофильных гранулоцитов в зоне поражения, однако их функциональная активность относительно невысока. Для полноценной активации зрелых нейтрофилов требуется высокая концентрация ИЛ-1Р, являющегося их праймирующим фактором. Способность нейтрофилов отвечать только на высокую концентрацию ИЛ-ф обусловлена низкой экспрессией на их поверхности функционально активных рецепторов к ИЛ-1Р 1-го типа (IL-1RI), связывание с которыми вызывает быстрое включение MKK3/p38 MAPK каскада, высвобождение супероксидного аниона и экспрессию поверхностных молекул CD11b/CD18 и CD15 [8]. Однако избыточное количество провоспалительных цитокинов ФНОа и ИЛ-ф в тканях пародонта вызывает гиперактивацию остеокластов, что в свою очередь приводит к дегенеративно-деструктивным поражениям кости альвеолярного отростка [5]. Существует ряд естественных механизмов контроля воспалительной реакции и предотвращения повреждения тканей, вызванного избыточным высвобождением цито- Зудина И.В. - канд. биол. наук., е-mail: ivzudina@mail.ru токсичных продуктов в результате массовой дегрануляции фагоцитов. В частности, активированные нейтрофилы под действием провоспалительных стимулов начинают продуцировать цитокин ИЛ-1ра - специфичный антагонист ИЛ-1Р, способный связывать его рецепторы и тем самым полностью предотвращать стимулирующее и праймирующее действие ИЛ-1Р на нейтрофилы [6]. Цель исследования: изучить механизмы воздействия гелеподобной формы аскорбата ХТЗ на состояние местного иммунитета при воспалительных заболеваниях пародонта. Материалы и методы В качестве объекта исследования использовали жидкость десневых карманов, полученную от 10 здоровых доноров-добровольцев, 10 пациентов с хроническим катаральным гингивитом (ХКТ), и жидкость пародонтальных карманов у 30 пациентов с хроническим генерализованным пародонтитом (ХГП) легкой и средней степени (по 15 больных соответственно). Клиническое состояние тканей пародонта оценивали с помощью индексов: гигиенического (ГИ), пародонталь-ного (ПИ), папиллярно-маргинально-альвеолярного (ПМА). Состояние костной ткани межзубных перегородок изучали по данным внутриротовой рентгенографии. Всем пациентам проводили комплексную терапию с применением гелеподобной формы аскорбата ХТЗ на область сосочков и краевой десны с захватом 1-2 см слизистой оболочки альвеолярного отростка у больных ХКГ и дополнительно инстилляции в па-родонтальные карманы у больных ХГП. Продолжительность ежедневных обработок 15 мин в течение 10 дней. Образцы аскорбата ХТЗ предоставили специалисты Отдела высокомолекулярных соединений ОНИ НС и БС при ФГБОУ ВПО Саратовский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского. Контроль за динамикой изменения концентрации цитокинов (ИЛ-ф, ИЛ-8, ФНОа и ИЛ-1ра) в жидкости карманов осуществляли методом твердофазного имму-ноферментного анализа с помощью реагентов производства ЗАО «Вектор-Бест» (Новосибирск, Россия). Результаты учитывали на анализаторе Stat Fax 4200 (Awareness Technology, США). Статистическую обработку данных проводили с использованием программного пакета Statistica v. 6.0. Результаты и обсуждение Результаты лечения пациентов с ВЗП подтвердили эффективность применения гелеподобной формы аскорбата ХТЗ. При оценке состояния местного иммунитета выявили ряд закономерностей. Прежде всего следует отметить, что до начала и в первые дни лечения средняя концентрация провоспалительных цитокинов ФНОа, ИЛ-ф и ИЛ-8 в жидкости карманов у пациентов с воспалением тканей па-родонта статистически достоверно превышала норму (см. таблицу). Однако к моменту клинического выздоровления уровень этих цитокинов в жидкости карманов изменился разнонаправлено. В частности, содержание ФНОа у всех групп больных оказалось существенно ниже, чем в контрольной группе (р < 0,05). Средняя концентрация ИЛ-ф во всех трех группах также достоверно снизилась, тем не менее она оставалась выше по сравнению с таковой в группе контроля. Концентрация ИЛ-8 в жидкости карманов у пациентов с хроническим гингивитом после терапии снизилась в 0,9 раза (р < 0,05), у пациентов с ХГП легкой степени возросла в 1,2 раза (р < 0,05) и практически не изменилась у пациентов с ХГП средней степени (р > 0,05) (см. таблицу). При этом отсутствовало статистически достоверное различие между установившимся содержанием ИЛ-8, в 1,8-2 раза оно превышало норму (р < 0,05). Важно отметить, что повышенная концентрация хемокина ИЛ-8 в жидкости карманов у пациентов всех трех групп сохранялась в процессе лечения на фоне чрезвычайно низкого уровня ФНОа и высокой концентрации ИЛ-ф. Этот факт свидетельствует о 17 РОССИЙСКИЙ СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, №2, 2013 Содержание цитокинов в жидкости карманов у больных с ВЗп до и после лечения с использованием гелеподобной формы аскорбата ХТЗ ХГП ХКГ Цитокин легкая степень средняя степень Норма до лечения после лечения до лечения после лечения до лечения после лечения ФНОа, пг/мл 34,42 ± 8,56* 1,75 ± 0,49*,** 47,40 ± 10,73* 1,61 ± 0,90*** 17,60 ± 5,91 0,60 ± 0,34*, ** 9,74 ± 3,14 ИЛ-ф, пг/мл 1830,7 ± 250,8* 1273,5 ± 174,7*,** 2421,7 ± 295,2* 1197,3 ± 99,9*** 1715,4 ± 281,3* 711,5 ± 81,9** 706,8 ± 64,9 ИЛ-8, нг/мл 15,44 ± 1,39* 18,04 ± 0,77*, ** 21,19 ± 0,35* 20,73 ± 0,34* 19,67 ± 0,42* 17,70 ± 0,65*, ** 9,67 ± 0,53 ИЛ-1ра, 74,25 ± 4,84* 107,04 ± 5,30 61,75 ± 6,40* 105,41 ± 6,62** 44,58 ± 6,75* 95,61 ± 10,86** 95,31 ± 6,68 нг/мл Примечание. p < 0,05: * - по сравнению с нормой; ** - по сравнению с данными до лечения. том, что мы наблюдали вторую (позднюю) фазу инициацию продукции ИЛ-8 в ответ на стимуляцию нейтрофилов высокой концентрацией не ФНОа, а ИЛ-ф. Концентрация противовоспалительного цитокина ИЛ-1ра в жидкости карманов у пациентов всех групп до начала лечения была в 1,3-2 раза ниже нормы (р < 0,05), в то время как по окончании курса комплексной терапии она повысилась до нормальных значений (р > 0,05) (см. таблицу). Полученные результаты хорошо согласуются с наблюдаемой картиной изменений в состоянии тканей пародонта у больных в ходе лечения. На рис. 1 видно, что в разгар клинических проявлений концентрация ФНОа у пациентов с ХКГ и ХГП в 2-5 раз превышала норму (р < 0,05). Однако уже на 3-и сутки лечения уровень этого цитокина в жидкости карманов у больных всех трех групп резко снизился практически до нормальных значений (p > 0,05). Этот процесс сопровождался прекращением болевых ощущений и кровоточивости десен на 2-е сутки и исчезновением отека тканей на 3-4-е сутки лечения. Наблюдаемый нами выраженный противовоспалительный эффект аскорбата ХТЗ подтверждался положительной динамикой изменения индексных показателей (ПМА, ПИ). На фоне терапии у больных ХГП средней степени в 1—5-е сутки отметили значительный рост уровня ИЛ-ф (в 2,5 раза), а на 8-10-е сутки наступал глубокий спад - в 4 раза относительно максимального значения (рис. 2). Ана логичную динамику наблюдали и у больных ХКГ и ХГП легкой степени, правда, с единственной разницей: всплеск уровня ИЛ-ф в начале лечения был несколько слабее, а падение концентрации этого цитокина происходило в среднем на 2-3 сут раньше. Как известно, ИЛ-ф является праймирующим фактором для нейтрофилов и повышает их жизнеспособность, замедляя апоптоз, а ФНОа в низкой концентрации также задерживает апоптоз нейтрофилов, а в высокой, наоборот, активирует его [9, 11]. Таким образом, установленные нами изменения уровня цитокинов ФНОа, ИЛ-ф и ИЛ-8 в жидкости карманов на 3-и сутки лечения, по всей видимости, являются отражением процессов массового рекрутирования, активации, праймирования и торможения апоптоза нейтрофилов, осуществляющих основную защиту от пио-генных бактерий и способных существовать в анаэробных условиях пародонтального кармана. Важно отметить, что максимальный ингибирующий эффект ИЛ-1ра проявлялся уже после того, как нейтрофилы были простимулированы, и уровень ИЛ-ф стал снижаться (см. таблицу). На 10-е сутки комплексной терапии концентрация ИЛ-1ра в жидкости десневых карманов у пациентов всех трех групп достоверно не отличалась от нормы. Выявленные в настоящей работе закономерности позволяют предположить, что лечебный эффект аскорбата ХТЗ обусловлен не только пролонгированной санацией зубо- —*— Больные с ХГ —Больные с ХГІІ легкой степени —Больные с ХГІІ средней степени Рис. 1. Динамика изменения концентрации (в пг/мл) цито-кина ФНОа в жидкости десневых карманов у больных с ХГ (-▲-) и ХГП легкой (-♦-) и средней (-•-) степени. Здесь и на рис. 2: по оси абсцисс - сутки. —Больные с ХГ Больные с ХГІІ легкой степени Больные с ХГІІ средней степени Рис. 2. Динамика изменения концентрации (в пг/мл) цитокина ИЛ-ф в жидкости десневых карманов у больных с ХГ (-▲-) и ХГП легкой (-♦-) и средней (-•-) степени.Рубцы, рубцовая деформация кожно-хрящевого отдела носа, верхней губы после хейлопластики. 18 клинические исследования десневых карманов благодаря антибактериальной активности ХТЗ, но и его иммунотропным действием на эффекторы врожденного иммунитета. Механизм воздействия этого по-ликатионного гетерополисахарида на живые клетки, по всей видимости, тот же, что и у поликатионных антимикробных белков (прежде всего дефензинов).

References

  1. Большаков И. Н., Солнцев А. С., Майгуров А. А. и др. Способ лечения хронического пародонтита. Патент РФ № 2301064. 2005.
  2. Жоголев К. Д., Никитин В. Ю., Цыган В. Н., Егоров В.Н. Хитозан в медицине и рациональном питании. СПб.; 2000.
  3. Солнцев А. С., Большаков И. Н., Старостенко Т. Д. и др. Способ лечения хронического катарального гингивита. Патент РФ № 2240770. 2004.
  4. Царев В. Н., Ушаков Р. В., Давыдова М. Н. Микробная флора полости рта при развитии патологических процессов. В кн.: Микробиология, вирусология, иммунология. М.; 2009: 483-502.
  5. Davanian H., Bage T., Lindberg J. et al. Signaling pathways involved in the regulation of TNFQ-induced toll-like receptor 2 expression in human gingival fibroblasts. Cytokine. 2012; 3: 406-16.
  6. Ishihara Y., Nishihara T., Kuroyanagi T. et al. Gingival crevicular interleukin-1 and interleukin-1 receptor antagonist levels in periodontally healthy and diseased sites. J. Periodont. Res. 1997; 6: 524-9.
  7. Roberts F. A., Darveau R. P. Beneficial bacteria of the periodontium. Periodontology. 2000. 2002; 30: 40-50.
  8. Suzuki K., Hino M., Kutsuna H. et al. Selective activation of p38 mitogen-activated protein kinase cascade in human neutrophils stimulated by IL-1beta. J. Immunol. 2001; 10: 5940-7.
  9. van den Berg J. M., Weyer S., Weening J. J. et al. Divergent effects of tumor necrosis factor alpha on apoptosis of human neutrophils. J. Leukoc. Biol. 2001; 3: 467-73.
  10. Wang X., Jia H. C., Feng Y. M., Hong L. H. Chitosan-ascorbate for periodontal tissue healing and regeneration in rat periodontitis model. J. Clin. Rehabil. Tissue Eng. Res. 2010; 12: 2268-72.
  11. Watson R. W., Rotstein O. D., Parodo J. et al. The IL-1 beta-converting enzyme (caspase-1) inhibits apoptosis of inflammatory neutrophils through activation of IL-1 beta. J. Immunol. 1998; 2: 957-62.

Statistics

Views

Abstract - 21

PDF (Russian) - 0

Cited-By


Article Metrics

Metrics Loading ...

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies