Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современные представления о механизмах развития пародонтита (Обзор литературы) 18 - 56
1.1. Состояние проблемы 18
1.2. Основные факторы этиологии и патогенеза пародонтита 20
1.3. Иммунологические проблемы воспаления 44
Глава 2. Материал и методы исследования 57-74
2.1. Методика моделирования липополисахаридного (микробного) воспаления 57
2.2. Методика моделирования иммунокомплексного (аллергического) воспаления 57
2.3. Методы исследования крови 59
2.4. Методы исследования фагоцитоза. 64
2.5. Исследование функционального состояния нейтрофилов 67
2.6. Определение некоторых показателей иммунного статуса 70
2.7. Методы статистической обработки 72
Глава 3. Клинические показатели крови при моделируемых формах воспаления пародонта 75 - 82
Глава 4. Изменения метаболических показателей плазмы крови при воспалении, вызванном микробными липополисахаридами 83-97
4.1. Изменения белкового спектра крови 83
4.2. Изменения показателей пуринового обмена 85
4.3. Изменения липидного профиля крови 86
4.4. Изменения показателей углеводного обмена 88
4.5. Изменения состава электролитов в плазме крови 90
4.6. Изменения активности некоторых ферментов в плазме крови 92
Глава 5. Изменения метаболических показателей крови при иммунокомплексном (аллергическом) воспалении 98-113
5.1. Изменения белкового спектра крови 98
5.2. Изменения показателей пуринового обмена 100
5.3. Изменения липидного спектра крови 103
5.4. Изменения показателей углеводного обмена 104
5.5. Изменения состава электролитов в плазме крови 105
4.1. Изменения активности некоторых ферментов в плазме крови 107
Глава 6. Функциональная активность нейтрофилов в динамике развития воспаления пародонта (ЛПС модель и иммунокомплексная модель — феномен Артюса) 114 - 135
6.1. Апоптоз неитрофилов и продукция активных форм кислорода в них в динамике воспаления пародонта, вызванной микробными липополисахаридами 115
6.2. Апоптоз неитрофилов и продукция активных форм кислорода в них в динамике иммунно комплексного воспаления пародонта 121
6.3. Некоторые патогенетические аспекты изменения функциональной активности неитрофилов в динамике липополисахаридного и иммунокомплексного воспаления пародонта 127
Глава 7. STRONG Функциональная активность неитрофилов в динамике развития воспаления
пародонта (ЛПС модель и иммунокомплексная модель - феномен Артюса)^ STRONG 136 - 155
7.1. Интенсивность фагоцитоза и хемотаксиса макрофагов и продукция активных форм кислорода в них в динамике воспаления пародонта, вызванного микробными липополисахаридами. 139
7.2. Интенсивность фагоцитоза и хемотаксиса макрофагов и продукция активных форм кислорода в них в динамике иммунокомплексного воспаления пародонта 149
Глава 8. Некоторые параметры функциональной активности Т-хелперов 1 и Т-хелперов 2
(ИФ- у И ИЛ-4) в динамике развития воспаления пародонта (ЛПС модель и
иммунокомплексная модель ~ феномен Артюса) 156 -169
8.1. Изменения содержания у - интерферона и ннтерлейкина-4 в динамике воспаления пародонта, вызванного микробными липополисахаридами 158
8.2. Изменения содержания у - интерферона и интерлейкина-4 в динамике воспаления пародонта иммунокомплексного генеза 165
Глава 9. Патофизиологическая характеристика воспаления пародонта микробного и иммунокомплексного (аллергического) генеза 170 - 204
9.1. Об отсутствии существенного влияния локального воспалительного процесса на показатели обмена веществ организма 170
9.2. Синхронность в деятельности метаболических систем при микробном и аллергическом воспалении и возможности их адаптации 172
9.3. Патофизиологическая характеристика иммунных изменений при воспалении пародонта. Некоторые механизмы регуляции апоптоза неитрофилов при воспалении 190
9.4. О возможных связях между воспалительным процессом и изменением липидного спектра крови 199
Выводы 205-207
Список литературы 208 - 277
- Основные факторы этиологии и патогенеза пародонтита
- Методика моделирования иммунокомплексного (аллергического) воспаления
- Изменения метаболических показателей плазмы крови при воспалении, вызванном микробными липополисахаридами
- Изменения белкового спектра крови
Введение к работе
Актуальность проблемы. По данным эпидемиологических исследований в последние годы появилась явная тенденция роста заболеваний пародонта среди населения различных регионов нашей страны и мира [Алимский А.В., 2005; Соловьев А.М. и соавт., 2005; Цепов Л.М., 2007; Ebisu S, Noiri Y.5 2007]. Так, по данным ВОЗ, основанным на стоматологическом обследовании населения 53 стран, заболевания пародонта встречаются в 65 - 98% случаев. Наибольшая частота развития патологии пародонта приходится на средний возраст 35-45 лет и достигает 65 — 98%. Но даже среди молодежи 15-19 лет заболеваемость пародонта встречается у 55 - 99% подростков [Логинова Н.К., Воложин А.И., 1994].
Актуальность проблемы обусловлена также тем обстоятельством, что состояние тканей пародонта является одним из основных факторов, оказьшаїощих влияние на качество и долговечность результатов стоматологического лечения [Kimmel К., 2003].
Воспалительные заболевания в пародонте являются начальным этапом деструктивного процесса, приводящего к потере зубов и нарушению здорового образа жизни, что определяет социальную значимость проблемы [Лемецкая Т.Н., 1972, 1998; Грудянов А.И. 1997; Воложин А.И., 1998; Грудянов А.И. и соавт. 2002,2004; Безрукова И.В., 2001, 2002; Цепов Л.М., 2007; Weiger R., 1997].
Распространению заболеваний пародонта способствуют многочисленные факторы как местного, так и общего характера, вызывающие воспалительные процессы в мягких тканях десны и снижение иммунной реактивности организма. Важным фактором является рост общесоматических заболеваний, таких как диабет, атеросклероз и др., изменяющих метаболические процессы в организме и снижающих кровоснабжение тканей пародонта, что в конечном итоге приводит к их деструкции [Иванов B.C., 1998].
5 Среди заболеваний пародонта первое место принадлежит хроническому
генерализованному пародонтиту. Пародонтит в настоящее время понимается как хроническое деструктивное воспалительное заболевание пародонтальных тканей, которое является реакцией на длительное присутствие инфекции, преимущественно анаэробной грамотрицательной микрофлоры. Грамнегативные анаэробы и их вирулентные факторы вызывают хроническое перманентное воспалительное заболевание с выраженным воспалительно — иммунным компонентом, в значительной степени определяемым индивидуальными и генетическими факторами; Это воспалительный деструктивный процесс, захватывающий все ткани пародонта и приводящий'в конечном итоге к резорбции костной ткани [Немецкая Т.Иі, 1996; Грудянов А.И. 1997, 1998; Иванов B.C., 1998; Гаскин Д.В., 2006; Straka М., 2002].
Несмотря на отсутствие единой точки зрения на этиологию и патогенез поражений порадонта, общепризнанным является мнение о значении микробного фактора в развитии пародонтита. В подавляющем большинстве случаев хроническому генерализованному пародонтиту предшествует гингивит различной степени тяжести, охватывающий с возрастом все большее число людей [Балин В.Н., 1995; Грудянов А.И., 1996; 1998].
Наиболее важным этиологическим фактором при гингивите и пародонтите большинство авторов считают микрофлору зубной бляшки [Цепов Л.М., 2000; 2001]. Патогенная и условно-патогенная микрофлора полости рта признается одним из ведущих факторов в этиологии, воспалительных заболеваний пародонта. [Желудева И.В., Попова В.М., Максимовская Л.Н. с соавт., 2002; Есаян З.В., 2005; Дмитриева Л.А., 2007]. Результаты бактериологических исследований и изучение поддесневого зубного камня свидетельствуют о комплексном составе микрофлоры при заболеваниях пародонта. Среди микроорганизмов встречаются различные
виды стрептококков, гемолитический стафилококк, трихомонады, фузобактерии, актиномицеты, простейшие и др. Кроме того, в пародонтальных карманах обнаруживаются специфические грамотрицательные бактерии, такие как Porphyromonas gingivalis, Prevotella intermedia, Actinobacillus actinomycetemcomi-tans, Capnocytophags, Bacteriodis forsythus, Treponema dentiicola, Veilonella recta [Иванов B.C., 1998; Царев B.H. с соавт., 2005]. До 85% всех микробов являются анаэробами, из которых от 10 до 15 бактерий обладают патогенными свойствами. Эти микробы, образующие группу «пародонтопатогенных видов», обладают высокоадгезивными, инвазивными и токсическими свойствами и, продвигаясь под десневой край, повреждают эпителий зубодесневой бороздки [Григорьян А.С., 1999; Григорьян А.С. с соавт., 2002]. Важными факторами вирулентности этих микробов являются эндотоксины, являющиеся по своему химическому составу липополисахаридами, которые взаимодействуют с иммуноглобулинами A, G и М и различными компонентами комплемента [Иванов B.C., 1998]. Экзо - и эндотоксины нарушают клеточный обмен, вызывают альтерацию тканей пародонта, что способствует развитию воспалительной реакции.
Развитие и течение воспалительного процесса в пародонте, его генерализация и хронизация определяются не только и не столько видовым и количественным составом микрофлоры полости рта, сколько состоянием защитных сил самого организма и ответной реакцией иммунной системы.
Иммунная реактивность организма играет важную, если не определяющую роль в развитии воспалительных заболеваний пародонта [Herminajeng Е. et al., 2001 Hofbauer L.C., Heufelder, 2001]. Значение системы защиты (врожденного и приобретенного иммунитета) связано с индукцией провоспалительной экспрессии тканевых цитокинов, активацией хемоатрактантов и привлечением провоспа-лительных клеток, с нарушениями локального и системного метаболизма, гемо-
7 динамики, иммунологическими и неирорегуляторными нарушениями и сдвигами
микробиоценоза [Yonemura Т. 1989; Watanabe К., et al., 1991; Firatii Е., et al.,
1996; Siqueira J.F. et al., 2001]
Распространенность пародонтита в популяции, сложности при осуществлении профилактики и лечения заболевания, неоднозначность в трактовках основных патогенетических механизмов (взаимозависимых воспалительных, иммунных и метаболических) делает эту проблему чрезвычайно актуальной в медицине.
Известно, что среди больных с метаболическими нарушениями (метаболический синдром, диабет, системная красная волчанка) большое распространение имеют воспалительные заболевания пародонтального комплекса. Пародонт, его структуры являются чувствительными к пропатогенному действию факторов, формирующих проатерогенный спектр метаболических нарушений. Этот аспект отражает взаимозависимое влияние двух важнейших патогенетических механизмов - воспалительного и метаболического [Sasaki Н. et al., 2004; Bakhshandeh S. et al., 2007; Borges P.K. et al., 2007].
Патология пародонта носит, в основном, воспалительный характер и может развиваться под влиянием как местных причин, так и сочетанного действия общих (эндогенных) и местных факторов на фоне изменения реактивности организма, организации иммунного ответа. Иммунная система, призванная обеспечивать генетическое постоянство внутренней среды организма, защиту макроорганизма от всевозможных экзогенных и эндогенных патогенов, вследствие разнообразных причин может быть основой формирования хронического воспалительного процесса и метаболических нарушений.
Характер изменений иммунной реактивности при различных стадиях пародонтита был изучен многими авторами [Воложин А.И., 1994; Воложин А.И., По-
8 рядин Г.В., 2006]. Речь при этом шла о нарушении факторов иммунной защиты и
изменении иммунной регуляции при развитом пародонтите, который характеризуется не столько воспалительной реакцией, сколько изменениями остеобластов и остеокластов и резорбцией костной ткани [Carayol N. et al., 2006; Chappie I.L., Milward M.R., Dietrich Т., 2007]. В литературе практически отсутствуют данные о характере воспалительной реакции и иммунной регуляции метаболических изменений на начальном этапе развития пародонтита, когда процесс ограничен воспалительной реакцией десны и носит местный, локальный характер.
Роль системы защиты связана с индукцией провоспалительной экспрессии тканевых цитокинов, активацией хемоатрактантов и привлечением провоспали-тельных клеток, с нарушениями метаболизма, гемодинамики, иммунологическими и нейрорегуляторными нарушениями и сдвигами микробиоценоза [Лемецкая Т.И. с соавт., 1979; 1983; 1985; 1993; Салдусова И.В. 1997; Кречина Е.К., 2000, 2002; Максимовский с соавт., 2003; Yonemura Т. 1989; Watanabe К., et al., 1991; Firatii Б., et al., 1996; Siqueira J.F. et al., 2001].
При рассмотрении патогенеза пародонтита ощущается существенный дефицит знаний о генезе и механизмах развития тканевых поражений. Лечение и реабилитация больных пародонтитом представляют значительную трудность.
При возникновении гингивита, который является начальным этапом развития пародонтита, ряд авторов обнаружили выраженное ослабление специфических факторов местных защитных реакций полости рта [Максимовский Ю.М. с соавт., 2003]. Тем не менее, местные лечебные воздействия на пораженный паро-донт у таких больных часто малоэффективны [Минкин Л.Н., Евглевская Ю.П., 1997; Цепов Л.М., Николаев А.Й., 2002].
При стимуляции лимфоцитов бактериями типа V. alcalescence, полученными от больных с гингивитом или пародонтитом, происходит выделение фактора,
ингибирующего миграцию макрофагов (МИФ). Зубная бляшка и отдельные виды
бактерий - V. alcalescence, A. viscosus, F. nucleatumn, В. Melaninogenicus - способны индуцировать выработку МИФ лимфоцитами лиц с экспериментально вызванным гингивитом и таким образом тормозить или полностью подавлять фагоцитоз [Firatii Е., et al„ 1996; Siqueira J.F. et al., 2001].
На кафедре патологической физиологии РУДЫ длительное время разрабатывается концепция, согласно которой воспаление, вообще, и субклиническое воспаление, в частности, рассматриваются как общая патофизиологическая основа современной патологии, замыкающая «патогенетические круги» нозологических форм болезней цивилизации.
Общность воспаления и проатерогенных нарушений метаболизма с патофизиологической точки зрения вполне естественна, поскольку оба синдрома формируют одни и те же клетки: эндотелиальные и гладко-мышечные, фибробласты, моноциты и макрофаги, нейтрофилы, тромбоциты и, в меньшей степени, Т- и В-лимфоциты. При воспалении и атеросклерозе адгезию (фиксацию) моноцитов и нейтрофилов на поверхности эндотелия активируют одни и те же белки клеточных взаимодействий: интегрины на мембране нейтрофилов и моноцитов, Е-селектин на мембране эндотелия и Р-селектин тромбоцитов. При обоих патологических процессах происходит активная инфильтрация (хемотаксис) тканей циркулирующими в крови моноцитами и нейтрофилами. В обеих ситуациях активированные нейтрофилы и тканевые макрофаги в реакции «респираторного взрыва» усиливают образование супероксидрадикалов и активируют перекисное окисление белков и липидов, вызывая альтерацию нормальных тканей [Ilguy М., Ilguy D„ Bayirli G., 2007].
Начиная с 1999 г., после публикации ставшей уже хрестоматийной работы R. Ross, воспалительная природа атеросклероза признается большинством уче-
10 ных. С тех пор во всех проведенных исследованиях и опубликованных статьях
идея о воспалении как сути атеросклеротического процесса является доминирующей, и она оттеснила на второй план значимость гиперхолестеринемии как фактора атерогенеза. Однако в большинстве опубликованных в последнее время работ тезис о значимости воспаления в патогенезе проатерогенных нарушений метаболизма приобрел декларативный характер, так как каждый автор вкладьшает в это понятие свое значение.
В течение двух десятилетий исследований периодически появляются сообщения об обнаружении ассоциации между воспалением в тканях пародонта и сердечно-сосудистой патологией. Но каков характер и значение этой ассоциации? Все еще дискутабельным является вопрос об этиологической зависимости воспаления пародонта и ишемической болезни сердца (проатерогенный спектр метаболических нарушений) или мозгового инсульта - это причина или случайное совпадение? Этот же аспект рассматривается и в актуальной современной проблеме -пародонтит (воспаление) и метаболический синдром, пародонтит и величина инфарктной зоны миокарда, субклиническое воспаление и патология печени.
В ряде современных эпидемиологических, клинических и экспериментальных исследований получены противоречивые результаты в отношении пародон-тита и ишемической болезни сердца (ИБС), что связано с общими дополнительными факторами риска, характерными для этих нозологических форм (старение, мужской пол, социально-экономический статус, курение). Тем не менее, исследования отношений между уровнями антител сыворотки к пародонтопатогенам (Porphyromonas gingivalis, Actinobacillus actinomycetemcomitans) и факторами риска ИБС (проатерогенный липидный профиль) подтверждают эту зависимость [Pussinen PJ. et al., 2004, 2005; Carayol N. et al., 2006; Chappie I.L., Milward M.R., Dietrich Т., 2007].
По мнению Borges Р.К. et al. (2007), хронические инфекции с субклиническим течением (например, пародонтит), могут играть большую роль в развитии атеросклероза, чем считается в настоящее время. Снижение частоты сердечнососудистых заболеваний на фоне приема статинов обусловлено не только гиполи-пидемическим, но и противовоспалительным действием этих препаратов.
В любом случае речь должна идти об источнике флогогенного (воспалительного) казуального фактора.
Микрофлора кишечника, а также «сброс» в кровоток печени липидов при абдоминальном ожирении и метаболических нарушениях, рассматриваются как возможные факторы инициации и прогрессирования провоспалительного статуса организма.
Но есть еще одна система. Микрофлора полости рта является неотъемлемой частью нашего организма. Количество бактерий в полости рта по числу видов и по содержанию в единице материала конкурирует с желудочно-кишечным трактом, а провоспалительные цитокиновый спектр при любом типе воспаления может стать инициатором системных нарушений. Не вызывает сомнения, что при воспалении пародонта иммунные и метаболические процессы протекают параллельно, и в их основе лежат общие механизмы, связанные с дисбалансом (врожденным и/или приобретенным) между продукцией «провоспалительных» («про-остеопоретических») и «антивоспалительных» («антиостеопоретических») цито-кинов, а также с соответствующими изменениями активности нейтрофилов и макрофагов как клеток-эффекторов.
Таким образом, воспаление как одна из древнейших проблем медицины, а также связанные с ней вопросы реактивности и изменения различных компонентов гомеостаза, включающие и комплекс метаболических изменений, не только не
12 утратила своего значения, но, как показывает изменившаяся структура заболеваемости, приобретает сегодня еще большую актуальность.
Цель работы - исследовать в эксперименте общие закономерности метаболических изменений и параметры иммунной реактивности (врожденного и приобретенного иммунитета) при развитии липополисахаридного и иммуноком-плексного воспаления в ткани пародонта; определить патофизиологические основания формирования компонентов метаболического синдрома и выявить общие закономерности развития локального воспалительного процесса, формирующие проатерогенный спектр нарушений.
Основные задачи исследования.
Изучить изменения основных метаболических показателей крови (белковый спектр, углеводы, липиды, электролиты) при развитии липополисахаридного и иммунокомплексного (феномен Артюса) воспаления пародонта.
Изучить функциональную активность нейтрофилов (провоспалительная и прооксидантная активация и интенсивность апоптоза) в динамике развития воспаления пародонта различного генеза (липополисахаридная и иммунокомплекс-ная модели).
Изучить функциональную активность перитонеальных макрофагов (интенсивность процессов фагоцитоза, хемотаксиса и продукцию активных форм кислорода) в динамике развития воспаления пародонта различного генеза.
Изучить некоторые параметры функциональной активности Т- хелперов-1 и Т- хелперов-2 (определение интерферона -у и интерлейкина-4) в динамике развития воспаления пародонта ЛПС и иммунокомплексного генеза.
13 5. Дать сравнительный патофизиологический анализ метаболических и
иммунологических изменений в организме при развитии воспаления пародонта
различного генеза.
Научная новизна работы заключается в том, что впервые проведено комплексное сравнительное исследование метаболических показателей крови и параметров врожденного и приобретенного иммунитета при двух видах воспалительной реакции пародонта различного генеза - липополисахаридного и иммуноком-плексного (феномен Артюса). Впервые показано, что при обеих моделях патологического процесса развивается воспалительная реакция, характеризующаяся стадийностью, нарушениями липидного метаболизма, проатерогенным спектром липидного профиля (повышение холестерина, ЛПОНП, триглицеридов). Впервые показано, что развитие ЛПС - зависимого воспаления характеризуется гипоальбу-минемией и гипогликемией на всех исследуемых этапах, а также достоверным повышением ЛДГ и КФК. Эта же тенденция воспроизводится в течение развития иммунокомплексного воспаления, что в соединении с вышеотмеченными изменениями липидного спектра может рассматриваться как комплексный метаболический ответ организма на воспалительный процесс.
В работе впервые изучено в сравнительном аспекте состояние иммунной реактивности при локальном воспалении пародонта ЛПС и аллергического генеза. Исследованы функциональные свойства и апоптоз нейтрофилов и показано, что в динамике развития обоих типов воспаления наблюдаются однонаправленные изменения функциональной активности полинуклеаров - прогрессивное снижение интенсивности апоптоза и повышение генерации активных форм кислорода на протяжении первых 4-х недель воспаления с дальнейшей динамикой к нормализации функциональных характеристик нейтрофилов.
14 Интенсивность фагоцитоза и хемотаксиса макрофагов, их способность к
генерации активных форм кислорода также возрастает на протяжении первых 4-х недель воспалительного процесса. На 5-й неделе между показателями микробного и аллергического воспаления наблюдаются некоторые различия — при аллергическом воспалении показатели фагоцитоза (кроме «кислородного взрыва») продолжают возрастать, еще более увеличиваясь к 5-й недели.
Впервые в динамике воспалительных реакций пародонта различного ге-неза исследован цитокиновый спектр в аспекте иммунного ответа, зависимого от типа Т- хелперного ответа, который характеризуется повышением содержания у -интерферона и интерлекина -4 на протяжении первых 4-х недель воспаления. В последующем показатели гуморального и клеточного иммунитета снижаются при микробном воспалении и продолжают повышаться при феномене Артюса.
Корреляционный анализ показал наличие сильной положительной связи интенсивности фагоцитоза и факторами, обуславливающими эту интенсивность: с процессами хемотаксиса и накоплением в макрофагах свободных радикалов кислорода, а также с факторами клеточного и гуморального иммунитета (у - итерфе-роном и интерлейкином 4), что свидетельствует о единой направленности функциональных изменений иммунной системы при обоих типах воспаления пародонта.
Корреляционноый анализа между содержанием у - интерферона и интенсивностью апоптоза показывает наличие сильной достоверной отрицательной связи между данными показателями, что позволяет высказать предположение о том, что у - интерферон и зависимые от него механизмы могут играть роль регулятора апоптоза и дают возможность наметить пути воздействия на эти регуля-торные процессы с целью управления активностью апоптоза.
15 Теоретическая и практическая значимость работы. Сформулирована
концепция о метаболическом варианте течения воспалительной реакции в ткани пародонта, сопровождаемом проатерогенными нарушениями. Совокупность полученных данных и их анализ дают представление о системном характере метаболических и иммунологических изменений в организме при развитии локального воспаления пародонта. Полученные результаты показывают, что локальное воспаление пародонта как липополисахаридного, так и иммунокомплексного генеза вызывает значительную перестройку иммунной системы организма, что выражается в повышении фагоцитарной активности, увеличении прооксидантной активности и понижении интенсивности апоптоза полинуклеаров. Ослабление программируемой клеточной гибели в острый период воспаления пародонта, независимо от его генеза, можно рассматривать как адаптивную и компенсаторную реакцию, направленную на поддержание потенциала фагоцитарно-активных клеток. Наличие сильной достоверной отрицательной связи между содержанием у -интерферона и интенсивностью апоптоза позволяет высказать предположение о том, что у -интерферон и зависимые от него механизмы могут играть роль регулятора апоптоза и дают возможность наметить пути воздействия на эти регулятор-ные процессы с целью управления при воспалении активностью процесса программируемой клеточной гибели.
Положения, выносимые на защиту:
Локальное воспаление пародонта липополисахаридного и иммунокомплексного генеза оказывают существенное влияние на метаболический гомеостаз организма, формируя его проатерогенный спектр.
Локальное воспаление пародонта как липополисахаридного, так и иммунокомплексного генеза вызывает значительную перестройку иммунной системы
\
организма, что выражается в повышении функциональных параметров нейтрофилов и макрофагов, увеличении генерации активных форм кислорода и хемотакси-ческой активности и понижении интенсивности апоптоза полинуклеаров на протяжении первых 4-х недель воспаления.
Ослабление программируемой клеточной гибели в острый период воспаления пародонта, независимо от генеза воспалительной реакции, можно рассматривать как адаптивную и компенсаторную реакцию, направленную на реализацию потенциала фагоцитарно-активных клеток.
Уровень концентрации цитокинов у - интерферона и ИЛ-4 при локальном воспалении пародонта увеличивается на протяжении первых 4-х недель процесса, что говорит об однонаправленности изменений параметров клеточного и гуморального иммунитета при воспалительной реакции пародонта различного генеза.
Сильная отрицательная корреляционная связь между содержанием у - интерферона и интенсивностью апоптоза нейтрофилов при обоих типах воспаления свидетельствует об участии клеточных факторов иммунитета в регуляции апоптоза полинуклеаров.
Исследование метаболических показателей крови и функциональной активности нейтрофилов и макрофагов, а также функции Т-хелперов первого и второго типа (уровень у - интерферона и ИЛ-4 при двух типах воспаления - микробном и иммунокомплексном) свидетельствует о типовых закономерностях изменения гомеостаза и иммунной реактивности организма, независимо от генеза воспалительной реакции.
Апробация работы и публикации по теме.
Работа апробирована на Всероссийской научно-практической конференции «Артериальная гипертония в ряду других сердечно — сосудистых факторов рис-
17 ка», Москва, 2002; на Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы артериальной гипертонии», Москва, 2003; на Втором международном симпозиуме «Проблемы ритмов в естествознании», Москва, 2004; на 3 Международной конференции «Болезни цивилизации в аспекте учения В.И.Вернадского», Москва, 2005; на 6 Международной научно - практической конференции «Здоровье и образование в 21 веке» Москва, 2005; на 7 Международной научно — практической конференции «Здоровье и образование в 21 веке» Москва, 2006; на 8 Международном Конгрессе «Здоровье и образование в 21 веке: концепция болезней цивилизации» Москва 2007; на совместном заседании кафедр общей патологии и патофизиологии и патологической анатомии РУДН, Москва, 2007 год.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 30 работ, в том числе 10 в рецензируемой печати.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методической главы, 8-ми глав, в которых изложены результаты собственных исследований, главы обсуждения, выводов и списка литературы. Диссертация изложена на 277 страницах машинописного текста, содержит 33 таблицы и 18 рисунков, библиография состоит из 627 источников отечественной и зарубежной литературы.
Основные факторы этиологии и патогенеза пародонтита
Воспаления пародонта занимают одно из ведущих мест в общей патологии заболеваний полости рта. Актуальность проблемы определяется не только высокой частотой заболеваний пародонта среди населения молодого и среднего возраста, но и несомненным ростом количества хронических пародонтитов и довольно низкой результативностью консервативного лечения [Цепов Л.М., 1998 - 2001; Лемецкая Т.И., 1996,1998; Грудянов А.И., 1997, 1998; Воложин А.И., 1998; Дмитриева Л.А., 2007].
Среди заболеваний пародонта воспалительного генеза первое место принадлежит хроническому генерализованному пародонтиту как по частоте заболеваний, так и по тяжести последствий этого процесса для пациента [Цепов Л.М., Николаев А.И., 2002]. Пародонтит - это хроническое деструктивное воспалительное заболевание пародонтальных тканей, которое является реакцией на длительное присутствие инфекции, преимущественно анаэробной грам-отрицательной микрофлоры. Грам-негативные анаэробы и их вирулентные факторы вызывают хроническое перманентное воспалительное заболевание с выраженным воспалительно - иммунным компонентом, в значительной степени определяемым индивидуальными и генетическими факторами.
Непосредственно деструкция пародонтальных тканей вызывается группами протеолитических и гидролитических ферментов, которые вырабатываются пародонтопатогенными бактериями. Ферменты в сочетании с резорбционной деятельностью остекластов через некоторое время вызывают дефект пародонтальных тканей и ближайшей альвеолярной кости. Прорастание эпителия ведет к образованию пародонтального кармана [Безрукова И.В., Грудянов А.И., 2003; Straka М., 2002]. Консервативное лечение пародонтитов требует огромного терпения, определенной методичности и разработанной системы профилактики осложнений, что затрудняет получение положительных результатов. Довольно часто воспалительные по своему происхождению заболевания пародонта заканчиваются деструктивными изменениями и резорбцией костной ткани челюстной области [Дмитриева Л.А., 2007].
Рост распространенности воспалительных заболеваний пародонта связан с целым рядом факторов. Это, прежде всего, неудовлетворительная гигиена полости рта и низкая сопротивляемость организма у школьников, что приводит к развитию гингивитов, которые являются начальной стадией пародонтитов. У подростков в возрасте 10-12 лет гингивит выявляется у 69 - 77%. С возрастом число заболеваний гингивитом увеличивается и в возрасте 15 лет уже 87% детей имеют воспалительные процессы мягких тканей полости рта [Балин В.Н. с соавт., 1995].
Росту заболеваемости способствует неправильное питание, ухудшение экологической обстановки, приводящее к изменению ионного баланса в организме, возрастание стрессовых воздействий, недостаточно качественная стоматологическая помощь, целый ряд сопутствующих заболеваний, сопровождающихся нарушениями метаболических процессов и кровоснабжения десневой области [Грудянов А.И., Фоменко Е.В., 2004].
К настоящему времени не существует единого взгляда на этиологию и ведущие патогенетические механизмы пародонтита. Можно лишь говорить о несомненном значении микробного фактора и изменении иммуногенной реактивности организма. Следует отметить, что в формировании воспаления в пародонте, его течении и исходе большая роль принадлежит взаимодействию инфекционных агентов и защитных сил организма, активности специфических и неспецифических факторов. [Царев В.Н. и соавт., 2005]. Имеющиеся в литературе данные говорят о перестройке неспецифической и специфической реактивности организма при развитии воспаления в пародонте [Воложин А.И., Порядин Г.В.2006; Torabinejad М., Eby W.C., 1985; Torabinejad М., Thefilopoulos A.N., 1985].
В этиопатогенезе пародонтита следует выделять общие и местные факторы. Если к первым относятся процессы, влияющие на состояние общей реактивности организма, то под вторыми следует понимать весь комплекс местных морфофункциональных особенностей полости рта, влияющих на состояние пародонта. Это анатомические особенности уздечки губ, языка, глубина и правильность формирования преддверия, характер расположения зубов и др. [Быков В.Л. 1996; Данилевский Н.Ф., Борисенко А.В., 2000]. На состояние пародонта влияют неполноценное протезирование, поражение зубов кариесом, особенности функции жевания и состояние окклюзии [Саакян М.Ю., 2001]
Методика моделирования иммунокомплексного (аллергического) воспаления
Липополисахаридное воспаление пародонта моделировали на кроликах путем локального введения ЛПС Escherichia coli в ткани десны и зубодесневого соединения по 50 мкрл ЛПС или 1 мг/мл через 48 часов в течение двух недель. После 3-его введения появились признаки воспалительной реакции. Исследования проводили еженедельно в периоды 1-5 недель после начала воспаления.
Состояние аллергического воспаления вызывалось путем моделирования в верхнечелюстной области (десна в области верхних резцов) феномена Артюса - Сахарова, который широко используется для изучения иммунных сдвигов при развитии аллергического воспаления [U.Baumann et al., 1999; R.Samadfam et al., 2000]. Выбор анатомической области для моделирования феномена Артюса — Сахарова был связан с нашими профессиональными интересами врача - стоматолога, поскольку именно пародонт является областью, подверженной воспалению при пародонтите.
Для моделирования феномена Артюса - Сахарова в ткань десны вводилась нормальная лошадиная сыворотка в дозе 0.1 мл/кг через 72 часа в течение двух недель. При такой методике после 3-ей инъекции развивалась воспалительная реакция в месте введения сыворотки.
Поскольку вирулентность грамотрицательных микробов, составляющих большинство патогенной флоры ротовой полости, связана преимущественно с их липополисахаридами, то мы позволим себе здесь и далее применять термины микробный и липополисахаридный как синонимы и называть данную модель воспаления пародонта - ЛПС модель или микробная модель. Также как синонимы употреблять термин иммунокомплексный и аллергический, поскольку для воспроизведения данной модели воспаления был использован феномен Артюса.
Для выполнения поставленных в работе задач проводилось исследование клинической картины крови, основных метаболических показателей крови, активности фагоцитоза и интенсивности хемотаксиса перитониальных макрофагов, интенсивности апоптоза нейтрофилов крови, содержания активных форм кислорода в макрофагах и нейтрофильных лейкоцитах; определяли некоторые иммунные факторы крови (у- интерферон и интерлейкин - 4). В опытных группах показатели, полученные до начала моделирования воспаления, принимали за контрольные данные, с которыми сравнивались все последующие.
Учитывая продолжительность эксперимента, для того, чтобы исключить специфическое влияние условий вивария, 10 кроликов составили контрольную группу. В контрольной группе животным вместо микробных липополисахаридов и \ антигена в те же временные периоды, в ту же анатомическую область и в том же количестве вводился физиологический раствор с последующим исследованием всех изучаемых показателей. Результаты, полученные в контрольной группе, показали, что на протяжении исследования изучаемые показатели не менялись.
В нашем исследовании изучалась динамика изменений клинических, метаболических и иммунологических показателей крови в норме и в динамике развития липополисахаридного и иммунокомплексного воспаления.
Для забора крови животное фиксировали в ящике, оставляя голову свободной, ушную вену пережимали у основания ушной раковины указательным и большим пальцами. Из пережатой ушной вены кровь забирали путем укола инъекционной иглой. Предварительно место укола протирали спиртом, что вызывало реактивное расширение сосуда. Общий объем забранной крови составил 10 мл.
Изменения метаболических показателей плазмы крови при воспалении, вызванном микробными липополисахаридами
Для характеристики состояния белкового обмена при воспалительной реакции мы изучали содержание общего белка и соотношение белковых фракций крови.
Белковый состав крови отражает, во-первых, общее состояние белкового метаболизма, и, во-вторых, дает возможность судить об обменных процессах в организме, так как альбумины выполняют функцию транспортировки многих биологически активных веществ и способны связываться с холестерином и СЖК, а-глобулины выполняют функцию связывания билирубина, Р-глобулины связывают железо и холестерол, а у-глобулины связывают антигены и играют важную роль в иммунологических реакциях организма [Зайчик А.Ш. с соавт., 1999].
Также следует отметить, что количество общего белка и содержание мелко- и крупнодисперсных белковых фракций в крови может характеризовать и проницаемость сосудистой стенки.
Результаты исследования белкового спектра крови при воспалительном процессе, вызванном липополисахаридами, представлены в таблице 4.
Как видно из данных, приведенных в таблице 4, при воспалении, вызванном микробными липополисахаридами, через 5 недель после начала процесса достоверно увеличивается содержание общего белка в крови. Повышение общего белка в крови явно не связано с увеличением альбуминов, абсолютное содержание которых, начиная с 1-й недели процесса, достоверно снижается и остается таковым до конца периода наблюдения. Что касается процентного содержания альбуминов, то на протяжении всего периода наблюдения оно не меняется.
Глобулиновые фракции крови претерпевают определенные изменения, что выражается в тенденции к снижению процентного содержания а-глобулинов на всем протяжении воспалительного процесса. Для а2-глобулинов это снижение через неделю после развития воспаления имеет достоверный характер. Что касается (3-глобулинов, то их процентное содержание на всем протяжении наблюдения не меняется. Обращает на себя внимание определенные изменения процентного содержания у-глобулинов, которые заключаются в выраженной тенденции к повышению их содержания. Отношение альбуминовых и глобулиновых белковых фракций, не изменяясь достоверно, имеет определенную тенденцию к снижению, что может быть, прежде всего, связано с достоверным снижением абсолютного содержания альбуминов.
Для оценки состояния пуринового обмена проводили исследование концентрации креатинина, мочевины и мочевой кислоты в плазме крови.
Образование этих трех веществ характеризует заключительные этапы белкового обмена. Концентрация креатинина прямо свидетельствует об интенсивности белкового распада; в виде мочевины выводится из организма при дезаминировании аминокислот аммиак; мочевая кислота является конечным продуктом обмена пуриновых оснований, входящих в состав нуклеопротеидов.
Изменения белкового спектра крови
Для характеристики состояния белкового обмена при воспалительной реакции иммунокомплексного (аллергического) генеза (феномен Артюса) мы изучали, как и при воспалении, вызванном микробными липополисахаридами, содержание общего белка и соотношение белковых фракций крови.
Результаты исследования белкового спектра крови при аллергическом воспалении представлены в таблице 10.
Как следует из данных, приведенных в таблице 10, через 5 недель после развития процесса наблюдается увеличение количества общего белка крови, что аналогично изменениям, развивающимся при воспалительной реакции, вызванной микробными липополисахаридами. Что касается всех остальных регистрируемых показателей белкового спектра крови, то изменения носят характер тенденции и достоверных отличий от контрольных данных не отмечается. Однако направленность изменений ряда показателей практически повторяет их динамику, наблюдающуюся при развитии микробного воспаления: тенденция к снижению al -и а2-глобулинов, увеличению у- глобулинов и уменьшению отношения альбумины / глобулины.
Однако имеются и некоторые отличия. Во-первых, общее количество альбуминов, достоверно пониженное на протяжении всей воспалительной реакции у животных 1-й группы, при развитии феномена Артюса практически не изменяется. Отмечается лишь некоторая тенденция к их снижению на 1-й и 3-й неделях процесса. Во-вторых, при общей тенденции к снижению а2-глобулинов в крови животных обеих групп достоверность этого уменьшения наблюдается на 1-й недели воспаления только у кроликов, которым моделировалось воспаление микробными липополисахаридами.
Безусловно, эти различия не являются существенными и анализ приведенных данных, скорее всего, свидетельствует о том, что при обоих патологических процессах не отмечается существенных изменений содержания общего белка и фракций белкового спектра плазмы. Наблюдаемые достоверные изменения альбуминов плазмы у животных первой группы, хотя и являются достоверными по сравнению с исходным фоном, однако это уменьшение является настолько малым, что вряд ли может отражать какие-либо существенные изменения белкового обмена в организме. То же самое можно сказать и о несколько более выраженном повышении общего белка крови через пять недель после начала развития патологического процесса у животных обеих групп. Достоверное снижение а2-глобулинов у животных первой группы регистрируется лишь на одном сроке наблюдения и, вероятнее всего, не может расцениваться как значимое изменение белкового спектра. Также нет и каких-либо существенных отличий в динамике остальных белковых фракций плазмы между двумя группами с различным по этиологии воспалением
Как следует из данных, приведенных в таблице 11, динамика изменения показателей пуринового обмена при развитии аллергического воспаления пародонта аналогична таковой при воспалении, вызванном микробными липополисахаридами. На 1-й недели процесса происходит достоверное изменение всех изучаемых показателей пуринового обмена: наблюдается повышение мочевины и креатинина и выраженное снижение мочевой кислоты. Соответственно, к данным изменениям можно применить и аналогичную трактовку - увеличение креатина и мочевины, вероятнее всего, связано с усилением распада в организме белковых соединений. Дальнейшее повышение мочевины к пятой неделе процесса, возможно, связано с изменением функции почек за счет длительной аллергической реакции, которая, как известно, протекает с вовлечением сосудистого компонента. Что касается снижения мочевой кислоты через неделю после начала патологического процесса, то, возможно, это связано либо с кратковременным, но значительным по интенсивности изменением выделительной функции почек, либо - с каким-то нарушением кислотно-щелочного состояния, что нередко наблюдается при сенсибилизации организма.
