Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

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

Ivanov P.V. 1 Zudina I.V. 2 Bulkina N.V. 3 Vedyaeva A.P. 3 Ivanova E.V. 2
1 Penza State University
2 Saratov State University n.a. N.G. Chernyshevsky
3 Saratov State Medical University n.a. V.I. Razumovsky, Saratov, Russia
Изучалась динамика изменения содержания цитокинов (ФНО-α, ИЛ-1β, ИЛ-8 и ИЛ-1ра) в жидкости зубодесневых карманов у пациентов с воспалительными заболеваниями тканей пародонта на фоне обработки десны гелеподобной формой аскорбата хитозана. Установлено, что аскорбат хитозана проявляет ярко выраженную противовоспалительную активность в очаге воспаления. Выявленные нами в настоящей работе закономерности позволяют предположить, что лечебный эффект гелеобразного 8%-ного аскорбата ХТЗ обусловлен не только пролонгированной санацией зубо-десневых карманов благодаря выраженной антибактериальной активности ХТЗ, но и его иммунотропному действию на эффекторы врожденного иммунитета. Механизм воздействия этого поликатионного гетерополисахарида на живые клетки, по всей видимости, тот же, что и у поликатионных антимикробных белков (прежде всего, дефензинов β).
The article stadies 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-α, IL-1β, IL-8 and IL-1ra) in the periodontal pockets liquid from 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-1β and TNF-α cytokine levels in the inflammatory focus. We have identified in this paper patterns suggest that the therapeutic effect of the gel 8% ascorbate HTZ not only due to prolonged readjustment of teeth-gums due to a pronounced antibacterial activity HTZ, but its effect on the immuno-effectors of innate immunity. The mechanism of action of polycationic heteropolysaccharide on living cells, apparently the same as that of the polycationic antimicrobial proteins (primarily defensins β).
cytokines.
chitosan ascorbate
periodontitis
Gingivitis

Введение

В настоящее время ни у кого не вызывает сомнений многофакторность природы воспалительных заболеваний пародонта (ВЗП), однако ведущая роль по-прежнему отводится патогенному воздействию супра- и субгингивальной пародонтальной микрофлоры [3]. Часто наблюдаемая на практике низкая эффективность применяемой этиотропной терапии ВЗП связана, как полагают, с высокой скоростью адаптации микрофлоры полости рта к используемым антибактериальным препаратам. Очевидно, что решением данной проблемы может быть использование препаратов, обладающих не только антибактериальной активностью, но и иммунокоррегирующими свойствами, позволяющими активизировать местный иммунитет и за счет этого повысить устойчивость тканей пародонта к действию агрессивной микрофлоры.

В последние годы в стоматологическую практику все чаще внедряются различные композиции, включающие в свой состав соли аскорбиновой кислоты и хитозана - аскорбаты хитозана - в различных концентрациях [1; 3; 10]. Хитозан (2-амино-2-дезокси-β-D-глюкан, ХТЗ) – это полимер, получаемый из компонента экзоскелета членистоногих хитина путем частичного или полного деацетилирования. Этот полисахарид обладает выраженным иммунотропным действием, а также антибактериальной, антиоксидантной, детоксикационной и ранозаживляющей способностью [2; 11]. Однако на данный момент крайне мало 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 цитокинов. Как известно, ИЛ-1 β и ФНО-α являются цитокинами первой линии реагирования и в ответ на агрессию пародонтопатогенных микробов способны инициировать высвобождение медиаторов острой воспалительной реакции, в том числе хемокина ИЛ-8. Высокая концентрация ИЛ-8 в очаге воспаления способствует прилипанию нейтрофилов к эндотелиальным клеткам и субэндотелиальным матричным белкам, благодаря чему обеспечивается диапедез этих лейкоцитов сквозь эндотелий посткапиллярных венул и их миграция к месту проникновения патогенов [8].

У больных ВЗП наблюдается повышенная плотность нейтрофильных гранулоцитов в зоне поражения, однако их функциональная активность относительно невысока. Для полноценной активации зрелых нейтрофилов требуются высокие концентрации ИЛ-1β, являющегося их праймирующим фактором. Способность нейтрофилов отвечать только на высокие концентрации ИЛ-1β обусловлена низкой экспрессией на их поверхности функционально активных рецепторов к ИЛ-1β I типа (IL-1RI), связывание с которыми вызывает быстрое включение MKK3/p38 MAPK каскада, высвобождение супероксидного аниона и экспрессию поверхностных молекул CD11b/CD18 и CD15 [9]. Однако избыточное количество провоспалительных цитокинов ФНО-α и ИЛ-1β 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 цитотоксичных продуктов в результате массовой дегрануляции фагоцитов. В частности, активированные нейтрофилы под действием провоспалительных стимулов начинают продуцировать цитокин ИЛ-1ра – специфичный антагонист интерлейкина 1β, способный связывать его рецепторы и тем самым полностью предотвращать стимулирующее и праймирующее действие ИЛ-1β на нейтрофилы [6].

Цель исследования: изучить механизмы воздействия гелеобразного препарата 8%-ного аскорбата ХТЗ на состояние местного иммунитета при воспалении пародонта.

Материал и методы

В качестве объекта исследования была использована десневая жидкость 20 здоровых доноров-добровольцев, жидкость десневых карманов, полученная от 20 пациентов с хроническим катаральным гингивитом, и жидкость пародонтальных карманов 50 пациентов с хроническим генерализованным пародонтитом легкой и средней степени (по 25 человек, соответственно). Клиническое состояние тканей пародонта оценивали с помощью индексов: гигиенического (ГИ), пародонтального (ПИ), папиллярно-маргинально-альвеолярного (РМА), кровоточивости десневого края (I. Muhlemann, 1971). Состояние костной ткани межзубных перегородок оценивали по данным внутриротовой рентгенографии. Всем пациентам проводили традиционную комплексную терапию с ежедневными аппликациями противовоспалительного препарата 8%-ного аскорбата хитозана на область сосочков и краевой десны с захватом 1-2 см слизистой оболочки альвеолярного отростка у больных с гингивитом и, дополнительно, инстилляции в пародонтальные карманы у больных пародонтитом. Продолжительность ежедневных обработок составляла 15 минут в течение 8 дней. Контроль за динамикой изменения концентрации цитокинов (ИЛ-1β, ИЛ-8, ФНО-α и ИЛ-1ра) в жидкости карманов (ЖК) осуществляли методом твердофазного иммуноферментного анализа с помощью реагентов производства ЗАО «Вектор-Бест» (Новосибирск, Россия). Результаты учитывали на анализаторе StatFax 4200 («Awareness Technology», США). Статистическую обработку данных проводили с использованием программного пакета Statistica v.6.0.

Результаты и обсуждение

Оценка состояния местного иммунитета у пациентов с воспалительными заболеваниями пародонта после проведенного лечения позволила выявить ряд закономерностей. Прежде всего следует отметить, что до начала и в первые дни лечения средние концентрации провоспалительных цитокинов ФНО-α, ИЛ-1β и ИЛ-8 в ЖК пациентов с воспалением пародонта статистически достоверно превышали норму (табл. 1). Однако к моменту клинического выздоровления уровни этих цитокинов в ЖК изменялись разнонаправленно. В частности, значения концентраций ФНО-α у всех групп больных оказались существенно ниже уровня контрольной группы (р<0,05). Средние концентрации ИЛ-1β во всех трех группах также достоверно снизились, тем не менее, они оставались выше по сравнению с таковыми в группе контроля. Концентрация ИЛ-8 в ЖК пациентов с хроническим гингивитом после проведенной терапии снизилась в 0,9 раз (р<0,05), в ЖК пациентов с ХГП легкой степени возросла в 1,2 раза (р<0,05) и практически не изменилась в группе пациентов с ХГП средней степени (р>0,05). При этом отсутствовало статистически достоверное различие между установившимися после лечения значениями концентраций ИЛ-8, а их уровень в 1,8-2 раза превышал норму (р<0,05). Важно отметить, что повышенная концентрация хемокина ИЛ-8 в ЖК пациентов всех трех групп сохранялась в процессе лечения на фоне чрезвычайно низкого уровня ФНО-α и высоких значений ИЛ-1β. Этот факт свидетельствует в пользу того, что мы наблюдали вторую (позднюю) фазу инициации продукции ИЛ-8 в ответ на стимуляцию нейтрофилов высокими концентрациями не ФНО-α, а ИЛ-1β.

Концентрации противовоспалительного цитокина ИЛ-1ра в ЖК пациентов всех групп до начала лечения были в 1,3-2 раза ниже нормы (р<0,05), в то время как по окончании курса лечения они возросли до нормальных значений (р>0,05) (табл. 1).

Изучение динамики колебания концентрации цитокина ФНО-α в ЖК выявило ее корреляцию с изменениями состояния тканей пародонта у больных в ходе проводимого лечения. Так, из рисунка 1 видно, что в первые сутки лечения концентрация ФНО-α у пациентов с ХГ и ХГП в 2-5 раз превышала норму (р<0,05). Индексные показатели состояния пародонта соответствовали разгару клинических проявлений воспалительных процессов в тканях (табл. 2). Однако уже на третьи сутки лечения уровень этого цитокина в ЖК больных всех трех групп снизился практически до нормальных значений (р>0,05). Этот процесс сопровождался прекращением болевых ощущений и кровоточивости десен на 1-3-и сутки лечения и исчезновением отека и гиперемии тканей на 3-5-е сутки, что подтверждалось положительной динамикой индексных показателей. Из данных таблицы 2 видно, что у больных ХГ после курса лечения с использованием 8%-ного аскорбата ХТЗ индекс РМА снизился в 24,5 раза: с 29,40±3,50 до 1,20±0,05 (р<0,05); у больных ХПГ легкой степени – в 17 раз: 38,30±4,90 до 2,25±0,03 (р<0,05); у пациентов с ХПГ средней степени - в 14,7 раза: с 49,70±5,42 до 3,37±0,64 (р<0,05). Эффект противовоспалительного воздействия составил 95,9, 94,1 и 89,1% соответственно.

Также было установлено, что на фоне проведения традиционной терапии в сочетании с аппликациями препарата 8%-ного аскорбата хитозана у больных ХГП средней степени в 1-5-е сутки отмечался значительный рост уровня ИЛ-1β (в 2,5 раза), а на 8-10-е сутки наступал глубокий спад примерно в 4 раза относительно максимального значения (рис. 2). Аналогичная динамика наблюдалась и у больных ХГ и ХГП легкой степени с единственной разницей, что всплеск уровня ИЛ-1β в начале лечения был несколько слабее, а падение средних значений концентраций этого цитокина происходило в среднем на 2-3 суток раньше.

Как известно, ИЛ-1β в высоких концентрациях является праймирующим фактором для нейтрофилов и повышает их жизнеспособность, замедляя апоптоз, а ФНО-α в низкой концентрации также задерживает апоптоз нейтрофилов, а в высокой, наоборот, активирует его [10]. Таким образом, наблюдаемые нами на рисунках 1 и 2 изменения уровней цитокинов ФНО-α и ИЛ-1β в ЖК в процессе лечения, по всей видимости, являются отражением процессов массового рекрутирования, праймирования и продления срока жизни нейтрофилов, осуществляющих основную защиту от пиогенных бактерий и способных существовать в анаэробных условиях пародонтального кармана [7].

Таблица 1

Содержание цитокинов в ЖК у больных с воспалением тканей пародонта до и после лечения с использованием гелеподобной формы аскорбата ХТЗ (M±m)

Цитокин

ХГП

ХГ

Норма

(n=20)

легкой степени

средней степени

до лечения

после лечения

до лечения

после лечения

до лечения

после лечения

ФНО-α

(пг/мл)

34,42±1,56*

1,75±0,04*,**

47,40±1,73*

1,61±0,09*,**

17,60±1,91

0,60±0,04*,**

9,74±0,14

ИЛ-1β

(пг/мл)

1830,7±250,81*

1273,5±174,73*,**

2421,7±295,18*

1197,3±99,91*,**

1715,4±281,34*

711,5±81,89**

706,8±64,91

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 (нг/мл)

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

Примечание: (*) – обозначены статистически значимые различия по сравнению с нормой (p<0,05);

(**) – по сравнению с данными до лечения (p<0,05).

 

Таблица 2

Индексная оценка состояния пародонта у пациентов, леченных традиционным способом в сочетании с аппликациями препарата 8%-ного аскорбата хитозана в динамике лечения (М±m)

Группа

Показатель

РМА (%)

I. Muhlemann (у.е.)

до лечения

3-и сут.

5-е сут.

8-е сут.

до лечения

3-и сут.

5-е сут.

8-е сут.

ХГПл

(n=25)

38,30±4,90

21,30±3,00*

2,75±0,09*

1,25±0,03*

2,10±0,30

0,60±0,09*

0,50±0,07*

0,40±0,07*

ХГПс

(n=25)

49,70±5,42

26,70±2,02*

4,50±0,15*

3,37±0,64*

2,40±0,70

0,80±0,10

0,60±0,06*

0,40±0,06*

ХГ

(n=20)

29,40±3,50

8,40±1,50*

1,30±0,07*

1,20±0,05*

1,90±0,30

0,50±0,06*

0,30±0,05*

0,20±0,05*

Примечание: (*) - обозначены статистически значимые различия по сравнению с соответствующим показателем до лечения (p<0,05).

image description

Рецензенты:

Скуридин П.И., д.м.н., главный врач ГАУЗ ПО «Городская стоматологическая поликлиника», г. Пенза.

Еремина Н.В., д.м.н., зав. кафедрой стоматологии общей практики и стоматологии терапевтической ГБОУ ДПО «Пензенский институт усовершенствования врачей» Минздрава России, г. Пенза.