 |
Роль нарушений перекисного статуса при заболеваниях пародонта.
|
|
|
|
Этиопатогенез заболеваний пародонта многогранен, в настоящее время раскрыты его многие ключевые механизмы. Одни авторы считают, что при деструкции пародонта изменения тканей происходят, в основном, за счет микробной инвазии; другие видят причину развития патологического процесса в нарушениях общего и местного иммунитета, некоторые придерживаются мнения о нарушении процессов липопероксидации, и, как следствие, мембранодеструкции. В последние годы накоплен обширный клинический и экспериментальный материал об изменениях местного иммунного, коагулологического потенциала, о сдвигах в системе «ПОЛ – антиоксидантная защита» в генезе патологии пародонта.
Одной из главных причин воспалительных изменений в пародонте является зубная бляшка, способствующая инвазии микрофлоры в ткани и последующему развитию воспалительно-деструктивного процесса с рассасыванием костной ткани альвеолярных отростков челюстей. Влияние иных местных и общих факторов расценивается как второстепенное, не имеющее решающего значения для развития и прогрессирования заболевания. В то же время результаты клинических и экспериментальных работ свидетельствуют о весьма значимой роли нейроэндокринных, нейроиммунных, психологических и других факторов в патогенезе воспалительно-дистрофического процесса в пародонте.
Одним из главных биохимических звеньев начальных патологических изменений в тканях пародонта считается активация свободнорадикального окисления.
Пародонт представляет собой в биохимическом отношении многокомпонентную тканевую систему, находящуюся в морфофункциональном единстве и состоящую из множества структурных элементов – клеток. Биологические мембраны – это надмолекулярные образования, отделяющие клетки друг от друга и осуществляющие компартментализацию внутри них. Они состоят из белков и липидов и представляют собой асимметричные, плоские, замкнутые, бислойные структуры, обладающие внешней и внутренней поверхностями. Для всех мембранных структур присущи реакции перекисного окисления, которые необходимы для самообновления, самоперестройки мембран, их репарации. Определенный уровень скорости реакций свободнорадикального окисления липидов присущ любой нормально функционирующей ткани.
|
|
|
Изменение интенсивности перекисного окисления липидов является ответом клетки на любой стресс при воздействии внешних и внутренних факторов. Он представляет собой процесс непосредственного переноса кислорода на субстрат с образованием пероксидов, кетонов, альдегидов, причем характерной чертой реакции является ее цепной, самоиндуцирующий характер.
На рис. 10 представлена краткая схема реакций перекисного окисления липидов и систем их регуляции.
|
|
|
 | |||
 |
Рис. 10. Краткая схема процессов ПОЛ и систем их регуляции.
В качестве инициаторов перекисного окисления выступают свободные радикалы, образованные в результате катаболизма и окислительно-восстановительных процессов. В основном это активные формы кислорода, а также оксиды азота и серы. К образованию данных соединений приводят различные полимеры, химизация продуктов сельского хозяйства, определенный уровень радиации и ультрафиолетового излучения, которые способствуют активации перекисного окисления.
Активные формы кислорода образуются не только за счет экзогенных факторов, но и эндогенным путем: в цепи переноса электронов в митохондриях и эндоплазматической сети, в метаболизме пуринов, при активации гексозомонофосфатного шунта в фагоцитирующих клетках и др. Образование свободных радикалов тесно связано с метаболизмом кислорода. В результате ферментативных или спонтанных процессов образуются промежуточные продукты, обладающие повышенной окисляющей способностью: супероксид-анион, синглетный кислород и гидроксильные радикалы. Субстратами для них, в первую очередь в гидрофобной части мембраны, являются полиненасыщенные жирные кислоты. Безусловно, последние – не единственная мишень для атаки свободных радикалов, однако ведущая роль фосфолипидов, содержащих значительное количество полиеновых жирных кислот, в структурно-функциональной организации мембранных образований делает их наиболее вероятными субстратами свободнорадикальных реакций.
|
|
|
Сущность патогенного действия свободных радикалов заключается в их структуре. У свободных радикалов, в отличие от обычных химических веществ, на внешней орбите располагается неспаренный электрон. Такая частица является чрезвычайно реакционноспособной и может атаковать и изменять конформацию молекул, приводя к нарушению их функций. Процесс пероксидации сопровождается: деформацией мембранно-липидного комплекса, увеличением проницаемости для Н+ и воды, ингибированием мембранных ферментов, появлением «пор» в структуре, а в конечном итоге цитолизом и гибелью клетки.
Общими признаками мембранной патологии, вызванной активацией перекисного окисления липидов, являются: увеличение гидрофильности мембран и, вследствие этого, усиление их проницаемости для ионов кальция, других ионов, разобщение тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования, нарушение ферментных функций, ослабление связи фосфолипидов со структурными и рецепторными белками мембран, инактивация тиоловых энзимов, SH-групп аминокислот и белков, повреждение ДНК, набухание и лизис мембран с последующим аутолизом клетки.
Повышение уровня пероксидов липидов и продуктов их дальнейшего катаболизма при ряде заболеваний способствовали созданию представления о реакциях перекисного окисления липидов, как о нежелательном и абсолютно патологическом процессе. Тем не менее, существование ферментативных систем регуляции реакций перекисного окисления свидетельствует о том, что это нормальный метаболический процесс, необходимый для самообновления и самоперестройки мембранных структур, регуляции ионного транспорта и активности мембраносвязанных ферментов, образования многих биологически активных соединений (системных и локальных гормонов).
|
|
|
Ключевым вопросом в понимании механизмов регуляции антиокислителей является их соотношение с уровнем перекисного окисления. Многочисленными исследованиями доказано, что баланс в системе «перекисное окисление – антиоксиданты» является физиологической константой. Более того, показано, что чувствительность этой регуляторной формации сохраняется и при введении экзогенных радикальных ингибиторов, при этом состав фосфолипидов, их окисляемость, скорость расхода антиоксидантов и их концентрация строго уравновешены. Воздействия, изменяющие параметры какого-либо звена этой цепи, приводят к изменениям всей системы, в результате чего свободнорадикальные процессы возвращаются в норме на стационарный уровень. В физиологических условиях продукты ПОЛ инактивируются антиоксидантной системой, которая представлена факторами ферментативной (супероксиддисмутаза, каталаза, система «глутатионпероксидаза-глутатионредуктаза») и неферментативной (витамины А, Е, С, глутатион, цистеин и др.) природы, при недостатке которой воспалительно-деструктивный процесс прогрессирует.
Как повысить антиоксидантный статус организма, нормализовать ослабленные функции его иммунной системы и мобилизовать имеющиеся резервы, показали результаты исследований, проведенных в Научном центре экспертизы и государственного контроля лекарственных средств при Министерстве здравоохранения России. По разработанной в центре методике были выявлены связи между величиной антиоксидантной активности пищевых продуктов, фитопрепаратов и содержанием в них биологически активных веществ в пересчете на флавоноид – кверцетин, присутствующий во многих лекарственных растениях и принятый в качестве стандарта.
|
|
|
Свободные радикалы вследствие присутствия на их внешней орбите одного или нескольких неспаренных электронов обладают высокой деструктивной активностью и становятся существенным фактором воспалительного процесса. Альтеративное действие свободных радикалов на клеточные мембраны реализуется активацией перекисного окисления липидов (ПОЛ), вследствие чего в тканях образуются высокотоксичные продукты: малоновый диальдегид, основания Шиффа. В физиологических условиях вышеуказанные продукты инактивируются антиоксидантной системой, которая представлена факторами ферментативной (супероксиддисмутаза, каталаза, система «глутатионпероксидаза-глутатионредуктаза») и неферментативной (витамины А, Е, С, глутатион, цистеин и др.) природы, при недостатке которой воспалительно-деструктивный процесс прогрессирует.
Описано множество причин активации свободнорадикального окисления – гипероксия, недостаток биоантиоксидантов в пище, генетические ферментативные дефекты, избыточное употребление алкоголя и др. Однако одной из наиболее частых является тканевая гипоксия.
При пародонтите вследствие нарушения микроциркуляции в тканях пародонта отмечается недостаток кислорода и усиление ПОЛ. В этих условиях защита тканей обеспечивается увеличением активности антиоксидантной системы, состояние которой поддерживает адаптационно-приспособительные реакции целостного организма.
Данные литературы, касающиеся вопросов изменения параметров свободнорадикального окисления при воспалении пародонта довольно скудны. Так, при патологии, вследствие нарушения микроциркуляции в тканях пародонта, отмечается недостаток кислорода и усиление ПОЛ. В этих условиях защита тканей обеспечивается увеличением активности антиоксидантной системы, состояние которой поддерживает адаптационно-приспособительные реакции целостного организма.
Параллельно, наряду с усилением локального протеолиза, происходит интенсификация липопероксидации и эти два процесса стимулируют друг друга, усугубляя негативные последствия их чрезмерной активации.
К отличительным признакам антирадикальной цепи пародонта следует отнести более низкий уровень тиоловых антиоксидантов (глутатион) по сравнению с другими тканями. В пародонте относительно высок уровень аскорбата по сравнению с тканью аорты, миокарда и мозга. Из ферментативных радикальных ингибиторов в ткани пародонта высока активность каталазы и супероксиддисмутизы. Таким образом, для системы антиоксидантной защиты пародонта особое значение имеет каталаза, аскорбиновая кислота и биофлавоноиды, что подтверждается клиническими данными: при их недостаточности наблюдается развитие деструктивных изменений, обусловленных интенсификацией реакций липопероксидации. В целом антиоксидантная система пародонта по основным элементам аналогична системе антиоксидантной защиты сосудистой стенки, хотя имеет ряд отличий, обусловленных многообразием структурных элементов, входящих в состав ткани, окружающей зуб.
|
|
|
Современные теории генеза патологии пародонта, представления о ведущей роли сосудистых изменений в данном процессе, позволяют сформировать следующую концепцию участия свободнорадикального окисления в развитии данного страдания. Факторы риска обуславливают исходную фоновую относительную недостаточность антиокислительной защиты. Такая функциональная неполноценность системы ингибирования свободнорадикальных реакций приводит к развитию в мягких тканях пародонта пероксидного стресса под влиянием провоцирующих факторов, в первую очередь, утечки радикала О2- при ''дыхательном взрыве'' фагоцитирующих лейкоцитов, накапливающихся в десневой жидкости и тканях десны под влиянием признанных местных факторов (зубной налет, бляшка, ассоциация микробов). Полиморфноядерные лейкоциты, гидролазы и кинины, участвующие генезе воспаления, освобождаемые этими клетками эйкозаноиды, обуславливают фазы дилятации и спазма сосудов и иммунологические нарушения. Развивающаяся последовательно гипероксия – гипоксия пародонта, возможная диффузия продуктов свободнорадикального окисления из мягких тканей приводит к вторичной вспышке воспаления в костной ткани. Неферментативное перекисное окисление липидов костной ткани, атеросклероз питающих ее сосудов, иммунологические расстройства и нарушения баланса в ней эйкозаноидов в комплексе индуцируют деструкцию коллагеновых волокон и резорбцию альвеолярного отростка.
Изложенные данные выдвигают вопросы о накоплении продуктов липопероксидации в десневой жидкости и десне при разном гигиеническом состоянии полости рта и в зависимости от стадии заболевания; возникает вопрос о состоянии пародонта у лиц с врожденной недостаточностью антиоксидантных ферментов (известен пародонтит, как проявление акаталазии). Вместе с тем, концепция участия свободнорадикального окисления в генезе патологических сдвигов в пародонте указывает на целесообразность разработки первичной дифференцированной фармакопрофилактики пародонтита биоантиоксидантами и другими биорегуляторами, которая в современных условиях должна дополнить обычные меры личной и профессиональной гигиены.
Таким образом, информация о состоянии процессов липопероксидации и систем их регуляции характеризует один из биохимических аспектов механизма «адаптации-дизадаптации». Проявившись первоначально на уровне адаптационного эффекта перекисного стресса, в дальнейшем активация перекисного окисления липидов может перерастать в одно из звеньев патогенеза тех или иных заболеваний или, напротив, предотвратить его. Лимитирующим фактором в данной ситуации является соотношение в организме прооксидантных и антиоксидантных систем, составляющих общий окислительный потенциал.
Резюмируя вышеизложенное, можно констатировать следующее:
- дисбаланс в системе «перекисное окисление липидов – антиоксиданты» является существенным патогенетическим звеном заболеваний пародонта;
- необходимость понимания особенностей влияния на ткань пародонта в условиях лечебных манипуляций, знание компенсаторно-приспособительных механизмов, возникающих при этом, является основанием для разработки методов профилактики развития патологии пародонта.
Воспаление пародонта сопровождается повышением концентрации в слюне катепсинов D и B и слабощелочных протеиназ. При этом уменьшается активность ингибиторов протеиназ, в том числе и a1-антитрипсина, но увеличивается в 1,5 раза активность местно вырабатываемых кислотостабильных протеиназ.
При пародонтите меняется скорость нитратредуктазной реакции и содержание нитритов; кроме того, характерно повышение активности гиалуронидазы и b-глюкуронидазы. Интенсивность пероксидазных процессов в слюне возрастает в 1,5 раза, а содержание лизоцима падает на 20-40%. Изменения в защитных системах сочетаются с увеличением количества тиоцинатов в 2-3 раза.
Таким образом, биохимические сдвиги при пародонтите характеризуются сочетанием местных и общих факторов, что необходимо учитывать при проведении патогенетической терапии.
В заключение хотелось бы отметить, что в работе любого врача вообще и стоматолога, в частности, очевидна необходимость рассмотрения последствий вмешательства на всех уровнях сложных, единых механизмах поддержания гомеостаза и реактивности организма. При выполнении любых лечебных манипуляций следует учитывать индивидуальное состояние обменных процессов у пациентов, иммунной и других систем организма, местной защиты полости рта, взаимодействие и согласованность которых обеспечивает сохранение здоровья и качество жизни.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Авцын А.П., Жаворонков А.А., Риш М.А., Строчкова Л.С. Микроэлементозы человека: М.: Медицина. - 1991. - С. 280-301.
2. Боровский Е.В., Леонтьев В.К. Биология полости рта. - М.: Медицина. - 1991.- 304с.
3. Боровский Е.В., Леонтьев В.К. Биология полости рта. - М.: Медицина. - 2003.- 294с.
4. Вавилова Т.П. Избранные лекции по стоматологической биохимии.- М.: ММСИ, 1994.- 51 с.
5. Гнатюк П.Я. Профилактика флюороза зубов //Здравоохранение Кишинева. - 1988. - № 4.- С. 42-43.
6. Григорьев И. В., Чиркин А. А. Роль биохимического исследования слюны в диагностике заболеваний // Клин. лаб. диагн.- 1998.- № 6.- 18-20 с.
7. Денисов А.Б., Леонтьев В.К., Петрович Ю.А. Типовые формы патологии слюнных желез.- М.:ММСИ, 1996.- 150 с.
8. Елизарова В. М., Петрович Ю. А. Ионизированный кальций в слюне детей при множественном кариесе // Стоматология.- 1997.- № 4.- 6-8 с.
9. Зельтцер С., Бендер И. Пульпа зуба: Пер. с англ. - М.: Медицина. - 1971.- 223с.
10. Иванов В.С. Заболевания пародонта. - М.: Медицина. - 1989.- 272с.
11. Канканян А.П. Определение активности миелопероксидазы в слюне как дифференцирующий тест для диагностики заболеваний пародонта // Новое в стоматологии.- 1996.- № 1.- 28-29 с.
12. Коробейникова Э. Н., Ильиных Е. И. Количественное определение содержания белка и муцина (гликопротеинов) в слюне // Клин. лаб. диагн.- 2001.- № 8. - 34-35 с.
13. Коротько Г. Ф., Готовцева Л. П., Булгакова В. А. Постпрандиальные трансформации ферментных и гормональных свойств слюны и крови // Рос. физиол. журн. им. И. М. Сеченова.- 2002.- № 3.- 396-405 с.
14. Лукиных Л.М., Гажва С.И., Казарина Л.Н. Кариес зубов. - Н.Новгород: Изд-во НГМА, 1996. - 129с.
15. Николишин А.К. Флюороз зубов.- Автореф. дис.... док. мед. наук.- М., 1989.- 45с.
16. Пахомов Г.Н. Первичная профилактика в стоматологии.- М.: Медицина, 1982.- 239с.
17. Петрович Ю. А., Подорожная Р. П., Генесина Т. И., Белоклицкая Г. Ф. Активность глутаматдегидрогеназы, γ-глутамилтранспептидазы и креатинкиназы в слюне при воспалении десны // Патол. физиология и эксперим. терапия.- 1996.- № 4.- 28-30 с.
18. Пинелис Т.П., Гладких И.Ю. Влияние фтора в питьевой воде на структуру стоматологических заболеваний у детей // Экологическая патология и ее фармакокоррекция.- Чита, 1991.- С. 22-24.
19. Ростока Д., Кройча Ю., Кузнецова В., Бразма Д., Рейнис А. Слюна и кариес зубов: диагностические тесты в зубоврачебной практике // Стоматология.- 2001.- № 5.- 7-10 с.
20. Слюна: ее значение для здоровья при заболеваниях // Int. Dental. J.- 1992.- V. 42, N. (Suppl. 2).- P. 291-304.
21. Соловьева А. М. pH зубной бляшки и роль слюны в ее нормализации // Новое в стоматологии.- 2000.- № 4.- 88-94 с.
22. Теппермен Дж., Теппермен Х. Физиология обмена веществ и эндокринной системы. Вводный курс: Пер. с англ.- М.: Мир, 1989.- 656с.
23. Терапевтическая стоматология: Учебник для студентов медицинских вузов/ Под ред. Е.В.Боровского.- М.: Медицинское информационное агенство», 2003.– 840с.
24. Турбина Л.Г. Хронический генерализованный пародонтит: психонейроэндокринные аспекты // Проблемы нейростоматологии и стоматологии. - 1997. - № 1. - С. 33-38.
25. Храмов В. А., Гаврикова Л. М. Определение уреолитической и гликолитической активности ротовой жидкости человека // Стоматология.- 1996.- № 3.- 7-9 с.
26. Шицкова А.П. Метаболизм кальция и его роль в питании детей. - М.: Медицина, 1984. - 112с.
27. Явербаум П.М., Васильев В.Г. Биохимия соединительной ткани, кости, зуба и слюны.- Иркутск: ИГМИ, 1992.- 29 с.
Приложение
|
|
|
