LOCAL CYTOKINE STATUS OF PATIENTS WITH CHRONIC MECHANICAL TRAUMA OF THE ORAL MUCOSA AND TYPE 1 DIABETES MELLITUS
Abstract and keywords
Abstract (English):
Predmet. Saharnyy diabet — vazhneyshaya mediko-social'naya problema sovremennosti, v svyazi s progressiruyuschim rostom zabolevaemosti i invalidizacii aktual'nost' izucheniya dannoy endokrinnoy patologii postoyanno rastet. V dannoy stat'e rassmatrivaetsya izuchenie lokal'nogo citokinovogo statusa profilya pacientov s hronicheskoy mehanicheskoy travmoy slizistoy obolochki rta, stradayuschih saharnym diabetom 1 tipa, v kachestve dostovernogo metoda ocenki tekuschego sostoyaniya slizistoy obolochki rta. Cel' — izuchenie lokal'nogo citokinovogo statusa pacientov s hronicheskoy mehanicheskoy travmoy slizistoy obolochki rta, stradayuschih saharnym diabetom 1 tipa. Metodologiya. Dlya vypolneniya issledovaniya byl proizveden zabor smeshannoy slyuny dlya opredeleniya koncentracii citokinov u pacientov s hronicheskoy mehanicheskoy travmoy slizistoy obolochki rta, stradayuschih saharnym diabetom 1 tipa, i proveden sravnitel'nyy analiz poluchennyh dannyh s gruppoy zdorovyh lic, a takzhe vyyavlena korrelyacionnaya svyaz' v zavisimosti ot dlitel'nosti zabolevaniya saharnym diabetom 1 tipa. Rezul'taty. V rezul'tate provedennogo nami issledovaniya vyyavleno znachitel'noe povyshenie koncentracii provospalitel'nyh citokinov FNOα i IL-18 i protivovospalitel'nogo citokina IL-4, a takzhe ponizhenie koncentracii protivovospalitel'nogo citokina IL-13 v rotovoy zhidkosti u pacientov s hronicheskoy mehanicheskoy travmoy slizistoy obolochki rta, stradayuschih saharnym diabetom 1 tipa. Vyvody. Nashe issledovanie pokazalo, chto u pacientov s saharnym diabetom 1 tipa, imeyuschih hronicheskie mehanicheskie travmy slizistoy rta, proishodyat citokinovyy disbalans, soprovozhdayuschiysya vyrazhennym vospalitel'nym processom, a takzhe yavleniya odnovremennogo zapuska mehanizmov reparacii. Pri techenii saharnogo diabeta 1 tipa bolee 5 let proishodit depressiya lokal'nogo citokinovogo statusa rotovoy polosti.

Keywords:
saharnyy diabet 1 tipa, provospalitel'nye citokiny, protivovospalitel'nye citokiny, zabolevaniya slizistoy obolochki rta
Text
Publication text (PDF): Read Download

Введение

Сахарный диабет (СД) — важнейшая медико-социальная проблема современности. Сахарный диабет 1 типа (СД 1 типа (СД1)) — это хроническое заболевание аутоиммунной природы, вызванное селективной органоспецифической деструкцией инсулинпродуцирующих бета-клеток поджелудочной железы, что приводит к нехватке инсулина [1]. На сегодняшний день в мире насчитывается более 350 миллионов людей, страдающих СД. По данным Всемирной организации здравоохранения, в течение ближайших 20 лет этот показатель превысит 500 миллионов [2]. Таким образом, в связи с прогрессирующим ростом заболеваемости и инвалидизации актуальность изучения данной эндокринной патологии растет с каждым годом [3].  Повреждение клеток тканей и микрососудов ротовой полости является пусковым механизмом воспалительной реакции, в которой важную роль играют определенные биологически активные вещества, в том числе и цитокины [4]. Цитокины, являясь межклеточными медиаторами иммунной системы, определяют характер течения, интенсивность и распространенность воспалительных процессов, а также регулируют размножение клеток и репарацию [5]. Они участвуют в патологических процессах СД, приводя к воспалению жировой ткани, а также формируют инсулинрезистентность [6].   В процессе воспалительной реакции провоспалительные молекулы (ИЛ-18, ФНОα) противостоят противовоспалительным цитокинам (ИЛ-4, ИЛ-13) [7, 8]. Провоспалительные цитокины формируют воспалительную реакцию, приводят к торможению продукции инсулина β-клетками островков Лангерганса, в последующем вызывая их гибель. Противовоспалительные цитокины, наоборот, оказывают мощное антидиабетическое и защитное действие [9]. Изучение цитокинового профиля является достоверным методом оценки текущего состояния слизистой оболочки рта для разработки методов эффективного лечения.

Цель — изучение локального цитокинового статуса пациентов с хронической механической травмой слизистой оболочки рта, страдающих сахарным диабетом 1 типа.

Материалы и методы

В отделении эндокринологии Первого МГМУ им. И.М. Сеченова нами исследовано 115 больных с СД 1 типа в возрасте от 18 до 47 лет (69 женщин (60 %) и 46 мужчин (40 %)) с хронической механической травмой слизистой оболочки рта, составивших основную группу.  Контрольную группу образовали 50 здоровых лиц, сопоставимых по полу и возрасту. Все пациенты были проинформированы о целях и задачах исследования и от всех были получены  согласия на его проведение. Критериями исключения из обследования являлись больные моложе 18 и старше 47 лет, беременные и кормящие, ВИЧ-инфицированные, пациенты с нарушениями свертываемости крови или находящиеся на иммуносупрессивной химиотерапии. Период исследования составил 12 месяцев (с сентября 2016 по сентябрь 2017 г.). Возможность его выполнения была одобрена этическим комитетом БГМУ.

У всех пациентов независимо от наличия заболевания была собрана не стимулированная смешанная слюна для определения концентрации цитокинов. Перед каждым взятием материала пациентам предлагалось ополоснуть рот кипяченой водой комнатной температуры. Материал был собран путем сплевывания слюны в стерильные одноразовые пробирки BD Vacutainer («BD Bioscience»), которые хранились при температуре -20 ºС (максимум 48 ч.). Определение содержания провоспалительных и противовоспалительных цитокинов проводили методом твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА) с использованием соответствующих тест-систем (Вектор-Бест, Россия). Для работы использовали термошейкер ST3 (Latvia), прибор для промывания планшетов Elisa Washer Human (USA), полученные результаты оценивали с помощью фотометра Multilabel Counter 1420 (Finland).

Анализ полученных данных проводили с помощью компьютерного статистического пакета Statistica 8.0. Для сравнения результатов применяли t- критерий Стьюдента—Фишера, данные представляли в виде среднего значения ± стандартное отклонение. Статистически достоверными считались данные, в которых допустимый процент ошибки был не более 5 %, то есть p<0,05. Для выявления у пациентов c СД 1 типа взаимосвязей между изменением концентрации цитокинов в ротовой жидкости (РЖ) и длительностью основного заболевания СД 1 типа (≤ 5 лет или более 5 лет назад) с помощью компьютерной программы MS Office 2007, SPSS был проведен корреляционный анализ с расчетом коэффициента Пирсона.  

Результаты исследования и обсуждение

При анализе зарегистрированных данных у группы пациентов с хронической механической травмой слизистой оболочки рта, страдающих СД 1 типа, выявлены значительные сдвиги цитокинового статуса ротовой жидкости (РЖ) по сравнению с контрольной группой (табл.1).

Таблица 1

Цитокиновый статус пациентов с хронической механической травмой слизистой оболочки рта, страдающих сахарным диабетом 1 типа

Table 1. Cytokine status of patients with chronic mechanical trauma of the oral mucosa, suffering from type 1 diabetes mellitus

Группы пациентов

Ротовая жидкость

провоспалительные цитокины

противовоспалительные цитокины

ФНОα (пг/мл)

ИЛ-18 (пг/мл)

ИЛ-4 (пг/мл)

ИЛ-13 (пг/мл)

Контрольная группа (М±m) n=50

45,34±5,02

22,40±0,56

2,23±0,07

62,01±15,48

Основная группа (М±m) n=115

86,4±7,0

98,7±4,09

3,78±0,33

54,11±7,03

Так, анализ состояния локального иммунитета у больных с СД 1 типа выявил статистически достоверное увеличение количества ФНОα по сравнению с результатами контрольной группы, а именно в 2 раза, что говорит об активации клеток, участвующих в воспалительной реакции, увеличении количества молекул адгезии и лейкоцитов в очаге воспаления. Благодаря ФНО-альфа макрофагами выделяется окись азота, из-за чего повышается проницаемость капилляров слизистой оболочки рта, повреждается их эндотелий, происходят микроангиопатии кровеносного русла [10]. Пациенты с сахарным диабетом имеют гемодинамические показатели тканей пародонта, отличающиеся от нормы, при этом происходят снижение скорости кровотока и явления венозного застоя микроциркуляторного русла [11].

Особенно важный медиатор в аутоиммунных нарушениях — ИЛ-18 — у пациентов основной группы в 4 раза превышает его уровень в контрольной группе. Под влиянием этого интерлейкина происходит активная защита организма от различных типов микроорганизмов, вирусов, он выполняет связь между эндокринной и иммунной, а также нервными системами.

Оценка состояния гуморального иммунитета выявила у группы пациентов с хронической механической травмой слизистой оболочки, страдающих СД 1 типа, достоверное увеличение уровня ИЛ-4 в 1,7 раза в сравнении с показателями группы здоровых лиц. Увеличение этого лимфокина влияет на процессы образования других цитокинов путем участия во многих биологических процессах, т.к. иммунный ответ и реакции воспаления могут быть расценены как мобилизация защитных сил всего организма.

Содержание ИЛ-13 у пациентов с хронической механической травмой слизистой оболочки, страдающих СД 1 типа, было снижено относительно соответствующего интерлейкина у людей со здоровой слизистой оболочкой без соматического заболевания. ИЛ-13 производится Т-клетками с фенотипами CD4+, CD8+, нейтрофилами и некоторыми не иммунными клетками, он угнетает образование провоспалительных интерлейкинов макрофагами, а также молекул оксида азота, представляющих основной компонент цитотоксического действия этих клеток.

Таким образом, выявленные нами повышенные концентрации  провоспалительных цитокинов ФНОα и ИЛ-18, противовоспалительного цитокина ИЛ-4, а также понижение концентрации противовоспалительного цитокина ИЛ-13 в РЖ у пациентов с хронической механической травмой слизистой оболочки, страдающих СД 1 типа, свидетельствуют об изменении местного иммунитета ротовой полости. Данные результаты говорят о цитокиновом дисбалансе в полости рта, сопровождающимся выраженным воспалительным процессом, о чем свидетельствуют повышенные концентрации провоспалительных цитокинов ФНОα и ИЛ-18, а также о явлении одновременного запуска механизмов репарации на основании данных о преобладании иммуносупрессорного медиатора (ИЛ-4). Полученные данные можно рассматривать как критерии тяжести хронического воспаления в слизистой оболочке рта у пациентов с СД 1 типа [12]. 

В литературе есть данные о зависимости длительности СД и частоты поражения периферических нервов [13], а также существуют исследования больных с артериальной гипертензией и ожирением, в которых указывается, что по мере увеличения продолжительности СД воспалительные процессы приобретают менее выраженное течение, что объясняется более глубокими иммунологическими нарушениями [14]. При детальном анализе полученных результатов цитокинового профиля пациентов с хронической механической травмой слизистой рта в нашем исследовании были выявлены корреляционные связи в зависимости от длительности основного заболевания. Для этого всех пациентов основной группы разделили на 2 подгруппы: первая — при длительности заболевания СД 1 типа ≤ 5 лет, вторая — при поставленном диагнозе СД 1 типа более 5 лет назад (табл. 2).

Таблица 2

Корреляционный анализ у пациентов с хронической механической травмой слизистой оболочки рта, страдающих сахарным диабетом 1 типа

Table 2. Correlation analysis in patients with type 1 diabetes mellitus with chronic mechanical trauma of the oral mucosa

 

Показатели интерлейкинов

Длительность заболевания сахарным диабетом 1 типа

≤ 5 лет

>5 лет

Провоспалительные цитокины (ФНОα, ИЛ-18)

r = 0,4433

p < 0,010

r = - 0,3547

p < 0,010

Противовоспалительные цитокины (ИЛ-4, ИЛ-13)

r = - 0,2794

p < 0,010

r = 0,379

p < 0,010

Примечание: r — коэффициент корреляции Пирсона; p — уровень значимости.

Была выявлена отрицательная корреляционная связь между длительностью заболевания СД 1 типа более 5 лет и концентрацией провоспалительных цитокинов ФНОα и ИЛ-18. Так, при продолжительности СД1 более 5 лет снижалось количество ИЛ-18 и ФНОα. Такая взаимосвязь может отражать недостаточную реактивность организма на внедрения инфекционных агентов, пониженную эффективность формируемых иммунных процессов и, как следствие, рост хронического воспалительного и деструктивного процессов.

Также нами была выявлена прямая корреляционная зависимость между длительностью заболевания сахарным диабетом 1 типа более 5 лет и концентрацией противовоспалительных интерлейкинов. Чем дольше пациент страдал СД1, тем больше производилось противовоспалительных цитокинов, однако концентрация ИЛ-13 была всегда ниже, чем у практически здоровых лиц. Установленную закономерность можно объяснить тем, что на фоне возрастных изменений в иммунной системе у пациентов с СД 1 типа из-за пониженного уровня ИЛ-13 не происходит полноценной воспалительной реакции, в связи с чем патологический процесс в слизистой оболочке с возрастом приобретает хроническое течение.

 Таким образом, показанные нами результаты свидетельствуют о депрессии локального цитокинового статуса пациентов с давно появившимся СД 1 типа (>5 лет) и хронической механической травмой слизистой оболочки.

Измерение уровней цитокинов РЖ уже на стадии только выявленного заболевания СД 1 типа позволит использовать их в ранней доклинической диагностике воспалительных процессов слизистой рта, трудно поддающихся выздоровлению, у пациентов с гипергликемией, а также поможет осуществлять мониторинг грамотно подобранного лечения с учетом индивидуального течения воспалительного процесса, что повысит эффективность лечения.

Выводы

Таким образом, в результате нашего исследования установлено, что повышенные концентрации провоспалительных цитокинов ФНОα и ИЛ-18 и противовоспалительного цитокина ИЛ-4, а также пониженные концентрации противовоспалительного цитокина ИЛ-13 в РЖ у пациентов с хронической механической травмой слизистой оболочки рта, страдающих СД 1 типа, свидетельствуют о цитокиновом дисбалансе, сопровождающимся выраженным воспалительным процессом, и явлениях одновременного запуска механизмов репарации. Нами установлено, что наличие заболевания СД 1 типа более 5 лет приводит к депрессии локального цитокинового статуса ротовой полости, хронизируя воспалительный процесс механических травм слизистой оболочки.

References

1. Borisov M. A., Petrakova O. S., Gvazava I. G., Kalistratova E. N., Vasiliev A. V. [Cellular approaches to the treatment of insulin-dependent diabetes]. Acta Naturae (Russian version), 2016, vol. 8, no. 3, p. 30.

2. Shestakova M. V., Dedov I. I. [Diabetes mellitus in the Russia: arguments and facts]. Terapevticheskij arhiv = Therapeutic archive, 2016, vol. 88, no. 10, pp. 4–8. (In Russ.)

3. Pronichev V. V., Styazhkina S. N., Mikhaylov A. Yu. [Efficacy of treatment with rheosorbylact of patients with diabetic foot syndrome]. Zdorov’e, demografija, jekologija finno-ugorskih narodov = Health, demography, ecology of Finno-Ugric peoples, 2016, no. 2, pp. 30–32. (In Russ.)

4. Zak K. P. [The role of neutrophilic leukocytes in the pathogenesis of type 1 diabetes mellitus in man (an analytical review with the inclusion of own data)]. Mezhdunarodnyj jendokrinologicheskij zhurnal = International Endocrinology Journal, 2016, no. 2, p. 74. (In Russ.)

5. Battaglia M., Atkinson M. A. The streetlight effect in type 1 diabetes. Diabetes, 2015, vol. 64, no. 4, pp. 1081–1090.

6. Kapustin R. V., Arzhanova O. N. [Subclinical inflammation as a factor in the development of insulin resistance during pregnancy]. Rossijskij vestnik akusherstva i ginekologii = Russian Bulletin of Obstetrics and Gynecology, 2017, vol. 17, no. 1, pp. 18–22. (In Russ.)

7. Tsai K. L. Incline treadmill exercise suppresses pain hypersensitivity associated with the modulation of pro-inflammatory cytokines and anti-inflammatory cytokine in rats with peripheral nerve injury. Neuroscience Letters, 2017, vol. 643, pp. 27–31.

8. Patrusheva M. S. [Anti-inflammatory efficacy of the medicamentous complex “Asepta” in the treatment of chronic generalized periodontitis of mild severity]. Nauchnyj al’manah = Scientific almanac, 2016, vol. 10, no. 3, pp. 484–487. (In Russ.)

9. Wasser S. P. Medicinal mushroom science: current prospects, advances, evidences, and Challenges. Biosphere, 2015, no. 7 (2).

10. Zharkova I. V. [Psychoemotional state of young people with dental and somatic pathology]. Kachestvo okazanija medicinskoj stomatologicheskoj pomoshhi: sposoby dostizhenija, kriterii i metody ocenki = Quality of medical dental care: ways to achieve, criteria and methods of evaluation, 2016, pp. 81–86. (In Russ.)

11. Kuznetsova N. S., Zharkova I. V. [The influence of psychoemotional stress on the parameters of hemodynamics of periodontal tissues in young people with diabetes mellitus] Nauchno-metodicheskij jelektronnyj zhurnal Koncept = Scientific and methodical electronic journal Concept, 2016, vol. 11, pp. 3636–3640. (In Russ.)

12. Katon W., Russo J., Lin E. H. B. Diabetes and Poor Disease Control: is Comorbid Depression Associated with Poor Medication Adherence or Lack of Treatment Intensificatio. Psychosomatic medicine, 2009, vol. 71 (9), pp. 965–972. doi: 10.1097/PSY. 0b013e3181bd8f5

13. Kamchatnov P. R., Chugunov A. V., Evzelman M. A. [The defeat of the peripheral nervous system in diabetes mellitus]. Nervno-myshechnye bolezni = Neuromuscular diseases, 2016, vol. 6, no. 2. (In Russ.)

14. Kapustnik V. A. [Changes in the content of cytokines in patients with arterial hypertension with obesity depending on the duration of the disease]. Mezhdunarodnyj jendokrinologicheskij zhurnal = International Endocrinology Journal, 2016, no. 8, p. 80. (In Russ.)