Вступ
Захворювання ротової порожнини на тлі цукрового діабету (карієс зубів, захворювання тканин пародонта, кандидозний стоматит, ангулярний хейліт та ін.), за даними літератури, спостерігаються в 90,0 % випадків [1, 6, 8]. Багатьма дослідниками встановлено взаємозв’язок між соматичною патологією і стоматологічними захворюваннями, що обумовлено порушенням гемодинаміки, метаболізму, імунологічних і нейрогуморальних функцій [6, 8, 9].
Клінічна картина запального процесу в тканинах пародонта характеризується гіперемією, набряком і кровотечею. На молекулярному та клітинному рівнях проявляється виникненням клітинних інфільтратів і вивільненням цитокінів, провідних факторів запалення, що поєднуються з факторами комплементу [1, 6, 8].
Відомо, що цитокіни утворюють взаємопов’язані сітки, каскадно ініціюють вивільнення один одного, можуть бути синергістами, антагоністами та мають певні особливості при кожній окремо взятій патології [6, 8, 9]. Кооперація цитокінів за типом продукуючих клітин та співвідношення з іншими групами медіаторів визначають характер запального процесу.
У літературі досліджували рівні показників цитокінового профілю серед пацієнтів за умов катарального гінгівіту (інтерлейкін (ІЛ)-1β, -4, -6, -8, фактор некрозу пухлини (ФНП), інтерферон γ) [2–10]. Запальні медіатори, на думку дослідників, є центральною ланкою імунопатогенезу захворювань тканин пародонта [1, 3–10].
IЛ-1β підвищує хемотаксис, фагоцитоз, гемопоез, проникність судинної стінки, цитотоксичну та бактерицидну активність. IЛ-1 бере участь у регуляції температури тіла, а його підвищена продукція призводить до розвитку лихоманки [2, 5, 6, 8, 9]. Підвищення рівня IЛ-1 спостерігається при різних запальних і автоімунних захворюваннях, включаючи септичний шок, запалення шлунково-кишкового тракту, ревматоїдний артрит, цукровий діабет (ЦД) 1-го типу [2, 5, 6]. Як циркулюючий медіатор ІЛ-1β бере участь у гострофазовій реакції. Відомо, що інфекційна інвазія супроводжується його масивною продукцією. Однак здебільшого ІЛ-1β діє не самостійно, а в поєднанні з іншими цитокінами, особливо з ІЛ-6, -17, -22, ФНП-α та інтерфероном γ [5, 6].
Основними мішенями ІЛ-17 є епітеліальні, ендотеліальні клітини та фібробласти. Одним із найважливіших біологічних ефектів ІЛ-17 є його здатність ініціювати продукцію клітинами цитокінів і хемокінів, що чинять плейотропну дію на різні клітини — ІЛ-1, -8, -6, ФНП-α, [3–5]. ІЛ-17 запускає реакцію міграції нейтрофілів у зону запалення. Може вироблятися багатьма клітинами, проте найбільш виражену продукцію забезпечують Т-хелпери 17-го типу [5, 7, 9]. ІЛ-17 відіграє ключову роль у регуляції гемопоетичної та імунної систем. Недавно було встановлено кардинальне значення ІЛ-17 у патогенезі захворювань автоімунної природи [3–5, 7, 9, 10]. За наявності ЦД 1-го та 2-го типів описано порушення рівня ІЛ-17 [5, 10].
Інтерлейкін-10 — цитокін із вираженим протизапальним ефектом. Він здатний пригнічувати лихоманку як прояв запальної реакції. Виробляють IЛ-10 Т-клітини та моноцити. Крім того, він гальмує проліферативну відповідь Т-клітин на антигени і мітогени, а також пригнічує секрецію активованими моноцитами IЛ-1β, ФНП-α і IЛ-6, бере участь у гуморальному компоненті імунної відповіді, відповідаючи за антипаразитарний захист [3–5, 9]. Тоді ж IЛ-10 стимулює секрецію імуноглобулінів В-лімфоцитами. Його дія протилежна дії основних цитокінів [3, 5, 9].
Особливу увагу дослідники приділяють ролі порушення загального та місцевого імунітету в патогенезі захворювань ротової порожнини, однак у хворих на ЦД за наявності хронічного катарального гінгівіту (ХКГ) такі дані є недостатньо вивченими та актуальними.
Мета дослідження: вивчити показники цитокінового профілю в епітелії ротової порожнини дітей із цукровим діабетом 1-го типу з урахуванням наявних метаболічних порушень.
Матеріали та методи
Для вирішення поставленої мети були обстежені 12-річні діти, хворі на цукровий діабет 1-го типу (30 осіб), які перебували на стаціонарному лікуванні в ендокринологічному відділенні ОКУ «Обласна дитяча клінічна лікарня» м. Чернівців (І група). ІІ групу (30 соматично здорових дітей з ознаками хронічного катарального гінгівіту) та групу порівняння (30 соматично та стоматологічно здорових дітей того ж віку) було сформовано з учнів ЗОШ № 22 м. Чернівців.
Відповідно до ступеня тяжкості гінгівіту серед дітей І та ІІ груп було виділено легкий ступінь тяжкості хронічного катарального гінгівіту (відповідно 10 та 18 дітей), середній (17 та 8 дітей) та тяжкий ступінь (3 та 4 дитини).
Для аналізу експресії генів використовували метод полімеразної ланцюгової реакції з оберненою транскрипцією в режимі реального часу (ОТ-ПЛР). Об’єктом для молекулярно-генетичних досліджень методом ОТ-ПЛР був букальний епітелій.
Виділення тотальної рибонуклеїнової кислоти проводили з використанням набору Trizol RNA Prep 100 («Ізоген Lab. LTD», Росія). Для оберненої транскрипції (синтез кДНК) використовували набір реагентів для проведення оберненої транскрипції (ОТ-1, «СИНТОЛ», Росія). Підготовку та проведення реакцій здійснювали відповідно до протоколу.
Отримані результати обробляли статистично за допомогою ліцензійної програми Microsoft Excel. Оцінювали середнє значення (М), похибку середнього (m), вірогідність статистичних показників (р).
Результати
ОТ-ПЛР-аналіз букального епітелію показав відносне підвищення рівня експресії мРНК генів прозапальних цитокінів IЛ-1β і -17A в дітей, хворих на ЦД, та соматично здорових дітей за наявності ХКГ та відносне зниження мРНК генів протизапального цитокіну IЛ-10 (табл. 1).
Рівень IЛ-1β у дітей, хворих на ЦД, у 9 разів вищий від рівня в соматично здорових дітей за наявності ХКГ та 71,5 раза — від рівня в стоматологічно та соматично здорових дітей. Це вказує на забезпечення першої лінії протиінфекційного захисту макроорганізму від патогенної, умовно-патогенної мікрофлори та продуктів їх життєдіяльності.
У дітей І групи вміст IЛ-17A (16,2823, Р < 0,01) у 10,7 раза вищий від вмісту в дітей ІІ групи (1,5477, Р < 0,01) та майже в 17,8 раза — групи порівняння (1,0000, Р < 0,01). Високі показники IЛ-17A відображають як посилення специфічної імунної відповіді на ушкоджуючу дію патогенних мікроорганізмів, так і автоімунну природу запального процесу в тканинах пародонта дітей, хворих на ЦД, за наявності ХКГ.
Експресія IЛ-10 у дітей на тлі ЦД підвищилась відповідно у 2,6 раза порівняно із соматично здоровими дітьми та зменшилась в 1,8 раза — зі стоматологічно та соматично здоровими, що підтверджується даними літератури і вказує на інфекційний генез запального процесу в тканинах пародонта.
У дітей, хворих на цукровий діабет, найвищий рівень експресії мРНК ІЛ-1β (рис. 1) виявлений при тяжкому ступені ушкодження тканин пародонта — 124,7246, Р < 0,01, а найменший — 48,3381, Р < 0,01, — за умов легкого ступеня ХКГ, що відповідно у 8 та 7,7 раза більше порівняно з найбільшим та найменшим значенням серед соматично здорових дітей.
Експресія мРНК ІЛ-17А (рис. 2) за наявності легкого ступеня ХКГ у дітей із супутньою патологією становила 13,1914, Р < 0,05, у соматично здорових дітей — 1,4865, Р < 0,05.
Для дітей із середнім ступенем тяжкості ХКГ були характерні такі дані: 17,4465, Р < 0,05, — у І групі та 1,9003, Р < 0,05, — у ІІ. Найвищий показник виявлено в дітей, хворих на цукровий діабет, за наявності тяжкого ступеня ХКГ (19,9873, Р < 0,05).
Рівень експресії мРНК ІЛ-10 (рис. 3) у дітей з ознаками легкого ступеня тяжкості ХКГ на тлі соматичної патології становив 0,3129, Р < 0,01, а серед соматично здорових дітей дещо нижчий — 0,0824. За наявності середнього та тяжкого ступенів ХКГ відзначалося також збільшення експресії ІЛ-10 серед дітей із супутньою соматичною патологією порівняно із соматично здоровими дітьми — відповідно 0,4208 і 0,1601 та 0,5903 і 0,1683.
Обговорення
Рівень мРНК ІЛ-1β — провідного прозапального імуноцитокіна гострої фази високий та залежав від ступеня тяжкості ХКГ. При поглибленні патологічного процесу в тканинах пародонта за наявності ЦД спостерігалися підвищення рівня ІЛ-1β та напруження захисної ланки місцевого специфічного імунітету.
Експресія мРНК ІЛ-17А в значної кількості дітей, хворих на ЦД, була високою та мала тенденцію до зростання залежно від ступеня тяжкості ХКГ, що відображає бактеріальну агресію, активний запальний процес і автоімунну природу запального процесу в тканинах пародонта.
Низький рівень експресії мРНК ІЛ-10 призводить до зниження захисних можливостей і розвитку хронічного інфекційного запального процесу.
Висновки
Проведене молекулярно-генетичне дослідження відносного рівня мРНК прозапальних цитокінів IЛ-1β і -17А, протизапального ІЛ-10 в епітелії ротової порожнини дітей показало, що на тлі ЦД суттєво збільшені відносні рівні мРНК IЛ-1β і -17А та низький рівень експресії мРНК ІЛ-10.
Таким чином, переважання рівня прозапальних цитокінів у букальному епітелії над рівнями протизапальних відображає дисбаланс у системі цитокінової регуляції в дітей І та ІІ груп.
Проведені дослідження мають велике значення для діагностики запальних процесів у тканинах пародонта і стану локального імунітету ротової порожнини, а також є підгрунтям для розробки лікувально-профілактичних програм для дітей, хворих на цукровий діабет І типу.
Конфлікт інтересів. Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів при підготовці даної статті.
Список литературы
1. Александров Е.И. Микрофлора и иммунологическая резистентность при кариесе зубов и заболеваниях пародонта на фоне сахарного диабета / Е.И. Александров // Медико-–соціальні проблеми сім’ї. — 2014. — № 1. — С. 109-114.
2. Дурягіна Л.Х. Вплив психічного статусу на імунологічні показники ротової рідини пацієнтів iз запальними захворюваннями пародонту / Л.Х. Дурягіна // Таврический медико-биологический вестник. — 2012. — № 4(60). — С. 124-129.
3. Костина Е.М. Изучение полиморфизма генов цитокинов ИЛ-4, ИЛ-10, ИЛ-17А и ТНФA у больных с инфекционно-зависимой бронхиальной астмой / Е.М. Костина, Б.А. Молотилов, О.А. Левашова, М.В. Осипова // Иммунопатология, аллергология, инфектология. — 2013. — № 1. — С. 53-58.
4. Красницкая А.С. Особенности локального цитокинового статуса у пациентов с хроническим тонзиллитом различной этиологии / А.С. Красницкая, А.Н. Полятика // Тихо–океанский медицинский журнал. — 2013. — № 1. — С. 62-64.
5. Сахарный диабет. Иммунитет. Цитокины / К.П. Зак, Н.Д. Тронько, В.В. Попова, А.К. Бутенко. — К.: Книга-плюс, 2015. — 488 с.
6. Хоменко Л.О. Особливості цитокінового статусу у дітей з хронічним катаральним гінгівітом на фоні соматичної патології / Л.О. Хоменко, Т.І. Гавриленко, О.І. Остапко та ін. // Вісник проблем біології і медицини. — 2013. — № 4. — С. 352-356.
7. Шилова Л.Н. Иммунопатологическое значение интерлейкина-17 при псориатическом артрите / Л.Н. Шилова, Н.Н. Паньшина, А.С. Чернов и др. // Современные проблемы науки и образования. — 2015. — № 6 (Режим доступа: https://www.science-education.ru/ru/article/view?id=23040)
8. Ярова С.П. Патогенетические аспекты генерализованого пародонтита на фоне сахарного диабета ІІ типа / С.П. Ярова, В.В. Саноян // Вісник проблем біології і медицини. — 2010. — № 4. — С. 57-61.
9. Javed F. Cytokine profile in the gingival crevicular fluid of periodontitis patients with and without type 2 diabetes: a literature review / F. Javed, M. Al-Askar, K. Al-Hezaimi // J. Periodontol. — 2012. — Vol. 83(2). — P. 156-61.
10. Zhu S. IL-17/IL-17 receptor system in autoimmune disease: mechanisms and therapeutic potential / S.Zhu, Y. Qian // Clin. Sci. — 2012. — Vol. 122(11). — P. 487-511.
