Pobierz PDF - Dental and Medical Problems

206
Ł. Konopka, E. Brzezińska-Błaszczyk
prace poglądowe
Dent. Med. Probl. 2010, 47, 2, 206–213
ISSN 1644-387X
© Copyright by Wroclaw Medical University
and Polish Dental Society
Łukasz Konopka, Ewa Brzezińska-Błaszczyk
Cytokiny w płynie kieszonki dziąsłowej
jako potencjalne markery diagnostyczne
i prognostyczne zapalenia przyzębia*
Cytokines in Gingival Crevicular Fluid as Potential Diagnostic
and Prognostic Markers of Periodontitis
Zakład Immunologii Doświadczalnej, Uniwersytet Medyczny w Łodzi
Streszczenie
Powszechnie uważa się, że chociaż czynnikiem inicjującym rozwój chorób przyzębia są bakterie, to procesy destrukcyjne w tkankach są wynikiem odpowiedzi immunologiczno-zapalnej gospodarza. Podczas odpowiedzi zapalnej
dochodzi do syntezy różnych czynników humoralnych, a następnie ich wydzielania do otaczających tkanek. Mimo
że wiedza na temat etiologii i patomechanizmu chorób przyzębia jest coraz większa, diagnostyka tych chorób ciągle
jest oparta na klasycznych kryteriach klinicznych. Taka diagnostyka periodontologiczna jest z natury ograniczona, bowiem pozwala ocenić raczej historię choroby niż stan obecny. Dlatego istnieje konieczność wprowadzenia
nowych testów diagnostycznych, które pozwoliłyby ocenić nasilenie procesu chorobowego, przewidzieć progresję
choroby oraz ocenić rezultaty prowadzonej terapii. Wydaje się obecnie, że ilościowa i jakościowa analiza specyficznych składników płynu kieszonki dziąsłowej (GCF) mogłaby być użyteczna w ocenie stanu zdrowia tkanek
przyzębia. Biorąc pod uwagę, że niezwykle istotnymi czynnikami humoralnymi modulującymi przebieg procesów
zapalnych, także w tkankach przyzębia, są cytokiny w artykule oceniono przydatność oceny stężenia cytokin w GCF
w diagnostyce periodontologicznej. Szczególną uwagę poświęcono cytokinom prozapalnym, takim jak interleukina
(IL)-1β, IL-18, IL-6 i czynnik martwicy nowotworu (TNF), niektórym chemokinom, to jest IL-8, RANTES i białko
chemotaktyczne dla monocytów (MCP-1), jak również cytokinom przeciwzapalnym, takim jak IL-10 i IL-4 (Dent.
Med. Probl. 2010, 47, 2, 206–213).
Słowa kluczowe: zapalenie przyzębia, cytokiny, płyn kieszonki dziąsłowej.
Abstract
It is widely accepted that although bacteria are initiating agents in periodontal diseases, the host response to the
pathogenic infection is critical for disease progression. The host inflammatory response to bacterial infection involves
the production of a variety of humoral factors and their release into surrounding tissues. Despite increased understanding of the etiology and pathomechanism of periodontal diseases, the diagnosis and classification of these conditions are still almost entirely based on traditional clinical assessments. This diagnostic procedure is inherently limited,
in that only disease history, not current disease status, can be assessed. Therefore, there is a need for the development
of new diagnostic tests that can detect the severity of disease, predict future disease progression, and evaluate the
response to periodontal therapy. Nowadays it seems that quantitative and qualitative analysis of specific constituents
in gingival crevicular fluid (GCF) can be useful for the evaluation of periodontal health status. Taking into account
that cytokines are central to the pathogenesis of inflammatory processes, including periodontal diseases, in this review
the authors discussed the usefulness of cytokine level evaluation in GCF for periodontal disease diagnosis. The authors
described proinflammatory cytokines, such as interleukin (IL)-1β, IL-18, IL-6 and tumor necrosis factor (TNF), some
chemokines, that is IL-8, RANTES and monocyte chemoattractant protein (MCP-1), as well as anti-inflammatory
cytokines such as IL-10 and IL-4 (Dent. Med. Probl. 2010, 47, 2, 206–213).
Key words: periodontitis, cytokines, gingival crevicular fluid.
* Praca wykonana w ramach projektu finansowanego przez MNiSW (grant N N403 446237).
Cytokiny w płynie kieszonki dziąsłowej
Choroby przyzębia są obecnie ważną patologią społeczną i stanowią coraz większy problem
w praktyce stomatologicznej. Choroby przyzębia
obejmują wiele procesów, począwszy od zapalenia
dziąsła brzeżnego przez periodontitis objawiające
się zanikiem tkanki nabłonkowej, tkanki łącznej
i ubytkiem kości, a kończąc na rozchwianiu i utracie zęba. Wiadomo, że obraz kliniczny choroby
jest wielopostaciowy, a etiopatogeneza wieloprzyczynowa i złożona [1].
W warunkach prawidłowych bakterie obecne w jamie ustnej są eliminowane na drodze mechanizmów odporności wrodzonej, głównie przy
udziale różnorodnych czynników humoralnych
obecnych w ślinie, takich jak wydzielnicza IgA
(sIgA), lizozym, laktoferyna, peroksydazy, histatyny, defensyny i katelicydyny [2]. Istotne znaczenie obronne ma również proces „fizjologicznego”
zapalenia w kieszonce dziąsłowej, w którym główną rolę pełnią granulocyty obojętnochłonne (neutrofile) oraz mechanizmy swoistej odpowiedzi humoralnej z udziałem przeciwciał. Gdy liczebność
bakterii jest duża, dochodzi do niekontrolowanego rozwoju procesów immunologiczno-zapalnych
z udziałem wielu populacji komórek i różnorodnych czynników humoralnych, w tym mediatorów zapalenia [3]. Jest oczywiste, że bakterie mogą
bezpośrednio powodować uszkodzenie przyzębia,
głównie przez enzymy i toksyny; w istocie jednak
podstawowym mechanizmem uszkodzenia tkanek przyzębia są procesy immunologiczno-zapalne rozwijane w odpowiedzi na patogenne bakterie
[4, 5]. W mechanizmach reakcji immunologiczno-zapalnych biorą udział zarówno komórki odczynu
zapalnego – neutrofile, monocyty/makrofagi i komórki tuczne, jak i komórki strukturalne tkanek
przyzębia, a więc fibroblasty, komórki nabłonkowe,
komórki śródbłonka i limfocyty. Komórki te aktywowane przez receptory Toll-podobne (TLR) [6],
pod wpływem składników ścian bakterii syntetyzują i wydzielają czynniki humoralne o działaniu
prozapalnym i enzymy degradujące białka macierzy pozakomórkowej.
Klasyczna, powszechnie przyjęta i standardowo stosowana diagnostyka periodontologiczna
opiera się na wskaźnikach klinicznych i ocenie
radiologicznej, czyli dostarcza informacji retrospektywnych o dotychczasowym przebiegu zapalenia. Dodatkowo ocena kliniczna i radiologiczna
periodontitis nie jest w pełni obiektywna, a jeśli
nie jest przeprowadzona z należytą dokładnością,
to może być wręcz myląca. Brak precyzyjnych
kryteriów klinicznych w diagnostyce periodontologicznej doprowadził do poszukiwań wskaźników humoralnych, które mogłyby być pomocne
w obiektywizacji diagnozy, określeniu stopnia zaawansowania choroby, monitorowaniu rezultatów
207
zastosowanej terapii, a także w zakwalifikowaniu
pacjentów do grup ryzyka [7]. Istotnym warunkiem wprowadzenia obiektywnych wskaźników
diagnostycznych pomocnych w rozpoznawaniu
i monitorowaniu leczenia chorób zapalnych przyzębia jest również opracowanie oraz standaryzacja źródła i metod pobierania materiału do badań,
unifikacja metodologii pomiarów, a także wyznaczenie wymiernych czynników humoralnych,
które mogłyby być właściwym i jednoznacznym
wykładnikiem stopnia zaawansowania procesu
immunologiczno-zapalnego. Istotne znaczenie ma
też, aby sposób pobierania materiału do badań był
małoinwazyjny, a stosowana metoda oceny materiału cechowała się prostotą, a równocześnie dużą
czułością i swoistością.
W dotychczasowych badaniach służących
ocenie wykładników procesów immunologiczno-zapalnych w tkankach przyzębia pozyskiwano
ślinę, krew, a także wycinki tkanki dziąsłowej.
Najłatwiejszym materiałem do uzyskania jest ślina, w licznych pracach wskazano jednak, że pomiar stężenia czynników humoralnych w tym
materiale jest mało precyzyjny. Podobnie, określenie stężenia wykładników reakcji immunologiczno-zapalnych we krwi, jak wykazało to wielu autorów, jest zupełnie nieprzydatne do oceny dynamiki procesów toczących się w obrębie przyzębia.
Badanie tkanki dziąsłowej pacjenta, z zastosowaniem technik immunohistochemicznych, bez wątpienia daje pełny wgląd w profil immunologiczno-komórkowy zapalenia przyzębia, ale inwazyjność
tej metody oraz trudna i wysoko specjalistyczna
procedura laboratoryjna raczej dyskwalifikują tę
metodę do stosowania rutynowego.
Wydaje się więc, że najlepszym materiałem
dla oceny wykładników humoralnych reakcji immunologiczno-zapalnej jest płyn kieszonki dziąsłowej (GCF – gingival crevicular fluid). Występujący w szczelinie dziąsłowej płyn jest wynikiem
zarówno przesączania osocza, jak i gromadzenia
się wysięku w przebiegu procesu zapalnego [8].
Zawiera zarówno czynniki pochodzące z komórek bakteryjnych, to jest składniki ścian bakterii,
toksyny i enzymy bakteryjne, jak i różnorodne
czynniki humoralne syntetyzowane i wydzielane
przez komórki współuczestniczące w procesach
uszkadzania tkanek przyzębia. Pobieranie GCF
jest dosyć łatwe do wykonania. Przed pobraniem
płynu dziąsłowego należy usunąć naddziąsłową
płytkę nazębną, a okolicę osuszyć strumieniem
powietrza i izolować od dostępu śliny. Pobieranie
GCF odbywa się za pomocą sterylnych pasków absorpcyjnych z metylocelulozy, które są delikatnie
umieszczane w szczelinie/kieszonce dziąsłowej na
30 sekund na głębokość 1–2 mm. Podczas pobierania płynu muszą być zachowane szczególne środki
208
ostrożności w celu wykluczenia zanieczyszczenia
próbki krwią, śliną lub/i płytką bakteryjną. Następnie zaabsorbowany płyn kieszonki dziąsłowej
jest eluowany z paska adsorpcyjnego, a stężenia badanych czynników humoralnych są oznaczane za
pomocą techniki immunoenzymatycznej ELISA.
Należy podkreślić, iż przy zachowaniu poprawności stosowanej procedury w uzyskanej próbce GCF
można równolegle ocenić stężenie kilku czynników humoralnych.
Nie ulega wątpliwości, że przebieg procesów
immunologiczno-zapalnych i ich natężenie są
w znacznym stopniu regulowane przez cytokiny, w tym chemokiny. Cytokiny mogą zarówno
wzmacniać rozwój zapalenia (tak zwana grupa cytokin prozapalnych), jak i hamować przebieg tego
procesu (tak zwana grupa cytokin przeciwzapalnych/immunomodulujących). Cytokiny regulują
także przebieg zapalenia w tkankach przyzębia
[5, 9–11]. Dlatego wydaje się niezwykle interesujące określenie, czy ocena stężenia cytokin w GCF
mogłaby być dobrym i przydatnym praktycznie
wykładnikiem przebiegu procesów zapalno-destrukcyjnych w przyzębiu.
Jedną z najważniejszych cytokin prozapalnych
wpływających zarówno na przebieg procesów immunologicznych, jak i zapalnych jest interleukina
(IL)-1β. W tkankach przyzębia źródłem tej cytokiny są przede wszystkim monocyty/makrofagi, neutrofile, fibroblasty i komórki tuczne. Komórki te
syntetyzują IL-1β m.in. w odpowiedzi na aktywację pod wpływem lipopolisacharydu (LPS), głównego składnika ścian bakterii Gram-ujemnych
oraz pod wpływem fragmentów dopełniacza C5a.
Cytokina ta jest czynnikiem chemotaktycznym
dla neutrofilów i monocytów, stymuluje różne
typy komórek do uwalniania mediatorów prozapalnych i enzymów katabolicznych, fosfolipazy A2,
prostaglandyn (PG), białek ostrej fazy, czynnika
aktywującego płytki (PAF), a także cytokin prozapalnych IL-6 i czynnika martwicy nowotworu
(TNF) oraz wielu metaloproteinaz (MMP) [12].
IL-1β indukuje zwiększenie ekspresji cząsteczek
adhezji międzykomórkowej, takich jak integryny
VLA-1 i VLA-2 oraz cząsteczki immunoglobulinopodobnej VCAM-1 [13] i wzmaga przepuszczalność śródbłonka naczyniowego. IL-1β stymuluje
również tworzenie osteoklastów i resorpcję kości.
IL-1β odgrywa istotną rolę w rozwoju procesów
zapalnych w tkankach przyzębia [12]. U pacjentów
z przewlekłym zapaleniem przyzębia stężęnie tej
cytokiny w GCF jest znamiennie większe niż u pacjentów ze zdrowym przyzębiem [14–20]. Wiadomo również, że stężenie IL-1β w GCF jest istotnie
większe u pacjentów z periodontitis niż z gingivitis [21, 22]. Wielu autorów wskazało, że stężenie
tej cytokiny w GCF jest dodatnio skorelowane ze
Ł. Konopka, E. Brzezińska-Błaszczyk
wskaźnikami klinicznymi (GI, PD, CAL) i utratą
kości wyrostka zębodołowego [14, 16, 19, 21, 23–25].
Obserwacje te potwierdzili Engebretson et al. [26],
wskazując na wyraźną zależność stężenia IL-1β
w GCF i stopnia nasilenia periodontitis. Należy
wskazać jednak, że Figueredo et al. [15] oraz Gamonal et al. [14] nie obserwowali zależności między stężeniem IL-1β w GCF a stopniem aktywności
choroby. Rozważając polimorfizm genu dla IL-1β,
wydaje się, że mogą istnieć różnice osobnicze
w ilości syntetyzowanej cytokiny, a więc iż może
istnieć związek między występowaniem danego
genotypu a aktywnością zapalenia przyzębia [27].
Dane te mają istotne znaczenie kliniczne, ponieważ umożliwiają zakwalifikowanie pacjentów do
grupy wysokiego ryzyka, a tym samym sugerują
podjęcie agresywnego leczenia nawet w przypadku wczesnej fazy choroby. Przeprowadzone
dotychczas badania, chociaż nieliczne i przeprowadzone na niejednorodnych grupach pacjentów,
wydają się wskazywać, że po zastosowaniu leczenia periodontologicznego stężenie IL-1β w GCF
istotnie zmniejsza się [14, 16, 19]. Toker et al. [17]
dodatkowo stwierdzili silną korelację zmniejszenia stężenia tej cytokiny w GCF z ograniczeniem
objawów klinicznych zapalenia.
Ważną cytokiną prozapalną z rodziny
IL-1 jest również IL-18. Ta cytokina jest syntetyzowana głównie przez makrofagi oraz komórki
nabłonka, a aktywuje makrofagi, neutrofile, komórki śródbłonka i osteoklasty. Co jest istotne,
reguluje różnicowanie limfocytów Th w kierunku Th1 lub Th2, w ten sposób znacząco modulując przebieg zapalenia [28]. Jak się wydaje, stężenie IL-18 w GCF istotnie koreluje ze stopniem
zaawansowania choroby przyzębia. Wykazano, że
stężenie tej cytokiny w GCF jest znacząco większe
u pacjentów z przewlekłym zapaleniem przyzębia
niż u chorych z zapaleniem dziąseł, a jednocześnie większe niż u osób ze zdrowym przyzębiem
[22, 29–31]. Stężenie IL-18 w GCF koreluje także
z wykładnikami klinicznymi stopnia zapalenia
przyzębia i spada po wdrożonym leczeniu [29, 31].
Odmienne obserwacje przedstawili jednak Turkoglu et al. [32], którzy nie obserwowali związku
między stężeniem IL-18 w GCF a stopniem zaawansowania procesu zapalnego.
Jedną z głównych cytokin odpowiedzi zapalnej
jest również TNF. Ta cytokina jest syntetyzowana
m.in. przez monocyty/makrofagi, neutrofile, fibroblasty i limfocyty. Niezwykle ważnym źródłem
TNF są także komórki tuczne. Komórki wydzielają TNF w odpowiedzi na wiele czynników, w tym
także bakteryjny LPS. TNF silnie wywołuje napływ monocytów i neutrofilów, a także aktywuje
monocyty/makrofagi i neutrofile między innymi
do wytwarzania reaktywnych związków tlenu, leu-
Cytokiny w płynie kieszonki dziąsłowej
kotrienów, prostaglandyn, metaloproteinaz oraz
zwiększa ekspresję VCAM-1, ułatwiając tym samym wynaczynienie i migrację leukocytów [33].
TNF wpływa na obumieranie osteoblastów, co
prowadzi do zmniejszenia liczebności komórek
kościotwórczych oraz fibroblastów, których rola
w reperacji tkanki łącznej przyzębia jest niepodważalna [34].
Udokumentowano, że stężenie TNF w GCF
jest znacząco większe u osób z gingivitis [21, 25]
i periodontitis [25, 34, 35] niż u osób ze zdrowym
przyzębiem. Nie stwierdzono różnic w stężeniu
TNF w GCF między grupami osób chorych na
agresywne i przewlekłe zapalenie przyzębia, jakkolwiek w obu tych grupach stężenie cytokiny jest
większe niż w grupie kontrolnej osób ze zdrowym
przyzębiem [34]. Ulker et al. [21] oceniali stężenie TNF w GCF u dzieci zdrowych i z zapaleniami dziąseł; stwierdzili, że stężenie tego czynnika
jest większe w grupie chorych na gingivitis. Zaobserwowano także, że stężenie TNF koreluje,
choć w niewielkim stopniu, z krwawieniem przy
zgłębnikowaniu u chorych z szybko postępującym
(obecnie uogólnionym, agresywnym) zapaleniem
przyzębia [25]. Podobną dodatnią zależność między stężeniem tej cytokiny w GCF a wykładnikami klinicznymi zapalenia przyzębia zanotowali
Kurtis et al. [34]. De Oliveira et al. [36] badali stężenie TNF w GCF pacjentów z agresywnym zapaleniem przyzębia poddanych terapii fotodynamicznej lub tradycyjnej metodzie skalingu i root
planingu (SRP). Stwierdzili, że stężenie TNF istotnie zmniejsza się po obu rodzajach terapii i osiąga
wartość minimalną w 90. dniu po zabiegu. Dominguez et al. [37] zaobserwowali natomiast nieznaczne zmniejszenie stężenia TNF w GCF u chorych
z periodontitis poddanych klasycznej terapii periodontologicznej uzupełnionej terapią laserową.
Stężenie TNF w GCF było też przedmiotem zainteresowań ortodontów. Stwierdzono, że stężenie
TNF ulega znamiennemu wzrostowi już w 24. godzinie od założenia aparatu ortodontycznego [38].
Autorzy przypisują ten fakt aktywacji kaskady
zapalnej przez siły ortodontyczne, zauważając
jednocześnie, że stężenie TNF w GCF szybko się
wyrównuje. Należy podkreślić, iż dane dotyczące
TNF i jego udziału w chorobach przyzębia odnoszą się także do receptora dla tej cytokiny. Wykazano, że stężenie rozpuszczalnych form receptorów TNFR1 i TNFR2 w GCF wzrasta po leczeniu
periodontologicznym, a więc ocena stężenia tych
cząsteczek w GCF mogłaby być potencjalnym
wykładnikiem klinicznego stanu przyzębia [39].
Interesujące obserwacje przedstawili ostatnio
Mayer et al. [40]; wykazali bowiem, że u chorych
na zapalenie przyzębia leczonych infliksimabem
(przeciwciała anty-TNF) z powodu reumatoidal-
209
nego zapalenia stawów dochodzi do zmniejszenia
objawów klinicznych w obrębie tkanek przyzębia
z jednoczesnym spadkiem stężenia TNF w GCF.
Ważną cytokiną prozapalną jest także IL-6.
Jest ona wytwarzana przez wiele populacji komórkowych tkanek przyzębia w odpowiedzi na stymulację pod wpływem LPS oraz cytokin prozapalnych
IL-1β i TNF. IL-6 niezwykle silnie stymuluje syntezę białek ostrej fazy. Należy podkreślić, że IL-6 wywołuje resorpcję kości, zarówno samodzielnie, jak
i w połączeniu z innymi czynnikami resorpcyjnymi [41] oraz stymuluje syntezę chemokin, metaloproteinaz i PGE2 [42]. W badaniach wykazano, że
stężenie IL-6 w GCF jest istotnie większe u pacjentów z zapaleniem przyzębia w porównaniu z grupą kontrolną [43, 44]. Giannopoulou et al. [45]
zaobserwowali, że zarówno u pacjentów z zapaleniem dziąseł, jak też u pacjentów z agresywnym
oraz przewlekłym zapaleniem przyzębia stężenie
IL-6 w GCF jest znacząco większe w stosunku do
grupy kontrolnej osób ze zdrowym przyzębiem
oraz stężenie tej cytokiny koreluje z głębokością
kieszonek. Mogi et al. [46] również zaobserwowali
większe stężenie IL-6 w GCF pacjentów z przewlekłym zapaleniem przyzębia i wykazali dodatnią korelację stężenia IL-6 ze stopniem krwawienia przy
zgłębnikowaniu.
Niezwykle istotną rolę w rozwoju zapalenia
odgrywają niskocząsteczkowe cytokiny, czyli chemokiny. Są one wytwarzane przez większość komórek organizmu, silnie indukują napływ komórek do ogniska zapalnego, ponieważ zwiększają
ekspresję cząsteczek adhezyjnych na śródbłonku
naczyń i komórkach efektorowych, kontrolują diapedezę, a także ukierunkowaną migrację komórek
do tkanki [47]. Wpływają na wszystkie komórki
efektorowe reakcji zapalnej oraz liczne procesy
toczące się w miejscu zapalenia. Prace z ostatnich
lat wskazują, że, spośród chemokin, ważną rolę
w rozwoju procesu zapalnego w przyzębiu pełnią
szczególnie IL-8, RANTES oraz białko chemotaktyczne dla monocytów (MCP-1).
IL-8 jest jedną z najsilniejszych chemokin
warunkujących nacieczenie tkanek przez komórki procesu zapalnego, szczególnie jest niezwykle
ważnym czynnikiem chemotaktycznym neutrofilów [48]. Jest uwalniana przez monocyty/makrofagi, limfocyty, neutrofile, fibroblasty, komórki
śródbłonka i nabłonka oraz komórki tuczne. Poza LPS, synteza tej chemokiny jest wywoływana
przez IL-1β. Wielu autorów jednoznacznie wykazało, że stężenie IL-8 w GCF jest znamiennie większe u pacjentów z zapaleniem przyzębia
[14, 19, 45, 49–51], a także u chorych z gingivitis [45]
niż u osób ze zdrowym przyzębiem. Co więcej, są
dane, iż stężenie tej chemokiny dodatnio koreluje
ze wskaźnikami klinicznymi [19, 23, 45], chociaż
210
niektóre badania nie wykazały takiej korelacji
[14, 51]. Zaobserwowano także, że po wdrożonej
terapii periodontologicznej stężenie IL-8 w GCF
spada, a spadek ten koreluje z poprawą stanu klinicznego [14, 19, 49, 50]. Należy jednak podkreślić, że IL-8 występuje w GCF i to w stosunkowo
dużym stężeniu, nawet u osób bez zmian zapalnych w obrębie tkanek przyzębia [12, 14, 50–52].
Jest to prawdopodobnie związane z procesem
obronnym „fizjologicznego” zapalenia w szczelinie dziąsłowej, w którym niezwykle ważną rolę
odgrywają neutrofile. Hipotezę tę potwierdzają
obserwacje Tonetti et al. [53], iż stężenie mRNA
dla IL-8 w tkankach przyzębia dodatnio koreluje
z napływem neutrofilów do kieszonki dziąsłowej.
Znaczące stężenie IL-8 w GCF u osób ze zdrowym
przyzębiem może być związane także z rozwojem
zapalenia subklinicznego, gdzie wzrost stężenia
IL-8 w GCF może poprzedzać kliniczne oznaki
choroby.
Chemokiny RANTES i MCP-1, wytwarzane
między innymi przez monocyty/makrofagi, fibroblasty i komórki tuczne, są czynnikami chemotaktycznymi i aktywującymi dla wielu populacji komórkowych, w tym komórek odczynu zapalnego,
takich jak monocyty, eozynofile, komórki tuczne.
Gamonal et al. [14] wykazali obecność RANTES
w GCF uzyskanych od pacjentów z przewlekłym
zapaleniem przyzębia. Podobne obserwacje przedstawili inni autorzy [50, 54], wykazując równocześnie, iż stężenie tej chemokiny w GCF koreluje
z głębokością kieszonek i utratą przyczepu łącznotkankowego. Wykazano również, że po leczeniu stężenie RANTES w GCF jest znamiennie
mniejsze [14, 50]. U chorych z periodontitis obserwuje się także duże stężenie MCP-1 w GCF, które dodatnio koreluje z objawami klinicznymi. Co
więcej, po leczeniu periodontologicznym stężenie
MCP-1 w GCF jest wyraźnie mniejsze [29, 54].
Biorąc pod uwagę, że przebieg procesu zapalnego jest regulowany nie tylko przez cytokiny
prozapalne, ale także przez cytokiny wywierające
działanie hamujące, interesujące wydają się dane
na temat występowania w GCF cytokin przeciwzapalnych, w tym IL-10 i IL-4. IL-10 jest syntetyzowana przez monocyty, makrofagi, komórki
tuczne, limfocyty Th1, keratynocyty i eozynofile.
Cytokina ta hamuje syntezę cytokin prozapalnych,
w tym IL-1β, IL-6, TNF oraz IL-8. IL-10 wpływa
na zmniejszenie syntezy metaloproteinaz – głównych czynników degradujących macierz zewnątrzkomórkową, zwiększając jednocześnie uwalnianie
tkankowych inhibitorów metaloproteinaz (TIMP).
IL-4 jest wytwarzana przede wszystkim przez limfocyty Th2 oraz komórki tuczne; wpływa aktywująco na komórki Th2, hamuje natomiast czynność
limfocytów Th1 oraz monocytów i makrofagów.
Ł. Konopka, E. Brzezińska-Błaszczyk
Obecnie jest niewiele informacji na temat
IL-10 i IL-4 w GCF, a dane są niejednoznaczne.
Gamonal et al. [14] wykazali, że IL-10 była obecna w GCF jedynie u 43% chorych z periodontitis,
a po leczeniu periodontologicznym jej stężenie
było mniejsze. Toker et al. [17] nie obserwowali
różnic w stężeniu tej cytokiny w GCF u pacjentów
ze zdrowym przyzębiem i chorych z agresywnym
zapaleniem przyzębia. Inni autorzy wykazali natomiast, że stężenie IL-10 w GCF jest znamiennie
większe u osób bez zmian zapalnych w obrębie
przyzębia niż u pacjentów z zapaleniem przyzębia
[16, 55]. Zaobserwowano również, że po leczeniu
periodontologicznym pacjentów z zapaleniem
przyzębia dochodzi do wzrostu stężenia tej cytokiny w GCF [16]. Wskazuje się również, że stężenie
IL-4 w GCF jest większe u osób ze zdrowym przyzębiem niż u osób z przyzębiem w stanie zapalnym
[35, 45, 55], i już po wstępnej fazie terapii stężenie
tej cytokiny w GCF wzrasta [56]. Interesujące dane
przedstawili Pradeep et al. [57]. Autorzy ci udokumentowali, że największe stężenie IL-4 w GCF obserwuje się u osób ze zdrowym przyzębiem, u chorych z gingivitis stężenie tej cytokiny jest mniejsze,
a u pacjentów z przewlekłym zapaleniem przyzębia stężenie IL-4 w GCF jest najmniejsze.
Przedstawione dane wskazują, że podczas
rozwijającej się reakcji immunologiczno-zapalnej
w tkankach przyzębia dochodzi do istotnych zmian
w stężeniu wielu cytokin w GCF. W licznych pracach oceniano stężenie cytokin w GCF u pacjentów z zapaleniem przyzębia i badano zależności
między stężeniami poszczególnych cytokin a stanem klinicznym przyzębia oraz aktywnością choroby. Szczegółowa analiza dostępnych informacji
wskazuje jednak, że nie można obecnie wskazać
jednoznacznie jednego czynnika, który mógłby być markerem natężenia procesów zapalnych
i jednocześnie wskaźnikiem rezultatów prowadzonej terapii. Z wielu badań wynika, że to stężenie
cytokin prozapalnych najczęściej dodatnio koreluje ze wskaźnikami klinicznymi i radiologicznymi
zapalenia przyzębia. Wskazano jednak, że do celów diagnostycznych jest wskazana ocena korelacji między kilkoma cytokinami prozapalnymi, na
przykład MCP-1 i IL-18 [29], MCP-1 i TNF [34],
czy IL-1β, IL-8 i RANTES [14]. Wydaje się także
bardzo prawdopodobne, iż większe znaczenie dla
oceny przebiegu zapalenia i procesu uszkodzenia
przyzębia ma ocena wzajemnej korelacji między
stężeniem cytokin prozapalnych i przeciwzapalnych/immunoregulacyjnych w GCF. Wskazują na
to wyniki badań Gamonal et al. [14], którzy oceniali wzajemne relacje między stężeniami cytokiny prozapalnej IL-1β, chemokin IL-8 i RANTES
i cytokiny przeciwzapalnej IL-10, a także obserwacje Giannapolou et al. [45] wskazujące, że wraz
Cytokiny w płynie kieszonki dziąsłowej
ze wzrostem stężeń IL-1β, IL-6 i IL-8 dochodzi do
znamiennego zmniejszenia stężenia przeciwzapalnej IL-4. Odwrotną korelację stężeń IL-1β i IL-10
oraz TNF i IL-4 opisali także inni autorzy [16, 35].
Tsai et al. [56] wskazali, iż niski stosunek stężeń
IL-4 i interferonu (IFN)-γ w GCF wskazuje na postępujący proces uszkodzenia tkanek przyzębia,
zwiększenie proporcji IL-4/IFN-γ natomiast jest
211
wyznacznikiem poprawy stanu przyzębia i pozytywnych rezultatów leczenia. Dlatego można sądzić, że jedynie wielowymiarowa analiza stężeń
poszczególnych cytokin w GCF oraz ustalenie ich
wzajemnej relacji w powiązaniu ze stanem klinicznym tkanek przyzębia może być przydatnym
i obiektywnym wskaźnikiem natężenia choroby
oraz oceny rezultatów prowadzonej terapii.
Piśmiennictwo
[1] Merchant A.T., Pitiphat W.: Researching periodontitis: challenges and opportunities. J. Clin. Periodontol. 2007,
34, 1007–1015.
[2] Zasloff M.: Innate immunity, antimicrobial peptides, and protection of the oral cavity. Lancet 2002, 360, 1116–
–1117.
[3] Preshaw P.M., Seymour R.A., Heasman P.A.: Current concepts in periodontal pathogenesis. Dent. Update 2004,
31, 570–572, 574–578.
[4] Bascones A., Noronha S., Gómez M., Mota P., Gónzalez Moles M.A., Villarroel Dorrego M.: Tissue
destruction in periodontitis: bacteria or cytokines fault? Quintes. Int. 2005, 36, 299–306.
[5] Kinane D.F., Lappin D.F.: Immune processes in periodontal disease: a review. Ann. Periodontol. 2002, 7, 62–71.
[6] Chrzęszczyk D., Konopka T.: Znaczenie Toll-podobnych receptorów w patogenezie zapaleń przyzębia. Dent.
Med. Probl. 2009, 46, 94–103.
[7] Tenenbaum H.C., Tenenbaum H., Zohar R.: Future treatment and diagnostic strategies for periodontal diseases.
Dent. Clin. North Am. 2005, 49, 677–694.
[8] Griffiths G.S.: Formation, collection and significance of gingival crevice fluid. Periodontol. 2000, 2003, 31,
32–42.
[9] Graves D.: Cytokines that promote periodontal tissue destruction. J. Periodontol. 2008, 79, 1585–1591.
[10] Seymour G.J., Gemmell E.: Cytokines in periodontal disease: where to from here? Acta Odontol. Scand. 2001, 59,
167–173.
[11] Silva T.A., Garlet G.P., Fukada S.Y., Silva J.S., Cunha F.Q.: Chemokines in oral inflammatory diseases: apical
periodontitis and periodontal disease. J. Dent. Res. 2007, 86, 306–319.
[12] Hou L.T., Liu C.M., Liu B.Y., Lin S.J., Liao C.S., Rossomando E.F.: Interleukin-1β, clinical parameters and
matched cellular-histopathologic changes of biopsied gingival tissue from periodontitis patients. J. Periodontal
Res. 2003, 38, 247–254.
[13] Joe B.H., Borke J.L., Keskintepe M., Hanes P.J., Mailhot J.M., Singh B.B.: Interleukin-1β regulation of adhesion molecules on human gingival and periodontal ligament fibroblasts. J. Periodontol. 2001, 72, 865–870.
[14] Gamonal J., Acevedo A., Bascones A., Jorge O., Silva A.: Levels of interleukin-1β, -8, and -10 and RANTES in
gingival crevicular fluid and cell populations in adult periodontitis patients and the effect of periodontal treatment.
J. Periodontol. 2000, 71, 1535–1545.
[15] Figueredo C.M., Ribeiro M.S., Fischer R.G., Gustafsson A.: Increased interleukin-1β concentration in gingival
crevicular fluid as a characteristic of periodontitis. J. Periodontol. 1999, 70, 1457–1463.
[16] Goutoudi P., Diza E., Arvanitidou M.: Effect of periodontal therapy on crevicular fluid interleukin-1β and
interleukin-10 levels in chronic periodontitis. J. Dent. 2004, 32, 511–520.
[17] Toker H., Poyraz O., Eren K.: Effect of periodontal treatment on IL-1β, IL-1ra, and IL-10 levels in gingival crevicular fluid in patients with aggressive periodontitis. J. Clin. Periodontol. 2008, 35, 507–513.
[18] Mathur A., Michalowicz B., Castillo M., Aeppli D.: Interleukin-1α, interleukin-8 and interferon-α levels in
gingival crevicular fluid. J. Periodontal Res. 1996, 31, 489–495.
[19] Tsai C.C., Ho Y.P., Chen C.C.: Levels of interleukin-1β and interleukin-8 in gingival crevicular fluids in adult
periodontitis. J. Periodontol. 1995, 66, 852–859.
[20] Yücel O.O., Berker E., Gariboğlu S., Otlu H.: Interleukin-11, interleukin-1β, interleukin-12 and the pathogenesis of inflammatory periodontal diseases. J. Clin. Periodontol. 2008, 35, 365–370.
[21] Ulker A.E., Tulunoglu O., Ozmeric N., Can M., Demirtas S.: The evaluation of cystatin C, IL-1β, and
TNF-α levels in total saliva and gingival crevicular fluid from 11- to 16-year-old children. J. Periodontol. 2008, 79,
854–860.
[22] Orozco A., Gemmell E., Bickel M., Seymour G.J.: Interleukin-1beta, interleukin-12 and interleukin-18 levels
in gingival fluid and serum of patients with gingivitis and periodontitis. Oral Microbiol. Immunol. 2006, 21, 256–
–260.
[23] Teles R., Sakellari D., Teles F., Konstantinidis A., Kent R., Socransky S., Haffajee A.: Relationships
among gingival crevicular fluid biomarkers, clinical parameters of periodontal disease, and the subgingival microbiota. J. Periodontol. 2010, 81, 89–98.
[24] Zhong Y., Slade G.D., Beck J.D., Offenbacher S.: Gingival crevicular fluid interleukin-1β, prostaglandin E2 and
periodontal status in a community population. J. Clin. Periodontol. 2007, 34, 285–293.
212
Ł. Konopka, E. Brzezińska-Błaszczyk
[25] Yavuzyilmaz E., Yamalik N., Bulut S., Ozen S., Ersoy F., Saatçi U.: The gingival crevicular fluid interleukin1β and tumour necrosis factor-α levels in patients with rapidly progressive periodontitis. Aust. Dent. J. 1995, 40,
46–49.
[26] Engebretson S.P., Grbic J.T., Singer R., Lamster I.B.: GCF IL-1β profiles in periodontal disease. J. Clin.
Periodontol. 2002, 29, 48–53.
[27] Kornman K.S., Crane A., Wang H.Y., di Giovine F.S., Newman M.G., Pirk F.W., Wilson T.G. Jr,
Higginbottom F.L., Duff G.W.: The interleukin-1 genotype as a severity factor in adult periodontal disease. J.
Clin. Periodontol. 1997, 24, 72–77.
[28] Orozco A., Gemmell E., Bickel M., Seymour G.J.: Interleukin 18 and periodontal disease. J. Dent. Res. 2007,
86, 586–593.
[29] Pradeep A.R., Daisy H., Hadge P., Garg G., Thorat M.: Correlation of gingival crevicular fluid interleukin-18 and
monocyte chemoattractant protein-1 levels in periodontal health and disease. J. Periodontol. 2009, 80, 1454––1461.
[30] Figueredo C.M., Rescala B., Teles R.P., Teles F.P., Fischer R.G., Haffajee A.D., Socransky S.S., Gustafsson A.:
Increased interleukin-18 in gingival crevicular fluid from periodontitis patients. Oral Microbiol. Immunol. 2008,
23, 173–176.
[31] Pradeep A.R., Hadge P., Chowdhry S., Patel S., Happy D.: Exploring the role of Th1 cytokines: interleukin-17
and interleukin-18 in periodontal health and disease. J. Oral Sci. 2009, 51, 261–266.
[32] Turkglu O., Emingil G., Kutukculer N., Atilla G.: Gingival crevicular fluid cathelicidin LL-37 and interleukin-18 levels of patients with chronic periodontitis. J. Periodontol. 2009, 80, 969–976.
[33] Bradley J.R.: TNF-mediated inflammatory disease. J. Pathol. 2008, 214, 149–160.
[34] Kurtiş B., Tüter G., Serdar M., Akdemir P., Uygur C., Firatli E., Bal B.: Gingival crevicular fluid levels of
monocyte chemoattractant protein-1 and tumor necrosis factor-α in patients with chronic and aggressive periodontitis. J. Periodontol. 2005, 76, 1849–1855.
[35] Bastos M.F., Lima J.A., Vieira P.M., Mestnik M.J., Faveri M., Duarte P.M.: TNF-α and IL-4 levels in generalized aggressive periodontitis subjects. Oral Dis. 2009, 15, 82–87.
[36] de Oliveira R.R., Schwartz-Filho H.O., Novaes A.B., Garlet G.P., de Souza R.F., Taba M., Scombatti de
Souza S.L., Ribeiro F.J.: Antimicrobial photodynamic therapy in the non-surgical treatment of aggressive periodontitis: cytokine profile in gingival crevicular fluid, preliminary results. J. Periodontol. 2009, 80, 98–105.
[37] Domínguez A., Gómez C., García-Kass A.I., García-Nuñez J.A.: IL-1β, TNF-α, total antioxidative status and
microbiological findings in chronic periodontitis treated with fluorescence-controlled Er:YAG laser radiation.
Lasers Surg. Med. 2010, 42, 24–31.
[38] Ren Y., Hazemeijer H., de Haan B., Qu N., de Vos P.: Cytokine profiles in crevicular fluid during orthodontic
tooth movement of short and long durations. J. Periodontol. 2007, 78, 453–458.
[39] Ikezawa-Suzuki I., Shimada Y., Tai H., Komatsu Y., Tanaka A., Yoshie H.: Effects of treatment on soluble
tumour necrosis factor receptor type 1 and 2 in chronic periodontitis. J. Clin. Periodontol. 2008, 35, 961–968.
[40] Mayer Y., Balbir-Gurman A., Machtei E.E.: Anti-tumor necrosis factor-α therapy and periodontal parameters
in patients with rheumatoid arthritis. J. Periodontol. 2009, 80, 1414–1420.
[41] Ishimi Y., Miyaura C., Jin C.H., Akatsu T., Abe E., Nakamura Y., Yamaguchi A., Yoshiki S., Matsuda T.,
Hirano T. et al.: IL-6 is produced by osteoblasts and induces bone resorption. J. Immunol. 1990, 145, 3297–
–3303.
[42] Gabay C.: Interleukin-6 and chronic inflammation. Arthritis Res. Ther. 2006, 8, S3.
[43] Kamma J.J., Giannopoulou C., Vasdekis V.G., Mombelli A.: Cytokine profile in gingival crevicular fluid of
aggressive periodontitis: influence of smoking and stress. J. Clin. Periodontol. 2004, 31, 894–902.
[44] Reinhardt R.A., Masada M.P., Kaldahl W.B., DuBois L.M., Kornman K.S., Choi J.I., Kalkwarf K.L.,
Allison A.C.: Gingival fluid IL-1 and IL-6 levels in refractory periodontitis. J. Clin. Periodontol. 1993, 20, 225–231.
[45] Giannopoulou C., Kamma J.J., Mombelli A.: Effect of inflammation, smoking and stress on gingival crevicular
fluid cytokine level. J. Clin. Periodontol. 2003, 30, 145–153.
[46] Mogi M., Otogoto J., Ota N., Inagaki H., Minami M., Kojima K.: Interleukin 1β, interleukin 6, β2-microglobulin,
and transforming growth factor-α in gingival crevicular fluid from human periodontal disease. Arch. Oral Biol.
1999, 44, 535–539.
[47] Ransohoff R.M.: Chemokines and chemokine receptors: standing at the crossroads of immunobiology and neurobiology. Immunity 2009, 31, 711–721.
[48] Bickel M.: The role of interleukin-8 in inflammation and mechanisms of regulation. J. Periodontol. 1993, 64,
456–460.
[49] Jin L.J., Leung W.K., Corbet E.F., Söder B.: Relationship of changes in interleukin-8 levels and granulocyte elastase activity in gingival crevicular fluid to subgingival periodontopathogens following non-surgical periodontal
therapy in subjects with chronic periodontitis. J. Clin. Periodontol. 2002, 29, 604–614.
[50] Gamonal J., Acevedo A., Bascones A., Jorge O., Silva A.: Characterization of cellular infiltrate, detection of
chemokine receptor CCR5 and interleukin-8 and RANTES chemokines in adult periodontitis. J. Periodontal Res.
2001, 36, 194–203.
[51] Ozmeriç N., Bal B., Baloş K., Berker E., Bulut S.: The correlation of gingival crevicular fluid interleukin-8 levels
and periodontal status in localized juvenile periodontitis. J. Periodontol. 1998, 69, 1299–1304.
[52] Sakai A., Ohshima M., Sugano N., Otsuka K., Ito K.: Profiling the cytokines in gingival crevicular fluid using
a cytokine antibody array. J. Periodontol. 2006, 77, 856–864.
Cytokiny w płynie kieszonki dziąsłowej
213
[53] Tonetti M.S., Imboden M.A., Gerber L., Lang N.P., Laissue J., Mueller C.: Localized expression of mRNA for
phagocyte-specific chemotactic cytokines in human periodontal infections. Infect. Immun. 1994, 62, 4005–4014.
[54] Emingil G., Atilla G., Hüseyinov A.: Gingival crevicular fluid monocyte chemoattractant protein-1 and
RANTES levels in patients with generalized aggressive periodontitis. J. Clin. Periodontol. 2004, 31, 829–834.
[55] Bozkurt F.Y., Yetkin Ay Z., Berker E., Tepe E., Akkuş S.: Anti-inflammatory cytokines in gingival crevicular
fluid in patients with periodontitis and rheumatoid arthritis: a preliminary report. Cytokine 2006, 35, 180–185.
[56] Tsai C.C., Ku C.H., Ho Y.P., Ho K.Y., Wu Y.M., Hung C.C.: Changes in gingival crevicular fluid interleukin-4 and
interferon-γ in patients with chronic periodontitis before and after periodontal initial therapy. Kaohsiung J. Med.
Sci. 2007, 23, 1–7.
[57] Pradeep A.R., Roopa Y., Swati P.P.: Interleukin-4, a T-helper 2 cell cytokine, is associated with the remission of
periodontal disease. J. Periodontal Res. 2008, 43, 712–716.
Adres do korespondencji:
Łukasz Konopka
Zakład Immunologii Doświadczalnej
Uniwersytet Medyczny
ul. Pomorska 251
92-213 Łódź
tel.: +48 42 675 73 06
e-mail: [email protected]
Praca wpłynęła do Redakcji: 16.02.2010 r.
Po recenzji: 6.04.2010 r.
Zaakceptowano do druku: 6.04.2010 r.
Received: 16.02.2010
Revised: 6.04.2010
Accepted: 6.04.2010