Роль диффузной нейроэндокринной системы эпителия в патогенезе сочетанных поражений пародонта и пищевода Барретта

Введение. Механизмы развития воспалительных заболеваний пародонта на фоне патологии пищевода связаны с нарушением динамического равновесия между факторами агрессии и защиты, в первую очередь за счет нарушений нейрогуморальной регуляции желудочно-кишечного тракта. Цель исследования. Изучена роль показателей диффузной эндокринной системы слизистой оболочки десны и пищевода у пациентов с хроническим пародонтитом и пищеводом Барретта (ПБ). Материал и методы. Обследованы 40 больных пародонтитом на фоне ПБ, 40 пациентов с пародонтитом без соматической патологии и 20 практически здоровых лиц. На основании иммуногистохимического и морфометрического методов проведен сравнительный анализ количественных показателей эпителиоцитов десны и пищевода иммунопозитивных к эндотелину-1, мелатонину, NO-синтазе у пациентов с различной степенью тяжести воспалительных заболеваний пародонта. Результаты. Полученные результаты свидетельствуют о снижении функциональной активности клеток в эпителии пародонта и пищевода, продуцирующих мелатонин, что приводит к прогрессированию деструк- тивного воспаления пародонта и нарушению процессов репарации пищевода. Заключение. Анализ анамнеза показал, что тяжесть течения хронического пародонтита коррелирует с дли- тельностью патологии пищевода. Наиболее выраженные изменения изучаемых показателей наблюдались при пародонтите средней и тяжелой степеней тяжести. Регистрировали статистически значимые изменения всех исследуемых показателей: гиперплазию клеток, иммунопозитивных к эндотелину-1 и NO-синтазе, на фоне сниженных показателей мелатонина. Тяжелаяю степень хронического пародонтита характеризовалась тотальной гипоплазией мелатонин-иммунопозитивных клеток в эпителиоцитах десны и пищевода. Ключевые слова: диффузная эндокринная система заболевания пародонта, пищевод Барретта, эндоте- лин-1, мелатонин, NO-синтаза Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Финансирование. Работа выполнена без спонсорской поддержки.

Introduction. The mechanisms behind inflammatory periodontium diseases against pathologies affecting esophagus are to do with a disturbed dynamic balance between aggression and factors and those of defense, which, primarily, is due to issues involving the neurohumoral regulation of the gastrointestinal tract. Aim of study. This study focused on investigating the indicators pertaining to the diffuse endocrine system of the gums and esophagus mucous membrane in patients suffering from chronic periodontitis and Barrett’s esophagus (BE). Material and methods. The pool of the patients examined through the study included: 40 patients with periodontitis against BE; 40 patients with periodontitis with no somatic pathology; 20 virtually healthy individuals. Immunohistochemical and morphometric methods were employed to carry out a comparative analysis of quantitative indicators of gingival and esophageal epithelial cells immune-positive to endothelin-1, melatonin, as well as NO-synthase, in patients with varying degrees of inflammatory periodontium diseases. Results. The obtained outcomes point at a decreased functional activity of melatonin-producing cells in the periodontal and esophageal epithelium, which leads to progressing destructive periodontium inflammation and disrupted recovery of the esophagus. Conclusion. Anamnesis analysis showed that the severity of chronic periodontitis has a correlation with the esophagus pathology duration. The most significant changes in the studied parameters were observed in cases of moderate and severe periodontitis. Statistically significant changes were to be seen in all the parameters studies: hyperplasia of cells immune-positive to endothelin-1 and NO-synthase against reduced melatonin levels, whereas severe chronic periodontitis featured total hypoplasia of melatonin immune-positive cells in epithelial cells of the gum and esophagus. Key words: diffuse endocrine system, periodontium diseases, Barrett’s esophagus, endothelin-1, melatonin, NO synthase Conflicts of interest. The author have no conflicts of interest to declare. Funding. There was no funding for this study.

Введение. Медико-социальная значимость патологии пародонта вос- палительного генеза в структуре стоматологической заболева- емости обусловлена высокой частотой встречаемости данной нозологии, составляющей у взрослого населения Российской Федерации 62–94%, гетерогенностью этиопатогене-тических факторов при мономорфном характере развития процесса, сложностью ранней диагностики пародонтопатий, интенсив- ностью течения при тенденции к прогрессированию и дальней- шей утраты зубов, снижением качества жизни пациентов [1–4]. Результаты научных исследований убедительно доказывают, что в этиопатогенезе пародонтопатий ключевая роль отводит- ся микробной агрессии с образованием дентального налета, колонизационной резистентности тканей полости рта, а также состоянием гуморального и клеточного звеньев иммунитета, устанавливающих сопротивляемость структур пародонта к нега- тивным воздействиям [5–9]. Воспалительные процессы в структурах пародонта, пред- ставляющие собой комплекс соедини-тельнотканных, микро- циркуляторных и сосудистых реакций в ответ на повреждение, имеют выраженные количественные различия, но несущест- венно отличаются по качественным проявлениям [10–13]. В результате повреждения клеточных элементов и сосудов микро- циркуляторного русла при воспалительной реакции отмечается выход биологически активных веществ в окружающие ткани, устанавливая распространенность, тяжесть и интенсивность воспалительного процесса, при этом наиболее встречаемой нозологической формой является генерализованное воспаление маргинального пародонта [14–17]. Клиницистами установлено, что морфофункциональная бли- зость тканей пародонтального комплекса и желудочно-кишеч- ного тракта (ЖКТ), единство механизмов нейроэндокринной регуляции создают предпосылки для коморбидности патологии пародонта с заболеваниями органов пищеварения, и в частности с гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью (ГЭРБ) [18–20]. Использование иммуногистохимических методов при иссле- довании эпителия пародонта, пище-вода и желудка позволя- ет оценить патогенетические изменения, происходящие при пародонтите на фоне заболеваний пищевода и желудка, что, безусловно, расширит понимание патогенетических процес- сов, лежащих в основе данного заболевания. Патологию вну- тренних органов нельзя считать этиологическим фактором, но правомерно рассматривать в качестве взаимоотягощающих патогенетических факторов в развитии заболеваний пародонта [21]. Представление о единой диффузной нейроэндокринной системе (ДЭС) первоначально сформировалось в середине XX в. Английским гистохимиком Э. Пирсом была предложена APUD- концепция, согласно которой у человека существует дополни- тельная система регуляции, состоящая из клеток, расположен- ных в эпителии и тканях организма, и обладающая специфиче- скими свойствами, связанными с наличием цитоплазматических гранул, заполненных биоактивными веществами. «APUD-клетки» – это энтерохромаффинные клетки, обладающие способностью расщеплять моноамины с образованием гормонов и биоаминов, которые обладают широким биологическим действием [22]. Известно, что в тканях ЖКТ секретируется более 40 гормонов APUD-системы: гастрин, серотонин, мелатонин, холецистокинин, соматостатин, вазоинтестинальный пептид, мотилин, энкефа- лины и эндорфины и др. [23]. Проведенные в последние годы исследования установили важную роль гормонов и клеток ДЭС в развитии и прогрессировании воспалительных заболеваний пародонта у лиц с патологией ЖКТ [24]. Цель исследования: изучить показатели нейроэндокринных клеток слизистой оболочки полости рта и пищевода, проду- цирующих мелатонин, эндотелин-1 и NO-синтазу у больных пародонтитом на фоне пищевода Барретта (ПБ). Материал и методы В работе изучены материалы, полученные при обследовании 40 больных пародонтитом на фоне ПБ, в группу сравнения вошли 40 пациентов с хроническим пародонтитом без сомати- ческой патологии, в контрольную группу вошли 20 человек с интактным пародонтом, при комплексном обследовании кото- рых патологии заболеваний пищевода и желудка не выявлено. В исследовании принимали участие лица обоих полов в возрасте от 30 до 65 лет (средний возраст – 48,7±1,9 года). Диагностику пародонтита, заболеваний пищевода и желудка проводили в соответствии с клиническими рекомендациями и протоколами лечения. Клинико-инструментальное обследование пародонта включало оценку индексных показателей: OHI-s (J.C. Green, J.R. Vermillion, 1964), Muhlemann в модификации R. Cowell и соавт. (1975), T.J. Flesar (1980), PMA (Parma, 1960), PI (A.L. Russel, 1956) и рентгенологическую диагностику зубочелюстной систе- мы. Всем пациентам выполняли эзофагога-стродуоденоскопию с помощью аппарата фирмы «Olympus» с прицельной биопсией слизистой оболочки из нижней трети пищевода, антрального и фундального отделов желудка. С целью повышения эффектив- ности визуализации очагов метаплазии при диагностике ПБ во время эндоскопического исследования выполняли хромоэн- доскопию с 0,5% водным раствором метиленового синего с последующей биопсией участков с повышенной абсорбцией красителя, взятие биопсийного материала осуществляли по 4-квадрантному методу. Для гистологических исследований применяли окраску гематоксилин-эозином. ПБ верифицировали при обнаружении в биоптатах пищевода кишечной метаплазии [25]. Иммуногистохимические исследования проводили с при- менением моноклональных мышиных антител к NO-синтазе (ICN, Costa Mesa, USA, титр 1:2000), к эндотелину-1 (Sigma, St. Louis, USA, титр 1:200), поликлональную кроличью антисыворотку к мелатонину (CID Research Inc. титр 1:250). Статистический анализ выполняли с применением стан- дартного программного пакета SPSS версии 23.0 (IBM SPSS Statistics, USA). Оценка достоверности внутригрупповых раз- личий проводилась с применением критерия Вилкоксона, межгрупповых различий – критерия парных сравнений U-теста Манна–Уитни. Для показателей с нормальным распределением рассчитывали среднее значение (М) и его среднюю ошиб- ку (m). При сравнении качественных показателей исполь- зовали χ²-критерий Пирсона, точный критерий Фишера. Корреляционный анализ между переменными выполнялся методом Спирмена. Силу корреляционной связи между призна- ками определяли с учетом значений коэффициента корреляции r: корреляционная связь считалась «сильной» при r от ±0,7 до ±1,0, «умеренной» − от ±0,69 до ±0,3; «слабой» − менее 0,29. Внутри- и межгрупповые различия считали статистически достоверными при р≤0,05. Результаты У всех обследованных пациентов с ПБ встречался пародонтит средней и тяжелой степеней тяжести, при этом тяжесть течения пародонтита коррелировала с длительностью ГЭРБ. Согласно данных анамнеза, на лечении и диспансерном наблюдении у врача-гастроэнтеролога по поводу ПБ в течение 10,1±1,3 года наблюдались 70% пациентов (n=28) с пародонтитом средней и тяжелой степенями заболевания. Иммуногистохимический анализ показал, что в эпителии интактного пародонта определяется число эпителиоцитов, иммунопозитивных к NO-синтазе 4,28±0,50 (р≤0,05), мелато- нину – 9,55±0,43 (р≤0,05), эндотелину-1 – 6,02±0,13 (р≤0,05); в слизистой оболочке пищевода число клеток к NO-синтазе – 18,15±0,52 (р≤0,05), мелатонину – 76,57±0,32 (р≤0,05), эндоте- лину-1 – 30,18±0,40 (р≤0,05). В антральном отделе желудка у здоровых людей получены показатели: к NO-синтазе – 9,62±0,51 (р≤0,05), мелатонину – 14,61±0,45 (р≤0,05), эндотелину-1 – 19,24±0,34 (р≤0,05). Для пародонтита средней и тяжелой степеней тяжести была характерна гипоплазия клеток, иммунопозитивных к мелатонину (7,20±0,33 и 4,66±0,56 соответственно; р≤0,05), с достовер- ным отличием от показателей с группой сравнения (13,67±2,05 и 12,29±0,32; р≤0,05). Выявлена обратная корреляционная зависимость индекса РМА и количества мелатонина (r=-0,743) в эпителии полости рта больных пародонтитом тяжелой сте- пени. Эти изменения создают условия для прогрессирования воспалительно-деструктивных процессов в пародонте, что под- тверждается высокими индексами РМА (78,67±12,08; р≤0,05). Снижение продукции мелатонин-иммунопозитивных клеток в пародонтальных тканях можно считать патогенетическим фактором риска прогрессирования хронического пародонта. Отягощающим фактором для течения пародонтита является ПБ, т.к. эпителии пищевода обнаружена гипоплазия мелатонин- иммунопозитивных клеток (от 7,20±0,33 до 4,66±0,56; р≤0,05) (рис. 1–6). Наши данные согласуются с данными ранее проведенных исследований, показывающими различия нейроэндокринного статуса в зависимости от глубины поражения слизистой оболочки [26, 27]. В эпителиоцитах ПБ определялась гиперплазия клеток пищевода, продуцирующих эндотелин-1 (40,09±4,03; р≤0,05 при пародонтите средней степени и 52,97±2,71; р≤0,05 при пародонтите тяжелой степени) и к NO-синтазе (54,22±1,35; р≤0,05 и 58,45±1,71; р≤0,05 соответственно), которая пре восходила значения в группе сравнения (11,14±1,06; р≤0,05 и 16,62±1,10; р≤0,05). Однотипность изменений клеток ДЭС полости рта, пищевода и желудка у пациентов с сочетан-ной патологией свидетельствует о тесной патогенетической связи в разных анатомических отделах ЖКТ. Полученные результаты исследования дают основание высказать мнение об участии мелатонина и эндотелина-1 в раз- витии деструктивных процессов в полости рта и метапластических процессов в слизистой оболочке пищевода. Мелатонин может реализовывать свой эффект через индукцию апоптоза, стимуля- цию деятельности эпителиоцитов, продуцирующих эндотелин-1. ГЭРБ и ПБ формируются на фоне значительных атрофических и воспалительных изменений в желудке. Изменения антрального отдела инициируют и поддерживают десинхронизацию в работе нижнего пищеводного сфинктера – ведущую причину ГЭРБ. Для ГЭРБ типично нарушение количественной характеристики и функциональной активности клеток, продуцирующих эндо- телин-1 и NO-синтазу. Заключение Данные исследования характера протекания и нозологических форм заболеваний пародонта на фоне ПБ свидетельствуют об отягощающем влиянии патологии пищеварительного тракта на течение пародонтита. Хронический пародонтит средней и тяжелой степеней на фоне ПБ развивается на фоне гиперпла-зии клеток, продуцирующих эндотелин-1 и NO-синтазы, физиологические эффекты кото- рых обусловливают развитие интенсивного воспалительного процесса в пародонте. Гипоплазия мелатонин-иммунопозитивных клеток приводит к нарушению процессов регенера-ции тканей пародонта и про- грессированию деструктивного воспаления. Определение основ- ных показателей в слизистой оболочке пародонта, пищевода и желудка свидетельствует об однотипном характере выявленных изменений. Анализ полученных результатов показывает, что регуляция процессов популяции клеток пище-варительного тракта имеет синхронный характер, а патологические изменения, возникаю- щие в разных отделах пищеварительной системы, оказывают взаимное негативное влияние друг на друга.