Email this article Clinical and laboratory rationale for the use of biomarkers for the diagnosis of inflammatory and repair processes of the oral cavity in patients with diabetes mellitus
- Authors: Mironov A.Y.1, Martynova M.I.1, Erokina N.L.1, Lepilin A.V.1
-
Affiliations:
- State Medical University named After V. I. Razumovsky
- Issue: Vol 21, No 2 (2024)
- Pages: 84-87
- Section: Articles
- URL: https://innoscience.ru/2658-4514/article/view/635623
- ID: 635623
Cite item
Full Text
Abstract
Predicting the course of inflammatory and reparative processes by studying cytokines and growth factors contained in biological fluids of the oral cavity is especially important in patients with concomitant pathologies, including diabetes mellitus. The purpose of the study is to justify the use of biomarkers for the diagnosis of inflammatory and reparative processes in the oral cavity in patients with diabetes mellitus after tooth extraction surgery. Materials and methods of research. A clinical and laboratory examination of 50 patients who underwent tooth extraction for chronic periodontitis was carried out. 25 of them had type 2 diabetes mellitus, 25 had no concomitant pathology (comparison group). Laboratory studies included determination of the level of cytokines and growth factors in the sockets of extracted teeth. Results. Clinical indicators indicate a longer inflammatory process in the tooth socket. Its epithelization in patients with type 2 diabetes took longer than in patients without concomitant pathology. The level of biomarkers of the tooth socket in patients with diabetes mellitus is characterized by the production of less than in the comparison group, the amount of most of the pro-inflammatory cytokines we studied, the anti-inflammatory cytokine RAIL-1 and the growth factor VEGF with an increase in the level of TGF. Conclusion. Data from clinical indicators and the level of pro- and anti-inflammatory cytokines, growth factors in the dental sockets of patients with type 2 diabetes mellitus indicate a slowdown in inflammatory and reparative processes due to a violation of immunoregulatory mechanisms.
Keywords
Full Text
Прогнозирование течения воспалительных и репаративных процессов в полости рта важно во многих клинических ситуациях, особенно у больных с сопутствующей патологией [1–3]. У больных сахарным диабетом нарушается обмен веществ, трофика тканей, что сказывается на течении репаративных процессов в полости рта [4, 5]. Это приводит к различным, в том числе воспалительным осложнениям при заживлении ран. Так, несмотря на более частое удаление зубов в молодом и среднем возрасте, у больных сахарным диабетом заживление лунок часто сопровождается осложнениями [2, 6]. Своевременная диагностика риска осложнений позволит разработать комплекс лечебно-профилактических мероприятий для этих пациентов.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Обоснование использования биомаркеров для диагностики воспалительных и репаративных процессов полости рта у больных сахарным диабетом после операции удаления зуба.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Нами обследовано 50 пациентов, мужчин и женщин среднего возраста (45–59 лет), которым проводилось удаление зубов по поводу хронического периодонтита. У 25 из них был сахарный диабет II типа, 25 не имели сопутствующей патологии (группа сравнения).
Клинически активность воспалительного процесса оценивалась по наличию и выраженности боли и гиперемии в месте хирургического вмешательства. Скорость репаративных процессов оценивали по времени начала и завершения эпителизации лунки зуба. Лабораторные исследования включали определение уровня цитокинов и факторов роста в содержимом лунок удаленных зубов. Для оценки выраженности воспалительного процесса изучали уровень провоспалительных (IL-1β, IL-6, IL-8, MCP1) и противовоспалительного (RAIL-1) цитокинов. Репаративные процессы оценивали по уровню факторов роста VEGF и TGF-β1. Для определения уровня цитокинов и фактора роста VEGF использовали метод твердофазного иммуноферментного анализа и коммерческий набор реагентов АО Вектор-Бест, Новосибирск. Для исследования TGF-β1 применяли трех-стадийный «сэндвич»-вариант ИФА с использованием моно- и поликлональных антител (R&D Systems, Великобритания).
Статистическая обработка данных проведена общепринятыми для медико-биологических исследований методами. При обработке полученных результатов использовался пакет компьютерной программы IBM SPSS Statistics версии 23.0.0.0. При описании количественных показателей использовали медиану и интерквартильный интервал (Ме [25-й процентиль; 75-й процентиль]).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Результаты клинического исследования выявили разницу в показателях, характеризующих воспаление и заживление лунки зуба у больных сахарным диабетом II типа и лиц, не имеющих сопутствующей патологии (группа сравнения). На следующий после удаления зуба день в группе пациентов с сахарным диабетом II типа, по данным вербальной ранговой шкалы, боли отсутствовали у 24 %, слабая боль была у 52 %, умеренная – у 12 % и сильная – у 12 %. Гиперемии слизистой оболочки десны, прилежащей к лунке удаленного зуба, не было у 32 % больных, у 28 % была гиперемия маргинальной десны, у 10 % – гиперемия маргинальной и прикрепленной десны и у 12 % – гиперемия маргинальной, прикрепленной десны и переходной складки. При повторном обследовании через пять дней боли отсутствовали у 72 %, слабая боль была у 16 %, умеренная – у 12 %. Гиперемии десны, прилежащей к лунке удаленного зуба, не было у 56 % больных, у 32 % была гиперемия маргинальной десны, у 12 % – гиперемия маргинальной и прикрепленной десны. Краевая эпителизация лунки отмечалась на 5-й день у 40 % пациентов, на 7-й день – у 60 %. Полная эпителизация лунки происходила у 36 % пациентов на 13-й день, а у 64 % – на 15-й день.
В то же время в группе сравнения на следующий после удаления зуба день боли отсутствовали у 64 % обследованных лиц, слабая боль была у 36 %, умеренной и сильной боли не отмечалось. Гиперемии десны, прилежащей к лунке удаленного зуба, не было у 72 % пациентов, у 28 % была гиперемия маргинальной десны. Через пять дней боли отсутствовали у всех пациентов, гиперемии десны не определялось. Краевая эпителизация лунки отмечалась на 5-й день у 68 % пациентов, на 7-й день – у 32 %. Полная эпителизация лунки происходила у 80 % пациентов на 13-й день, а у 20 % – на 15 день.
Таким образом, согласно клиническим показателям, выраженность воспалительного процесса в лунке зуба и ее эпителизация у больных сахарным диабетом II типа были более продолжительными, чем у пациентов, не имеющих сопутст-вующей патологии.
В результатах данных лабораторного исследования так же была разница в показателях, характеризующих воспалительный процесс и заживление лунки зуба у больных сахарным диабетом II типа и людей группы сравнения (не имеющих сопутствующей патологии).
На следующий после удаления зуба день уровень основных цитокинов лунки удаленного зуба у больных сахарным диабетом II типа был ниже, чем в группе сравнения: IL-1β в 2 раза, IL-6 – в 4 раза, RAIL-1 – в 1,3 раза. Значения IL-8 и MCP1 достоверно не отличались от данных в группе сравнения. У пациентов сахарным диабетом II типа уровень фактора роста VEGF был ниже, а уровень TGF повышен по сравнению с аналогичными показателями лиц группы сравнения. Таким образом, у пациентов с сахарным диабетом II типа на следующий после удаления зуба отмечался неадекватный ответ иммунной системы.
При повторном обследовании через пять дней отмечена меньшая выраженность активации репаративных процессов в лунке зуба у больных сахарным диабетом II типа. Об этом свидетельствует меньшее, чем в группе сравнения (в % выражении относительно их значений на следующий после удаления зуба день), снижение уровня провоспалительных цитокинов IL-1β, MCP1 и IL-8. Уровень IL-6 при этом, по сравнению с первыми сутками после удаления, повысился в 2 раза, что можно объяснить замедленной активацией острофазного ответа. Уровень противовоспалительного цитокина RAIL-1 увеличивался в меньшей степени, чем в группе лиц без сопутствующей патологии. Повышение уровня факторов роста у пациентов сахарным диабетом II типа так же было менее выраженным, чем в группе сравнения (см. табл.).
Содержание цитокинов и факторов роста в отделяемом из лунок удаленных зубов у больных сахарным диабетом (СД) II типа и пациентов без сопутствующей патологии [Медиана, пг/мл (25;75 перцентиль)]
Показатели | больные СД II типа | Пациенты без общесоматической патологии | ||
на следующий день после удаления | на 5-й день после удаления | на следующий день после удаления | на 5-й день после удаления | |
IL-1β | 10,3* (8,4; 12,7) | 6■^ (3,2; 8,2) | 24,7 (20; 28,7) | 15,4* (13,2; 16,9) |
IL-6 | 52,8* (43,4; 60,1) | 116,2■^ (101,2; 125,6) | 157 (144,3; 167,5) | 138,8* (120; 159) |
IL-8 | 531,2* (523,8; 540,9) | 426,7■^ (379,3; 474) | 588,82 (554,6; 615,3) | 521,8* (496,3; 545,5) |
MCP1 | 35,9 (30,6; 40,4) | 19,6■^ (16,5; 22,2) | 33,8 (29,6; 38,4) | 17,2* (15,9; 17,4) |
RAIL-1 | 1595,3* (1480; 1708,5) | 2217,5■^ (2041; 2373) | 1987,3 (1657,5; 2259,5) | 2726,7* (2551; 2812) |
VEGF | 92,8* (82,6; 100) | 110,4■^ (94,5; 127) | 116,2 (101,7; 130) | 127,9* (114,4; 135) |
TGF | 16,8* (14,4; 19) | 20,2■^ (18,5; 22,2) | 14,1 (12,8; 15) | 25* (24; 26,3) |
* Достоверно по сравнению с данными пациентов без сопутствующей патологии в 1-й день после удаления зуба; ■ достоверно по сравнению данными пациентов без сопутствующей патологии на 5-й день после удаления зуба; ^ достоверно по сравнению с данными пациентов с СД II типа в 1-й день после удаления зуба.
Местную воспалительную реакцию у пациентов группы сравнения можно считать физиологической нормой. С учетом этого, в таблице можно видеть отклонения от нормы значений в группе пациентов с сахарным диабетом II типа. Они выражались в замедлении воспалительных и репаративных процессов, в связи с выработкой меньшего количества большинства провоспалительных цитокинов, противовоспалительного цитокина RAIL-1 и фактора роста VEGF. При этом в 1-е сутки после удаления в лунке зуба был повышен уровень TGF, который является элементом обратной регуляции иммунного ответа, прежде всего, воспалительной реакции.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Данные клинических показателей и уровень про- и противовоспалительных цитокинов, факторов роста лунок зубов больных сахарным диабетом II типа свидетельствуют о замедлении у них воспалительных и репаративных процессов в связи с нарушением иммунорегуляторных механизмов.
About the authors
Aleksey Yu. Mironov
State Medical University named After V. I. Razumovsky
Email: iammironov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2728-5355
assistant of the Department of surgical dentistry and maxillofacial surgery
Russian Federation, SaratovMaria I. Martynova
State Medical University named After V. I. Razumovsky
Email: gaichka8@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-3036-3534
graduate student of the Department of Surgical and Maxillofacial Surgery Dentistry
Russian Federation, SaratovNadezhda L. Erokina
State Medical University named After V. I. Razumovsky
Author for correspondence.
Email: nadleo@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9189-4422
Doctor of Medical Sciences, Professor of the Department of Surgical and Maxillofacial Surgery Dentistry
Russian Federation, SaratovAlexander V. Lepilin
State Medical University named After V. I. Razumovsky
Email: lepilins@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6940-5178
Doctor of Medical Sciences, Professor, Head of the Department of Surgical and Maxillofacial Surgery Dentistry
Russian Federation, SaratovReferences
- Erokina N. L., Lepilin A. V., Mironov A. Yu. et al. The role of cytokines, chemokines and growth factors in the healing of extracted dental cavities. Parodontologiya = Periodontology. 2021;1(26);58–63. doi: 10.33925/1683-3759-2021-26-1-58-63. (In Russ.).
- Mitchenok M. P. Treatment of acute alveolitis in patients with type 2 diabetes mellitus. Hirurgicheskaya stomatologiya = Surgical dentistry. 2015;2;88–92. (In Russ.).
- Monakov D. V., Samykin A. S., Ryabov K. N. et al. Complications after tooth extraction in persons with concomitant pathology. Current issues in dentistry: collection of scientific papers. Samara. 2016;159–163. (In Russ.).
- Smirnov A. V., Bisinbekova A. I., Faibisovich T. I. Morphofunctional changes of the brain in diabetes mellitus. Vestnik Volgogradskogo gosudarstvennogo medicinskogo universiteta = Bulletin of the Volgograd State Medical University. 2022;19(3):3–8. (In Russ.).
- Tyurenkov I. N., Bakulin D. A., Smirnov A. V. et al. Neuroprotective properties of GABA and its derivatives in diabetic encephalopathy in old animals. Farmacija i farmakologija = Pharmacy and pharmacology. 2023;11(3):211–227. (In Russ.).
- Ghosh A., Aggarwal V. R., Moore R. Aetiology. Prevention and Management of Alveolar Osteitis-A Scoping Review. J Oral Rehabil. 2022;49(1):103-113. doi: 10.1111/joor.
Supplementary files
