糖尿病与牙周病的恶性循环

2015-01-15 13:43 来源:丁香园 作者:朱婧
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糖尿病是一组以葡萄糖耐量减低和脂质糖类代谢受损为共同特点的功能失调,具有异质性。糖尿病已成为世界性的健康问题之一,“世界糖尿病之都”印度2000年患病人数3170万,据预测,30年后将达到7940万。

牙周炎是牙菌斑和牙结石沉积引起的牙支持组织炎症,牙槽骨渐进性流失,导致牙齿松动,最后脱落。探查支持组织对牙的粘附程度和X线摄片明确骨流失情况可以确诊。

牙周病的病因现已成为共识,由于牙菌斑和牙周组织内炎症及免疫改变相互作用引起,该过程受许多系统因素调节,例如激素改变、营养缺乏、血质不调、药物作用、老化或免疫受损。牙周炎已成为糖尿病的第六大并发症,可能是糖尿病代谢失调的危险因素。

关于糖尿病和牙周病的关系,已有大量流行病、试验性或临床研究,得出结论:糖尿病人的牙周病比非糖尿病人严重。两者之间恶性循环,互为因果,使疾病加重。

许多证据表明牙周感染反作用于血糖控制。炎症介质,尤其是TNF-α的大量分泌影响了脂质和糖类代谢,导致糖尿病和牙周病之间出现恶性循环,TNF-α还引起胰岛素抵抗。

糖尿病患者牙周病进展的潜在因素

1、免疫细胞功能改变

糖尿病患者的中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞等炎症细胞的功能发生改变。中性粒细胞的趋化性、黏附性和吞噬作用受损。牙周炎的严重程度与趋化性降低有关,与患中度牙周炎的糖尿病患者和患重度牙周炎的非糖尿病患者相比,重度牙周炎的糖尿病患者多形核中性白细胞趋化性降低。除此以外,改变还包括胞内杀伤作用受损,黏附因子下降。以上免疫系统的缺陷使机体先应付糖尿病,暂缓对牙周病的防御。

2、胶原代谢和晚期糖基化终产物

血糖水平影响胶原的合成、成熟和稳态。除胶原生成减少,研究者还发现,糖尿病动物牙龈中胶原酶活性增加,游离和固化蛋白发生改变。当蛋白质(如胶原或者脂质)与醛糖接触,将产生非酶糖基化和氧化反应。该反应早期是可逆的,由于复杂的分子重构,最终将不可逆生成新蛋白质,称为晚期糖基化终产物(AGEs)。高糖通过这两种交叉作用,使糖尿病患者现存胶原的溶解度和更新率下降。

糖尿病患者牙龈中AGEs水平上升,造成易氧化状态,组织损伤加剧。ACEs通过识别细胞表面的多肽受体与靶细胞反应。其特异性受体RAGE是细胞表面分子免疫球蛋白超家族的成员,具有多配基。高表达的RAGE以重叠方式与糖尿病血管和炎症细胞表面的AGEs结合,糖尿病牙龈组织中的多种细胞均含有RAGE和 AGE,包括内皮细胞和浸润性单核巨噬细胞。

近期研究发现RAGE也是EN-RAGE和促炎细胞因子S100钙粒蛋白家族其他成员的重要细胞表面受体。因此,有假说称牙周病患者发生细菌感染后,RAGE和ACEs的相互作用加剧了炎症和组织损伤。

3、伤口愈合

影响糖尿病患者伤口愈合的因素还未探明。细胞活性下降、胶原合成减少、胶原酶过量可能导致愈合迟缓。伤口边缘生成的AGEs溶解度下降,影响伤口愈合。过量胶原酶降解新合成的胶原,交联程度下降,使伤口难以愈合。血管因素阻碍营养传递和白细胞迁移到牙龈组织,限制了氧气扩散和代谢废物的清除,导致牙周炎加重和伤口愈合能力受损。由于代谢因素控制不佳,和对疾病的长久耐受,血管改变逐渐恶化。(图1)

4、脂质代谢的影响

高血糖引起并发症主要是由于脂质代谢失调,主要特点为低密度脂蛋白、甘油三酯和脂肪酸血浆浓度升高。

  •  与血清中脂质接触后,巨噬细胞,而非修复性或保护性免疫细胞,产生构象改变,激发内毒素使炎症扩散。

  •  中性粒细胞与巨噬细胞接触后产生更多IL-1β,趋化和吞噬特性也发生改变。在2型糖尿病合并高血脂患者中,血浆和齿龈液中均发现促炎细胞因子增多。

  • 细菌促使炎性介质产生,如IL-1β,IL-6和TNF-α,干扰糖和脂质代谢。

  • 促炎细胞因子递增,保护性生长因素递减,二者的不平衡阻碍组织修复,并促使组织破坏。

糖尿病引起的膜流动性改变影响了膜蛋白功能,破坏细胞功能和内稳态,这点已成为共识。因此,以往教条式认为是高血糖促使糖尿病并发症发展和多种细胞损伤,现认为异常脂肪酸代谢和高脂血症才是主要原因。

许多研究表明,糖尿病人血液中游离的单核细胞对革兰氏阴性细菌的脂多糖(尤其是牙龈部分的)会产生过度炎症应答,产生大量炎性介质和促炎细胞因子,如IL-1β和TNF-α。这种高反应性单核细胞表型与高血糖无关,可独立存在于牙周炎患者,但可能与高脂血症有关。

牙周病影响糖尿病的机制

牙周炎和糖尿病的共性是都会产生大量炎性介质。慢性革兰氏阴性菌牙周感染将加重胰岛素抵抗和血糖控制难度。减轻牙周炎症的治疗有助于恢复胰岛素敏感性,优化代谢因素控制。大量研究表明,与无牙周炎患者相比,尤其由革兰氏阴性细菌,如牙龈卟啉单胞菌、福赛斯坦纳菌、中间普雷奥菌引起的牙周炎患者,血浆炎性标志物如CRP、IL-16和纤维蛋白原可显著升高。

这些微生物及其产物的扩散会引发菌血症或内毒素血症,包括高炎状态和血浆炎症标志物的激增。这些证据显示牙周疾病的影响不局限于牙周,还扩散至整个机体。促炎细胞因子升高对于糖尿病患者来说潜在危害重大。肥胖、胰岛素抵抗、高血糖和糖尿病会激发系统性炎症。胰岛素抵抗和肥胖患者血浆中可检测到高急性期反应物CRP和纤维蛋白原。

TNF-α:牙周病与糖尿病的中间媒介

上文中已说明糖尿病患者出现血浆中TNF-α聚集,升高的TNF-α转而会加重已发生的牙周病。方式主要为:

  • 刺激纤维母细胞合成基质降解酶

  • 刺激破骨细胞主动骨吸收

  • 肥胖个体牙周病更严重,循环中TNF-α增多可能是机制之一。

TNF-α可能通过以下方式抑制胰岛素作用:

  • TNF促使胰岛素受体底物I (IRS-I)的丝氨酸残基磷酸化,阻止信号转导必需的酪氨酸磷酸化

  • TNF抑制IRS-I和胞内葡萄糖转运蛋白GLUT-4

  • TNF抑制IRS-I mRNA的稳定性

  • TNF激发胞内过氧化氢升高,抑制IRS-I的酪氨酸残基磷酸化

  • TNF促使脂肪细胞脂质分解,释放游离脂肪酸,引起胰岛素抵抗

TNF-α增多加剧了牙周炎症,成为肥胖患者牙周病更严重的原因之一。因此,脂肪组织产生的TNF-α不仅与肥胖个体的胰岛素抵抗有关,还影响到牙周炎症。牙周炎恶化引发循环TNF-α聚集的原因可能是单核细胞激活后直接影响靶器官,如肝脏、肌肉和脂肪细胞,以及间接促使其他胰岛素抵抗分子,如脂肪细胞中的游离脂肪酸,最后产生叠加的胰岛素抵抗效应。

成功治疗糖尿病牙周病的方案就是通过减少循环中的TNF-α,与控制代谢紊乱共同作用,以改善胰岛素抵抗。这意味着牙周炎症产生的TNF-α与脂肪组织产生的TNF-α协同影响胰岛素抵抗。

综上所述,牙周病和糖尿病紧密相关,同属常见慢性病,病理上有许多相同点。前提是合并有肥胖或者胰岛素抵抗。炎症在二者联系中意义重大,且重要性逐渐被阐明。糖尿病显著增加了牙周病的风险,其生物学机制已经论证。牙周病对糖尿病血糖控制的影响和机制仍不明确,很可能是牙周病和肥胖一样,作为胰岛素抵抗的始动者和传播者,恶化血糖控制。未来的研究应着重于阐明牙周病对糖尿病的机制作用。

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编辑: endoz

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