Стероидные гормоны в патогенезе воспаления

Гормоны являются специфическими регуляторными молекулами, которые определяют размножение, рост и развитие организма, поддержание его внутренней среды, а также производство, использование и хранение энергии [12]. Гормоны ответственны как за физиологические, так, при определенных условиях, и патологические изменения почти во всех типах тканей тела.

Целевые рецепторы для воздействия ряда гормонов, таких как андрогены, эстрогены, прогестерон, были обнаружены в тканях пародонта [21]. Следовательно, системный дисбаланс эндокринной системы играет важную роль в патогенезе заболеваний пародонта.

Стероидные половые гормоны, такие как эстроген и эстрадиол, влияют на минеральный обмен в костной ткани. Среди других гормонов, ответственных за обмен веществ в костной ткани — прогестерон, тестостерон и дигидротестостерон (ДНТ), андростендион, дигидроэпиандростендион, а также и половой гормон связывающий глобулин [23]. Среди перечисленных гормонов эстрогены, прогестерон и тестостерон в наибольшей степени связаны с патогенезом заболеваний пародонта.

Эстроген и прогестерон отвечают за физиологические изменения в организме женщины на определенных специфических этапах ее жизни, начиная с периода полового созревания. Эстроген вызывает некоторые характерные для пубертатного периода изменения, а прогестерон действует синергически с эстрогеном в области формирования менструального цикла, а также подавляет секрецию фолликулостимулирующего гормона передней доли гипофиза [23]. Оба гормона также способствуют анаболизму белка и росту организма [24, 25]. Оба гормона оказывают воздействие на различные органы и системы, включая полость рта [17, 20, 25]. В частности, эстрогены могут влиять на дифференцировку клеток многослойного чешуйчатого эпителия, а также синтез и поддержание коллагеновых волокон [28]. Рецепторы к эстрогену, найденные в остеобластоподобных клетках, обеспечивают механизм прямого воздействия на костную ткань [8, 26, 27]. Эти рецепторы также расположены в периостальных фибробластах и фибробластах собственной пластинки [15] и периодонтальной связки (PDL), обеспечивая прямое действие половых гормонов на различные ткани пародонта. Клинически у пациентов с достаточным уровнем эстрогена в крови отмечено отсутствие воспалительных изменений пародонта при более высоком уровне зубного налета, в сравнении с пациентами со сниженным уровнем эстрогена [24]. Таким образом, активность медиаторов воспаления может тормозиться достаточным уровнем эстрогена, это может быть связано с участием эстрадиола и прогестерона в продукции простагландинов (ПГ).

Снижение секреции эстрогенов у женщин приводит к нарушению факторов, определяющих состояние эндотелия кровеносных сосудов. Есть основания предполагать, что важным моментом запуска воспалительно-дистрофического процесса в пародонте является поражение гистогематического барьера в его тканях, прежде всего эндотелиальной выстилки микрососудов. Именно эндотелий первым реагирует при воспалении, ишемии и дистрофии. При развитии воспаления в пародонте у женщин с гипоэстрогенемией в эндотелиальных клетках происходит набухание и вакуолизация митохондрий с переходом в гигантские, изогнутые формы, что является признаком их защитной реакции от лизиса. При средней и тяжелой степени хронического пародонтита довольно часто отмечается наличие тромбоцитов в просвете капилляров, истончение, а в некоторых случаях и прерывистость базальной мембраны [1, 4, 5].

Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что нормальный уровень циркулирующего в крови эстрогена имеет важное значение для защиты пародонта. В ряде исследований выявлены следующие виды влияния эстрогенов на пародонт:

— ингибируют высвобождение провоспалительных цитокинов клетками мозга человека;

— уменьшают уровень Т-клеточного воспаления;

— подавляют синтез лейкоцитов в костном мозге;

— ингибируют хемотаксис полиморфно-ядерных нейтрофилов (ПМН);

— стимулируют фагоцитоз ПМН [11, 15, 20, 21, 25].

Прогестерон — другой половой гормон, который оказывает непосредственное влияние на пародонт. Экспериментальные, эпидемиологические и клинические данные показали, что прогестерон активно участвует в костном метаболизме и может играть важную роль в процессах костной резорбции и формирования кости [8, 9, 18, 19]. Отмечено, что прогестерон может оказывать свое действие непосредственно на кости, воздействуя на рецепторы остеобластов или, косвенно, конкурентно влияя на рецепторы глюкокортикоидов [21, 23]. Установлены следующие эффекты воздействия прогестерона на пародонт:

— увеличение производства ПГ;

— увеличение содержания полиморфно-ядерных лейкоцитов и ПГЕ2 в десневой жидкости [29];

— редуцирование противовоспалительного действия глюкокортикоидов;

— влияние на синтез коллагена и других белков;

— изменение метаболизма фибробластов PDL;

— увеличение проницаемости сосудов [1, 4, 9, 12, 16, 23—25].

Андрогены — гормоны, ответственные за маскулинизацию. Тестостерон может быть произведен и в коре надпочечников, однако тестостерон, синтезированный в яичках, является наиболее активной формой. Его секреция регулируется АКТГ и гонадотропными гормонами гипофиза. Андроген коры надпочечников — андростендион — превращается в тестостерон и эстрогены и представляет собой важный источник эстрогенов у мужчин, а также у женщин в постменопаузе. Специфические рецепторы к этому гормону были выявлены в пародонтальной ткани [25]. Известно, что количество рецепторов в фибробластах имеет тенденцию к увеличению при воспалительном процессе в деснах. Считается, что увеличение матричного синтеза в пародонтальной ткани происходит под влиянием тестостерона [34]. Тестостерон также принимает участие в костном метаболизме, играя важную роль в поддержании костной массы [33].

Весьма эффективным способом изучения влияния андрогенов на костный метаболизм является оценка наличия биохимических маркеров костной реконструкции в костной ткани под воздействием этих гормонов. Одним из маркеров ремоделирования костной ткани, который используется для этой цели, является остеопротегерин (OPG), который ингибирует образование и активацию остеокластов путем нейтрализации их родственного лиганда [26, 27]. Воздействие OPG выражается в снижении потери плотности костной ткани, наблюдаемом при прогрессировании заболеваний пародонта. Обнаружено, что сывороточная концентрация OPG значительно увеличивается с возрастом и положительно коррелирует с величиной индексов свободного тестостерона и эстрадиола [26]. Итак, наблюдаются следующие варианты воздействия андрогенов на пародонт:

— стимулируют матрицу синтеза остеобластов и фибробластов пародонтальной связки;

— стимулируют пролиферацию и дифференцировку остеобластов;

— снижают продукцию интерлейкина (IL-6) при воспалении;

— подавляют секрецию ПГ;

— повышают концентрацию OPG [2, 15, 20, 21, 23—26].

В результате проведенных исследований установлено, что возраст, а также высокая концентрация андрогенов и эстрогенов стимулируют синтез OPG, тогда как паратгормон снижает концентрацию OPG в сыворотке крови мужчин [26]. Эти данные позволяют предположить, что OPG является важным паракринным медиатором костного метаболизма у пожилых мужчин, и подчеркивают роль андрогенов в гомеостазе костной ткани у мужчин. Исследования также показали, что функции этих гормонов регулируются в пародонте, посредством стимулирующего воздействия различных факторов роста на синтез ДHT. М. Soory и соавт. [24, 25] обнаружили значительную стимуляцию синтеза ДHT инсулиноподобным фактором роста в тканях десен и культивируемых фибробластах. Этот факт позволяет представить возможный механизм развития санирующих воспалительных изменений в пародонте посредством метаболизма андрогенов. Те же авторы позже исследовали действие IL-1 на метаболизм андрогенов в тканях десны человека с признаками хронического воспаления и PDL. При воздействии IL-1 наблюдалось двукратное увеличение синтеза DHT и 3,5-кратное увеличение образования 4-андростендиона в десневой ткани; в PDL отмечено 9-кратное увеличение синтеза DHT и 6-кратное увеличение синтеза 4-андростендиона. Наблюдавшееся преобладание метаболического потенциала PDL по сравнению с тканями десны под воздействием IL-1 отражает механизм биохимических процессов при воспалительных заболеваниях пародонта [25]. Андрогены также взаимодействуют с другими важными медиаторами воспаления, в частности с IL-6. Этот цитокин играет важную роль в возникновении тканевых повреждений при заболеваниях пародонта и секретируется клетками многих типов, в том числе фибробластами ротовой полости. В 1998 г. Е. Orwoll и соавт. [23] исследовали степень влияния ДHT на экспрессию и регулирование синтеза IL-6 в фибробластах десны. Проведя исследование иммуноферментного анализа, они отметили, что увеличение концентрации ДHT ведет к прогрессивному снижению синтеза IL-6 в клетках десен как у здоровых людей, так и у пациентов с воспалением и гиперплазией десен [23].

В целом, андрогены могут защищать ткани пародонта посредством положительного анаболического действия на их клетки, отрицательного воздействия на присутствие и концентрацию медиаторов воспаления, а также ингибирующего действия на функции остеокластов.

Несколько факторов могут повлиять на степень и характер воздействия половых гормонов на пародонт. К ним относятся пол, возраст и гормональные препараты.

Вполне понятно, что пол играет важную роль в изменении плотности костной ткани скелета человека. Известно также, что женщины гораздо чаще, чем мужчины страдают от остеопороза. Е. Lau и соавт. [31] сообщили, что женщины составляют 80% среди пациентов с остеопорозом, что коррелирует с более высокой частотой переломов бедра у женщин, которые также чаще подвержены гормональному дисбалансу в течение всей жизни. Системные сдвиги метаболизма, обусловленные гипоэстрогенемией, непосредственно влияют на пульпу зуба, на ткани пародонта, способствуют развитию остеопороза во всем скелете, в том числе и в костной ткани челюстей. Причем при гипоэстрогенемии потеря губчатой субстанции кости челюстей происходит быстрее, а затем развивается более медленная потеря кортикальной костной ткани, что более характерно для возрастных изменений. Кроме того, при изучении влияния пола на заболевания пародонта было установлено, что женщины болеют чаще, чем мужчины [6, 7, 10, 22], при этом многие авторы представили противоречивые данные [6, 10, 13, 18, 22]. Это несоответствие, по-видимому, связано с тем фактом, что женщины более склонны обращаться за стоматологической помощью, чем мужчины [10, 22]. В наблюдении, которое подтверждает этот постулат, у мужчин и женщин отмечено наличие одинакового качественного и количественного состава поддесневых бактерий, которые являются наиболее важным фактором риска развития заболеваний пародонта [2—4, 30]. При исследовании роли половых гормонов в процессе заживления ран возникает вопрос об их влиянии на этот процесс у мужчин и женщин в силу очевидного различия качественного и количественного состава половых гормонов. Что касается анатомических различий пародонта между полами, при сравнении формы и высоты остаточного альвеолярного отростка была обнаружена более низкая высота остаточного гребня у женщин в сравнении с мужчинами [14].

Это может быть связано с уменьшением количества циркулирующих эстрогенов у женщин в период менопаузы, что влечет за собой потерю высоты альвеолярной кости, а также снижение плотности костной ткани [18]. Указанные эффекты у женщин коррелируют именно с концентрацией гормонов, а не с повышенной восприимчивостью пародонтальных тканей, поскольку доказано, что у мужчин и женщин в тканях пародонта, как правило, имеется одинаковое количество рецепторов к половым гормонам [25].

Биологические изменения в тканях пародонта в зависимости от возрастных особенностей продукции половых гормонов более характерны для женщин. На самом деле, половое созревание, менструальный цикл, беременность, менопауза, а также использование оральных контрацептивов предопределяют большую склонность женщин к дисбалансу гормонов, чем обусловлено значительно большее количество проведенных у женщин исследований.

В среднем менопауза у женщин европейской расы наступает в возрасте 45—50 лет, таким образом 30—40% всей жизни современной женщины приходится на климактерический период [15, 21]. Большинство периодов гормональной перестройки организма является нормальным физиологическим процессом, однако изменение или колебания уровня эстрогенов может привести к ухудшению самочувствия и снижению качества жизни [4, 24]. Эстрогены оказывают непосредственное влияние на различные органы и системы организма. Рецепторы гормонов обнаружены в костной ткани, клетках головного мозга, сердечной мышце, в базальном слое эпителия и соединительной ткани десны и в других тканях полости рта, включая сосуды [17, 23, 25]. Эстрогены воздействуют на клеточную пролиферацию, дифференцировку, кератинизацию десневого эпителия. Колебания уровня половых гормонов во время менопаузы считаются факторами как воспалительных изменений в десне, так и дистрофии, гипертрофии и атрофии. Важно, однако, отметить, что эти колебания негативно влияют на состояние здоровья у мужчин [23]. Явления остеопороза, наблюдающееся у женщин в пре- и менопаузе и, реже, у мужчин пожилого и старческого возраста, оказывают следующие воздействия на состояние пародонта:

— плохое заживление ран;

— пониженное содержание костного минерала в челюстях;

— увеличение частоты пародонтоза и выпадения зубов [2, 15, 20, 21, 23—25].

У женщин в пременопаузе основной циркулирующий в крови эстроген — 17β-эстрадиол [23, 30]. По мере приближения периода менопаузы уровень эстрогена у женщин начинает снижаться в основном в конце фолликулярной и лютеиновой фаз менструального цикла. Постепенно уровень циркулирующих в крови эстрогенов уменьшается, а концентрации фолликулостимулирующего и лютеинизирующего гормонов возрастают. Следовательно, эффекты эстрогена, перечисленные выше, уменьшается, соответственно снижается противовоспалительное действие этого гормона на пародонт [2, 4, 25].

Прогестерон — другой половой гормон, который играет важную роль в костном метаболизме во время пре- и постменопаузы [22]. Считается, что недостаточность функции яичников и связанные с этим изменения, а вовсе не возраст, являются преобладающей причиной потери костной массы в течение первых двух десятилетий после менопаузы [25]. Проведенные исследования показали, что прогестерон может конкурировать с глюкокортикоидами за рецепторы остеобластов и, таким образом, ингибировать индуцированный глюкокортикоидами остеопороз.

Менопауза также влияет на концентрацию циркулирующих в крови андрогенов. До менопаузы 50% циркулирующего андростендиона является производным яичников и 50% — надпочечников. С угасанием функции яичников концентрация циркулирующих андрогенов снижается примерно на 50%. Было высказано предположение, что периферийные превращения андрогенов в эстрогены могут быть основным фактором защиты костей [32], поскольку, как уже упоминалось ранее, эстрогены оказывают ингибирующее действие на остеокласты. Также установлена положительная корреляция высокой концентрации тестостерона с плотностью костей, что подтверждается низким уровнем данного андрогена у пациентов с остеопорозом [18, 26].

Таким образом, половые гормоны оказывают серьезное влияние на возникновение, течение и прогрессирование заболеваний пародонта, а также заживление ран полости рта. Характер и степень воздействия гормонов зависят от пола, возраста и периода жизни пациента. Очевидно, что не все пациенты одинаково реагируют на одну и ту же концентрацию половых гормонов в крови. Следует отметить, что отрицательное влияние снижения концентрации половых гормонов на заболевания пародонта может быть минимизировано высоким уровнем гигиены полости рта и заместительной гормональной терапией.

Несмотря на достаточно большое количество исследований, посвященных данной тематике, истинный механизм воздействия половых гормонов на течение заболеваний пародонта еще предстоит выяснить.