In vivo Chemotaxis im Sulcus gingivae bei Patienten mit Diabetes mellitus und Parodontitis

Abstract

Diabetes mellitus Typ 2 und Parodontitis sind multifaktorielle Erkrankungen mit einer hohen Prävalenz und scheinen in einem bidirektionalen Zusammenhang miteinander zu stehen (Lalla & Papapanou, 2011). Neben einem proinflammatorischen Zustand des Immunsystems (Donath & Shoelson, 2011) und einer durch klinische Studien belegten ausgeprägten gingivalen Entzündungsreaktion auf den bakteriellen Biofilm (Hugoson et al., 1989; Salvi et al., 2005), wurde bei Diabetikern in vitro eine verminderte Chemotaxis von peripheren polymorphkernigen neutrophilen Granulozyten (PMN) festgestellt (Delamaire et al., 1997; Shetty et al., 2008). PMN sind die primären phagozytären Zellen der akuten Immunantwort und die in der Sulcusflüssigkeit vorherrschende Zellart (Cimasoni, 1983). In der vorgestellten Arbeit wurde die in vivo Chemotaxis von PMN im Sulcus gingivae von Diabetikern mit Parodontitis (n = 10) untersucht. Als Kontrollgruppen dienten Parodontitispatienten und Gesunde (jeweils n = 10). Alle Teilnehmer erhielten eine vollständige zahnärztliche und parodontologische Untersuchung und nahmen an einer 14-tägigen Mundhygienephase teil. Die Testung der lokalen Chemotaxis erfolgte nach Abschluss der Mundhygienephase an parodontal gesunden Zähnen im Oberkiefer. Die PMN wurden dabei mit der Methode nach MEYLE (1986) aus dem Sulcus entnommen. Dazu wurde nach Baseline-Waschung in den Sulcus eines Testzahnes (stimulierter Ansatz; Sondierungstiefe = 3 mm, klinisch gesunde Gingiva) ein inflammatorischer Reiz (Casein) und in den des kontralateralen Zahnes (nicht stimulierter Ansatz am Kontrollzahn) ein Placebo (PBS) appliziert. 35 Minuten später wurden die in die Sulci eingewanderten Zellen ausgewaschen. Die in den Proben enthaltenen PMN wurden durchflusszytometrisch gezählt und die Oberflächenexpression der für die Diapedese wichtigen Rezeptoren CD11b und CD15 bestimmt. Für alle Parameter ergab sich ein eindeutiger Unterschied zwischen stimuliertem und nicht stimuliertem Ansatz (jeweils p < 0,05; Vorzeichen-Rang-Test). Die Summe der in beide Ansätze eingewanderten PMN war bei den Diabetikern am höchsten (Median: 32.751). Auch die chemotaktische Reaktion auf den inflammatorischen Reiz war bei den Diabetikern am größten (Median: 15.363). Statistisch eindeutige Unterschiede ergaben sich für alle Parameter zwischen Diabetikern mit Parodontitis und den systemisch gesunden Parodontitispatienten (jeweils p < 0,05; Mediantest). Die Ergebnisse dieser Studie belegen erstmals in einer klinisch-experimentellen Studie eine gesteigerte lokale parodontale Entzündungsreaktion bei Diabetikern Typ 2. Diabetes mellitus type 2 and periodontitis are both multifactorial diseases with a high prevalence and recent studies indicate a bidirectional linkage between them (Lalla & Papapanou, 2011). In addition to a pro-inflammatory state of the immune system (Donath & Shoelson, 2011) and an enhanced inflammatory reaction of gingival tissue to bacterial biofilms (Hugoson et al., 1989; Salvi et al., 2005), various studies suggest an impaired chemotaxis in peripheral polymorphonuclear neutrophils (PMN) in diabetics (Delamaire et al., 1997; Shetty et al., 2008). PMN are the primary cells of the innate immune system and the predominant type of leukocytes in gingival crevicluar fluid (Cimasoni, 1983). The aim of this study was to investigate the in vivo chemotaxis of sulcular PMN from patients with diabetes mellitus type 2 and periodontitis (n = 10). Systemically healthy individuals with (n = 10) and without periodontitis (n = 10) served as controls. All participants received a full dental and periodontal examination and an oral hygiene phase (14 days). After completion of the oral hygiene phase, local chemotaxis was tested. Sulcular PMN were sampled with the method of MEYLE (1986). After a baseline-wash, either a chemoattractant (casein, testtooth) or a placebo (PBS, controltooth) was pipetted into the gingival crevice (probing depth = 3 mm, clinically healthy gingiva). After 35 minutes, crevices were rinsed again and samples were collected. PMN counts and membrane molecules involved in diapedesis (CD11b and CD15) were analysed employing flow cytometry. For all parameters, there was a statistically significant difference between test- and controlteeth (p < 0.05; Signed-Rank-Test). The highest total number of PMN from testand controlteeth was detected in diabetics (median: 32,751) as well as the widest difference between test- and controlteeth (median: 15,363). Statistical significant differences were detected in all parameters between diabetics with periodontitis and systemically healthy patients with periodontitis (p < 0.05; Median-Test). For the first time in a clinical experimental study, these results clearly demonstrate an enhanced inflammatory reaction even in healthy sites of patients with diabetes type 2 and periodontitis.