Akutstresseffekte auf die lokale Entzündungsregulation am Modell der Gingivitis : der Entzündungszustand als moderierende Variable

Abstract

Die vorliegende Arbeit untersucht den moderierenden Einfluss des Entzündungszustands (z. B. kurzzeitig bzw. akut vs. chronisch) auf die lokale immunologische Stressreaktion auf einen akuten psychischen Stressor. Es wird dabei ein Forschungsmodell aus der Zahnmedizin angewendet, welches erlaubt, lokale Entzündungsprozesse unter ethisch vertretbaren und unter ökologisch validen Bedingungen im Humanexperiment in vivo messwiederholt zu erfassen: die plaqueinduzierte Gingivitis. Es erfolgte ein systematischer Vergleich von zwei verschiedenen Entzündungszuständen (experimentelle Gingivitis vs. chronische Gingivitis) über einen Zeitraum von vier Wochen. Alle Studienteilnehmer wiesen an den zu untersuchenden Stellen eine Gingivitis auf (Einschlusskriterium). Die Gruppenzuordnung erfolgte randomisiert. Nach Herstellung gingivaler Entzündungsfreiheit unterließ die Gruppe experimentelle Gingivitis für den Untersuchungszeitraum von vier Wochen jegliches Mundhygieneverhalten. Die Gruppe chronische Gingivitis fuhr damit fort wie bisher.Als Entzündungsparameter wurden in den durchgeführten Studien klinische Entzündungszeichen (über Papillen-Blutungs-Index und Plaque-Index) einer gingivalen Entzündung und zwei proinflammatorische Zytokine (Interleukin (IL)-1beta und IL-8) im Sulkus-Fluid erfasst. Erwartungsgemäß ergab der Vergleich klinische und immunologische Unterschiede. Dabei zeigte sich die chronische Gingivitis als ein relativ stabiler Zustand. Die wöchentlich erfassten Parameter wiesen im Gegensatz zur experimentellen Gingivitis keine signifikanten Schwankungen auf. Am Ende der vierwöchigen experimentellen Gingivitis unterschieden sich die Gruppen hinsichtlich Plaque sowie in den sulkulären Konzentrationen von IL-1beta und IL-8 mit geringeren IL-1beta- und höheren IL-8-Konzentrationen bei chronischer im Vergleich zu experimenteller Gingivitis.Zur Überprüfung, ob der Entzündungszustand die immunologische Stressreaktion moderiert, wurde eine Stress vs. Redebedingung (öffentliche Rede vs. Ruhe) im Messwiederholungsdesign durchgeführt, die jeweilige Abfolge der beiden Bedingungen an zwei aufeinanderfolgenden Tagen wurde dabei randomisiert und gegenbalanciert. Neben den sulkulären Zytokinen wurde das Speichelcortisol sowie die psychische Befindlichkeit der Probanden messwiederholt erfasst. Die Probanden zeigten eine deutliche psychische und endokrine Stressreaktion auf den akuten Laborstressor. Hinsichtlich der lokalen immunologischen Reaktion zeigten sich nach dem Stress signifikante Gruppen- und Zeitinteraktionen, die darauf hinweisen, dass die immunologische Stressreaktion moduliert wird und zwar in Abhängigkeit vom Entzündungszustand. Insbesondere bei chronischen gingivalen Entzündungsprozessen führte der hier angewandte Laborstressor zu einem signifikanten Anstieg der sulkulären Konzentrationen von IL-8, was ein proinflammatorisches Signal innerhalb pathologischem Entzündungsgeschehen darstellen könnte.Mit der vorliegenden Arbeit wird somit erstmals an einem experimentellen Humanmodell in vivo gezeigt, dass der Entzündungszustand als Moderatorvariable der lokalen immunologischen Stressreaktion wirkt. Weiterhin lässt sich zeigen, dass akuter Stress beim Vorliegen einer chronischen Gingivitis eine verstärkte Freisetzung des proinflammatorischen Zytokins IL-8 in den Sulkus gingivalis bewirkt. Damit ist ein Weg aufgezeigt worden, wie Stress in das Entzündungsgeschehen eingreifen kann.

The present studies were objected to analyze in controlled experiments whether different inflammatory conditions modulate the local immunological stress response in a human model of local inflammation, i.e. plaque-associated gingivitis. Two local inflammatory conditions were compared, i.e. experimental gingivitis vs. chronic gingivitis over a period of four weeks. Subjects were all students and eligible for study participation when they showed clinical signs of plaque-associated gingivitis (plaque and bleeding response) in at least five of six papillae under study. When included in the study students were randomly assigned to either an experimental gingivitis group or a persistent, i.e. chronic gingivitis group. In the experimental gingivitis group gingival health had been established by a prophylactic intervention (plaque removal) at least 10 days prior to study onset. At the beginning of the experimental gingivitis period, students were instructed to refrain from any oral hygiene procedures for a period of four weeks. The chronic gingivitis group represented the common clinical condition of naturally occurring untreated plaque-associated gingivitis. This group continued with its oral health behaviour as usual. The clinical symptoms of gingival inflammation (via Papillary-Bleeding-Index and Plaque-Index) as well as two proinflammatory cytokines (Interleukin (IL-)1beta and IL-8) in gingival crevicular fluid were measured weekly within this period. As expected the group comparison revealed significant differences with regard to clinical signs and cytokine concentrations. The chronic gingivitis turned out as a fairly stable condition. In contrast to the experimental gingivitis group the parameters did not show any significant variation over the four week period. After the experimental gingivitis period groups differed with regard to plaque and the crevicular concentrations of IL-1beta and IL-8 with higher IL-1beta concentrations and lower IL-8 concentrations in the experimental gingivitis group compared to chronic gingivitis.In order to prove if immunological stress responses are modulated by different inflammatory conditions, e.g. acute vs. chronic, stress effects on experimental and chronic gingivitis were compared. Stress (public speech) vs. control condition was run in a crossover design. They were applied on two consecutive days in a randomized counterbalanced order. Crevicular fluid, saliva samples and mood were assessed repeatedly. Students showed significant psychological and endocrine stress responses to the acute stressor. With regard to cytokine responses I found significant interaction of group and time, showing that the immunological stress response indeed is modulated by the inflammatory state. Chronic gingivitis showed a stress induced increase of crevicular concentrations of IL-8, possibly indicative for a proinflammatory signal at sites of ongoing inflammation. In clonclusion the present studies show that subjects in different gingivitis condition are not comparable with respect to clinical and immunological parameters. It further shows that the local immunological stress response is modulated by the inflammatory condition and that immunological stress responses can be quite different under acute or chronic inflammatory conditions. To understand more about stress effects on inflammation it thus seems very important to take account of the present inflammatory condition.