Tulburari Functionale Ale Leucocitelor Polimorfonucleare in Apararea Nespecifica a Cavitatii Oro

UNIVERSITATEA “OVIDIUS” CONSTANȚAFACULTATEA DE MEDICINĂ DENTARĂ

DISCIPLINA DE FIZIOLOGIE A SISTEMULUI OROFACIAL

Tulburări de funcționalitate ale leucocitelor polimorfonucleare reflectate în apărarea nespecifică a cavității orodentare

Coordonator științific:Prof.Univ.Dr. Badea Victoria

Student: Sponte Steliana-Alina

CONSTANȚA2013


CUPRINS

I. INTRODUCERE 3

II. MATERIALE SI METODE 5

III. REZULTATE 6

IV. DISCUTII SI CONCLUZII 7

V. BIBLIOGRAFIE 10

2


I. INTRODUCERE

Leucocitele polimorfonucleare reprezinta cele mai importante celule fagocitare ce

intervin in apararea gazdei impotriva infectiei bacteriene acute. Neutrofilele, cele mai

abundente dintre leucocite, sunt fagocite mieloid-derivate ce pot, de asemenea, extermina

patogeni in mediul extracelular si accelera regresarea inflamatiei si vindecarea tesuturilor.

Gasite cu precadere in spatiul gingival si in epiteliu, neutrofilele sunt considerate tipul celular

aparator primar in tesuturile periodontale. Dovezile histologice arata ca aceste neutrofile

formeaza un „perete” intre epiteliul jonctional si placa dentara bogata in agenti microbieni.

Insa, indeplinind mai mult decat o simpla functie de bariera, acest perete antimicrobial este

considerat a functiona in doua moduri: ca o structura secretorie robusta (specii reactive de

oxigen –ROS si proteine bactericide), pe de o parte,si ca un aparat fagocitar unitar, pe de alta

parte. Cu alte cuvinte, puterea de aparare consta in strcutura sinergica.

Neutrofilul matur este, asadar, o celula inalt specializata, echipata pentru distrugerea

microorganismelor nocive. Raspunsul neutrofilelor la atacul microbian poate fi impartit si

categorizat de criterii masurabile, ce pot fi utilizat ca si parametri:

1. Aderenta- cand stimulate, neutrofilele interactioneaza cu substratul (celulele

endoteliale) si se ataseaza de acesta prin molecule specifice aflate de ambele parti

2. Chemotaxia- granulocitele sunt atrase de agentii patogeni ca raspuns la anumite

molecule chemoreceptoare precum proteinele-complement (C5a)

3. Fagocitoza- neutrofilele recunosc moleculele specifice de pe suprafata bacteriilor,

numite opsonine(IgG, C3b) si capteazaa organismul prin invaginarea membranei

plasmatice, care inglobeaza bateria intr-un fagozom

Neutralizarea intracelulara

Membrana fagozomului fuzioneaza cu cele ale granulelor citoplasmatice, rezultand

eliberarea continutului granular in fagozom, acesta devenind un fagolizozom. Sistemele

antimicrobiale ale neutrofilelor includ mecanisme oxidative si non-oxidative ce rezulta cu

distrugerea microorganismului. Acesta este digerat prin hidrolaze ce provin din granule

Neutralizarea extracelulara

Aceleazi enzime eliberate in fagozom pot fi excretate si micromediul

extracelular.Acest lucru poate conduce la distrugerea extracelulara a bacteriei, dar are

3


dezavantajul de a produe daune la nivelul celuleor si tesuturilor adiacente, intrucat multe

dintre aceste enzime sunt histolitice ( colagenaza, elastaza si specii reactive ale oxigenului).

[12]

Cu toate acestea, protectia nu intervine fara costuri, intrucat date experimentale,

genetice si observationale au stabilit o clara asociere intre infiltrarea neutrofilelor in tesuturile

periodontale si severitatea si progresul bolilor inflamatorii periodontale [11]. Mai mult, in

procesul de aparare impotriva invaziei microbiene, aceste celule pot fi destructive asupra

tesuturilor periodontale si conduc la diverse afectiuni si chiar pierderea organului dentar [5].

De asemenea, studii au aratat faptul ca defecte ale leucocitelor polimorfonucleare ( in special

neutrofilele) in privinta capacitatii de chemotaxie si fagocitoza sunt localizate in aproximativ

75% dintre pacientii cu periodontita juvenila [10].

Disfunctiile neutrofilelor sunt de obicei associate cu defecte celulare intrinseci

ereditare, desi uneori ele apar ca o consecinta a unor factori etiologici extrinseci, precum

medicamente, diabet sau unele infectii.Infectiile la pacientii cu alterari ale neutrofilelor au

caracteristici clinice care sunt conditionate de tipul de alterare. La pacientii cu defecte ale

aderarii leucocitare leziunile sunt formate de tesuturi aflate in stare de necroza cu unele

component imflamatorii.Una din cele mai dese manifestari la nivelul cavitatii oro-dentare este

boala parodontala.

Bolile parodontale sunt cauza majora a pierderii dintilor. O astfel de boala, parodontita

juvenila idiopatica (IJP) afecteaza tinerii si este deosebit de severa, cu o progresie rapida.

Studii anterioare au aratat putin interes asupra susceptibilitatii anormale a unor pacienti catre

aceasta rara boala.In mod similar, sindroamele parodontale distructive au fost descrise in

cazul pacientilor cu tulburari functionale ale leucocitelor polimorfonucleare [2].

Acest studiu si-a propus ca prin analizarea unui numar de experimente conduse in

acest sens sa ofere o explicatie cu privire la tulburarile de functionalitate ale neutrofilelor

polimorfe reflectate in cazul diverselor tipuri de boli parodontale.

4


II. MATERIALE SI METODE

In studiul Kumar et al. [6] privind evaluarea chemotaxiei si fagocitozei neutrofilelor in

cazul unei boli parodontale cornice agresive, a participat un grup de 30 de pacienti, dintre care

10 avand o stare normala de sanatate, 10 prezentand parodontita cronica, iar alti 10

parodontita cronica agresiva.Au fost evaluati parametri clinici precum indexul placii dentare,

indexul gingival, proband adancimea santului gingival si evaluand imaginile radiografice.

Functia fagocitara alterata in cazul neutrofilelor periferice a fost, de asemenea,

evaluata in studiul apartinand Carneiro et al. [1].Grupul de evaluat cuprindea 30 de subiecti

cu parodontita severa si 27 de subiecti de tip martori ce nu prezentau boli ale periodontiului.

Indexul fagocitar (PhI) a fost calculat inmultind numarul mediu de microorganisme

Saccharomyces cerevisae aderate/ingerate pe monocit fagocitar sau neutrofil cu procentul de

sceste fagocite implicate in fagocitoza.

In completare, studiul MacFarlane et a.l [7] fost initiat tot pe baza ipotezei conform

careia parodontita refractorie ar putea fi asociata cu defecte ale polimorfonuclearelor

periferice.In acest sens, parametrii amintiti anterior( fagocitoza si chemotaxia) au fost

analizate pe un esantion de 31 de pacienti prezentand parodontita si 12 subiecti de tip martor.

Studii asemanatoare au fost conduse sub egida unor autori precum Clark et al. [3] sau Van

Dyke et al [12].

Spre deosebire de ipotezele conduse in studiile sus amintite, studiul Johnstone et al.

[5] pune problema unor disfunctii la nivelul activitatii enzimatice a leucocitelor

polimorfonucleare (PMN). Astfel, sange venos a fost recoltat de la 12 pacienti nefumatori

care fusesera diagnosticati in prealabil cu parodontita rapid progresiva, 10 pacienti cu

parodontita cronica ce au raspuns la terapia parodontala si 13 pacienti sanatosi din punct de

vedere parodontal. PMN-urilor periferice li s-a administrat 1,2,3-dihidrodamina si au fost

stimulate cu forbil 1,2-miristat, 1,3-acetat (PMA) pentru a masura functia oxidativa, receptor

independenta, a acestor celule. De asemenea, fagocitoza intermediata de complement si

receptorii gamma-Fc a fost evaluata. Acelasi principiu a fost evaluat si in studiul Matthews et

al. [9], precum si intr-un altul, initiat de Liu et al, ce puncteaza influenta hiperactivitatii PMN

in raspunsul inflamator al GagP. Acesta cauta mai multe dovezi in privinta rolulu PMN in

patogeneza parodontitei agresive generalizate prin urmarirea infiltrarii PMN in gingie si a

relatiei acestora cu expresia unor mediatori chimici, printre care se numara ICAM-1, IL-8, IL-

1beta si TNF-alpha.Un esantion de 25 de mostre gingivale a fost preluat de la 10 pacienti cu

GagP, 10 cu AP si 5 pacienti martor. Infiltratia a fost urmarita cu H&E, iar distributia

5


macrofagelor a fost evidentiata prin tehnici de imunicitochimie.Gainet et al [4] a utilizat

citometria pentru a analiza expresia moleculelor de adeziune si a capacitatii oxidative a PMN

din sange prelevat de la 26 de pacienti cu parodontita, de 3 tipuri: parodontita adulta (AP),

parodontita juvenila localizata (LJP) si parodontita rapid progresiva. (RPP)

III. REZULTATE

Kumar et al obtine faptul ca diferenta activitatii chemotactice a PMN este

semnificativa din punct de vedere statistic la momentul initial si dupa 3 luni de terapie

parodontala in parodontita cronica si cea agresiva in comparative cu subiectii sanatosi. De

asemenea, o reducere semnificativa a functiei fagocitare a fost observata la indivizii cu boli

parodontale in studiul condus de Carneiro et al. Valoarea mediana PhI a neutrofilelor

utilizand S.cerevisae nesensibilizata a fost de 3 pentru grupul de control si 1,5 pentru grupul

de subiecti bolnavi. O situatie diferita a intervenit in moment in care a fost folosita

S.cerevisae sensibilizata, iar fagocitoza a fost evaluata: nicio diferenta semnificativa nu a fost

observata in PhI a neutrofilelor intre indivizii cu parodontita (117,9) si subiectii de

control(157,0). Parodontita nu a avut nicio influenta in numarul mediu de organisme

aderate/ingerate de catre neutrofile. Nu s-a evidentiat nicio diferenta in implicarea

neutrofilelor in fagocitoza intre cele doua grupuri de studiu evaluate.(65,50% / 71,50 %).

Rezultate similare au fost evidentiate in studiul MacFarlane et al; comparand situatia

cu cea a subiectilor sanatosi, nu au fost detectate defecte de tip chemotactic.In schimb,

fagocitoza a fost semnificativ redusa (p<0,001). Rata medie de adeziune si ingestie a

Staphylococcus aureus opsonizat de PMN a fost de 7,1± 1,7 si 1,4±0,5 bacterii/100

PMN/min pentru pacientii bolnavi si de 11,0±2,4 si 3,1±0,6 pentru pacientii de control.

Aceste date confirma faptul ca este o legatura stransa intre un defect al PMN periferice si

parodontita refractorie.

Studiul Matthews et al releva rezultate apartinand unei alte palete de parametri, astfel:

eliberarea ridicata, peste valori normale ale ROS a neutrofilelor apartinand pacientilor

comparativ cu cea a subiectilor de control (p=0,016) a continuat la un nivel redus post-terapie

(p=0,059). In acelasi timp, valorile ridicate de productie ROS extracelulara nestimulata de la

pacientii afectati comparate cu cele ale subiectilor de control au continuat chiar si dupa

terapie, constantand faptul ca terapia a redus productia de Fc gamma-receptor stimulat, dar nu

si eliberarea extracelulara nestimulata de radical, acest lucru demonstrand faptul ca

6


mecanismele reactive stau la baza caracterului hiper-responsiv al PMN. Totodata, Liu et al

releva faptul ca numere valori ridicate de PMN infiltrate au fost observate in gingia

subiectilor afectati cu GagP , iar in gingia recoltata de la pacienti atat cu Gagp cat si cu AP au

fost localizate la nivelul santului gingival cea mai puternica proteina si expresia mRNA a IL-

8, ICAM-1, IL-beta si TNF-alpha. In tesuturile in care PMN nu erau abundente, nici enzimele

nu au fost gasite in concentratie considerabila.In gingia subiectilor sanatosi, inflamatia era

minora, clar fara urme de PMN, CD68+ sau celulele pozitive ale expresiilor de IL-8, ICAM-1

IL-beta sau TNF-alpha. In acelasi timp, Gainet et al confirma valori semnificativ crescute ale

productiei de H2O2 in PMN nestimulate de la pacientii cu RPP decat cele provenind de la

subiectii sanatosi.De asemenea, valori crescute au fost indicate si pentru alti parametri precum

IL-8, mai ales.

IV. DISCUTII SI CONCLUZII

Boala parodontala precum infectia, in general, este dependenta de factori legati de

probleme ca si disfunctiile PMN, care sunt unele din multii factori contributori. O relatie

causala intre chemotaxia alterata si suscebtibilitatea ridicata de a capata o forma de boala

ridicata, nu a fost inca stabilita, insa este clar ca prima functioneaza ca ca factor de

predispunere la cea din urma in organismul unui individ.

Desi numeroase mecanisme de aparare sunt alertate in patrunderea bacteriana in santul

gingival, dovezi substantiale indica faptul ca celulele fagocitare, in special PMN si

macrofagele constistuie cele mai impotante cai de aparare in aceasta zona. Defectele

functionale in celulele fagocitare apar sa predispuna indivizii ce le detin catre dezvoltarea de

parodontita acuta si chiar severa conform studiilor descrise anterior ce demonstreaza ca

pacientii cu aceste forme de parodontita manifesta mari frecvente de defecte in chemotaxia

PMN. Cu toate acestea, studiile au unele lacune.

Gautier et al indica faptul ca raspunsul chemotactic al PMN a fost semnificativ alterat

(50%) la pacientii cu parodontita adulta comparat cu cel al pacientilor sanatosi. Aceste

rezultate sunt confirmate de studii apartinand lui Clark et al, Cianciola et al, Altman et al, fapt

ce indica faptul ca anormalitatile chemoatractante ale PMN sunt asociate cu variate forme de

instalarea precoce a parodontitei.

Migrarea alterata a PMN ar putea fi cauzata de prezenta unui inhibitor in ser, avand in

vedere ca anormalitati serice au fost frecvent observate la pacientii cu cea mai slaba activitate

7


a raspunsului imun al celulelor. Totodata , tot Gautier et al reflecta faptul ca la 3 pacienti,

PMN au aratat raspuns slabit la momentul initial, dar studii despre chemotaxia PMN in

parodontita cronica nu au aratat anormalitati cu referire la aceasta. Cu toate acestea, exista

studii ce indica faptul ca pacientii adulti cu parodontita severa si activa au manifestat defecte

ale PMN reflectate in chemotaxie. Gothier DE arata in studiul sau faptul ca pacientii cu

parodontita cronica avansata au prezentat existenta unor inhibitori serici ai chemotaxiei PMN

care modifica aceasta functie. Van Dyke et al a studiat 23 de pacienti adulti cu parodontita

severa iar 43% au manifestat chemotaxie ridicata. 4 din pacienti au menifestat de asemenea

chemotaxie ridicata cand au fost testati in mod repetat timp de 8 luni, perioada in care au fost

supusi terapiei conventionale. Cu toate acestea, Clark et al aratat rezultate contradictorii, si

anume ca nu au fost imbunatatiri in chemoatxia PMN dupa ce a fost aplicata terapia

parodontala. Aceleasi defecte au fost observate si de Carneiro et al in studiul sau, sugerand

faptul ca functia fagocitara a neutrofilelor a fost afectata inca din interrior, in absenta

componentelor serice.

O alta posibilitate ar putea consta in caracterul toxic direct al Aa fata de neutrofile prin

producerea de leucotoxina, astfel incat scaderea capacitatii chemotactice localizata la pacientii

cu parodontita agresiva ar putea fi nu o cazua legata strict de celula in sine, ci mai degraba o

consecinta a concentratiei ridicate de leucotoxine eliberate in momentul cuplarii gazda-agent

patogen.

Totodata, datele exprimate demonstreaza faptul ca nivelul seric de proteina reactiva C

(CRP) a fost ridicat la pacientii cu parodontita. Maderazo et al. descrie raspuns chemotactic

slabit al PMN la 10 din 18 pacienti cu parodonita acuta,iar un inhibitor al chemotaxiei a fost

identificat in continutul seric al pacientilor.

In acelasi timp, a fost de asemenea evaluat faptul ca disfunctiile neutrofilice au putea

contribui la distrugerea tesutului parodontal prin alterarea directa a matricei epiteliale si a

componentelor tesutului prin eliberarea unor constituent toxici lizozomali sau metabolici.

Dovezi circumstantiale pentru participarea acestor elemente in boala parodontala au fost

prezentate, reflectand caracterul citotoxic al componentelor granulare ale PMN asupra unor

tipuri de celule existente in organismul uman.

Gautier et al indica faptul ca PMN ale pacientilor cu parodontita RPP au manifestat

un nivel foarte ridicat de producere de H2O2,ceea ce a dus si la afectarea tesuturilor adiacente,

insa in acelasi timp pacientii cu parodontita adulta si juvenila localizata au aratat niveluri

aproximatv egale cu cele ale pacientilor de control, ceea ce nu demonstreaza in totalitate acest

factor. Totodata, acelasi studiu demonstreaza faptul ca nivelurile plasmatice de IL-8 ale

8


acelorasi pacienti cu parodontita au fost mult ridicate peste valorile normale. Aceste rezultate,

intalnite in mod similar si in studiile apartinand lui Liu et al si Matthews et al, nu pot fi

generalizate insa si nu pot stabili o corelatie neta intre incidenta activitatii enzimatice crescute

si aparitia bolii parodontale, intrucat manifestarile clinice au putut fi observate doar la

pacientii cu o anumita forma de parodontita (RRP) si nu si la cei cu parodontita adulta sau

juvenila.

9


V. BIBLIOGRAFIE

1. Carneiro, V., & do Carmo Machado Guimares, M. (2012). Decreased phagocytic function in neutrophils and monocytes from peripheral blood in periodontal disease. Journal of Applied Oral Science, 20(5):133-139.

2. Cianciola, L., & Genco, R. (1977). Defective polymorphonuclear leukocyte function in a human periodontal disease. Nature, 445-447.

3. Clark, R., Page, R., & Wilde, G. (1977). Defective Neutrophil Chemotaxis in Juvenile Periodontitis. Infection and Immunity, 694-700.

4. Gainet, J., Brion, M., Hakim, J., & Dang, P. (1999). Neutrophil Dysfunctions, IL-8, and Soluble L-Selectin Plasma Levels in Rapidly Progressive Versus Adult and Localized Juvenile Periodontitis: Variations According to Disease Severity and Microbial Flora. The Journal of Immunology, 163(9):5013-5019.

5. Johnstone, A., Koh, A., Goldberg, M., & Glogauer, M. (2007). A hyperactive neutrophil phenotype in patients with refractory periodontitis. Journal of Periodontology, 78(9):1788-94.

6. Kumar, R., & Prakash, S. (2012). Impaired neutrophil and monocyte chemotaxis in chronic and aggressive periodontitis and effects of periodontal therapy. Indian Journal of Dental Research, 23(1):69-74.

7. MacFarlane, G., Herzberg, M., Wolff, L., & Hardie, N. (1992). Refractory Periodontitis Associated With Abnormal Polymorphonuclear Leukocyte Phagocytosis and Cigarette Smoking. Journal of Periodontology, 908-913.

8. Mancheno Franch, A., Gavalda Esteve, C., & Sarrion Perez, M. (2011). Oral Manifestations and Dental Management of Patients with Leukocytes Alterations. Clin Exp Dent., 53-9.

9. Matthews, J., & J, W. (2007). Neutrophil Hyper-responsiveness in Periodontitis. J Dent Res, 718-22.

10. Pedersen, M. (1988). Chemotactic response of neutrophil polymorphonuclear leukocytes in juvenile periodontitis measured by the Leading Front method. Scandinavian Journal of Dental Research, 96:5, 421-7.

11. Scott, D., & Krauss, J. (2012). Neutrophils in periodontal inflammation. Front Oral Biology, 58-83.

12. Van Dyke, T., & Hoop, G. (1990). Neutrophil Function and Oral Disease. Critical Reviews in Oral Biology & Medicine, 117-133.

10

Tulburari Functionale Ale Leucocitelor Polimorfonucleare in Apararea Nespecifica a Cavitatii Oro

Documents

Transcript of Tulburari Functionale Ale Leucocitelor Polimorfonucleare in Apararea Nespecifica a Cavitatii Oro