Parodontaali-infektioiden paikalliset seuraamukset

Suun mikrobiflooran muutokset johtavat parodontiumin paikallisiin muutoksiin

Tiedetään, että useimmat parodontaalisairaudet johtuvat suun bakteereista, jotka kasvavat iensulkuksen alueella ja vähitellen aiheuttavat ne kliiniset muutokset, jotka nähdään ikenen punoituksena, verenvuototaipumuksen lisääntymisenä ja parodontiiteissa ientaskujen muodostumisena. Paljon huonommin tiedetään, minkälainen bakteerifloora tarvitaan parodontaalisairauksien alkamiseen ja kehittymiseen. Yli 500 eri bakteerilajia kasvaa ihmisen ientaskuissa. Ne ovat siellä järjestäytyneet eri kerroksiksi tarjoten toisilleen tarttumispintoja ja ravinteita. Parodontaalihoidon keskeinen tarkoitus on hajottaa tämä organisaatio ja poistaa hampaiden pinnalta tarttumispinnat, kuten hammaskivi ja epäfysiologiset anatomiset rakenteet.

Laajasti on tutkittu, mitkä bakteerilajit liittyvät parodontaalisairauksiin. Vaikka alalla on paljon edistytty, tietomme siitä, mitkä lajit ovat parodontaalisairauksien patogeneesissä tarpeellisia ja mitkä läsnä muuten vain, on vielä puutteellista. Tiedetään, että subgingivaalisessa plakissa ovat vallalla anaerobiset gramnegatiiviset ja liikkuvat bakteerilajit, kuten spirokeetat. Edelleen on selvitetty, että eräät mikrobilajit voidaan luokitella parodontopatogeeneiksi seuraavilla kriteereillä:

1. Niitä tavataan suurempia määriä parodontaalisairauksissa kuin terveessä parodontiumissa.

2. Niiden eliminointi johtaa parempaan parodontaaliterveyteen.

3. Ne johtavat koe-eläimillä parodontiumin hajoamista edistävään kudosvasteeseen.

4. Niissä on virulenssitekijöitä, joilla on koeputkioloissa todettu olevan soluja ja kudoksia vaurioittavia ominaisuuksia.

Tällaisia lajeja ovat mm. Porphyromonas gingivalis, Actinobacillus actinomycetemcomitans ja Treponema denticola «Socransky SS, Haffajee AD. Dental biofilms: difficult therapeutic targets. Periodontol 2000 2002; 28: 12-55. »1. Kaikkien näiden bakteerien tiedetään tuottavan lukuisia tekijöitä, kuten lipopolysakkarideja, peptidoglykaania, rikkiyhdisteitä ja entsyymejä, joilla saattaa olla osuutta parodontaalisairauksien kehittymiseen. Ei liene sattuma, että P. gingivaliksella ja T. denticolalla on vahva proteolyyttinen arsenaali, jolla ne voivat tuhota tiettyjä kudoksen puolustustekijöitä, kuten immunoglobuliineja, komplementtitekijöitä ja fibriiniä. Näin ne voivat välttää puolustusreaktiot ja kasvaa ientaskussa. Monilla muillakin suun bakteerilajeilla on virulentteja muunnoksia, joilla voi olla osuutta parodontiittien syntyyn.

Ikenen epiteelin muutokset johtavat ientaskujen syntyyn

Iensulkukseen kolonisoituneiden bakteerien ensimmäinen kohde parodontiumissa on ikenen epiteeli «Pöllänen MT, Salonen JI, Uitto V-J. Structure and function of the tooth-epithelial interface in health and disease. Periodontol 2000 2003; 31: 12-31. »2. Sulkusepiteeli, joka muodostaa iensulkuksen lateraaliseinän, on parakeratinisoitunut ja pystyy suhteellisen hyvin vastustamaan bakteerien vaikutusta. Sitä vastoin liitosepiteeli (kutsutaan myös kontakti-, tartunta- ja junktionaaliseksi epiteeliksi) on keratinisoitumaton ja melko läpäisevä kerrostunut epiteeli. Tällaista tilannetta, jossa ei-keratinisoitunut epiteeli on kiinnittynyt uusiutumattoman kovakudoksen pintaan, ei ole muualla elimistössä, ja se asettaa erityisvaatimuksia puolustukselle suun bakteereja vastaan.

Liitosepiteeli ei suinkaan ole puolustuskyvytön. Itse asiassa sillä on monia keinoja taistella bakteereita vastaan. Liitosepiteeli uusiutuu harvinaisen nopeasti. Apinoilla se uusiutuu noin viidessä päivässä ja noin kaksi kertaa nopeammin kuin ikenen suun puoleinen epiteeli. Epiteelisolujen nopea uusiutuminen ja irtoaminen vie tehokkaasti niihin kiinnittyneitä bakteereja pois sulkusalueelta. Viimeaikaisissa tutkimuksissa on havaittu, että liitosepiteelissä on useita spesifisiä puolustusmenetelmiä. Siinä on lysosomeja, jotka pystyvät tuhoamaan soluun tunkeutuneita bakteereita. Sekä sulkus- että liitosepiteeli tuottavat defensiinejä, jotka ovat monenlaisia bakteereita tehokkaasti tuhoavia antimikrobisia peptidejä «Dale BA, Krisanaprakornkit S. Defensin antimicrobial peptides in the oral cavity. J Oral Pathol Med 2001; 30: 321-327. »3. Leukosyytit, ennen muuta neutrofiilit granulosyytit (polymofonukleaariset leukosyytit, PMN-solut), jotka siirtyvät liitosepiteelin läpi, ovat tärkeä osa parodontiumin puolustusta. Liitosepiteelin solut tuottavat kemotaktisia tekijöitä, kuten interleukiini-8:aa, jotka tehokkaasti houkuttelevat valkosoluja epiteelinalaisesta runsaasta verisuonistosta. Jopa kliinisesti terveen ikenen liitosepiteeli sisältää huomattavan määrän neutrofiilejä. Seuraavan puolustuslinjan muodostavat ientaskunesteen mukana virtaavat tulehdustekijät, joita tulee seerumista ja joita tuottavat neutrofiilien lisäksi makrofaagit, lymfosyytit ja plasmasolut. Vasta-aineita bakteereita vastaan valmistuu paitsi veressä kiertävissä plasmasoluissa myös paikallisesti ienkudoksessa. Liitosepiteeli voi olla osallisena tähän paikalliseen vasta-ainetuotantoon. Kaiken kaikkiaan ikenen puolustus toimii hämmästyttävän tehokkaasti, kun ottaa huomioon, että iensulkuksessa on jatkuvasti bakteereita valmiina kasvamaan ienkudokseen. Osa näistä lajeista pystyy liikkumaan ja tunkeutumaan kudokseen. Hyvin harvoin bakteereita kuitenkaan pääsee merkittävissä määrin tunkeutumaan ienepiteelin läpi sidekudokseen ja verenkiertoon.

Jotta voisimme ymmärtää, kuinka parodontaalisairaudet syntyvät, meidän pitää tietää, miten ien kiinnittyy hampaan pintaan terveessä parodontiumissa. Tämä kiinnitys koostuu liitosepiteelin solujen pinnassa olevista hemidesmosomeista ja hampaan pinnassa olevasta tyvikalvosta, jota kutsutaan ikenen sisäiseksi tyvikalvoksi (ulkoinen tyvikalvo on sidekudoksen ja epiteelin välissä). Sisäinen tyvikalvo on morfologisesti muiden tyvikalvojen kaltainen, mutta biokemiallisesti se on ainutlaatuinen. Siitä puuttuvat tyypilliset tyvikalvorakenteet (tyypin IV kollageeni ja laminiini-1). Sen sijaan sen eräs tärkeä komponentti on laminiini-5, johon hemidesmosomeissa olevat epiteelisolujen reseptorit (integriinit) sitoutuvat «Pöllänen MT, Salonen JI, Uitto V-J. Structure and function of the tooth-epithelial interface in health and disease. Periodontol 2000 2003; 31: 12-31. »2.

Ientaskumuodostuksen patofysiologinen mekanismi on vielä selvittämättä. Monet tekijät voivat vaikuttaa ientaskun syntyyn. Ensiksikin proteolyyttiset bakteerit, kuten P. gingivalis ja T. denticola, voivat suoranaisesti hajottaa laminiini-5:tä ja epiteelikiinnityksen. Toiseksi, neutrofiilien sisältämät entsyymit voivat myös hajottaa tämän liitoksen. Neutrofiileissä on lukuisia hydrolyyttisiä entsyymejä, jotka yhdessä voivat hajottaa kaikkia parodontiumin kudoskomponentteja. Itse asiassa ientaskunesteen proteolyyttisistä entsyymeistä valtaosa on peräisin neutrofiileistä. Bakteerit aktivoivat monia muitakin soluja, kuten epiteelisoluja, fibroblasteja ja lymfosyyttejä, tuottamaan kudosta hajottavia entsyymejä. Bakteerien vaikutus ientaskun muodostukseen koostuu siis niiden suorista vaikutuksista ienkudokseen ja siitä seuraavasta haitallisesta ketjureaktiosta, jonka seurauksena on ikenen irtoaminen hampaan pinnalta.

Ientaskun syntyessä liitosepiteelissä tapahtuu monia muutoksia « Parodontiitissa tapahtuvia ienepiteelin muutoksia. »1 «»1. Epiteelisolujen toiminta häiriintyy monenlaisten bakteeriperäisten aineiden ja tulehdustekijöiden vaikutuksesta. Monet bakteerituotteet ovat toksisia eli ne johtavat epäspesifisesti solutoiminnan heikkenemiseen ja solukuolemaan. Tällaisia aineita ovat esimerkiksi rikkiyhdisteet, joita nimenomaan eräät anaerobiset bakteerit erittävät. Sen lisäksi monet bakteeriperäiset aineet tarttuvat spesifisesti solujen pinnalla oleviin reseptorimolekyyleihin ja aikaansaavat muutoksia solusignaloinnissa. Solun toimintaa säätelevät lukuisat signaalijärjestelmät. Niiden aktivoituessa solutoiminnat saattavat joko hidastua tai stimuloitua «»2. Esimerkkinä voi mainita havainnon, että pieninä pitoisuuksina bakteerien pinnalla olevat lipopolysakkaridit ja stressiproteiinit lisäävät solujen jakaantumista ja liikkumista, mutta isoina pitoisuuksina estävät näitä. Niinpä aineiden vaikutukset soluihin riippuvat siitä, mistä bakteereista ne ovat peräisin, mihin reseptoreihin ne sitoutuvat ja millaisina pitoisuuksina niitä ientaskussa esiintyy. Parhaiten tunnettuja signaaliteitä ovat MAPkinaaseiksi kutsutut reaktiot «Zhang L, Pelech SL, Mayrand D, Grenier D, Heino J, Uitto V-J. Bacterial heat shock protein-60 increases epithelial cell proliferation through the ERK1/2 MAP kinases. Exp Cell Res 2001; 266: 11-20. »4. Ne koostuvat useista perättäisistä entsyymiketjuista, joiden tarkoituksena on kiihdyttää pienen signaalin aikaansaamia vaikutuksia solun sisällä. Eräs MAPkinaasitie aktivoituessaan johtaa solunjakaantumisen lisääntymiseen, toiset taas aiheuttavat solun ohjelmoidun kuoleman eli apoptoosin. Apoptoosin merkitys on mm. siinä, että infektoituneet solut ja niihin tarttuneet bakteerit saadaan siististi paketoitua ja poistettua kudoksesta makrofagien avulla ilman tarpeettomia ympäristöhaittoja.

Eräs signaaliteiden aktivoitumisen aiheuttamista solumuutoksista on epiteelisolujen tuottamien entsyymien erittyminen. Sen seurauksena solujen väliset sidokset ja perisellulaariset kudosmateriaalit hajoavat ja ientaskuepiteelin läpäisevyys lisääntyy. Tällöin leukosyytit pääsevät helpommin kulkeutumaan bakteereja kohti, mutta samalla bakteeriaineiden diffuusio ikeneen helpottuu. Tulehduksen seurauksena myös ienepiteelin alaisten verisuonien läpäisevyys lisääntyy ja ientaskunesteen virtaus kudoksesta ientaskun suuntaan moninkertaistuu terveeseen tilanteeseen verrattuna. Tämä on tärkeätä sikäli, että seerumiperäisten aineiden ja muun materiaalin virtaus pääasiassa kudoksesta pois päin torjuu bakteeriperäisten aineiden tunkeutumista parodontiumiin.

Tuottamiensa entsyymien avulla epiteelisolut pääsevät tunkeutumaan alla olevaan sidekudokseen. On osoitettu, että parodontiitissa aktivoituneet ientaskun epiteelisolut erittävät erityisen tehokasta kollagenaasia, joka hajottaa parodontiumin säikeitä «»3. Siten taskuepiteeli aktiivisesti osallistuu parodontiumin tuhoutumiseen ja ientaskumuodostukseen «Uitto V-J, Airola K, Vaalamo M, Johansson N, Putnins EE, Firth JD, Salonen J, Lopez-Otin C, Saarialho-Kere U, Kahari VM. Collagenase-3 (matrix metalloproteinase-13) expression is induced in oral mucos»5.

Ikenen sidekudoksen muutokset

Gingiviitti on yksi ihmisen tavallisimpia kroonisia tulehduksia. Kolmesta neljään päivään siitä, kun bakteerit ovat kertyneet ientaskuun ja tulehdusreaktio on käynnistynyt, alkaa sidekudoksen hajoaminen. Hajoaminen alkaa verisuonia ympäröivistä kollageenisäiekimpuista. Noin 70 % tulehtuneen sidekudoksen kollageenista menetetään. Hajoamisen aiheuttavat pääasiassa kehon omien solujen, kuten PMN-solujen ja fibroblastien, vapauttamat proteaasit. Tämän ensimmäisen kollageenin menetyksen seurauksena ien menettää kiinteän rakenteensa ja turpoaa sekä muuttuu pehmeäksi ja punaiseksi. Tavallisesti hajoamisen ja uudistumisen välille syntyy tässä vaiheessa tasapaino, ja tulehdus rajoittuu gingivaan. Jos kollageenin hajoaminen jatkuu syvemmälle kudokseen ja ulottuu parodontaaliligamentin ylimpiin säiekimppuihin, gingiviitti muuttuu parodontiitiksi.

Parodontaaliligamentin muutokset

Parodontiitille on ominaista parodontaaliligamentin eli hammasta alveoliluuhun kiinnittävien kollageenisäikeiden hajoaminen. Parodontaaliligamentin kollageeni uudistuu jatkuvasti. Kollageenin nopea uudistuminen on todennäköisesti edellytys sille, että parodontium kykenee sopeutumaan siihen kohdistuviin, esimerkiksi pureskelun aiheuttamiin, voimiin. Parodontaaliligamentin säikeet ovat pääosin tyypin I kollageenia, samaa kollageenia kuin on luissa ja jänteissä. Tätä kollageenia hajottaa pääasiassa kaksi entsyymiä, joita nimitetään kollagenaaseiksi, matriksin metalloproteinaasi-1 (MMP-1) ja MMP-8 «Birkedal-Hansen H. Role of matrix metalloproteinases in human periodontal diseases. J Periodontol 1993; 64: 474-484. »6. MMP-1:tä tuottavat ja vapauttavat pääasiassa fibroblastit, ja se osallistuu kollageenin luonnolliseen uusiutumiseen. PMN-solut erittävät MMP-8:aa vaeltaessaan verisuonista kudoksiin. Vapautuneen MMP-8:n määrä heijastelee PMN-solujen määrää ja täten alueen tulehdusastetta. Ienkudoksessa vallitseva kollagenaasi on MMP-1, kun taas MMP-8 vallitsee ientaskun tulehdusnesteessä «Uitto V-J, Overall C, McCulloch C. Proteolytic host cell enzymes in gingival crevicular fluid. Periodontol 2000 2003; 31: 71-104. »7 «Ingman T, Könönen M, Konttinen YT, Siirilä HS, Suomalainen K, Sorsa T. Collagenase, gelatinase and elastase activities in sulcular fluid of osseointegrated implants and natural teeth J Clin Periodonto»8 «Chen HY, Cox SW, Eley BM, Mäntylä P, Rönka H, Sorsa T. Matrix metalloproteinase-8 and elastase activities in gingival crevicular fluid from chronic adult periodontitis patients. J Clin Periodontol 200»9. Molemmat kollagenaasit vapautuvat latentissa eli epäaktiivisessa muodossa ja aktivoituvat solun ulkopuolella. Aktivaatio tapahtuu muiden proteaasien tai reaktiivisten happiradikaalien välityksellä. Elimistöllä on luonnollisia puolustusmekanismeja kollagenaaseja vastaan. Metalloproteinaasien kudosestäjät (tissue inhibitors of matrix metalloproteinases, TIMP) ovat joukko kollagenaasien spesifejä estäjiä. Myös ei-spesifi proteaasiestäjä a-2-makroglobuliini estää kollagenaaseja. TIMP:en pitoisuuksien ja aktiviteetin mahdollisten muutosten merkitys parodontiitin kehittymiselle ei ole selvillä «Hayakawa H, Yamashita K, Ohwaki K, Sawa M, Noguchi T, Iwata K, Hayakawa T. Collagenase activity and tissue inhibitor of metalloproteinases-1 (TIMP-1) content in human whole saliva from clinically heal»10. Eräät tutkimukset kuitenkin viittaavat siihen, että TIMP-pitoisuudet ovat pienemmät parodontaalisairauksissa «Haerian A, Adonogianaki E, Mooney J, Manos A, Kinane DF. Effects of treatment on gingival crevicular collagenase, stromelysin and tissue inhibitor of metalloproteinases and their ability to predict re»11.

Ratkaisevana erona gingiviitin normaalin ja toiminnallisen tulehdusreaktion ja kudosta tuhoavan parodontiitin välillä ei pidetä vapautuneen kollagenaasin määrää vaan sitä, kuinka suuri osa siitä aktivoituu ja kuinka suuren osan TIMP:t estävät. Monet tutkimukset osoittavat, että parodontiittipotilaiden ientaskunesteessä on enemmän aktiivista MMP-8:aa verrattuna gingiviittipotilaisiin tai terveisiin «Lee W, Aitken S, Sodek J, McCulloch CA. Evidence of a direct relationship between neutrophil collagenase activity and periodontal tissue destruction in vivo: role of active enzyme in human periodontit»12 «Romanelli R, Mancini S, Laschinger C, Overall CM, Sodek J, McCulloch CA. Activation of neutrophil collagenase in periodontitis. Infect Immun 1999; 67: 2319-2326. »13. Latentin kollagenaasin suuri määrä on sitä vastoin yhdistetty gingiviittiin «Lee W, Aitken S, Sodek J, McCulloch CA. Evidence of a direct relationship between neutrophil collagenase activity and periodontal tissue destruction in vivo: role of active enzyme in human periodontit»12. Yhteenvetona voidaan sanoa, että suuri kollagenaasiaktiivisuus ja vähän TIMP:ia ovat yhteydessä aktiiviseen parodontiittiin ja päinvastainen tilanne parodontaaliseen terveyteen.

Tulehdussolut

Parodontiitti on infektiosairaus. Siitä huolimatta viime vuosikymmeninä on tullut yhä selvemmäksi, että varsinainen syy sairauden syntyyn löytyy elimistön vasteesta ientaskun bakteereille, ts. tulehdusvasteesta. Myös kliinisesti täysin terveissä taskuissa tapahtuu valkoisten verisolujen jatkuvaa vaellusta verisuonista sidekudoksen ja taskuepiteelin läpi ientaskuun. Mitä enemmän on bakteeripeitteitä, sitä voimakkaampi on tulehdusreaktio. Kuitenkin myös täysin puhdistamattomilla pinnoilla vallitsee tasapaino bakteerien ja elimistön vasteen välillä, ts. kehittyy krooninen gingiviitti ilman parodontaalista kudostuhoa. Pienellä osalla väestöä tämä tasapaino ei säily, vaan gingiviitti muuttuu kudosta tuhoavaksi parodontiitiksi. Epäselvää on, mikä saa aikaan tämän muutoksen. Viime vuosikymmenen tiivis tutkimustyö ei ole kyennyt löytämään kudosta tuhoavan tulehduksen spesifiä osoitinta. Gingiviitissä näyttävät olevan läsnä kaikki samat sytokiinit, proteaasit ja solutyypit kuin parodontiitissakin. Jostain syystä pro- ja anti-inflammatoristen sytokiinien, proteaasien ja antiproteaasien sekä oksidanttien ja antioksidanttien välinen herkkä tasapaino on parodontiitissa häiriintynyt «Page RC, Schroeder HE. Pathogenesis of inflammatory periodontal disease. A summary of current work. Lab Invest 1976; 34: 235-2349. »14 «Degre M. Cytokines and bacterial infections. Biotherapy 1996; 8: 219-228. »15.

On epäselvää, mitkä solut tosiasiallisesti ovat liioitellun tulehdusreaktion syy. Kaikki solut aina taskun epiteelisoluista sidekudoksen makrofaageihin ja T-lymfosyytteihin voivat ylireagoida.

Neutrofiilit granulosyytit eli PMN-solut ovat heti ihon ja limakalvon muodostaman mekaanisen esteen jälkeen seuraava vastavoima bakteerien tunkeutumiselle elimistöön. Gingiviitissä ja parodontiitissa kertyy suuri määrä PMN-soluja ientaskuun ja aivan taskuepiteelin alaiseen sidekudokseen. Näiden solujen tehtävä on estää bakteerien tunkeutuminen syvemmälle kudokseen. PMN-solujen kertyminen on normaali ja toiminnallinen reaktio, joka on edellytys suun terveydelle «Delima AJ, Van Dyke TE. Origin and function of the cellular components in gingival crevice fluid. Peri-odontol 2000 2003; 31: 55-76. »16. Potilailla, joilla on vähän PMN-soluja (agranulosytoosi), on usein erittäin vakava-asteinen parodontiitti. PMN-solujen muodostama suoja bakteerien tunkeutumista vastaan toimii myös parodontiittipotilailla. Heilläkään eivät parodontiumin bakteerit leviä syvemmälle kudokseen.

Parodontiittipotilaiden aivan liian voimakkaan ja pitkäkestoisen tulehduksen selitys voi olla, että näiden potilaiden PMN-solut ovat vajavaisia eivätkä kykene tappamaan bakteereita kyllin tehokkaasti. Mikrobit voivat ehkä näin pysyä kauemmin kudoksessa ja pitää yllä tulehdusta. Eräät tutkimukset viittaavat erityisesti aggressiivisen parodontiitin kohdalla tähän. Kuitenkin viimeisimmät tutkimukset osoittavat, että hampaiden menetys ei aiheudu ensi kädessä PMN-solujen vajaatoiminnasta, vaan näiden solujen liioitellusta reagoinnista. PMN-solut vapauttavat sekä proteaaseja että reaktiivisia happiradikaaleja taistellessaan bakteereita vastaan. Näin tapahtuu sekä gingiviitissä että parodontiitissa. Näyttää siltä, että parodontiittipotilaiden PMN-solut vapauttavat näitä aineita niin nopeasti ja niin suuria määriä, ettei elimistön luonnollinen vaste, antiproteaasit ja antioksidantit, kykene estämään kudostuhoa. Kun parodontiittipotilaiden perifeerisiä, verenkierron PMN-soluja stimuloidaan in vitro -olosuhteissa, ne tuottavat enemmän reaktiivisia happiradikaaleja ja vapauttavat enemmän proteiineja pilkkovaa elastaasi-entsyymiä kuin parodontaalisesti terveiden PMN-solut «Figueredo CMS, Gustafsson A, Åsman B, Bergström K. Increased release of elastase from in vitro activated peripheral neutrophils in patients with periodontitis. J Clin Periodontol 1999; 26: 206-211. »17 «Buchmann R, Hasilik A, Van Dyke TE, Lange DE. Amplified crevicular leukocyte activity in aggressive periodontal disease. J Dent Res 2002; 81: 716-721. »18. Myös ientaskuneste (GCF) -tutkimukset osoittavat PMN-solujen paikallista yliaktiivisuutta. Parodontiittipotilaiden GCF-näytteet sisältävät enemmän elastaasia ja ß-glukuronidaasia, jotka molemmat ovat PMN-solujen bakteerifagosytoosin yhteydessä vapautuvia entsyymejä «Cox SW, Eley BM. Cathepsin B/L-, elastase-, tryptase-, trypsin- and dipeptidyl peptidase IV-like activities in gingival crevicular fluid. A comparison of levels before and after basic periodontal trea»19 «Figueredo CMS, Gustafsson A. Activity and inhibition of elastase in GCF. J Clin Periodontol 1998; 25: 531-535. »20 «Lamster IB, Holmes LG, Gross KB, Oshrain RL, Cohen DW, Rose LF, Peters LM, Pope MR. The relationship of beta-glucuronidase activity in crevicular fluid to clinical parameters of periodontal disease. F»21.

Syvemmälle sidekudokseen kertyy monosyyttejä/makrofaageja, joilla myös on suuri vaikutus tulehdusreaktion voimakkuuteen ja kestoon. Eräät tutkimukset osoittavat potilaiden perifeeristen monosyyttien, vastaavalla tavalla kuin PMN-solujen, vapauttavan enemmän proinflammatorisia sytokiineja (interleukiini (IL) -1ß ja tuumorinekroositekijä (TNF) -a) ja prostaglandiini E₂:ta «Shapira L, Soskolne WA, Sela MN, Offenbacher S, Barak V. The secretion of PGE2, IL-1 beta, IL-6, and TNF alpha by adherent mononuclear cells from early onset periodontitis patients. J Periodontol 1994»22 «Offenbacher S, Odle BM, Van Dyke TE. The use of crevicular fluid prostaglandin E2 levels as a predictor of periodontal attachment loss. J Peri-odont Res 1986; 21(2): 101-112. »23. Myös parodontiittipotilaiden tulehtuneesta ienkudoksesta vapautuu enemmän IL-1ß:aa ja TNFa:aa kuin henkilöillä, jolla on vain krooninen gingiviitti «Figueredo CM, Ribeiro MS, Fischer RG, Gustafsson A. Increased interleukin-1 beta concentration in gingival crevicular fluid as a characteristic of periodontitis. J Periodontol 1999; 70: 1457-1463. »24.

Sytokiinit ovat solujen tuottamia ja vapauttamia liukoisia merkkiaineita, jotka säätelevät toisten solujen toimintaa ja aktiviteettia. Useimmat sytokiinit vaikuttavat moniin eri soluihin paikallisesti, ja niillä on erilaisia vaikutuksia eri soluihin ja eri pitoisuuksina. Karkeasti ne voidaan voidaan jakaa proinflammatorisiin ja anti-inflammatorisiin sytokiineihin. Proinflammatorisia sytokiineja ovat esim. IL-1ß, IL-6 ja TNFa. Parodontiitin kannalta mahdollisesti merkityksellisiä anti-inflammatorisia sytokiineja saattavat olla IL-4 ja IL-10. Parodontiitissa todennäköisesti vallitsevat proinflammatoriset sytokiinit, etenkin IL-1ß ja TNFa «Howells GL. Cytokine networks in destructive periodontal disease. Oral Dis 1995; 1: 266-270. »25.

T-lymfosyytit, etenkin T-auttajasolut, vaikuttavat merkittävästi vapauttamiensa sytokiinien välityksellä parodontaalileesioiden immunologisiin ja inflammatorisiin reaktioihin. Nämä solut jaetaan kolmeen ryhmään, Th1, Th2 ja Th3, jotka eroavat toisistaan erittämiensä sytokiinien suhteen. Th3-solujen roolista parodontiitissa ei ole julkaistu tutkimuksia. Sen sijaan tutkimuksia, jotka ovat yrittäneet kartoittaa Th1- ja Th2-solujen merkitystä, on paljon. Tulokset ovat ristiriitaisia, mutta useimpien tulokset viittaavat jonkin asteiseen Th2:n vallitsevuuteen «Kinane DF, Lappin DF. Clinical, pathological and immunological aspects of periodontal disease. Review. Acta Odontol Scand 2001; 59: 154-160. »26. Th1- ja Th2-solujen välisen mahdollisen epätasapainon vaikutusta parodontiitin kehittymiseen ei tunneta.

Kuvassa «»4 kerrotaan, kuinka ientaskun bakteerit voivat aiheuttaa kudostuhon ja sen seurauksena hampaiden menetyksen «Page RC, Kornman KS. The pathogenesis of human periodontitis: an introduction. Periodontol 2000 1997; 14: 9-11. »27.

Parodontiitin seuraukset alveoliluussa

Alveoliluussa tapahtuu jatkuvaa uusiutumista. Terveessä parodontiumissa vallitsee tasapaino uudismuodostuksen ja hajoamisen välillä, jolloin luu uusiutuu siten, että luun tilavuus pysyy ennallaan. Osteoblastien kehitystä ja niiden luunmuodostusta säätelee sarja sekä hormoneihin ja sytokiineihin että kasvutekijöihin vaikuttavia reaktioita «Sodek J, McKee MD. Molecular and cellular biology of alveolar bone. Peri-odontol 2000; 24: 99-126. »28.

Luun hajoamiseen tarvitaan erikoistunut solu, osteoklasti, joka on luuytimestä peräisin oleva, aluksi monosyytin/makrofaagin kaltainen solu. Osteoklastien kehittyminen, aktivoituminen ja myös inaktivoituminen riippuu monista aineista, jotka toimivat sekä yhdessä että toisiaan vastaan. Proinflammatoriset sytokiinit, etenkin IL-1ß ja TNFa, vaikuttavat ratkaisevasti osteoklastien aktiivisuuteen «Reddy SV, Roodman GD. Control of osteoclast differentiation. Crit Rev Eukaryot Gene Expr 1998; 8: 1-17. »29. Nämä sytokiinit stimuloivat sekä osteoklastien kehitystä että niiden aktiivisuutta. IL-1ß estää myös näiden solujen apoptoosia. Arakidonihapon eri aineenvaihduntatuotteet vaikuttavat luun uusiutumiseen. Tämä koskee etenkin prostaglandiineja, jotka aktivoivat osteoklasteja, todennäköisesti tehostamalla eri kasvutekijöiden vaikutusta.

Alveoliluu ei ratkaisevasti eroa muista kehon luista, mutta sen olemassaolo riippuu hampaista ja parodontiumista. Hampaiden poiston seurauksena alveoliluuta resorboituu kyseiseltä alueelta.

Parodontiitissa tapahtuva luun menetys on todennäköisesti seurausta parodontiumin tuhoutumisesta ja luun toiminnan päättymisestä sekä siitä, että parodontiumin jatkuva ja liioiteltu tulehdus vapauttaa suuria määriä TNFa:aa ja IL-1ß:aa, jotka puolestaan aktivoivat osteoklasteja. Molemmissa tapauksissa on luun hajoaminen nähtävä sekundaarisena ilmiönä, jonka parodontaalikudosten liioiteltu tulehdusreaktio aiheuttaa, eikä primaarina ilmiönä, vaikka röntgenologisesti havaittava luun menetys ja kliininen kiinnityksen menetys ovat parodontaalisairauden pääasialliset merkit.

Yhteenvetona voidaan sanoa, että parodontiitti näyttää olevan aivan liian voimakas reaktio ientaskun bakteereille. Samoin kuin muissa kroonisissa kudosta tuhoavissa sairauksissa, kuten reumassa ja Crohnin taudissa, on yhä epäselvää, mikä aiheuttaa ylireagoinnin.

Miten voimme sitten taistella ientaskujen muodostumista ja parodontaalisairauksia vastaan? Teoriassa siihen on useitakin mahdollisuuksia. Ientaskuun voidaan laittaa bakteereita tuhoavia laajakirjoisia aineita. Klooriheksidiiniä sisältäviä lastuja on kaupallisesti jo saatavilla tähän tarkoitukseen. Ehkä tulevaisuudessa voidaan käyttää defensiinejä parantamaan ientaskujen luonnollista puolustusta. Bakteerien tarttumista epiteelisoluihin ja siitä seuraavaa solusignalointia voidaan mahdollisesti ehkäistä täsmälääkkein. Epiteelisolujen tuottamien haitallisten entsyymien toimintaa voidaan myös ehkäistä entsyymi-inhibiittoreilla. Monenlaisia uusia hoitomuotoja kehitellään, ja niistä on varmasti apua tulevaisuudessa. Tänä päivänä meidän pääasiallinen keinomme on kuitenkin taistelu suun haitallisia bakteereita vastaan vanhoilla hyvillä keinoilla. Niistä tärkeimpiä ovat tehokas suuhygienia, parodontiumin sairauksien varhainen toteaminen ja tehokas bakteeriplakin poistaminen hampaiden pinnalta, jotta parodontaalisairaudet saataisiin mahdollisimman aikaisessa vaiheessa hoidettua.

Local consequences of periodontal infections

Certain pathogenic bacteria in the oral cavity are known to initiate immunological and inflammatory reactions in the periodontium, leading to changes in the epithelium, connective tissue and bone that are characteristic of periodontal diseases. Clinically, these changes involve gingival inflammation, formation of gingival pockets and loss of the normal structure and function of peri-odontium.

Periodontitis is characterised by destruction of the periodontal tissues, primarily the collagen fibres in the peri-odontal ligament and secondarily, the alveolar bone. This tissue destruction is mediated by mainly endogenous proteinases, such as matrix metalloproteinase-8 and elastase, in conjunction with reactive oxygen species.

Patients with periodontitis seem to have a hyperinflammatory pattern with excessive inflammatory reaction to the presence of bacteria in the gingival pocket. To protect the body from bacterial invasion, an inflammatory reaction is both functional and necessary. During the fight with the bacteria in the gingival pocket tissue, degrading substances, such as reactive oxygen species and proteases, are released into the surrounding tissues also in patients with gingivitis alone. These substances are normally neutralised by antioxidants and antiproteases in the tissues, but in patients with periodontitis this balance seems to be disturbed. A basically protective reaction becomes tissue destructive.

The first target of periodontopathogenic bacteria is the junctional epithelium. Epithelial cells respond to the microbial attack by either activating or inhibiting cell functions, depending on the type and dose of virulence determinants of the infecting microbes. Junctional epithelium has its own versatile antimicrobial mechanism, which we have recently begun to understand better. This system includes increased cell proliferation, production of antimicrobial substances, such as lysozyme and defensins, and attraction of traditional defence cells, notably neutrophils, to the infected tissue.

Bacteria have developed various ways to manipulate eukaryotic cells in order to avoid elimination by the host response and to create an environment for growth. As a consequence of this epithelial-bacterial interaction, junctional epithelial cells start to proliferate and grow towards the underlying connective tissue, both apically and laterally. Degradation of the pericellular matrix by proteinases secreted by epithelial cells and transmigrating neutrophils partly regulates the rate of epithelial growth. Loss of attachment of the junctional epithelium from the internal basal lamina on the tooth surface leads to formation of gingival pockets.

Concomitant with the changes in epithelium, the subepithelial connective tissue and alveolar bone change drastically during periodontal infection. Continuing infection leads to an excess of proinflammatory cytokines, such as interleukin-1 and tumor necrosis factor-alfa, in periodontal tissues. In the gingiva and periodontal ligament, proteolytic enzymes, including collagenases and elastases, are secreted from leukocytes and activated fibro-blasts and lead to destruction of peri-odontal attachment. Firm connective tissue is replaced by loose tissue infiltrated by leukocytes.

Increased vasculature and epithelial ulcerations increase the tendency of the gingiva to bleed. In alveolar bone the osteoclasts are activated, causing resorption of marginal bone. Not until a certain amount of alveolar bone has been lost can periodontal disease be seen in the radiographical examination. At earlier stages of the disease, however, the inflammatory mediators and proteolytic enzymes can be measured in gingival crevicular fluid. In future, tests of crevicular fluid will provide accurate and practical means to detect early signs of periodontitis. In addition, efficient methods to prevent subgingival plaque growth and tissue destruction will be available. Meanwhile, periodontal probing and removal of bacterial plaque from tooth surfaces provide the best means of promoting periodontal health.