Ваш город: Москва
Выбрать другой город
  • Зарегистрироваться

Полиморфизм гена VDR и пародонтит. Часть 1

Стоматологические статьи
  • 17 марта 2011
  • 1473
Пародонтология
Обзор
Атрушкевич В.Г.
Зяблицкая М.С.
В последние годы внимание пародонтологов все больше привлекает вопрос связи пародонтита с нарушением регуляции минерального обмена, в том числе с остеопорозом, поскольку снижение минеральной плотности костной ткани альвеолярных отростков челюстей является благоприятным фоном для альтерирующего действия спецефической пародонтопатогенной микрофлоры. Кроме того факторы риска пародонтита и остеопороза схожи и включают курение, возрастные изменения костной ткани, прием лекарственных препаратов, повышение уровня провоспалительных цитокинов, нарушение в системе гуморальной регуляции фосфорно-кальциевого обмена.

Концентрация кальция плазмы крови является жизненно важной константой и тонко регулируется системой гормонов: паратгормон - витамин D - кальцитонин.
 Снижение циркулирующих концентраций ионизированного кальция  влияют на секрецию ПТГ паращитовидными железами через систему отрицательной обратной связи. ПТГ действуют на остеобласты костной ткани и тубулярные клетки почек через связанные с G-Белком рецепторы. В костной ткани, в течение 1 -2 часов, ПТГ стимулирует процесс, известный как остеолизис, в котором кальций под действием остеокластов поступает  из костной ткани в лакуны и передается на внешнюю поверхность кости и, отсюда во внеклеточную жидкость и плазму крови. Несколько часов спустя, ПТГ стимулирует процесс остеокластической резорбции кости (ПТГ стимулирует рост клеток остеобластического ростка, остеобласты опосредуют влияние ПТГ на остеокласты через систему RANKL-RANK-OPG: стимулирует эксперссию RANKL и снижает эксперссию OPG).

ПТГ ингибирует реабсорбцию фосфатов в проксимальных канальцах почек. В то же самое время, ПТГ увеличивает реабсорбцию кальция в петле Генле и дистальных извитых канальцах. Как отмечено ранее, ПТГ также стимулирует C-1 гидроксилирование 25-hydroxy-vitamin D в почках, косвенно стимулируя абсорбцию кальция в кишечнике. Таким образом, ПТГ повышает сывороточную концентрацию ионизированного кальция и снижает концентрацию фосфатов за счет усиления резорбции и снижения экскреции почками.
Витамин D, синтезируемый в коже или получаемый из пищи, увеличивает концентрацию  кальция сыворотки через его действия на кишечник, почки и костную ткань. Основная ткань-мишень для витамина D – кишечник, где он стимулирует экспрессию кальций-связывающего белка, что пропорционально увеличивает абсорбцию кальция, также он повышает абсорбцию фосфатов и магния в кишечнике. В костной ткани витамин D выполняет двоякую функцию, влияя на дифференцирование остеокластов и остеобластов через увеличение синтеза RANKL и М-КСФ и снижение синтеза OPG. Кальцитриол принимает участие и в процессе резорбции, и в процессе костеобразования. В дополнение к контролю секреции PTH по типу отрицательной обратной связи, витамин D не только уменьшает транскрипцию C-1 гена гидроксилазы почек, но также и таковую гена PTH. Таким образом, витамин D не только регулирует свое собственное преобразование в активный метаболит но также и синтез PTH.
Кальцитонин (синтезируемый парафолликулярными клетками щитовидной железы) выделяется в ответ на гиперкальцемию. В костной ткани кальцитонин тормозит дифференцировку и активность остеокластов, способствует их апоптозу, подавляя, таким образом, резорбцию. В кишечнике он снижает всасываемость кальция.  Однако, наблюдаемый избыток кальцитонина в клинической практике обнаруживает малое влияние на кальциевый гомеостаз у взрослых. [1,3]
Коснувшись общих вопросов регуляции минерального обмена, сфокусируем внимание на основных особенностях обмена и функций витамина D и его возможной роли в патогенезе пародонтита.

С момента открытия молекулы витамина D  в 1920 он приобрел большое значение в диетологии и медицине. В 1932 была изучена его химическая структура, и доказано, что этот витамин фактически является стероидом. Но только в конце 1960-ых, выяснилось, что стеройдный витамин D был предшественником нового стеройдного гормона, 1,25(ОH)2D3 (1,25-дигидроксивитаминD), который производится почками, действующими как эндокринная железа. Открытие в 1969 ядерного рецептора витамина D (VDR) для 1,25(ОН)2D3 инициировало быстрый рост количества сообщений  в течение двух десятилетий, описывающих широкую сферу влияния эндокринной системы витамина D.[4]
Витамин D обладает широким диапазоном фундаментальных биологических функций: участвует в поддержания кальциевого гомеостаза, модуляции воспалительных реакций, иммунного ответа, росте и дифференцировке клеток. Рецепторы витамина D обнаружены по крайней мере в 36 тканях и органах (от традиционных тканей - мишеней: кишечник, костная ткань, почки, паращитовидная железа, до мозга, Т- и В-система лимфоцитов, сердца, эндотелия сосудов, волосяных луковиц и др.). Метаболиты витамина D осуществляют аутокринную и паракринную функции в контроле пролиферации и дифференцировки клеток. Влияют на транскрипцию более, чем 200 генов. Активно изучается его роль в развитии таких заболеваний, как сахарный диабет 1 типа, рассеянный склероз, рак различных локализаций, гипертонической болезни, кожных заболеваний.
Как отмечалось выше, витамин Д является одним из важнейших участников гуморальной регуляции фосфорно-кальциевого обмена, прежде всего за счет способности стимулировать кишечную абсорбцию кальция и снижать экскрецию кальция почками. Кальцитриол также оказывает непосредственное влияние на костное ремоделирование и процессы минерализации.
1,25 (ОH) 2 D3 увеличивает экспрессию RANKL на поверхности остеобластов. Закрепление RANKL к RANK вызывает сигнальный каскад, приводящий к дифференцированию клеток-предшественниц макрафагально-моноцитарного ростка в остеокласты. 1,25(ОH)2D3-VDR комплекс  также подавляет экспрессию OPG, «ложного», растворимого рецептора, который связывает RANKL и предотвращает RANK-установленный остеокластогенез.[1, 5] Также витамин Д влияет на содержание М-КСФ (макрофагального колоние-стимулирующего фактора), усиливающего  процессы остеокластогенеза. Существуют данные, что витамин D стимулирует процессы деления и дифференцировки остеобластов через ТФР-бетта, ИФР-2; повышает синтез кислой фосфатазы, остеокальцина, остеопонтина и снижает синтез проколлагена в остеобластах. Кроме того 1,25(ОН)2D3 и паратгормон стимулируют образование интегринов (молекул адгезии) и остеоспонтина, которые могут принимать участие во взаимодействии предшественников остеокластов с остеобластами. В целом, витамин D стимулирует оба процесса костного ремоделирования (и резорбцию и костеобразование). Но существуют данные, говорящие о способности кальцитриола подавлять повышенную резорбцию костной ткани, в том числе вызванную гиперсекрецией паратгормона, положительно влияя, таким образом, на минеральную плотность костной ткани.[1]  Потеря альвеолярной кости - одно из ведущих звеньев в патогенезе пародонтита.
Кроме того, витамин D участвует в регуляции воспалительных реакций и иммунного ответа организма, что также может оказывать влияние на риск возникновения пародонтита. VDR широко представлен среди иммунных клеток, таких как антиген-презентующие клетки, N-киллеры, T-клетки, B-клетки; 1,25(OH)2D3 обладает важными антипролиферативными, продифферернцирующими, и иммуномодулирующими функциями. Лиганды VDR активируют деятельность естественных клеток-киллеров, и увеличивают фагоцитарную активность макрофагов. Иммунные эффекты 1,25(OH)2D3 принципиально связаны с дендритными клеками лимфоузлов, он модулирует антиген-специфические иммунные ответы in vivo. Врожденные иммунные реакции организма против инфекций слизистых оболочек тесно связаны с антибактериальными пептидами. VDR, активированный 1,25(OH)2D3, индуцирует экспрессию цАМФ и betta-defensin 4.  Betta-Defensins обладает антимикробной активностью против микрофлоры полости рта, в том числе пародонтопатогенных штаммов таких, как Actinobacilus actinomycetemcomitans, Porphyromonas gingivalis, Fusobacterium nucleatum, Candida и папиллома вируса. HVDRR пациенты страдают от частых пародонтальных абсцессов, что подтверждает мнение, что витамин D играет роль в поддержании иммунитета ротовой полости. (2)
Эффекты активных метаболитов витамина D опосредованы рецептором витамина D (VDR), обнаруженным в 36 типах клеток в организме.
После связывания витамина Д с VDR этот комплекс образует димеры с другими рецепторами, чаще рецептором ретиноевой кислоты (RXR). В этой форме связанный с  лигандом димеризованный рецептор связывается с определенной областью ДНК. С помощью других ко-активаторов транскрипции или ко-генов - репрессоров, проявление гена или стимулируется или ингибируется. [4]
Существует также негеномный механизм действия витамина Д, связанный с тем же VDR, но локализованным в кавеолах цитоплазматической мембраны. Эти реакции, открытые в середине 1980-ых, протекают в сроки от нескольких минут до часа и не связаны с влиянием на эксперссию генов. Например, быстрое увеличение поглощения кальция в кишечнике, происходящее спустя 4-5 минут после введения 1,25(OH)2 Д, синтез инсулина С-клетками поджелудочной железы, открытие ионных каналов Ca+ и Cl- в остеобластах, перемещение эндотелиальных клеток.
Хотя за геномные, и за негеномные реакции отвечает классический VDR, лигандами в этих процессах выступают различные транс-изомеры 1,25(OH)2 Д. [4]

Ген рецептора витамина Д расположен в 12 хромосоме, содержит 60 тысяч пар нуклеотидов и включает 11 экзонов. Были идентифицированы несколько полиморфизмов длин фрагментов рестрикции (RFLPs) в гене VDR. Например, Tru9I , TaqI, BsmI, EcoRV, ApaI,  FokI, а также длинный/короткий поли А-повтор. Все они кроме FokI, расположенного в экзоне 2, находятся между экзонами 8 и 9. Сайты рестриктаз Bsm1 и Apa1 расположены рядом с 9 экзоном в 8 интроне, являющимся некодирующим участком гена, а значит их полиморфизм не влияет на структуру рецептора витамина Д. Сайт Taq1 рестриктазы расположен внутри 9 экзона, но является «молчащим», так как замена Тимина (T) на цитозин(C) в его 352 кодоне не приводит к замене изолейцина в аминокислотной последовательности белка рецептора. Длинный/ короткий поли А-повтор, служащий микросателитным маркером мРНК, расположен в том же 9 экзоне. Рестриктаза Fok1 выявляет старт-кодон гена VDR.(1)
Во многих исследованиях была установлена связь полиморфизма гена VDR с такими заболеваниями, как остеопороз, сахарный диабет, уролитиаз, псориаз, почечная остеодистрофия, различные новообразования, сердечно-сосудистые заболевания, а также заболеваниями пародонта.
Представляется важным установить, оказывает ли влияние полиморфизм VDR на вероятность возникновения и прогрессию пародонтита, существует ли связь с агрессивными формами, с локальным или генерализованным пародонтитом. Кроме того, принципиально установить, связано ли с риском возникновения пародонтита наличие лишь определенных аллелей или целых гаплотипов.
С этой целью в последние годы было проведено немало исследований в различных странах. Результаты этих исследований довольно разноречивы.


 
2-ю часть статьи читайте здесь

 

Регулярно читаете статьи по специальности? Подпишитесь на нашу рассылку.

No comments yet