FEATURES OF AMBIENT INTERLEUKIN LEVELS IN BLOOD PATIENTS WITH CHRONIC GENERALIZED PERIODONTITIS AND TYPE 2 DIABETES MELLITUS

Balitska O. Yu.

DENTISTRY

Scentific article

Chronic periodontitis is the sixth most commonly reported complication of diabetes and may have an increased effect on the systemic levels of cytokines in such patients. It has been established that the level of glycemia affects the severity of periodontitis, in particular, in patients with type 2 diabetes with glycosylated hemoglobin levels, bone loss increases by more than 9 %. Conversely, severe periodontitis can also affect the course of diabetes. It have shown that patients with type 2 diabetes and generalized periodontitis has higher incidence of complications such as nephropathy and ischemic heart disease. In fact, this indicates a two-way connection between diabetes and periodontal disease, although the mechanisms of this connection are still unknown. Therefore, the purpose of the study is to find out the changes in the content of anti-inflammatory interleukins (IL-4 and IL-10) in serum of patients with chronic generalized periodontitis, type 2 diabetes and their combination. It was investigated 68 patients with a clinically diagnosed type 2 diabetes mellitus (DM) who were in the endocrinological and therapeutic departments of the Ternopil hospitals (32 of them suffered from concomitant periodontitis), as well as 32 patients with confirmed chronic generalized periodontitis (CGP). The patients included in the study were divided into 4 groups: the 1st - 20 persons of control group, 2nd - 36 patients with type 2 diabetes, 3rd - 32 patients with CGP and Group 4 - 32 patients with type 2 DM and CGP. It was use an immunoenzyme analysis to determine the level of interleukins 4 and 10 (IL-4 and IL-10) in serum. The results of the conducted studies indicate the same type of changes in the concentration of anti-inflammatory interleukins in the studied groups. Thus, the concentration of IL-4 in group 2 was not statistically significantly different from that of controls, while in group 3 it was lower by 1.5 times and in group 4 by 3.0 times vs group 1 (p<0.001). The change in the concentration of IL-10 had a similar dynamics. Thus, the level of IL-10 in group 2 was not statistically significantly different from control, while in group 3 it was lower by 1.2 times and in group 4 - by 2.5 times, relation to group 1 (p<0.001). It should be noted that the concentration of the studied anti-inflammatory cytokines in patients with type 2 diabetes did not significantly differ from the control results.Comparing the obtained changes in the concentration of IL-4, its lowest value was also established in patients of the 4th group with CGP on the background of DM, type 2, which was lower by 60.9% of the results of group 2 and by 33.4%, respectively, of 3 group (p<0.001). Changes of IL-4 concentration were also characterized by the lowest values in the 4th group with CSF on the background of CD, type 2, which was lower by 56.7% of the results of the second group and by 40.6%, respectively, of the 3rd groups (p <0,001). The results of the conducted studies indicate that the decrease in the concentration of IL-4 and IL-10 in patients with type 2 diabetes and chronic generalized periodontitis will lead to dysfunction of the humoral and cellular adaptive immune response.

type 2 diabetes mellitus, chronic periodontitis, interleukins

1. Bakshi D, Kaur G, Singh D, Sahota J, Thakur A, Grover S. Estimation of Plasma Levels of Tumor Necrosis Factor-a, Interleukin-4 and 6 in Patients with Chronic Periodontitis and Type II Diabetes Mellitus. J Contemp Dent Pract. 2018;19(2):166-9.
2.  Marushchak M, Lisnianska N, Krynytska І, Chornomydz I. The mechanisms of apoptosis initiation in rats with chronic enterocolitis combined with streptozotocin-induced diabetes. Georgian Med News. 2017;270:125-30.
3. Mesia R, Gholami F, Huang H. Systemic inflammatory responses in patients with type 2 diabetes with chronic periodontitis. BMJ Open Diabetes Research and Care. 2016;4:e000260.
4. Acharya AB, Thakur S, Muddapur MV, Kulkarni RD. Systemic Cytokines in Type 2 Diabetes Mellitus and Chronic Periodontitis. Curr Diabetes Rev. 2018;14(2):182-8.
5. Demmer RT, Desvarieux M, Holtfreter B. Periodontal status and A1C change: longitudinal results from the study of health in Pomerania (SHIP). Diabetes Care. 2010;33:1037-43.
6. Correa FO, Gonçalves D, Figueredo CM. Effect of periodontal treatment on metabolic control, systemic inflammation and cytokines in patients with type 2 diabetes. J Clin Periodontol. 2010;37:53-8.
7.  Danylevsʹkyy NF, Borysenko AV. Zabolevanyya parodonta. Kyev: Zdorovʹe; 2000. 464 s. [in Russian].
8. Shalmіn OS, Raznatovska OM. Rol protyzapalnykh tsytokіnіv ta klіtyn leykotsytarnoyi formuly krovі u formuvannі іmunnykh reaktsіy pry khіmіorezystentnomu tuberkulozі legen. Suchasnі med. tekhnologіyi. 2014;2:83-9. [in Russian]
9. Anirudh BA, Srinath T, Muddapur MV, Kulkarni RDh. Tumor necrosis factor-α, interleukin-4 and -6 in the serum of health, chronic periodontitis, and type 2 diabetes mellitus. J Indian Soc Periodontol. 2016;20(5):509-13.
10. Hua Y, Shen J, Song Y, Xing Y, Ye X. Interleukin-10 -592C/A, -819C/T and -1082A/G Polymorphisms with Risk of Type 2 Diabetes Mellitus: A HuGE Review and Meta-analysis. PLoS One. 2013;8:e66568.
11. Anirudh BA, Srinath T, Muddapur MV. Evaluation of serum interleukin-10 levels as a predictor of glycemic alteration in chronic periodontitis and type 2 diabetes mellitus. J Indian Soc Periodontol. 2015;19(4):388-92.

ини – 2019 – Вип. 1, том 2 (149) СТОМАТОЛОГІЯ тирозинкінази рецептора інсуліну, що викликає зниження ліполізу шляхом протидії регулюванню ефектів TNF-α і IL-6 [11]. Тому високі рівні ІЛ-10 могли б забезпечити захист від ЦД 2-го типу, тоді як низькі рівні ІЛ10, які виявлені також у нашому дослідженні, можуть виступати чинником прогресування діабету. Висновок. У хворих із генералізованим пародонтитом та поєднанні його з цукровим діабетом 2-го типу перебіг захворювань супроводжується зниженням у сироватці крові рівня протизапальних цитокінів (IL-4 й IL-10) як ознака недостатності імунно-регулюючих процесів у розрішенні запальної реакції, що сприяє формуванню хронічної патології. Перспективи подальших досліджень. У подальшому планується дослідити також особливості змін концентрації прозапальних цитокінів у крові хворих на хронічний генералізований пародонтит у поєднанні з цукровим діабетом 2-го типу. Порівнюючи отримані дані концентрації IL-4, було встановлено, що у пацієнтів 4-ї групи з ХГП на фоні ЦД 2-го типу виявилися найнижчі її значення. Зокрема, рівень її за даної патології був на 60,9 % меншим від показника 2-ї групи і на 33,4 % відносно 3-ї групи (р<0,001) (рис. 1). Концентрація IL-4 знижувалася також у пацієнтів 4-ї групи з ХГП на фоні ЦД 2-го типу. При цьому величини були менші на 56,7 % відносно результатів 2-ї групи і на 40,6 % відносно 3-ї групи (р<0,001) (рис. 2). Отримані результати даного дослідження вказують, що зниження концентрації ІЛ-4 і ІЛ-10 у хворих на ЦД 2-го типу та хронічний генералізований пародонтит приведе до дисфункції гуморальної та клітинної адаптивної імунної відповіді. Отримані дані свідчать, що хронізація пародонтиту на тлі хронічної гіперглікемії супроводжується саме активацією Th2 типу, яка пов’язана із синтезом антитіл і формуванням імунопатологічних проявів [8]. Варто відмітити той факт, що хоча традиційно ІЛ-4 вважають протизапальним цитокіном, Acharya A. B. та співавт. вказують на позитивний кореляційний зв’язок зниженої концентрації ІЛ-4 з TNF-α за умови ХГП і ЦД [9]. Отже, остаточна протизапальна дія ІЛ-4 за умови ХГП на фоні ЦД не визначена. Відомо, що IL-10 контролює продукцію TNF-α, IL-6 та інших медіаторів. Дослідження Hua Y. та співавт. доводить, що IL-10 пов’язаний з ризиком цукрового діабету 2-го типу [10]. Теоретично, більш високі рівні IL-10 повинні викликати підвищення регуляції активності Таблиця. Концентрація протизапальних інтерлейкінів у сироватці крові хворих на хронічний генералізований пародонтит на фоні цукрового діабету 2-го типу, Me [Q25–Q75] Показник Група обстеження 1 група (контрольна), n=20 2 група (ЦД, 2 тип), n=36 3 група (ХГП), n=32 4 група (ЦД+ХГП), n=32 IL-4, пг/мл 4,49 [4,06;4,88] 4,21 [3,63;4,68] 2,98* [2,76;3,25] 1,48*^# [1,12;1,49] IL-10, пг/мл 8,36 [7,66;8,62] 8,13 [7,12;9,33] 6,79* [6,67;7,19] 3,39*^# [3,10;3,73] Примітки: 1. * – достовірні зміни порівняно з контролем, р<0,001; 2.^ – достовірні зміни у порівнянні між 2 і 4 групами, p<0,05; 3. # – достовірні зміни у порівнянні між 3 і 4 групами, p<0,01. Рис. 1. Співвідношення концентрації IL-4 у сироватці крові хворих на ЦД 2-го типу та патологію тканин пародонта (* − достовірні зміни порівняно з контролем). Рис. 2. Співвідношення концентрації IL-10 у сироватці крові хворих на ЦД 2-го типу та патологію тканин пародонта (* - достовірні зміни порівняно з контролем). Література 1

«Bulletin of problems biology and medicine» Issue 1 Part 2 (149), 2019 year, 331-334 pages, index UDK 612.12-02:616.314.17-008.1-06:616.379-008.64

10.29254/2077-4214-2019-1-2-149-331-334