Эффекты омега-3 жирных кислот в сочетанной экспериментальной модели пародонтита и метаболического синдрома

Актуальность. Патогенетически потенцируя друг друга, и пародонтит, и метаболический синдром являются состояниями, которые зачастую предполагают использование общих иммуномодулирующих подходов к терапии. При этом в литературе имеется ряд противоречивых данных, касающихся взаимосвязи пародонтита и метаболического синдрома, а также фрагментарные сведения о потенциальных эффектах применения омега-3 полиненасыщенных жирных кислот (ω-3 ПНЖК) в качестве адъювантной терапии, направленной на снижение интенсивности воспалительного ответа и степени резорбции костной ткани. Исходя из этого, целью данного экспериментального исследования явилась оценка воспалительного ответа и остеорезорбции в тканях пародонта в условиях пародонтита и метаболического синдрома, а также эффектов ω-3 ПНЖК.

Материалы и методы. Экспериментальное исследование проведено на самцах белых крыс линии Вистар (30 крыс), которые были разделены на пять групп: контрольную группу, группу пародонтита, группу сочетанного пародонтита и метаболического синдрома, группу пародонтита с применением омега-3 жирных кислот и группу сочетанного пародонтита и метаболического синдрома с применением омега-3 жирных кислот. Методы исследования включали в себя биохимический анализ для подтверждения метаболического синдрома, обзорный гистопатологический и морфометрический анализ с оценкой степени воспалительной реакции, остеорезорбции и количества остеокластов, а также молекулярно-генетический анализ уровней относительной экспресии мРНК генов TNFα, IL-1β, RANK и OPG.

Результаты. На основании полученных данных установлено, что метаболический синдром у лабораторных животных оказывает негативное потенцирующее влияние как на провоспалительный ответ, так и на выраженность лакунарной остеокластической резорбции лакунарной кости. Применение ω-3 ПНЖК в дозе 40 мг/кг на протяжении 30 дней статистически достоверно снижало выраженность воспалительной инфильтрации в тканях пародонта (3,17 ± 0,21 и 1,83 ± 0,21 в контрольной группе и в группе с коррекцией, р = 0,001) и количество остеокластов (1,75 ± 0,35 и 3,75 ± 0,45 в контрольной группе и в группе с коррекцией, р = 0,003) со снижением экспрессии мРНК TNFα, IL-1β и RANK. Аналогичная направленность эффектов применения ω-3 ПНЖК была выявлена в группе с сочетанным метаболическим синдромом, хотя их проявление было существенно ниже.

Заключение. Представленные данные расширяют имеющиеся представления о взаимосвязи пародонтита и метаболического синдрома, а также указывают на потенциал применения ω-3 ПНЖК в качестве профилактического или терапевтического средства коррекции, как в условиях изолированного пародонтита, так и на фоне метаболического синдрома.

1. Könönen E, Gursoy M, Gursoy UK. Periodontitis: A Multifaceted Disease of Tooth-Supporting Tissues. J Clin Med. 2019;8(8):1135. doi: 10.3390/jcm8081135

2. Trindade D, Carvalho R, Machado V, Chambrone L, Mendes JJ, Botelho J. Prevalence of periodontitis in dentate people between 2011 and 2020: A systematic review and meta-analysis of epidemiological studies. J Clin Periodontol. 2023;50(5):604-626. doi: 10.1111/jcpe.13769

3. Aizenbud I, Wilensky A, Almoznino G. Periodontal Disease and Its Association with Metabolic Syndrome – A Comprehensive Review. Int J Mol Sci. 2023;24(16):13011. doi: 10.3390/ijms241613011

4. Fahed G, Aoun L, Bou Zerdan M, Allam S, Bou Zerdan M, Bouferraa Y et al. Metabolic Syndrome: Updates on Pathophysiology and Management in 2021. Int J Mol Sci. 2022;23(2):786. doi: 10.3390/ijms23020786

5. Paragh G, Seres I, Harangi M, Fülöp P. Dynamic interplay between metabolic syndrome and immunity. Adv Exp Med Biol. 2014;824:171-90. doi: 10.1007/978-3-319-07320-0_13

6. Pirih FQ, Monajemzadeh S, Singh N, Sinacola RS, Shin JM, Chen T et al. Association between metabolic syndrome and periodontitis: The role of lipids, inflammatory cytokines, altered host response, and the microbiome. Periodontol 2000. 2021;87(1):50-75. doi: 10.1111/prd.12379

7. Woelber JP, Reichenbächer K, Groß T, Vach K, Ratka-Krüger P, Bartha V. Dietary and Nutraceutical Interventions as an Adjunct to Non-Surgical Periodontal Therapy – A Systematic Review. Nutrients. 2023;15(6):1538. doi: 10.3390/nu15061538

8. Van Dyke TE, Sima C. Understanding resolution of inflammation in periodontal diseases: Is chronic inflammatory periodontitis a failure to resolve? Periodontol 2000. 2020;82(1):205-213. doi: 10.1111/prd.12317

9. Calder PC. n-3 PUFA and inflammation: from membrane to nucleus and from bench to bedside. Proc Nutr Soc. 2020:1-13. doi: 10.1017/S0029665120007077

10. Mamikutty N, Thent ZC, Sapri SR, Sahruddin NN, Mohd Yusof MR, et al. The establishment of metabolic syndrome model by induction of fructose drinking water in male Wistar rats. Biomed Res Int. 2014;2014:263897. doi: 10.1155/2014/263897

11. Neprelyuk O, Neprelyuk S, Vyselko A, Dzhelip A, Shemyakina I, Severinova S et al. A Modified Experimental Model of Periodontitis in Rats: Morphological and Cytokine Profile. Journal of International Dental & Medical Research. 2024;17(1):15-21. Режим доступа / Available from: http://www.jidmr.com/journal/wp-content/uploads/2024/03/3-D24_2998_Maxim_A_Kriventsov_Russia-Exp.pdf

12. Schroeder AB, Dobson ETA, Rueden CT, Tomancak P, Jug F, Eliceiri KW. The ImageJ ecosystem: Open-source software for image visualization, processing, and analysis. Protein Sci. 2021;30(1):234-249. doi: 10.1002/pro.3993

13. Jin J, Machado ER, Yu H, Zhang X, Lu Z, Li Y et al. Simvastatin inhibits LPS-induced alveolar bone loss during metabolic syndrome. J Dent Res. 2014;93(3):294-299. doi: 10.1177/0022034513516980

14. Ye J, Coulouris G, Zaretskaya I, Cutcutache I, Rozen S, Madden TL. Primer-BLAST: a tool to design target-specific primers for polymerase chain reaction. BMC Bioinformatics. 2012;13:134. doi: 10.1186/1471-2105-13-134

15. Livak KJ, Schmittgen TD. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) Method. Methods. 2001;25(4):402-408. doi: 10.1006/meth.2001.1262

16. Ghasemi A, Zahediasl S. Normality tests for statistical analysis: a guide for non-statisticians. Int J Endocrinol Metab. 2012;10(2):486-489. doi: 10.5812/ijem.3505

17. Li Y, Lu Z, Zhang X, Yu H, Kirkwood KL, Lopes-Virella MF et al. Metabolic syndrome exacerbates inflammation and bone loss in periodontitis. J Dent Res. 2015;94(2):362-370. doi: 10.1177/0022034514561658

18. Lu Z, Li Y, Yu H, Lopes-Virella MF, Huang Y. High-fat diet-induced metabolic syndrome increases ligature-induced alveolar bone loss in mice. Oral Dis. 2023;29(3):1312-1323. doi: 10.1111/odi.14105

19. Li Y, Lu Z, Kirkwood CL, Kirkwood KL, Wank SA, Li AJ et al. GPR40 deficiency worsens metabolic syndrome-associated periodontitis in mice. J Periodontal Res. 2023;58(3):575-587. doi: 10.1111/jre.13107

20. Preshaw PM, Alba AL, Herrera D, Jepsen S, Konstantinidis A, Makrilakis K et al. Periodontitis and diabetes: a two-way relationship. Diabetologia. 2012;55(1):21-31. doi: 10.1007/s00125-011-2342-y

21. Khosravi R, Ka K, Huang T, Khalili S, Nguyen BH, Nicolau B, et al. Tumor necrosis factor-α and interleukin-6: potential interorgan inflammatory mediators contributing to destructive periodontal disease in obesity or metabolic syndrome. Mediators Inflamm. 2013;2013:728987. doi: 10.1155/2013/728987

22. Arreguin-Cano JA, Ayerdi-Nájera B, Tacuba-Saavedra A, Navarro-Tito N, Dávalos-Martínez A, Emigdio-Vargas A et al. MMP-2 salivary activity in type 2 diabetes mellitus patients. Diabetol Metab Syndr. 2019;11:113. doi: 10.1186/s13098-019-0510-2

23. Negrato CA, Tarzia O, Jovanovič L, Chinellato LE. Periodontal disease and diabetes mellitus. J Appl Oral Sci. 2013;21(1):1-12. doi: 10.1590/1678-7757201302106

24. Thomas JT, Joseph B, Varghese S, Thomas NG, Kamalasanan Vijayakumary B, Sorsa T et al. Association between metabolic syndrome and salivary MMP-8, myeloperoxidase in periodontitis. Oral Dis. 2024. doi: 10.1111/odi.15014

25. Maftei GA, Martu MA, Martu MC, Popescu D, Surlin P, Tatarciuc D, et al. Correlations between Salivary Immuno-Biochemical Markers and HbA1c in Type 2 Diabetes Subjects before and after Dental Extraction. Antioxidants (Basel). 2021;10(11):1741. doi: 10.3390/antiox10111741

26. Campos JR, Martins CC, Faria SFS, Carvalho AP, Pereira AG, Costa FO, et al. Association between components of metabolic syndrome and periodontitis: a systematic review and meta-analysis. Clin Oral Investig. 2022;26(9):5557-5574. doi: 10.1007/s00784-022-04583-x

27. Montero E, Molina A, Carasol M, Fernández-Meseguer A, Calvo-Bonacho E, Teresa García-Margallo M, et al. The association between metabolic syndrome and periodontitis in Spain: Results from the WORALTH (Workers' ORAL healTH) Study. J Clin Periodontol. 2021;48(1):37-49. doi: 10.1111/jcpe.13391

28. Kotin J, Walther C, Wenzel U, Zyriax BC, Borof K, Schnabel RB, et al. Association between periodontitis and metabolic syndrome in the Hamburg City Health Study. J Periodontol. 2022;93(8):1150-1160. doi: 10.1002/JPER.21-0464

29. Kim JI, Choi CH, Chung KH. No Association between Metabolic Syndrome and Periodontitis in Korean Postmenopausal Women. Int J Environ Res Public Health. 2021;18(21):11110. doi: 10.3390/ijerph182111110

30. Rosário-Dos-Santos HL, Miranda SS, Gomes-Filho IS, Cruz SSD, Figueiredo ACMG, Souza ES, et al. Periodontitis severity relationship with metabolic syndrome: A systematic review with meta-analysis. Oral Dis. 2023;29(7):2512-2520. doi: 10.1111/odi.14428

31. Kruse AB, Kowalski CD, Leuthold S, Vach K, Ratka-Krüger P, Woelber JP. What is the impact of the adjunctive use of omega-3 fatty acids in the treatment of periodontitis? A systematic review and meta-analysis. Lipids Health Dis. 2020;19(1):100. doi: 10.1186/s12944-020-01267-x

32. Miroult C, Lasserre J, Toma S. Effects of Omega-3 as an adjuvant in the treatment of periodontal disease: A systematic review and meta-analysis. Clin Exp Dent Res. 2023;9(4):545-556. doi: 10.1002/cre2.736

33. Ozaki Y, Morozumi T, Watanabe K, Toyama T, Sasaki H, Sato T, et al. Inhibitory effect of omega-3 fatty acids on alveolar bone resorption and osteoclast differentiation. J Oral Sci. 2020;62(3):298-302. doi: 10.2334/josnusd.19-0267

34. Stańdo-Retecka M, Piatek P, Namiecinska M, Bonikowski R, Lewkowicz P, Lewkowicz N. Clinical and microbiological outcomes of subgingival instrumentation supplemented with high-dose omega-3 polyunsaturated fatty acids in periodontal treatment - a randomized clinical trial. BMC Oral Health. 2023;23(1):290. doi: 10.1186/s12903-023-03018-7

35. González-Alva P, Solís-Suárez DL, Cifuentes-Mendiola SE, García-Hernández AL. A diet rich in omega-3 fatty acid improves periodontitis and tissue destruction by MMP2- and MMP9-linked inflammation in a murine model. Odontology. 2023. doi: 10.1007/s10266-023-00831-y

36. Oliveira MOA, Leonço ÁR, Pavani VB, Barbosa IR, Campos MM. Omega-3 Effects on Ligature-Induced Periodontitis in Rats with Fructose-Induced Metabolic Syndrome. Inflammation. 2023;46(1):388-403. doi: 10.1007/s10753-022-01741-x