Пародонтит остается одной из основных причин потери зубов. Кроме того, это заболевание повышает риск развития сердечно-сосудистой патологии [84]. В атеросклеротических бляшках коронарных артерий в 83,9% случаев обнаруживаются пародонтопатогенные микроорганизмы [16]. Воспаление в тканях пародонта поддерживается микрофлорой зубной биопленки [67]. В ней О.А. Зориной (2011) по мере развития пародонтита выявлено увеличение количества P. gingivalis, P. intermedia и Т. forsythensis более чем в 100 раз [7].

В динамике пародонтита сначала активируются клеточные факторы местного иммунитета, активность которых резко снижается при нарастании тяжести поражения [17]. На фоне сахарного диабета Д.Л. Льяновой (2012) выявлены морфофункциональные изменения тканевых структур пародонта со снижением активности макрофагов и нейтрофилов [8].

Первая линия неспецифической защиты пародонта включает в себя механические, клеточные и гуморальные механизмы [18, 19]. В клеточную систему защиты входят натуральные киллеры (NK-клетки) и фагоциты. Роль первых выполняют большие гранулярные лимфоциты и моноциты, оказывающие токсическое действие на клетки опухолей и инфицированных клеток.

Специфические рецепторы NK-клеток — CD16 и CD56 [6, 11]. Хемотаксическими стимулами для моноцитов являются С5а-компонент и цитокины семейства IL-8, которые продуцируются активированными макрофагами и лимфоцитами, фибринопептидами, фрагментами коллагена и фибронектина, некоторыми факторами роста (тромбоцитарный фактор роста и трансформирующий фактор роста-β — TGFβ) [83]. В то время как нейтрофилы первыми приходят в зону повреждения, длительно живущие макрофаги часто сохраняются на поздних стадиях воспаления.

Одну из ведущих ролей в инициации и развитии воспалительных реакций играют макрофаги. Они осуществляют фагоцитоз, выделяют цитокины, воспалительные соединения и ферменты, осуществляют презентацию Т-лимфоцитами антигенов микробов, оказывают регулирующее влияние на Т- и В-лимфоциты. При активации эти клетки продуцируют свободные радикалы, NO, цитокины, кемокины и другие медиаторы воспаления, запуская врожденный и адаптивный иммунный ответ [36]. Макрофаги способны обмениваться сигналами с другими клетками иммунной системы. Они могут как стимулировать воспаление, так и подавлять его. Ход этого процесса зависит от регуляторного фактора интерферона-5 (IFN5), действующего в качестве молекулярного переключателя и определяющего характер влияния макрофагов на интенсивность воспаления [61].

Основными продуктами макрофагов являются ИЛ-1, фактор некроза опухоли, простагландины Е2 и I2, лейкотриены В4, С4, D4 и Е4, активатор плазминогена, лизосомные ферменты: коллагеназа, эластаза и катепсины [13].

Макрофаги также непосредственно участвуют в апоптозе клеток. При этом они активно подавляют свою собственную способность отвечать на провоспалительный стимул. В исследованиях показано, что связывание апоптотической клетки происходит через домен на CD14, который практически идентичен липополисахарид (LPS)-связывающему домену. Макрофагальный CD14 соединен с плазматической мембраной через глюкозилфосфатидилинозитольный якорь. Это широко известный способ, посредством которого внутриклеточные сигналы, возбуждаемые LPS с CD14, поступают к сигнальным передающим трансмембранным белкам. При опосредованных CD14 провоспалительных ответах на LPS и другие компоненты бактериальных клеток основные усилия сконцентрированы на роли Toll-подобных рецепторов (TLRs), особенно TLR2 и TLR4, с последующей активацией NFKB (ядерного фактора KB) путем, сходным с сигнальным [12].

В ходе иммунного ответа нативные макрофаги могут приобретать различные функциональные фенотипы [46, 75]. Так, классический М1-фенотип характеризуется продукцией провоспалительных цитокинов и кемокинов, таких как TNFα, IL1β, IL6, IL12, воспалительного белка макрофагов lα (MIP-lα), а также повышенной генерацией NO [43, 71]. M1-макрофаги являются эффекторными клетками, которые интегрированы в Th1-ответ [72]. Этот фенотип убивает микроорганизмы и опухолевые клетки и продуцирует большие количества провоспалительных цитокинов. Альтернативный М2-фенотип макрофагов характеризуется продукцией антивоспалительных цитокинов, таких как IL10 и рецептор ловушки IL1 (IL1ra). Функциональное предназначение М2-фенотипа состоит в регулировании воспалительного ответа, участии в ангиогенезе, ремоделировании тканей и восстановлении иммунного гомеостаза, нарушенного воспалением. Эффективность врожденного иммунитета существенно зависит от фагоцитарной и миграционной активности макрофагов.

Классический M1-фенотип макрофагов формируется при их взаимодействии с вирусами и бактериями и(или) с IFNγ [69]. Поверхностно-клеточными маркерами M1 являются МАРКО-рецептор, CD80, CD86, TLR-2, TLR-4, CD16, CD32, CD62, IL1R1, CD127 [71, 72], функциональным маркером — усиленная продукция NO за счет активации индуцибельной NO-синтазы (iNOS) [40, 85], а морфологическим — округлая форма в культуре клеток [76].

Если макрофаги взаимодействуют с экстраклеточными паразитами — грибами или гельминтами — и(или) с IL4 и IL13, они приобретают альтернативный М2-фенотип [69]. М2 выделяют антивоспалительные цитокины IL10 и IL13, TGFβ [69, 72, 74] и значительно меньше провоспалительных цитокинов и NO, чем M1. M2-макрофаги интегрированы в Th2-ответ, который убивает экстраклеточных паразитов [71, 72]. Поверхностно-клеточными маркерами М2 являются маннозный рецептор (MRC1, CD206), CD163, CD23, CD209, FIZZ1, ST2, рецепторы SR-A и М60, CD184, TRAIL, ИЛlRα, а морфологическим маркером — фибробластоподобная форма в культуре клеток [71].

Исследования С.В. Ляминой и соавт. (2011) показали, что фагоцитарная и миграционная активность М1- и М2-фенотипов макрофагов существенно различается [10]. Использование разных хемоаттрактантов позволяет управлять миграционной активностью макрофагов. Макрофаги M1-фенотипа обладают большей фагоцитарной активностью по отношению к микроорганизмам, чем макрофаги М2-фенотипа. Это связано с тем, что M1-макрофаги иммунологически «ориентированы» на захват внутриклеточных микробов, таких как бактерии и вирусы [27], и они по сравнению с М2-фенотипом имеют большее представительство микробных паттерн-распознающих рецепторов фагоцитоза [81]. М2-фенотип участвует в ремоделировании и восстановлении поврежденных тканей [25, 32], поэтому больше «ориентирован» на захват мертвых фрагментов погибших клеток [90], участвует в поглощении апоптотических клеток [63, 90].

При разной патологии фенотип макрофагов может меняться. В одних случаях репрограммирование фенотипа является адекватным и обеспечивает выздоровление, в других — неадекватным и может способствовать прогрессированию заболевания. В связи с этим возник интерес к способам коррекции фенотипа и факторам репрограммирования макрофагов (ФРМ). Так, стало известно, что некоторые эндогенные ФРМ находятся в сыворотке крови, например, TGFβ, который программирует макрофаги на М2-фенотип [76]. Исследователи предположили, что с помощью снижения и увеличения концентрации сыворотки и соответственно TGFβ в окружающей макрофагов среде можно целенаправленно репрограммировать фенотип макрофагов на M1 или на М2 [22, 37, 42, 45, 66].

С помощью снижения концентрации сыворотки можно репрограммировать морфологический и функциональный фенотип в сторону M1-фенотипа и, напротив, с помощью увеличения концентрации сыворотки — в сторону М2-фенотипа [2, 3, 9].

Данные литературы позволяют считать, что фенотип макрофагов не только определяет характер врожденного иммунного ответа, но и в значительной мере предопределяет выбор между развитием Th1 или Th2 иммунных ответов [29, 37, 68, 70, 88, 100], а именно: M1-фенотип макрофагов и их провоспалительные цитокины TNFα, IL12 и IFNγ стимулируют развитие Th0-клеток в Th1-клетки, а М2-фенотип макрофагов и их антивоспалительные цитокины IL10 и IL4 — в Th2-клетки [2, 79].

К настоящему времени обнаружены факторы, под воздействием которых возможно репрограммирование макрофагов на М1-фенотип. Установлено, что к ним относятся Th1-цитокины (IFNγ, TNFα), патоген-ассоциированные молекулярные комплексы, липопротеины, различные микроорганизмы, цитомегаловирус, белки теплового шока, компоненты внеклеточного матрикса [48, 70]. Установлены также факторы, действие которых программирует макрофаги на М2-фенотип: это Th2-цитокины (IL4, IL13), иммунокомплексы в сочетании с IL1β, IL10, TGFβ, в некоторых ситуациях — внутриклеточные патогены, витамин D₃, глюкокортикоиды, апоптотические клетки.

Таким образом, имеется возможность воздействовать на патогенетические звенья воспалительной реакции с помощью репрограммирования макрофагов и достижения необходимой сбалансированности Th1/Th2-ответов. Это можно рассматривать как новую стратегию управления иммунным ответом при воспалительных заболеваниях пародонта.

Нейтрофилы (полиморфно-ядерные лейкоциты — ПМЯЛ) являются важным элементом неспецифической защитной системы организма. После стимуляции ПМЯЛ в них происходит каскад окислительных реакций (респираторный взрыв) и образуется большое количество свободных радикалов, оказывающих выраженное бактерицидное действие. Гранулы нейтрофилов содержат спектр веществ, предназначенных для разрушения клеточной стенки бактерий (лизоцим, лактоферрин), и гидролитические ферменты: протеазы, пептидазы, оксидазы, дезоксирибонуклеазы и липазы [50]. ПМЯЛ обеспечивают быстрые неспецифические защитные реакции в тканях пародонта. По сравнению с моноцитами и макрофагами, которые могут сохраняться месяцы или даже годы, нейтрофилы — короткоживущие (2—3 сут) клетки.

Одним из механизмов защиты тканей пародонта от бактериальной инвазии является экссудация [47, 62]. Имеется положительная корреляция между количеством десневой жидкости (ДЖ) и степенью воспаления в десне [39, 40, 52, 87]. После фагоцитирования чужеродных частиц нейтрофилы обычно погибают, высвобождая биологически активные вещества. Они содержат большое количество миелопероксидазы, способной окислять анион хлора до гипохлорита. Миелопероксидаза как гем-содержащий белок имеет зеленоватый цвет, что определяет зеленоватый оттенок самих ПМЯЛ. Погибшие нейтрофилы вместе с клеточным детритом из тканей, разрушенных воспалением и микроорганизмами, формируют гной. Нагноение — частый признак воспаления в пародонте. В прошлом пародонтит даже называли альвеолярной пиореей.

Активированные нейтрофилы могут обладать цитотоксичностью для окружающих клеток, поскольку продуцируют целый ряд цитокинов. Преобладание продукции провоспалительных цитокинов приводит к дисбалансу между про- и противовоспалительным пулом [28, 50]. Привлечение в воспаленную десну этих клеток и их накопление в ней сочетается с усиленной экспрессией в тканях десны IL1α, IL1β, IL8 и некоторых адгезионных молекул, источниками которых могут быть, помимо макрофагов, фибробласты, эпителиальные клетки, а также сами нейтрофилы [1]. В воспаленной десне они экспрессируют также полифункциональный цитокин — фактор роста сосудистого эндотелия (VEGF), играющий важную роль в процессах ангиогенеза, тканевой регенерации и воспаления.

Исследованиям нейтрофилов при воспалительных заболеваниях пародонта посвящено много работ. Например, Л.В. Вохминцева и соавт. (2007) установили, что токсический гепатит сопровождается снижением функциональных резервов ПМЯЛ и уменьшением их миграции в десневую борозду [5]. V. Carneiro и соавт. (2012) отметили снижение фагоцитарной активности нейтрофилов периферической крови у больных хроническим пародонтитом [33]. F. Mariano и соавт. (2012) выявили увеличение продукции нейтрофилами NO и белков, обладающих противомикробной активностью [73]. S. Mukherjee и D. Kundu (2012) указывают на более низкую адгезионную способность и миграционную активность ПМЯЛ у больных агрессивными формами пародонтита, чем при его обычном течении [77]. I. Chapple и соавт. (2012) обнаружили увеличение продукции нейтрофилами в тканях пародонта активных форм кислорода при насыщении тканей аскорбиновой кислотой [34]. M. Srinivas и соавт. (2012) выявили заметное снижение хемотаксиса нейтрофилов у курящих пациентов. Клинические наблюдения подтверждают также факт слабовыраженной воспалительной реакции десны у курильщиков даже при обилии зубного налета [89]. Продукция эндогенного ингибитора адгезии нейтрофилов Del-1 с возрастом уменьшается. Вместе с этим увеличивается содержание IL17. Поэтому локальное регулирование уровня Del-1 может явиться методом профилактики воспаления в пародонте у пожилых пациентов [41].

Высвобождаемые ПМЯЛ ферменты способны оказывать литический эффект не только на микроорганизмы, но и на соединительнотканный волоконный каркас пародонта, эпителиальные структуры, поверхностные структуры клеток. Эти ферменты относятся к группе матриксных металлопротеиназ (ММР), поскольку являются ответственными за разрушение экстрацеллюлярных молекул основного вещества (матрикса) [56]. Главная роль среди них принадлежит ММР1 и ММР8. ММР1 выделяется фибробластами, эпителиальными клетками и клетками моноцитарно-макрофагального ряда [80], ММР8 — в основном ПМЯЛ. Все ММР продуцируются в неактивной форме и активируются после отщепления пропептида. Активаторами ММР являются вырабатываемые нейтрофилами энзимы — катепсин-9 и хемотрипсиноподобные ферменты. Активность ММР в клетке регулируется на разных уровнях, включая транскрипцию, активацию белка и взаимодействие с эндогенными ингибиторами, такими как тканевые ингибиторы металлопротеиназ (TIMP). TIMP связываются как с активными, так и с неактивными формами ММР, блокируя активацию латентных форм ММР и ингибируя действие уже активированных ферментов. В настоящее время известны 3 TIMP (TIMP1, TIMP2, TIMP3), выделенных из различных тканей [14, 15].

На взаимодействие между ПМЯЛ и бактериальными клетками влияет ряд факторов [23, 60]. Во-первых, микроорганизмы в десневом желобке или пародонтальном кармане (ПК) образуют биопленку, что значительно ослабляет или полностью делает невозможным фагоцитоз [54, 55, 65, 99]. Во-вторых, на слущенных эпителиальных клетках образуется микробный «планктон», что позволяет бактериям легко мигрировать [58—60, 64, 97]. В-третьих, взаимодействие ПМЯЛ с бактериальными клетками происходит вне ткани пародонта — в десневой борозде или ПК [20, 24, 51, 57, 64].

Не так давно был описан новый механизм защиты, заключающийся в формировании «ловушки из экстрацеллюлярных нейтрофилов» [30]. Такая «ловушка» представляет собой сеть из активированных ПМЯЛ и в значительной степени — из ядер этих клеток. Кроме того что основой «ловушки» является ДНК ПМЯЛ, она также содержит большое количество антибактериальных агентов: гистоны, нейтрофильную эластазу, лизоцим, глюкопротеиды, белок, повышающий проницаемость мембран бактерий [21, 53].

Поддесневая биопленка может рассматриваться, как персистирующая инфекция, трудно поддающаяся дезинтеграции фагоцитами [54, 55, 65, 99]. Бактериальный планктон в содержимом десневого желобка или ПК способен колонизировать новые поверхности [58—60, 63]. Объяснить наличие в ПК массы бактериальных клеток невозможно только тем, что они являются планктонными. В этом случае они должны легко вымываться током ДЖ. Объяснение может заключаться в том, что эти клетки колонизируют поверхность корня и эпителий, становясь более устойчивыми к влиянию противомикробных факторов, т.е. формируя биопленку [95—97]. Еще один возможный вариант сохранения инфекции в зоне ПК — инвазия эпителия и подлежащих тканей микроорганизмами [97]. Пародонтопатогенная микрофлора повреждает эпителий и провоцирует альтерацию тканей пародонта. «Нейтрофильная ловушка» как раз и препятствует продвижению бактерий и их проникновению в ткани. «Ловушка» располагается в пространстве ПК и, таким образом, действует на расстоянии от тканей, не давая бактериям адгезировать на эпителиальных клетках. Ранее сообщалось об обнаружении такой «ловушки» и в исследованиях in vitro [59]. Таким образом, неспособность организма хозяина за счет тканевого фагоцитоза противостоять бактериальному натиску компенсируется с помощью «экстрацеллюлярной нейтрофильной ловушки».

По данным трансмиссионной электронной микроскопии, нейтрофильный фагоцитоз начинается на поверхности эпителия внутренней выстилки ПК за счет активации ПМЯЛ бактериями и LPS [30]. Последние содержатся в составе поддесневой биопленки, но слабо влияют на эпителиальные клетки и быстро удаляются ДЖ [78]. Возможно, нейтрофильный фагоцитоз активируется LPS уже после миграции ПМЯЛ в десневую борозду. Этим объясняется тот факт, что вблизи эпителиальных клеток нейтрофилы не обнаруживаются. Формирование «нейтрофильной ловушки» также может инициироваться IL8. Поэтому активация нейтрофилов может происходить не напрямую антигенами микробов, а посредством выработки IL8 в эпителиоцитах и лейкоцитах.

Другой важный вопрос, стоящий перед исследователями, — о возможности повреждения тканей пародонта нейтрофильными энзимами, особенно, нейтрофильной эластазой [49, 62, 67, 94]. Ранее такая возможность была продемонстрирована в исследовании in vitro [94]. В то же время отдельные исследования показывают, что нельзя исключать и явление апоптоза [97]. Последнее также является защитным фактором, поскольку способствует слущиванию эпителиальных клеток в зонах хронического воспаления [93, 97]. Изучение состояния клеток эпителия при наличии в ПК «нейтрофильной ловушки» у больных хроническим пародонтитом не выявило их повреждений. Нейтрофильная эластаза в исследованиях in vitro поддерживала точечный апоптоз эпителия легкого [92].

Выявлено, что «нейтрофильная ловушка» содержит много активных энзимов [30, 44]. Несмотря на существенную противомикробную активность «нейтрофильной ловушки», некоторые бактерии способны сопротивляться за счет вырабатываемой ими внеклеточной ДНКазы. Последняя позволяет стрептококкам избегать гибели в «ловушке» [26, 31, 91]. Такую ДНКазу выделяют многие бактерии, обитающие в полости рта: стрептококки, некоторые виды фузобактерий и бактероидов, пептострептококки [38, 82, 86]. Защита от микробной ДНКазы — десневая экссудация. Именно сочетание «нейтрофильной ловушки» и десневой экссудации позволяет тканям пародонта длительное время бороться с микробной инфекцией [98].

Представленный обзор показывает, что в последние годы появились новые интересные и перспективные научные факты, позволяющие надеяться на существенный прорыв в пародонтологии, связанный с возможностью управлять неспецифическим защитным ответом тканей пародонта на микробную агрессию.