實(shí)驗(yàn)性牙周炎對(duì)肥胖大鼠血清C反應(yīng)蛋白及胰島素抵抗的影響

鐘素蘭 倪佳 柴巧學(xué) 章錦才 陳蕾

牙周炎是慢性炎癥性疾病，可以破壞牙齒周?chē)M織結(jié)構(gòu)。一個(gè)未經(jīng)治療的重度牙周炎患者的牙周袋潰爛總面積約為15～20 cm2。這種局部產(chǎn)生的炎癥免疫介質(zhì)會(huì)通過(guò)牙周袋內(nèi)的潰爛上皮進(jìn)入全身循環(huán)系[1]。重度牙周炎常被認(rèn)為是亞臨床敗血癥狀態(tài)[2]。牙周炎不再是口腔健康問(wèn)題，還是公共健康問(wèn)題。牙周炎的局部炎癥會(huì)引起系統(tǒng)性炎癥狀態(tài)的改變，進(jìn)而影響全身健康[3]。

C反應(yīng)蛋白(C- reactive protein，CRP)是一種非特異性的急性時(shí)相蛋白，不僅是心血管疾病的重要預(yù)測(cè)因子，也是2型糖尿病發(fā)展的重要預(yù)測(cè)因子[4]。有研究認(rèn)為CRP是連接肥胖和慢性牙周炎的重要指標(biāo)[5]。前期臨床研究發(fā)現(xiàn)，慢性牙周炎與2型糖尿病患者血清hsCRP水平密切相關(guān)，即牙周感染越嚴(yán)重，血清hsCRP濃度越高[6]。本研究旨在探討牙周炎在急慢性期對(duì)肥胖大鼠血清CRP和胰島素抵抗的影響。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及材料

SPF級(jí)SD大鼠，45 只，雄性，4 周齡。檢疫合格后，隨機(jī)分為對(duì)照組10 只和肥胖大鼠組35 只。對(duì)照組喂以普通飼料。肥胖組大鼠喂以高脂飼料，每周測(cè)量觀察動(dòng)物的體重，體長(zhǎng)及進(jìn)食量，連續(xù)16 周，篩選肥胖模型大鼠30只(體重大于對(duì)照組15%)。綜合大鼠的情況，隨機(jī)分為肥胖大鼠模型組(10 只)和肥胖復(fù)合牙周炎組(簡(jiǎn)稱(chēng)復(fù)合組，20 只)。 20 周齡時(shí)，7%水合氯醛全麻下，復(fù)合組大鼠雙側(cè)上頜第二磨牙用3-0慕絲線(xiàn)(強(qiáng)生愛(ài)惜康)進(jìn)行牙周結(jié)扎，誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn)性牙周炎。在牙周結(jié)扎后，復(fù)合組大鼠死亡4 只，最后納入統(tǒng)計(jì)的復(fù)合組大鼠為16 只。

大鼠及其普通飼料和高脂飼料均由廣東省醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)經(jīng)南方醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物倫理委員會(huì)審核通過(guò)。高脂飼料的能量比：蛋白20%、碳水化合物20%、脂肪60%，約5.24 kcal/g。

1.2 采血時(shí)間點(diǎn)

大鼠在牙周結(jié)扎前、牙周結(jié)扎后1 周、牙周結(jié)扎后4 周均采血。采血前大鼠禁食12 h，眼底靜脈叢采血2 ml。

1.3 檢測(cè)指標(biāo)

1.3.1 空腹血糖 空腹血糖的測(cè)量采用葡萄糖檢測(cè)試劑盒(南京建成生物工程研究所) 氧化酶法測(cè)定4 組大鼠空腹血糖濃度。

1.3.2 CRP和胰島素的檢測(cè) 眼眶靜脈抽取全血1 ml，離心后取400 μl血清，送至廣州金域醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中心，采用ELISA方法檢測(cè)CRP和胰島素。

1.3.3 胰島素抵抗及β細(xì)胞功能的評(píng)估 采用穩(wěn)態(tài)模型的胰島素抵抗指數(shù)及胰島素β細(xì)胞指數(shù)作為觀察指標(biāo)，HOMA- IR=空腹血糖(mmol/L)×空腹胰島素(mIU)/22.5，HOMA- β=20×FINS/(FPG- 3.5)[7]。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié) 果

2.1 動(dòng)物模型制備

實(shí)驗(yàn)初始時(shí)對(duì)照組和肥胖組的體重，體長(zhǎng)及 Lee's指數(shù)無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差(P>0.05),喂養(yǎng)16 周后，高脂飼料組的體重和Lee's指數(shù)顯著高于普通飼料組(P<0.05)。高脂飼料組大鼠的體重高于對(duì)照組的體重15.2%。高脂飼料喂養(yǎng)誘導(dǎo)肥胖，肥胖大鼠模型建立。

表 1 2 組一般情況的比較

20 周齡時(shí)，復(fù)合組大鼠性雙側(cè)上頜第二磨牙行牙 周結(jié)扎，復(fù)合組大鼠牙周結(jié)扎后1 周牙齦發(fā)紅充血，探診易出血，大鼠較為煩躁，進(jìn)食量有所下降；結(jié)扎4 周后，牙齦呈暗紅色，牙齦紅腫或退縮，質(zhì)地松軟，牙齒部分有松動(dòng)，牙根部分暴露。

2.2 牙周結(jié)扎前、1、 4 周的血糖變化

2 組大鼠空腹血糖在牙周結(jié)扎前后隨時(shí)間變化見(jiàn)圖 1。2 組的空腹血糖隨時(shí)間均呈先下降后升高的趨勢(shì)，復(fù)合組空腹血糖在牙周結(jié)扎1 周后降到最低，之后逐漸回升，隨時(shí)間的波動(dòng)變化有顯著差異(F=25.506,P=0.000)對(duì)照組空腹血糖隨時(shí)間變化無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)

2.3 牙周結(jié)扎前、 1 周、 4 周空腹胰島素的變化

2 組大鼠空腹胰島素在牙周結(jié)扎前后隨時(shí)間變化見(jiàn)圖 2。 2 組的空腹胰島素隨時(shí)間均呈逐漸升高的趨勢(shì)，復(fù)合組空腹胰島素在牙周結(jié)扎后1 周，上升趨勢(shì)較對(duì)照組較為緩慢，兩組空腹血糖隨時(shí)間上升有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.000)。

2.4 牙周結(jié)扎前、 1 周、 4 周的胰島素抵抗變化

2 組大鼠胰島素抵抗隨時(shí)間變化見(jiàn)圖 3。復(fù)合組胰島素抵抗指數(shù)在牙周結(jié)扎后1 周稍下降，結(jié)扎4 周后上升明顯，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=16.130,P=0.000)。肥胖組大鼠胰島素抵抗指數(shù)在整個(gè)觀察期間內(nèi)無(wú)明顯變化(P>0.05)。在牙周結(jié)扎前，結(jié)扎1 周，兩組的胰島素抵抗無(wú)明顯差異(P>0.05);在牙周結(jié)扎4 周后，復(fù)合組的胰島素抵抗指數(shù)明顯高于肥胖組(F=-4.691,P=0.000)。

2.5 HOMA- β隨時(shí)間的變化

2 組大鼠HOMA- β隨時(shí)間變化見(jiàn)圖 4。 2 組的HOMA- β均呈逐漸升高趨勢(shì)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.000)。牙周結(jié)扎前，結(jié)扎1 周，兩組的HOMA- β無(wú)明顯差異(P>0.05)；在牙周結(jié)扎4 周后，復(fù)合組的HOMA- β明顯低于于肥胖組(F=3.672,P=0.002)。

2.6 CRP隨時(shí)間的變化

2 組大鼠CRP水平隨時(shí)間變化見(jiàn)圖 5。復(fù)合組CRP先升高后下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(F=7.773,P=0.004)；肥胖組在觀察期內(nèi)波動(dòng)無(wú)明顯變化(P>0.05)。牙周結(jié)扎前，結(jié)扎4周，兩組的CRP水平無(wú)明顯差異(P>0.05)；在牙周結(jié)扎1 周后，復(fù)合組的CRP水平明顯高于肥胖組(F=-2.362,P=0.030)。

圖 1 2 組大鼠空腹血糖隨時(shí)間的變化 圖 2 2 組大鼠空腹胰島素隨時(shí)間的變化 圖 3 2 組大鼠HOMA- IR隨時(shí)間的變化

圖 4 2 組大鼠HOMA- β隨時(shí)間的變化

圖 5 2 組大鼠CRP隨時(shí)間的變化

3 討 論

隨著人類(lèi)飲食結(jié)構(gòu)和生活方式的轉(zhuǎn)變，越來(lái)越多的人被肥胖所困擾，肥胖成為全球性的健康問(wèn)題。肥胖者較體重正常者發(fā)生牙周炎的風(fēng)險(xiǎn)高2～3倍[8-9]。牙周炎患者中，牙周組織局部細(xì)菌的持續(xù)性感染會(huì)導(dǎo)致慢性低濃度感染，并導(dǎo)致遠(yuǎn)處器官的炎癥感染。本研究探討牙周炎導(dǎo)致的局部炎癥感染是否對(duì)肥胖機(jī)體的全身狀態(tài)產(chǎn)生影響。

肥胖大鼠是許多代謝疾病研究的非常有價(jià)值的動(dòng)物模型。研究認(rèn)為動(dòng)物的體重超過(guò)對(duì)照組15%即可定義為肥胖[10]。本實(shí)驗(yàn)中采用高脂飲食誘導(dǎo)SD大鼠形成肥胖模型，飲食干預(yù)可以較好的模擬人類(lèi)因不健康的飲食習(xí)慣導(dǎo)致的代謝疾病[11]。在牙周干預(yù)前，肥胖組大鼠比對(duì)照組大鼠的體重高15.2%，LEE指數(shù)顯著高于對(duì)照組，兩者之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，認(rèn)為高脂飲食誘導(dǎo)形成了肥胖大鼠模型。

本實(shí)驗(yàn)在肥胖大鼠模型的基礎(chǔ)上，7%水合氯醛麻醉下行牙周絲線(xiàn)結(jié)扎，在結(jié)扎后的1～2 d，有4 只大鼠死亡，解剖大鼠發(fā)現(xiàn)有腸脹氣和腸梗阻現(xiàn)象，可能是有些大鼠對(duì)麻藥的特有并發(fā)癥。在本實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，牙周結(jié)扎1、 4 周后的空腹血糖明顯低于結(jié)扎前，這可能是牙周結(jié)扎后影響大鼠進(jìn)食，減少了食物攝入，血糖降低，在牙周結(jié)扎4周后，空腹血糖水平高于牙周結(jié)扎1 周，大鼠已逐漸適應(yīng)牙周炎癥的不適，但仍低于牙周結(jié)扎前。胰島素水平在結(jié)扎后1～4 周，逐步升高，胰島素抵抗亦逐步升高，在牙周結(jié)扎4 周時(shí)，復(fù)合組的胰島素抵抗顯著高于肥胖組，這提示慢性牙周炎加重了肥胖大鼠的胰島素抵抗。可能的機(jī)制是感染因素，它被認(rèn)為是機(jī)體組織產(chǎn)生胰島素抵抗的重要的、關(guān)鍵的部分。作為感染性疾病的牙周炎，它引起的慢性低度炎癥狀態(tài)會(huì)加重肥胖機(jī)體的胰島素抵抗。近期有研究表明慢性牙周炎與β細(xì)胞功能減退相關(guān)，且認(rèn)為在亞洲人群中，β細(xì)胞功能減退比胰島素抵抗在2型糖尿病的發(fā)展中起了更為重要的作用[12]。在本實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)牙周結(jié)扎4周后，復(fù)合組的HOMA- β顯著低于肥胖組，結(jié)果提示慢性牙周炎引起了β細(xì)胞功能的降低。

CRP是炎癥的非特異性指標(biāo)，代表疾病的活動(dòng)期, 在組織損傷或感染72 h后大幅度升高[13]。本研究結(jié)果顯示，CRP水平在結(jié)扎1 周后明顯升高，結(jié)扎4 周后有所回落，并逐步恢復(fù)到結(jié)扎前，提示CRP是急性炎癥指標(biāo)，在慢性期趨于平穩(wěn)，但仍高于結(jié)扎前。Wang等[14]認(rèn)為牙周炎引起的高水平CRP會(huì)導(dǎo)致胰島素抵抗和糖化血紅蛋白水平的升高，影響2型糖尿病患者和健康人群的血糖控制。本研究中牙周炎的急性期CRP升高最為明顯，但隨著時(shí)間的推遲，CRP水平有所回落，但仍高于牙周結(jié)扎前，胰島素抵抗不斷升高，實(shí)驗(yàn)性牙周炎加重了大鼠的胰島素抵抗，但CRP是否直接參與胰島素抵抗，還是有其他炎癥因子參與這一過(guò)程，仍有待研究。