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Titel
Korrelation zwischen Parodontitis und Hyperlipidämie - in vivo- und in vitro Studie / eingereicht von Mladen Regoda
Verfasser / VerfasserinRegoda, Mladen
Begutachter / BegutachterinRausch-Fan, Xiao-hui
Erschienen2009
Umfang117 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Med. Univ., Dipl.-Arb., 2009
Anmerkung
Zusammenfassung in engl. Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)Parodontitis / Hyperlipidämie / Atherosklerose / Makrophagen / Schaumzellbildung
Schlagwörter (EN)periodontitis / hyperlipidemia / atherosclerosis / macrophages / foam cell formation
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-3599 Persistent Identifier (URN)
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Korrelation zwischen Parodontitis und Hyperlipidämie - in vivo- und in vitro Studie [1.43 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Ziele: Seit einigen Jahrzehnten wird über den Zusammenhang zwischen Parodontitis und kardiovaskulären Erkrankungen diskutiert.

Parodontitis könnte durch mehrere Mechanismen zur Atherosklerose beitragen: Einer dieser Mechanismen ist mit den proatherogenen Veränderungen des Lipidstoffwechsels assoziiert, ein anderer geht mit der Verstärkung des entzündlichen Geschehens in der Gefäßwand und der Cholesterinaufnahme durch Makrophagen einher. Frühere Studien zeigten, dass Porphyromonas gingivalis (P.g.) die Schaumzellbildung und Lipidoxidation in vitro stimulieren kann, jedoch bleiben die genauen Mechanismen unklar. Frühere in-vivo-Studien berichteten über die proatherogenen Veränderungen des Lipidstoffwechsels, die durch Parodontpathogene induziert wurden. Allerdings sind bisherige klinische Daten kontroversiell zu beurteilen. Die Zielsetzung dieser Studie war es, die Mechanismen, die dem Zusammenhang zwischen Parodontitis und Atherosklerose zugrunde liegen, zu untersuchen, insbesondere die in-vitro-Schaumzellbildung der monozytenähnlichen Zelllinie (U937-Zellen) unter Stimulierung mit P.g.-Lipopolysacchariden (LPS) und oxidiertem LDL (oxLDL) zu beobachten und in vivo die Serumlipidwerte bei Patienten mit aggressiver und chronischer Parodontitis zu bestimmen.

Methode: In-vitro-Studie: Die Schaumzellbildung wurde in einem Zellkultur-Modell untersucht, in welchem die U937-Zellen mit oxLDL stimuliert wurden. Die Schaumzellbildung wurde durch die Bildung von Lipidvakuolen in deren Zytoplasma unter Stimulierung mit oxLDL identifiziert und mittels Oil Red O-Färbung dargestellt. Zellen mit mehr als 10 Vakuolen wurden als Schaumzellen definiert. Der Effekt von P.g.-LPS auf diese oxLDL-induzierte Schaumzellbildung wurde in einem Konzentrationsbereich von 10-2000 ng/ml untersucht. In-vivo-Studie: 38 Patienten (Durchschnittsalter 355), davon 25 mit aggressiver und 13 mit chronischer Parodontitis, wurden in die Studie einbezogen und mit alters- und geschlechtsentsprechenden gesunden Kontrollprobanden verglichen. Das Serum wurde aus dem peripheren Blut isoliert und die Triglyzerid-, Gesamtcholesterin-, LDL- und HDL- Werte, sowie das LDL/HDL-Verhältnis gemessen.

Ergebnisse: In-vitro-Studie: Die oxLDL-induzierte Schaumzellbildung wurde durch P.g.-LPS in dosisabhängiger Weise beeinflusst. Die Stimulation der U937-Zellen mit niedrigen LPS-Konzentrationen (10 ng/ml) reduzierte signifikant die oxLDL-induzierte Schaumzellbildung (P<0.01) im Vergleich zur nur mit oxLDL stimulierten Gruppe. Dagegen steigerte P.g.-LPS bei mittleren Konzentrationen (500 ng/ml) die Anzahl der Schaumzellen signifikant (P< 0.01). Bei höheren LPS-Konzentrationen (1000, 1500, 2000 ng/ml) gab es keine signifikanten Unterschiede in der Anzahl an Schaumzellen im Vergleich zu den nur mit oxLDL-stimulierten Zellen. In-vivo-Studie: Parodontitis ging mit Veränderungen der Serumlipidwerte einher. In den Patientenkollektiven mit aggressiver und chronischer Parodontitis war die Serumkonzentration von HDL signifikant niedriger als bei den gesunden Probanden (P<0.05 bei aggressiver und P<0.001 bei chronischer Parodontitis). Die Triglyzeridwerte und das LDL/HDL-Verhältnis waren in der Gruppe mit chronischer Parodontitis signifikant höher als bei gesunden Probanden (P<0.05 bei Triglyzeridwerten und P<0.001 bei LDL/HDL-Verhältnis). Es konnten keine signifikanten Unterschiede der Gesamtcholesterin- und LDL-Werte bei Patienten mit Parodontitis und gesunden Kontrollprobanden festgestellt werden.

Schlussfolgerung: Die Daten dieser Studie weisen darauf hin, dass chronische Parodontitis mit Veränderungen des Lipidstoffwechsels einhergeht und somit das Risiko für die Entwicklung und Progression von kardiovaskulären Erkrankungen erhöhen kann. Die in-vitro-Studie zeigt eine Modulation der oxLDL-induzierten Schaumzellbildung durch P.g.-LPS.

Mögliche Mechanismen, die diesem Effekt von P.g.-LPS zugrunde liegen, könnten mit den aus stimulierten Makrophagen freigesetzten Zytokinen einhergehen. Diese Zytokine regulieren vermutlich die Expression und Funktion der Scavangerrezeptoren. Zukunftige Studien sollten sich mit der Bestätigung der in-vitro-Ergebnisse in den in-vivo-Modellen auseinander setzen.

Zusammenfassung (Englisch)

Objectives: Nowadays the discussion over the relationship between periodontitis and cardiovascular diseases (CVD) is still ongoing. Periodontitis can contribute to atherosclerosis through several mechanisms. One of these is associated with proatherogenic changes in lipid metabolism, the other goes along with the enhancement of inflammatory events within the vessel wall and cholesterol uptake by macrophage. Some previous studies suggested that Porphyromonas gingivalis (P.g.) may stimulate foam cell formation and lipid peroxidation in vitro; however detailed mechanisms of these effects are not known. Previous in vivo studies have reported proatherogenic changes in lipid metabolism induced by periodontal bacteria, however, clinical evidences have been found to be controversial. The present study was to clarify the mechanisms underlying the link between periodontitis and atherosclerosis, especially to observe in vitro foam cell formation from monocyte-like cell line (U937 cells) under stimulation with oxidized LDL (oxLDL) and P.g. lipopolysaccharide (LPS) and to determine serum lipid levels in patients with aggressive and chronic periodontitis.

Methods: In vitro study: Foam cell formation was determined in a cell culture model, in which the U937 cells were stimulated with oxLDL. Foam cell formation was identified by formation of lipid vacuoles within their cytoplasm under stimulation with oxLDL, determined with Oil red O staining method. Cells with more than 10 such vacuoles were considered as foam cells. The effect of P.g. LPS on these ox-LDL induced foam cell formations was investigated in a concentration range of 10-2000 ng/ml.

In vivo study: 38 patients (age 355), of which 25 with aggressive and 13 with chronic periodontitis were selected into the study and were compared with age- and sex-matched healthy control group. The serum was isolated from peripheral blood and levels of triglyceride, total cholesterol, LDL, HDL and LDL/HDL-ratio were measured.

Results: In vitro study: oxLDL-induced foam cell formation was influenced by P.g. LPS in a dose-dependant manner. At low doses (10 ng/ml), stimulation of the cells with P.g. LPS significantly reduced the oxLDL-induced foam cells formation (P<0.01). In contrast, at intermediate doses (500 ng/ml), P.g. LPS significantly increased foam cells number (P<0.01). At high LPS (1000, 1500, 2000 ng/ml) doses there were no significant changes in foam cells numbers compared to control only with oxLDL. In vivo study: Periodontitis was associated with substantial changes in serum lipids. In patient groups with aggressive and chronic periodontitis the serum HDL concentration was significantly decreased (P<0.05 vs. P<0.001, respectively) compared to healthy subjects. Triglyceride level and LDL/HDL- ratio were increased significantly in the group with chronic periodontitis (P<0.05 and P<0.001, respectively) compared to healthy subjects. No significant differences in the levels of LDL and total cholesterol of periodontitis patients and periodontal healthy subjects were found.

Conclusion: the present study suggests that chronic periodontitis is associated with shifting the lipid metabolism in terms of increasing the risk for development and progression of cardiovascular diseases. In vitro, oxLDL-induced foam cell formation was modulated by P. g. LPS.

Potential mechanisms, underlying these effects of P.g. LPS, could be associated with cytokines, which are released from stimulated macrophages. These cytokines might play a potential role by regulating the expression and functions of scavenger receptors. Future studies will have to aim at the confirmation of in vitro results in in vivo models.