Normal concentration of oral fluid procalcitonin and concentration in periodontitis

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Objective. To study the procalcitonin concentration (PCC) in the oral fluid of healthy persons and patients with periodontitis.

Materials and methods. The procalcitonin concentration was studied in the oral cavity of 42 patients with periodontitis (main group) and 25 patients with sanitized oral cavity (comparison group).

Results. The result medians in the comparison group by 1.658 times exceeded the median in the main group (р = 0,004315) and made up for the main group 114 (64; 144) pg/ml and for the comparison group 189 (117; 485) pg/ml. No differences in the oral fluid PCC concentration between men and women (p = 0,052) were revealed. There was not observed the dependence of the PCC content in the saliva on the age of the examined persons (R = –0.208).

Conclusions. The decrease in the oral fluid PCC concentration can be induced by the decrease in the bacterial load due to preliminary sanation of the oral cavity and dilution of the saliva as a result of activation of exudation and salivation processes in periodontium tissue inflammation.

Full Text

Введение

Пародонтит – одно из наиболее распространённых стоматологических заболеваний полости рта, являющееся частой причиной нарушения целостности зубного ряда [1, 2]. В его патогенезе значительную роль играет воспалительный процесс в слизистой оболочке полости рта, в частности в пародонте [3]. Биологические жидкости полости рта, буккальный эпителий характеризуются изменением своих характеристик при различных стоматологических заболеваниях [4–6]. Это позволяет использовать их для диагностики и оценки динамики различных патологических процессов, в частности воспалительных заболеваний полости рта [4, 6, 7]. Определенный интерес представляет исследование содержания прокальцитонина (ПКТ) – белка с недостаточно ясной собственной функцией, который на сегодняшний день рассматривается как показатель системной воспалительной реакции преимущественно бактериального происхождения.

Цель исследования – изучить концентрацию ПКТ в ротовой жидкости здоровых и больных пародонтитом. 

Материалы и методы исследования

Выполнено одномоментное обсервационное исследование типа «случай – контроль». Исследование проведено с соблюдением этических принципов проведения медицинских исследований с участием людей в качестве субъектов, изложенных в Хельсинкской декларации Всемирной организации здравоохранения, и на его проведение получено одобрение этического комитета ФГБОУ ВО «Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера» Минздрава РФ.

В исследование включены пациенты, госпитализированные для лечения в стоматологическую клинику ФГБОУ ВО ПГМУ им. академика Е.А. Вагнера Минздрава РФ, а также добровольцы: сотрудники, родственники сотрудников и волонтеры. Общее количество обследованных – 67 человек. Основную группу составили больные (n = 42) хроническим периодонтитом, обратившиеся в период обострения. Диагноз подтверждался результатами клинико-рентгенологического обследования. Группу сравнения составили пациенты (n = 25), проходившие ежегодный диспансерный осмотр с участием стоматолога, не предъявлявшие специфических жалоб, указывающих на патологию пародонта. Группы не различались по возрасту обследованных (в основной – 46,69 ± 12,24 г.; в группе сравнения – 44,52 ± 13,81 г.; р = 0,357), по соотношению полов: в основной группе соотношение «мужчины/женщины» составило 10/32, в группе сравнения – 5/20 (двусторонний критерий Фишера p = 0,7175).

Состав ротовой жидкости зависит от особенностей ее сбора, что требует их стандартизации [8, 9]. Исследовали ротовую жидкость, представляющую собой смешанную нестимулированную слюну, собранную через 1,5–2 ч после завтрака в диапазоне времени от 9 до 12 ч. Обследуемого просили в положении сидя опустить голову и держать рот открытым в течении 2 мин. Секреты желез и слизистой полости рта (базальная, не стимулированная секреция) аккумулировались на дне полости рта. Скапливающуюся ротовую жидкость собирали стеклянной пипеткой (использовали глазную пипетку) и переносили в пластиковую пробирку. Процедуру повторяли несколько раз до получения объема слюны не менее 0,5 мл. После сбора собранный материал центрифугировали при 2000g. Надосадочную жидкость, отделившуюся после центрифугирования, аликвотировали в пробирки Эппендорфа и не позднее 4 ч от момента сбора помещали в холодильную камеру и хранили до исследования при температуре – 40 °C [5].

Концентрацию ПКТ определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа (ИФА) с использованием тест-системы «Прокальцитонин-ИФА-БЕСТ») (номер по каталогу А-9004) («Вектор-Бест», Россия). Оптическую плотность проб регистрировали на вертикальном фотометре StatFax 3200 (Awareness, США). Правильность определения концентрации ПКТ контролировали по результатам измерения внутреннего стандарта, значения которого составили 2,67 и 2,73 пг/мл при диапазоне допустимых значений 2,3–3,1 нг/мл.

Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью пакета программ Statistica v. 7 (StatSoft Inc., США). Для каждого массива данных рассчитывали параметры описательной статистики: среднюю арифметическую (М), стандартное отклонение (SD), медиану (Me) и интерквартильный диапазон (25%-ный; 75%-ный процентиль), а также минимальное (min) и максимальное (max) значение. Характер распределения полученных результатов оценивали с использованием критерия Шапиро – Уилка (таблица). Полученные результаты позволили отвергнуть нулевую гипотезу о нормальном характере их распределения, что послужило основанием для применения непараметрических методов при выполнении дальнейшего статистического анализа.

Две независимые выборки сравнивали с использованием U-критерия Манна – Уитни. За максимально приемлемую вероятность ошибки первого рода (р) приняли величину уровня статистической значимости, равную или меньшую 0,05.

Результаты и их обсуждение

Содержание ПКТ во всех образцах ротовой жидкости (n = 67) колебалось в широком диапазоне – от 8 до 2068 пг/мл. Среднее содержание ПКТ составило 291,3 ± 0,441,5 пг/мл, медиана и интерквартильный диапазон составили 133 (77;238) пг/мл. Описательные статистические характеристики первичных результатов представлены в таблице.

 

Содержание прокальцитонина (пг/мл) в ротовой жидкости обследованных

Характеристика

Основная группа

Группа сравнения

Обследованные, абс.

42

25

Средняя концентрация прокальцитонина (M) и его стандартное отклонение (SD)

179,3 ± 313,5

479,5 ± 556,2

Медиана содержания прокальцитонина (Me) и интерквартильный диапазон (25–75%-й процентиль)

119,5

(67; 150)

238

(122; 618)

Минимальное и максимальное значение прокальцитонина (min – max)

8 – 1662

27 – 2393

W-критерий Шапиро – Уилка

W = 0,41003

(p = 0,00000)

W = 0,76456

(p = 0,00006)

 

После анализа первичных данных на наличие грубых ошибок и выбросов из дальнейших расчетов были исключены пять результатов, которые были расценены как грубые ошибки и выбросы: из основной группы – два результата из 42, из контрольной – три из 25.

После повторного анализа первичных результатов и их медико-статистической обработки установлена статистически значимая разница в содержании ПКТ между данными основной группы и группы сравнения (U критерий Mann – Whitney = 246; р = 0,004315). Медиана результатов группы сравнения в 1,658 раза превысила медиану основной группы. Значения Ме (Q1; Q3) составили для основной группы 114 (64; 144) пг/мл, а для группы сравнения – 189 (117; 485) пг/мл (рисунок).

 

Рис. Содержание прокальцитонина (нг/мл) в ротовой жидкости обследованных

 

Значения Ме (Q1; Q3); min–max составили для основной группы 114 (64; 144); размах данных 8 – 303 пг/мл.

Значения для группы сравнения: 189 (117; 485); размах данных 27 – 1200 пг/мл

Не обнаружено различий в концентрации ПКТ ротовой жидкости между мужчинами и женщинами (p = 0,052). Не выявлено зависимости содержания ПКТ в слюне от возраста испытуемых (R = –0,208).

В литературе приводятся данные о содержании ПКТ в жидкостях полости рта при системных воспалительных заболеваниях (сепсисе) [10], хроническом воспаление органов дыхания [11, 12] и при заболеваниях полости рта [13–15]. При этом данные различных исследователей носят противоречивый характер.

Так, в публикации C.W. Bassim et al. [13] приведены данные о результатах исследования ПКТ в слюне и сыворотке крови больных пародонтитом на фоне сахарного диабета в сравнении со здоровыми. Авторы обнаружили отсутствие статистически значимых различий в содержании ПКТ в слюне (p = 0,51) при наличии статистически значимого повышения концентрации ПКТ в сыворотке крови (р = 0,04). Исследователи описали различия концентрации ПКТ в слюне больных тяжелым генерализованным пародонтитом в сравнении с периодонтитом умеренной степени тяжести (р = 0,02), отметив некоторое снижение содержания ПКТ в слюне пациентов с пародонтитом средней тяжести.

Авторы связывают высокий уровень ПКТ в слюне больных тяжелым пародонтитом со стимуляцией его выработки в ответ на воздействие липополисахарида, выделяемого микрофлорой, активно размножающейся при периодонтите. При этом авторы предполагают, что основным источником ПКТ является локальная продукция ПКТ воспалёнными тканями полости рта [13]. Близкие результаты приведены в работе M.K. Hendek et al. [14].

В большинстве исследований концентрации ПКТ в сыворотке крови и слюне практически не различаются [16].

Однако в более поздних работах других авторов не описано статистически значимых различий концентрации ПКТ в слюне больных периодонтитом в сравнении с здоровыми пациентами [15].

Статистически значимое снижение концентрации ПКТ в ротовой жидкости больных пародонтитом, выявленное нами, может быть связано с активным воспалительным процессом, сопровождающим развитие периодонтита. Активный воспалительный процесс, особенно на фоне бактериальной инфекции полости рта, характеризуется активацией протеолитических процессов, что, при отсутствии лечения, может сопровождаться интенсивной деградацией различных белковых соединений. Именно с этим, по нашему мнению, связано, возможно, снижение концентрации ПКТ. 

Выводы 

  1. Медиана концентрации ПКТ в ротовой жидкости больных пародонтитом составила 189 пг/мл, интерквартильный диапазон колебался от 117 до 485 пг/мл.
  2. У пациентов с пародонтитом средней степени тяжести с предварительно санированной полостью рта уровень ПКТ в слюне снижен в 1,658 раза по сравнению с нормой (р = 0,004315). Медиана содержания и интерквартильный диапазон ПКТ составили 114 (64; 144) пг/мл.
  3. Уменьшение концентрации ПКТ в ротовой жидкости может быть обусловлено снижением бактериальной нагрузки вследствие предварительной санации полости рта и разведением слюны, обусловленным активацией процессов экссудации и слюнотечения при воспалении тканей пародонта.
×

About the authors

O. S. Gileva

E.A. Vagner Perm State Medical University

Email: sosnin_dm@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4289-6285
Scopus Author ID: 6602237829

MD, PhD, Professor, Head of Department of Therapeutic Dentistry and Propaedeutics of Dental Diseases

Russian Federation, Perm

Yu. V. Mandra

Ural State Medical University

Email: sosnin_dm@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8439-3272

MD, PhD, Professor, Professor of Department of Therapeutic Dentistry and Propaedeutics of Dental Diseases

Russian Federation, Ekaterinburg

E. Yu. Sivak

E.A. Vagner Perm State Medical University

Email: sosnin_dm@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8739-0245

Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Department of Therapeutic Dentistry and Propaedeutics of Dental Diseases

Russian Federation, Perm

L. G. Polushina

Ural State Medical University

Email: sosnin_dm@mail.ru

Candidate of Medical Sciences, researcher, Central Research Laboratory

Russian Federation, Ekaterinburg

T. V. Libik

E.A. Vagner Perm State Medical University

Email: sosnin_dm@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9790-6700

Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Department of Therapeutic Dentistry and Propaedeutics of Dental Diseases

Russian Federation, Perm

A. Yu. Мaksimova

Ural State Medical University

Email: sosnin_dm@mail.ru

postgraduate student, Department of Clinical Laboratory Diagnostics and Bacteriology, chief researcher of Central Research Laboratory

Russian Federation, Ekaterinburg

D. Yu. Sosnin

E.A. Vagner Perm State Medical University

Author for correspondence.
Email: sosnin_dm@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1232-8826

MD, PhD, Associate Professor, Department of Clinical Laboratory Diagnostics

Russian Federation, Perm

References

  1. Gileva O.S., Bondarenko E.A., Gibadullina N.V., Sadilova V.A., Gileva E.S., Pozdnjakova A.A., Satjukova LJa. New approaches to the treatment of inflammatory periodontal diseases. Ural'skij medicinskij zhurnal 2011; 5 (83): 22–27 (in Russian).
  2. Nazir M., Al-Ansari A., Al-Khalifa K., Alhareky M., Gaffar B., Almas K. Global Prevalence of Periodontal Disease and Lack of Its Surveillance. Scientific World Journal 2020; 2020; 2146160.
  3. Mariotti A., Hefti A.F. Defining periodontal health. BMC Oral Health 2015; 15: 1, 6.
  4. Bazarnyi V.V., Polushina L.G., Maksimova A.Yu., Svetlakova E.N., Sementsova E.A., Nersesyan P.M., Mandra Yu.V. Use of integral indices in the evaluation of buccal cytogram in normal and oral pathology. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika 2019; 64 (12): 736–739 (in Russian).
  5. Sosnin D.Yu., Gileva O.S., Sivak E.Yu., Daurova F.Yu., Gibadullina N.V., Korotin S.V. The content of vasculoendothelial growth factor in saliva and serum in patients with periodontitis. Klinicheskaja laboratornaja diagnostika 2019; 64 (11): 663–668 (in Russian).
  6. Jiang H., Zhang Y., Xiong X., Harville E.W., Qian X. Salivary and serum inflammatory mediators among pre-conception women with periodontal disease. BMC Oral Health 2016; 16 (1): 131.
  7. Jasim H., Carlsson A., Hedenberg-Magnusson B., Ghafouri B., Ernberg M. Saliva as a medium to detect and measure biomarkers related to pain. Sci Rep 2018; 8 (1): 3220.
  8. Khurshid Z., Zohaib S., Najeeb S., Zafar M.S., Slowey P.D., Almas K. Human Saliva Collection Devices for Proteomics: An Update. Int J Mol Sci 2016; 17 (6): 846.
  9. Sivak E.Yu., Sosnin D.Yu., Gileva O.S., Muhamadeev I.S., Maksudova A.A. Proteome of mixed saliva in patients with chronic generalized periodontitis on the background of carotid artery stenosis. Stomatologija 2019; 1: 38 (in Russian).
  10. Galhardo L.F., Ruiv G.F., de Oliveira L.D., Parize G., Soléo Ferreira Dos Santos S., Pallos D., Leão M.V.P. Inflammatory Markers in Saliva for Diagnosis of Sepsis in hospitalized patients: A Cross-Sectional Study. European Journal of Clinical Investigation 2020; 50 (5): e13219.
  11. Patel N., Belcher J., Thorpe G., Forsyth N.R., Spiteri M.A. Measurement of C-reactive protein, procalcitonin and neutrophil elastase in saliva of COPD patients and healthy controls: correlation to self-reported wellbeing parameters. Respir Res 2015; 16 (1): 62.
  12. Sravya M.V.N., Koduganti R.R., Panthula V.R., Surya P.J., Gireddy H., Dasari R., Ambati M. Efficacy of an herbal antioxidant as an adjunct to nonsurgical periodontal therapy on procalcitonin levels in smokers with chronic periodontitis. J Indian Soc Periodontol 2019; 23 (5): 430–435.
  13. Bassim C.W., Redman R.S., DeNucci D.J., Becker K.L., Nylen E.S. Salivary Procalcitonin and Periodontitis in Diabetes. Journal of Dental Research 2008; 87(7): 630–634.
  14. Hendek M.K., Erdemir E.O., Kisa U. Evaluation of Salivary Procalcitonin Levels in Different Periodontal Diseases. Journal of Periodontology 2015; 86 (6): 820–826.
  15. Redman R.S., Kerr G.S., Payne J.B., Mikuls T.R., Huang J., Sayles H.R., Becker K.L., Nylén E.S. Salivary and serum procalcitonin and C-reactive protein as biomarkers of periodontitis in United States veterans with osteoarthritis or rheumatoid arthritis. Biotech Histochem 2016; 91(2): 77–85.
  16. Yousefimanesh H., Robati M., Malekzadeh H., Jahangirnezhad M., Ghafourian Boroujerdnia M., Azadi K. Investigation of The Association between Salivary Procalcitonin Concentration and Chronic Periodontitis. Cell J 2015; 17(3): 559–563.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Figure. The content of procalcitonin (ng / ml) in the oral fluid of the examined

Download (27KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2021 Gileva O.S., Mandra Y.V., Sivak E.Y., Polushina L.G., Libik T.V., Мaksimova A.Y., Sosnin D.Y.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ЭЛ № ФС 77 - 75489 от 05.04.2019 г.