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Parodontitis als Manifestation von medizinischen Multisystemerkrankungen
Parodontitis als Manifestation von medizinischen Multisystemerkrankungen

Parodontitis als Manifestation von medizinischen Multisystemerkrankungen

Parodontitis ist mit einer Reihe weiterer Krankheiten wie Hypertonie, kardiovaskulären Krankheiten, Schlaganfall und Diabetes assoziiert. Dabei blieb unklar, ob die Parodontitis Ursache der assoziierten Krankheiten ist, oder ob sie durch gleiche oder ähnliche Mechanismen ausgelöst wird. Da chronische Entzündungsprozesse infolge der ständigen Freisetzung proinflammatorischer Zytokine den Energieverbrauch deutlich steigern, die Funktion der neuroendokrinen Stressachse verändern und insbesondere die Serotoninproduktion senken, wird die Beteiligung der Parodontitis an der Entwicklung von Chronischen Multisystemerkrankungen (CMI) diskutiert. Die mit der Inflammation einhergehende Aktivierung der Stickoxid/Peroxinitrit-Kaskade inhibiert zudem die Produktion von Adenosintriphosphat (AT P) und schränkt das Leistungsvermögen zusätzlich ein. Hierdurch wird zudem die Fähigkeit gemindert, durch Katecholamine induzierte Stressreaktionen zu kompensieren.

Einleitung

An Knochenfunden früherer Kulturen wurden parodontale Erkrankungen schon nachgewiesen. So wurde horizontaler und vertikaler Knochenabbau bei paläopathologischen Studien an Kieferknochen ägyptischer und präkolumbialischer Kulturen infolge Parodontitis nachgewiesen (RUFFER 1921, SHKLAR & CARANZA 1996). Vergleichbare Veränderungen wurden auch bei Kieferknochenfunden der vorchristlichen Zeit beschrieben (HELD
1989).
Die Entzündung beginnt mit einem subgingivalen (Parodontitis) bzw. einem supragingivalen (Periimplantitis) Biofilm. Lipopolysaccharide, Lipoproteine, Muramylpeptide, Proteoglykane u.a. diffundieren durch das Saumepithel, aktivieren Makrophagen und die Freisetzung proinflammatorischer Zytokine. Das Zahnfleisch schwillt dabei an, ist infolge der Hyperämie und erhöhten Vaskularisation intensiv gerötet und blutet bereits bei leichtem Kontakt. Da Schmerzen initial keine Rolle spielen, ist die Blutung das Leitsymptom. Rauchen, Stress und mangelhafte Mundhygiene gelten als Risikofaktoren der Verschiebung des mikrobiellen Keimspektrums. Die Bedeutung genetischer Varianten (Polymorphismen) der Immunantwort wurde erst in der jüngeren Vergangenheit als wesentliche Faktoren der Entwicklung und Progression der Parodontitis erkannt (SCHÜTT 2011).

Klassifikation der Parodontitis

Die Klassifikation der Parodontitis der verschiedenen internationalen Fachgesellschaften ist uneinheitlich, weist aber auch Überschneidungen auf. Die Definition erfolgt zumeist in Abhängigkeit vom Lebensalter und Zeitpunkt der ersten Manifestation sowie der Dauer der Erkrankung. Pathogenetische und/oder morphologische oder gar immunologische Gesichtspunkte spielen bisher für die Klassifikation eine untergeordnete Rolle. Die American Academy of Peridontology unterscheidet die chronische und die aggressive Parodontitis jeweils in lokalisierter und generalisierter Form sowie Parodontitis als Manifestation systemischer hämatologischer oder genetischer Erkrankungen (AMERICAN ACADEMY
OF PERIDONTOLOGY 1999, WIEBE & PUTINS 2000).

Assoziierte Erkrankungen

In jüngster Zeit wurde darauf hingewiesen, dass Parodontitis mit einem höheren Risiko für Diabetes, rheumatoide Arthritis, Hypertonie, kardiovaskuläre Erkrankungen und Hirninsulten verbunden ist (GRAU et al. 2000, HIGASHI et al. 2008, HUJOEL et al. 2001, HUNG et al. 2003, KHADER et al. 2004, LIBBY 2006, OLIVER 1994). Menschen mit koronarer Herzerkrankung (KHK) haben überproportional häufig eine Parodontitis (LIBBY 2006). Es wird angenommen, dass die zunächst lokal begrenzte Inflammation eine subklinische systemische Entzündung auslöst, die ihrerseits eine Atherosklerose bedingt. Die Intima-Media-Dicke der Koronargefäße korreliert mit der Ausprägung der Parodontitis. Dieser Gesichtspunkt ist auch aus umweltmedizinischer Sicht interessant, da gezeigt werden konnte, dass die chronische lokale Expression proinflammatorischer Zytokine bei Persistenz systemische Effekte auslösen kann. In diesem Fall käme der Parodontitis auch eine bedeutsame Rolle bei der Entwicklung der chronischen Multisystemerkrankung zu (CMI; chronic multisystem illness). Es stellt sich allerdings auch die Frage, ob Parodontitis und die assoziierten Krankheiten gemeinsame Pathomechanismen aufweisen, die bei den unterschiedlichen Manifestationen eine krankheitsauslösende und/oder - unterhaltende Rolle spielen.

Definition der CMI

Bei CMI handelt es sich um Krankheiten, bei denen die physiologische Interaktion des Neuroendokrinoimmunsystems
(NEIS) dereguliert ist und zur Manifestation polysymtomatischer Krankheiten führt, die nicht durch Erkrankungen einzelner Organe zu erklären sind oder auf einzelne Organe beschränkt wären. Zu den CMI werden Chronisches Erschöpfungssyndrom (CFS; chronic fatigue syndrome), Multiple Chemikaliensensitivität (MCS) und Fibromyalgiesyndrom (FMS) entsprechend ihrer Leitsymptome gerechnet. Dazu kommen Sick Building Syndrome (SBS), Posttraumatische Stresserkrankung (PTSD; posttraumatic stress disorder) und Golfkriegssyndrom (GWS; gulf war syndrome), die nach Entstehungsort bzw. Einwirkung klassifiziert sind (HILL et al. 2010, PALL 2007). Didaktisch ist diese Klassifizierung eher fragwürdig, da die Leitsymptome der ersten drei Syndrome auch die entscheidenden Krankheitsmanifestationen der letzten drei Syndrome sind. Zudem ist zu diskutieren, ob nicht funktionelle Störungen des Darms (Dysbiosen, Leaky gut, Nahrungsmittelintoleranzen), Elektromagnetische Hypersensibilität (EHS), die Chronische Schmerzerkrankung (CPD; chronic pain disease) und Depression ebenfalls zu den CMI zu zählen sind.

Mechanismen der CMI – Interaktionen mit dentalen Materialien

Die chronische Inflammation, wie sie auch bei der Parodontitis vorliegt, ist ein wesentliches Merkmal der CMI. Dabei ist die Expression proinflammatorischer Zytokine erhöht. Abhängig von dem Auslöser der Entzündung findet man die Expression von IL-1, IL-6, IL-8, IL-17, TNF-α und IFN-γ/IP10. Von diesen sind für die Parodontitis IL-1, Il-6 und TNF-α besonders bedeutsam (HÖNIG et al. 1989, PREISS & MEYLE 1994, SCHÜTT 2011, VON BAEHR 2011). Die Kontrolle der lokalen Inflammation bessert die systemischen Effekte (D’AJOU et al. 2004). Verschiedene Wege der immunologischen Auslösung der chronischen Inflammation kommen in Betracht:

1. Störung der immunologischen Kontrolle der physiologischen und pathogenen Flora
Die ausgewogene Funktion des Immunsystems ist ein wesentlicher Garant der kommensalen Mundhöhlenflora und der Kontrolle des Ausmaßes der Abwehrleistung von pathogenen Keimen durch die TH1-Zellen. IL-10 kontrolliert dabei neben der Aktivität der TH1-Zellen auch die Inflammation (MÜLLER 2008). Es dominiert bei atopischen Krankheiten, bei Katecholaminüberschuss (SCHAUENSTEIN & LIEBMANN 2006) und posttraumatisch nach Schädel-Hirnverletzungen (SCHALLER 2002). Bei Patienten, die an HIV erkrankt sind, ist die Parodontitis eine häufige Komplikation (GEISER et al. 1996). Die erhöhte IL-10 Expression durch Umwelteinflüsse ist berichtet (MÜLLER 2007). Polymorphismen der Catechol-O-Methyltransferase (COMT), die mit einer Minderleistung des Enzyms einhergehen, verursachen eine länger anhaltende Wirkung der Katochalamine, insbesondere von Noradrenalin, unter Stress. In allen Fällen ist die Abwehrleistung der TH1-Zell gemindert, wodurch die Invasion von Keimen gefördert wird – ein Mechanismus der auch an der Epidermis bei dermatologischen Erkrankungen eine Rolle spielt.

2. Modulation der Immunfunktion durch dentale Materialien
Bei der überwiegenden Mehrheit der dentalen Materialien handelt es sich um nicht physiologische Fremdstoffe, die nach Einbringung kontinuierlich an den Organismus abgegeben werden. Sie werden alle immunologisch identifiziert. Ob sich ein pathologischer Effekt entwickelt hängt von den genetischen, epigenetischen und funktionellen Konditionierungen der einzelnen Person bzw. von den Materialeigenschaften ab. Im günstigen Fall besteht Immuntoleranz ohne Entwicklung einer pathologischen Immunreaktion. Die chronische Abgabe von Metallen, Klebern, Pigmenten, Partikeln, Reaktionsbeschleunigern, Geschmackstoffen und Kunststoffen u.a. birgt ein großes Risiko immunologischer Intoleranzreaktionen in sich (MÜLLER 2004, 2008, VON BAEHR 2011).

Unterschiedliche Immunreaktionen sind möglich. Wird eine entzündliche Reaktion ohne T-Zell Sensibilisierung ausgelöst, kommt es zur Aktivierung des Nukleären Faktors kappa B (NF-κB) und Abgabe der proinflammatorischen Zytokine TNF-α, IFN-γ/IP10, IL-1, IL-6, IL-8. Sind Partikel die Ursache, steht die Produktion von IL-17 im Vordergrund. Bei Partikelgröße von 14-21 μm wird professionelle Phagozytose induziert. Kleinere und größere Partikel werden im Interstitium deponiert. Die Inflammation infolge T-Zell vermittelter Sensibilisierung geht mit der Bildung von IL-2 und
ebenfalls mit der Expression von IFN-γ und TNF-α einher. Faserige Strukturen (Beryllium, Kunststoff/Keramik-Gemische) können granulomatöse Reaktionen (Typ V-Allergie) in Gang setzen. In den beiden letzten Fällen ist der Lymphozytentransformationstest (LTT) diagnostisch (VON BAEHR 2011). Die Epikutantestung ist nur bei Lichen ruber mucosae gelegentlich, aber unzuverlässig relevant (MÜLLER 2011). Auf die besondere Bedeutung von IL-1β bei Parodontitis wird später eingegangen. IL-1β wird insbesondere durch Titanimplantate induziert und führt zu einer Periimplantitis 160 umwelt·medizin·gesellschaft | 25 | 3/2012 Parodontitis (HÖNIG et al. 1989, JACOBI-GRESSER 2011, PREISS & MEYLE 1994, VON BAEHR 2011). Obwohl dieses Zytokin die Blut-Hirnschranken nicht passiert, kann es über ein Sympathikussignal die IL-1beta Produktion im ZNS auslösen und somit den Entzündungsprozess dorthin transferieren (SCHAUENSTEIN & LIEBMANN 2006). Das Beispiel zeigt, dass mit der Ausweitung von Inflammation nicht zwingend die Präsenz des Auslösers von Inflammation verbunden sein muss. Generell kommt den Metallen eine wesentliche Bedeutung für die Entwicklung chronischer Entzündungsprozesse zu (MÜLLER 2004). Neben der dargestellten unspezifischen (ohne T-Zell Proliferation) und spezifischen Entzündungen (mit T- Zell Proliferation und IL-2 Beteiligung) sind sie in der Lage, die Bildung von Zell-Adhäsionsmolekülen zu induzieren (HIGASHI et al. 2008, KLEIN et al. 1995, MERCAGOGLU et al. 2004), was die Entwicklung von Hypertonie, Atherosklerose, kardiovaskulären Komplikationen und Schlaganfall erklärt. Damit ist die Parodontose nicht diesen Krankheiten assoziiert, vielmehr können immunologische Mechanismen, die zur Parodontitis führen, auch Ursache dieser Krankheiten sein.
Als wesentlicher Faktor der Chronifizierung der Entzündung hat sich die mit ihr immer einhergehende Bildung von Stickoxid (NO) herausgestellt. Obwohl NO auf Grund seiner Struktur streng genommen nicht zu den Zytokinen zu zählen ist, erfüllt es doch eine solche Funktion. Es hat die Aufgabe der verstärkten Vaskularisation der betroffenen Region und führt somit Zellen und Mediatoren der Entzündung an den Ort des Geschehens. Findet dieser Prozess über einen längeren Zeitraum statt, kommt es zu einer erheblichen Bildung von Peroxinitrit (ONOO¯) infolge der Reaktion von NO mit Superoxid (O•). Dies führt zu der Aktivierung von NF-κB, das die Ausschüttung roinflammatorischer Zytokine weiter anregt (PALL 2010).

Auswirkung der Inflammation auf die neuroendokrine Funktion

Inzwischen muss es als gesichert angesehen werden, dass chronische Inflammation die neuroendokrine Funktion verändert und hierdurch Symptome wie allgemeinen Leistungsverlust, Müdigkeit, Antriebsarmut, Lustlosigkeit und Niedergeschlagenheit bis hin zu depressiver Symptomatik bedingen kann (MAES & TWISK 2010, MÜLLER 2010, SCHWARZ & MÜLLER 2009, STEJSKAL et al. 2001). Proinflammatorische Zytokine (TNF-α, IFN-γ) sind in der Lage, die Serotoninbildung erheblich zu reduzieren. Ursache ist die Aktivierung der Tryptophan-2,3-Dioxigenase TDO) und der konsekutiven Indolamin-2,3-Dioxygenase (IDO). Dies führt zu einer verstärkten Bildung (bis zu 99 %) von Kynurenin aus der essentiellen Aminosäure L-Tryptophan und einer damit einhergehenden Minderung von Serotonin. Bei einigen Patienten kommt es in der Folge zusätzlich zur Bildung der Kynureninsäure und Chinolinsäure. Beide sind Antagonisten der N-Methyl-Aspartat-Rezeptoren (NMDA-Rezeptoren). In diesen Fällen können Psychosen die Folge sein.

Auswirkungen auf den Energiehaushalt

Die systemischen Folgen chronischer, zunächst lokalisierter Inflammation für die Energiebilanz des Körpers wurden lange Zeit unterschätzt. Inzwischen konnte gezeigt werden, dass diese „stillen oder schwelenden“ Entzündungen [silent or smouldering inflammation (STRAUB et al. 2010)] zu einem erheblichen Energieverlust insbesondere während der Nacht führen. Klinisch geben diese Patienten an, dass sie am Morgen den Tag bereits erschöpft beginnen und die Leistung den ganzen Tag gemindert bleibt. Die Erhöhung des Energieverbrauchs wird mit 25-30 % des gesamten Energiebedarfs von 24 Stunden angegeben (STRAUB et al. 2010). Diese Problematik wird verschärft, wenn die o.a. Peroxinitrit Bildung zu einer Schädigung der mitochondrialen Funktion führt (PALL 2010). Es wird hierdurch die Bildung von Adenosintriphosphat (ATP) eingeschränkt, wodurch der durch die chronische Entzündung bedingte Energieverlust verstärkt wird. Das ATP-Defizit geht mit der Entwicklung von CFS einher (MYHILL et al. 2009), verursacht Myalgien und lange Erholzeiten nach körperlicher Beanspruchung. Das zur Kompensation der durch Katecholamine verursachten Stressreaktion erforderliche S-Adenosylmethionin (SAMe) steht nicht mehr zur Verfügung, da seine Bildung ATP abhängig ist (RASSOW et al. 2008). Es resultiert die fatale Situation, dass der Stress abhängige Energieverbrauch gerade dann nicht gesenkt werden kann, wenn die Reduktion auf Grund des entzündungsabhängigen Energieverlusts besonders nötig wäre (MÜLLER 2007). Die chronische Inflammation geht deshalb immer auch mit einer geminderten Stresstoleranz einher.

Dieser Artikel ist in der UMG 3/2012 erschienen.

Autor
Dr. med. Kurt E. Müller

Mozartstraße 16
87435 Kempten
Tel.: 0831 51 26 729
E-Mail: kurt-mueller@preventamed.de

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