Болезни пародонта относятся к наиболее распространенным заболеваниям человека. Установлено, что воспалительные процессы в тканях пародонта возникают в присутствии пародонтопатогенных микроорганизмов, действие которых проявляется при нарушении баланса между бактериальной инфекцией и защитными факторами организма, как правило, на фоне неудовлетворительной гигиены полости рта. Однако есть и другие причины возникновения воспалительных болезней пародонта: наличие системных заболеваний и иммунный статус пациента, эмоциональные перегрузки и стрессовое воздействие, наследственная предрасположенность и вредные привычки. Таким образом, гингивит и пародонтит — многофакторные заболевания, при лечении и профилактике которых требуется комплексный подход.
По мнению ряда авторов, например Alugupalli (1996), молоко и молочные продукты являются средствами профилактики заболеваний пародонта [5]. Наиболее эффективными признаны йогурт и кисломолочные напитки [35]. Положительный результат наблюдается после перорального употребления пробиотика Lactobacillus salivarius, снижающего содержание пародонтопатогенных бактерий Tannerella forsythia в поддесневой зубной бляшке [30]. Отмечено, что при этом улучшается состояние пародонта даже у курильщиков [34].
В последнее время стоматологи проявляют интерес к препаратам, содержащим лактоферрин, так как они могут быть использованы в комплексе профилактических и лечебных мероприятий у пациентов с воспалительными заболеваниями пародонта [49].
Лактоферрин — это гликопротеин семейства трансферринов, способный связывать железо. Он является компонентом экзокринной секреции таких продуктов, как грудное молоко и слюна, присутствует в гранулах нейтрофилов [27, 48]. Лактоферрин играет ключевую роль в процессах врожденного иммунитета и проявляет широкий спектр биологических свойств, включающих в себя антимикробную, антивирусную и противогрибковую активность. Кроме того, лактоферрин оказывает антиоксидантное действие, обладает иммуномодулирующими свойствами, способен регулировать клеточный рост и связывается с некоторыми биоактивными веществами, такими как липополисахариды [7, 8].
Для стоматологов лактоферрин представляет интерес прежде всего как белок, оказывающий бактерицидное действие [31]. Он активен в отношении грамположительных, грамотрицательных бактерий и грибов. Бактерицидное действие лактоферрина обусловлено его непосредственным взаимодействием с поверхностью бактерий. Бактериостатическое действие лактоферрина проявляется связыванием ионов железа, что лишает бактерии жизненно важного микроэлемента, в результате чего происходит остановка их роста.
Многие штаммы микроорганизмов, играющих важную роль в патогенезе воспалительных заболеваний пародонта, фиксируясь на клетках-мишенях, начинают секретировать факторы вирулентности белковой природы. Эти белки в мембране клетки хозяина образуют специфические комплексы, отвечающие за бактериальную инвазию. Лактоферрин способен расщеплять некоторые из этих белков, противодействуя таким образом проникновению бактерий в клетки [18].
Актуальным представляется изучение влияния лактоферрина на биопленку полости рта. Она состоит из органических и неорганических веществ, которые являются хорошей питательной средой для развития и жизнедеятельности микрофлоры. В физиологических концентрациях лактоферрин эффективно препятствует образованию биопленки. Считается, что это происходит вследствие связывания углеводным фрагментом лактоферрина поверхностных структур микроорганизмов, в результате чего блокируется их взаимодействие с рецепторами клеток [18]. Другой механизм, объясняющий действие лактоферрина, — стимуляция специфического бактериального движения, называемого подергиванием, что делает невозможным прикрепление бактерий к поверхности зубов и слизистой оболочки рта с образованием микроколоний. Кроме того, некоторым штаммам бактерий для образования пленок требуются высокие концентрации железа в среде. Поэтому лактоферрин, связывая железо, может подавлять образование биопленки, а также способствовать ее уменьшению [46]. Железонасыщенные формы бычьего и человеческого лактоферрина ингибируют развитие биопленки даже в низких концентрациях (>8 мг/мл).
Известно, что именно P. gingivalis и P. intermedia образуют биопленку в поддесневом зубном налете [9, 29]. Испытания бычьего лактоферрина при пероральном приеме выявили уменьшение количества Porphyromonas gingivalis и Prevotella intermedia в поддесневой зубной бляшке у пациентов с заболеваниями пародонта. Совместное использование лактоферрина с антибиотиками значительно усиливает эффект воздействия последних на патогенные микроорганизмы [12] благодаря снижению адгезионных свойств пародонтопатогенных бактерий и предотвращению их фиксации к поверхности зуба, что в свою очередь является ключевым моментом профилактики и лечения воспалительных заболеваний пародонта.
Так как в комплексное лечение заболеваний пародонта традиционно входят профессиональная гигиена полости рта, применение лекарственных препаратов, хирургическое вмешательство (по показаниям) и нормализация гигиенического ухода за полостью рта, возможности включения лактоферрина в состав средств индивидуальной гигиены представляют особый интерес.
Поскольку процедуру профессиональной гигиены полости рта проводят от 2 до 6 раз в год (в зависимости от состояния полости рта), наибольшее значение приобретает соблюдение правил индивидуального гигиенического ухода самим пациентом. Современный человек основную часть дня проводит вне дома, у него нет возможности чистить зубы и полоскать рот каждый раз после еды. Употребление сублимированной мягкой пищи, богатой легко-ферментируемыми углеводами, придает особую актуальность средствам ухода за зубами, при использовании которых не нужно применять зубную щетку для удаления мягкого налета и пищевых остатков. К таким средствам относятся эликсиры, ополаскиватели и гигиенические пенки для полости рта. Действующим началом пенок являются лактоферрин, лактопероксидаза и комплекс растительных экстрактов. Пенка эффективно растворяет зубной налет, препятствуя его накоплению и образованию биопленки в труднодоступных для зубной щетки и нити областях зубного ряда. Особенно это актуально при скученности зубов, наличии в полости рта ортопедических конструкций, имплантатов и несъемной ортодонтической техники.
Причиной воспалительных процессов слизистой оболочки десны и полости рта может стать нарушение равновесия в системе «чужеродный агент — иммунная защита». Установлено, что уровень лактоферрина в десневой жидкости пациентов с гингивитом повышается: содержание Lf (Lf-GCF) с развитием заболевания возрастает в течение 2 нед до максимальных значений — со 125 до 277 нг/мл [16]. При этом число бактерий, способствующих образованию зубного налета, уменьшается, препятствуя развитию гингивита [32]. По-видимому, это можно рассматривать как физиологическую реакцию на воспаление. Известно, например, что концентрация лактоферрина в крови человека в норме составляет около 1 мкг/мл, однако может возрастать до 200 мкг/мл при воспалительном процессе [13].
Являясь одним из компонентов слюны, лактоферрин человека относится к факторам первой линии иммунной защиты. Он эффективен в отношении таких распространенных пародонтопатогенных микроорганизмов, как Streptococcus mutans и Candida albicans [43].
На протяжении ряда лет ученые многих стран изучали влияние лактоферрина, выделенного из молока коров, на наиболее агрессивные пародонтопатогенные бактерии Aggregatibacter actinomycetemcomitans, P. gingivalis и P. intermedia, Treponema denticola, Tanarella forsythensis и др. В исследованиях in vitro была продемонстрирована способность лактоферрина подавлять рост биопленки Р. gingivalis и P. intermedia. Положительным оказался эффект лактоферрина в отношении пародонтопатогенных бактерий в поддесневой зубной бляшке у пациентов с хроническими формами пародонтита. Это свойство лактоферрина может быть использовано в комплексном лечении заболеваний пародонта, поскольку ферменты, продуцируемые бактериями зубного налета, разрушают коллагеновый матрикс, способствуя более глубокому проникновению микроорганизмов в ткани пародонта, что ускоряет деструкцию костной ткани.
Клинические исследования лактоферрина были посвящены эрадикации пародонтопатогенных микроорганизмов поддесневой зубной бляшки у пациентов, страдающих хроническим пародонтитом (табл. 1).
Впервые способность лактоферрина человека уничтожать пародонтопатогенные бактерии A. actinomycetemcomitans была показана Y. Kalmar и R. Arnold (1988). Эта способность проявлялась у ненасыщенных железом, так называемых апо-форм лактоферрина. Бычий и человеческий лактоферрин замедляли адгезию A. actinomycetemcomitans и P. intermedia к фибробластам и эпителиальным клеткам [4]. Между тем в другом исследовании было установлено, что железоненасыщенный апо-лактоферрин способен уничтожать бактерии A.actinomycetemcomitans только в лабораторных условиях. Однако при увеличении насыщения лактоферрина железом происходило ингибирование связи между A. actinomycetemcomitans и эпителиальными клетками [14]. Таким образом, была установлена связь между способностью лактоферрина связывать железо и тем самым снижать уровень агрессивного локализованного пародонтита [15]. Эта же группа ученых сообщила, что биологическая активность лактоферрина человека зависит от структурных особенностей его N-концевой области [48], вследствие чего одна из форм этого бактерицидного белка по-разному проявляет свое антибактериальное действие против Streptococcus mutans, Streptococcus mitis, или A. actinomycetemcomitans (этот вид лактоферрина встречается у пациентов с локализованным ювенильным пародонтитом), в то время как другая разновидность лактоферрина человека связана с агрессивной формой пародонтита [20]. Способность связывать железо и биологическая активность лактоферрицинов (белковые фрагменты лактоферрина) может сократить численность A.actinomycetemcomitans в микробной флоре полости рта и улучшить состояние пародонта при агрессивной форме пародонтита.
Лактоферрин человека способен ингибировать рост P. gingivalis, однако он не проявляет активности к P. intermedia [3, 33], а лактоферрицин неэффективен при лечении заболеваний пародонта, вызванных P. gingivalis [33]. Лактоферрин человека связывается с клеточной стенкой P. gingivalis посредством олигосахаридов и рецепторного белка гемоглобина [33], но бактериальный комплекс P. gingivalis и P. intermedia ослабляет его способность к адгезии [5, 10]. Совместное использование бычьего и человеческого лактоферрина замедляет адгезию P. intermedia к эпителиальным клеткам [5]. Бычий лактоферрин ингибирует связь Р. intermedia с плазмой и субэпителиальным матриксом белков фибронектина, коллагена I и IV типов, ламинина и фибриногена, а также отделяет бактериальный комплекс от этих белков [4].
Из результатов клинических исследований следует, что лактоферрин выступает защитным фактором против пародонтопатогенных бактерий, однако при хронических формах пародонтита он может оказаться малоэффективным.
Безусловный интерес представляет вопрос, можно ли рассматривать лактоферрин десневой жидкости как маркер заболеваний пародонта. Установлено, что его уровень у пациентов с гингивитом, хроническими и агрессивными формами пародонтита постоянно выше, чем у людей со здоровыми тканями пародонта [15]. Количество лактоферрина меняется в зависимости от тяжести клинической ситуации и числа нейтрофилов [2]. Очевидно, что нейтрофильные гранулоциты локально выделяют лактоферрин в десневую жидкость в ответ на воспалительный процесс в тканях пародонта, являясь не только защитным фактором, но и своеобразным маркером воспалительных заболеваний пародонта. Увеличение уровня лактоферрина в десневой жидкости наблюдается также после хирургических манипуляций у пациентов с хроническим пародонтитом [19], а в периферической крови — после проведения профессиональной гигиены полости рта [32].
Клинические исследования эффективности лактоферрина при хроническом пародонтите проводили H. Wakabayashi и K. Yamauchi и соавт. в 2009 г. После осмотра и оценки состояния полости рта испытуемым давали лактоферрин в виде таблеток для рассасывания, каждая из которых содержала 0,3 г этого белка. Уровень лактоферрина в слюне определяли до и после рассасывания таблеток. Было установлено, что концентрация лактоферрина в слюне увеличивается с 2000 до 80 000 мг/мл непосредственно после приема препарата, причем высокие показатели содержания бычьего лактоферрина в слюне сохранялись и спустя 3 ч после его приема. Лактоферрин в такой концентрации эффективно подавляет образование биопленки, образованной пародонтопатогенными бактериями [45].
Было проведено клиническое исследование бычьего лактоферрина у пациентов с легкой формой хронического пародонтита [24]. 8 пациентам давали таблетированный лактоферрин по 0,3 г, а 10 — плацебо. Пациенты принимали по 2 таблетки 3 раза в день в течение 3 мес. Через 1 мес приема у пациентов, принимавших лактоферрин, уровень пародонтопатогенных бактерий уменьшился, через 1 и 3 мес приема лактоферрина сократилось количество P. gingivalis, спустя 1 нед — P. intermedia. Полученные данные доказали способность бычьего лактоферрина проникать в зубодесневую борозду, ингибировать рост и уменьшать объем биопленки в десневой борозде. Эти свойства лактоферрина позволяют рекомендовать его применение для улучшения гигиенического состояния полости рта.
Лактоферрин традиционно применяют в составе препаратов для облегчения состояния пациентов с синдромом «сухого рта». Для увеличения саливации обычно используют пасты, содержащие лизоцим, лактоферрин, лактопероксидазу, антиоксидантный комплекс [22]. Субъективное улучшение отмечают, как правило, через 4 нед после начала приема препарата.
Лактоферрин оказывает положительное воздействие и на пациентов, страдающих кандидозом полости рта и недостаточностью клеточного иммунитета. Получены экспериментальные данные, свидетельствующие о том, что повышение концентрации лактоферрина сопровождается увеличением количества лейкоцитов и усилением их цитокинового ответа в регионарных лимфатических узлах из-за инфицирования Candida [37]. Показано, что именно низкий уровень содержания лактоферрина в слюне ВИЧ-инфицированных пациентов обусловливает частое возникновение у них кандидоза [40]. По данным некоторых авторов, бычий лактоферрин in vitro оказывает выраженное антимикотическое действие в отношении Candida albicans и Candida krusei, а также ингибирует рост различных разновидностей дрожжеподобных грибов рода Candida [47], включая азол-резистентные виды Candida albicans [42].
Известные коммерческие препараты (ополаскиватели, растворимые таблетки и т.д.), в состав которых входят лактоферрин и лизоцим, обычно назначают в комплексе с антимикробными средствами, необходимыми для усиления терапевтического эффекта [1]. Хороший эффект получен при использовании буккальных таблеток с медленным высвобождением бычьего лактоферрина [25]: концентрация бычьего лактоферрина в слюне возрастала с 1 до 10 мг/мл в течение 2—3 ч, что приводило к подавлению роста грибов рода Candida [39]. У ВИЧ-инфицированных пациентов с упорным течением грибковых поражений применение препаратов с лактоферрином позволяют быстрее добиться положительной динамики [28].
Антимикотическое действие лактоферрина слабее, чем действие современных коммерческих противогрибковых препаратов. Однако длительное применение противогрибковых лекарственных средств ограничено их побочными эффектами. В этих случаях применение лактоферрина может стать разумной альтернативой при лечении кандидоза полости рта [36]. Описан синергизм действия лактоферрина и антибиотиков и антимикотиков [42].
В практике современной стоматологии препараты и средства для гигиенического ухода и профилактики заболеваний полости рта, содержащие лактоферрин, представлены достаточно широко (табл. 2).
Для ухода за полостью рта предложена производимая в промышленных масштабах следующая лактоферринсодержащая продукция: зубная паста, ополаскиватель для полости рта, гель для полости рта, жевательная резинка [11, 26, 44].
Пероральное назначение препаратов, содержащих лактоферрин, должно способствовать повышению сопротивляемости инфекционным агентам вследствие усиления системного иммунитета и местной иммунной защиты слизистых оболочек рта. Использование лактоферрина вызывает увеличение количества лейкоцитов и цитокинов [22]. Применение медицинских препаратов, содержащих лактоферрин в комплексном лечении стоматологических заболеваний, несомненно, облегчает эрадикацию патогенов, способствует остановке гомеостаза полости рта и ослаблению симптомов заболевания [48].
Лактоферрин является важным фактором иммунной защиты. Он необходим для улучшения микроэкологической ситуации в полости рта и как фактор защиты против пародонтопатогенных микроорганизмов. Эффективность лактоферрина в комплексной терапии и профилактике заболеваний пародонта связана с его способностью ингибировать рост и развитие бактериальной биопленки, так как именно способность бактерий (в том числе — пародонтопатогенных) образовывать биопленку, снижает их восприимчивость к антибиотикам [36]. Включение лактоферрина в комплексное лечение заболеваний пародонта позволяет преодолеть резистентность микроорганизмов к антибиотикам. Антибактериальная, противовоспалительная и иммуномодулирующая активность лактоферрина значительно повышает эффект профилактических и лечебных мероприятий в пародонтологии. Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России (государственный контракт №16.518.11.7041 и Программа «БелРосТрансген-2»).