Zytokine - Dentalhygieneschule Graz
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Ätiologie und Pathogenese parodontaler Erkrankungen Vorlesung Parodontologie I, G. Wimmer 112 Wimmer 2007© Schlechte Mundhygiene Normale Flora Pathogene Flora 1 Exogene Infektion 2 Antikörperreaktion 4&5 und Taschenbildung & Knochenabbau 8 3 Critical Pathway Model 7 Entzündung & Gewebedestruktion ja Neutrophilen Clearence Gingivitis & Begrenzte Erkrankung of Pathogenesis S. Offenbacher Ann Periodontol 1996; Vol 1: 821-878. Zytokine & 6 Entzündungsmediatoren Initiale Parodontitis Monozyten 5 Lymphozyten Achse nein Bakterielle Penetration 4 Systemische Belastung Schlechte Mundhygiene Normale Flora Pathogene Flora 1 Exogene Infektion 2 Antikörperreaktion 4&5 und Taschenbildung & Knochenabbau 8 3 Critical Pathway Model 7 Entzündung & Gewebedestruktion ja Neutrophilen Clearence Gingivitis & Begrenzte Erkrankung of Pathogenesis S. Offenbacher Ann Periodontol 1996; Vol 1: 821-878. Zytokine & 6 Entzündungsmediatoren Initiale Parodontitis Monozyten 5 Lymphozyten Achse nein Bakterielle Penetration 4 Systemische Belastung Pathogenese Schlechte Mundhygiene Normale Flora Exogene Infektion Pathogene Flora Akkumulation parodontaler Pathogene Löe H, Theilade E, Jensen SB: Experimental gingivitis in man. J Periodontol 1965;36: 177-187. G.W. Pathogenese Schlechte Mundhygiene Normale Flora Pathogene Flora Transmission parodontaler Pathogene Saarela M, von Troil-Linden B et al.: Transmission of oral bacterial species between spouses. Oral Microbiol Immunol 1993,8: 349-354. Exogene Infektion Pathogenese Schlechte Mundhygiene Normale Flora Pathogene Flora PARODONTITIS • Bakterien sind entscheidend, aber von sich aus unzureichend die Erkrankung zu verursachen • Es muss ein anfälliger Wirt bestehen Exogene Infektion Schlechte Mundhygiene Normale Flora Pathogene Flora 1 Exogene Infektion 2 Antikörperreaktion und Taschenbildung & Knochenabbau 8 3 Individuelle Wirtsreaktion ja Neutrophilen Clearence Gingivitis & Begrenzte Erkrankung 7 Entzündung & Gewebedestruktion nein Zytokine & 6 Entzündungsmediatoren Initiale Parodontitis Monozyten 5 Lymphozyten Achse Bakterielle Penetration 4 Systemische Belastung Schlechte Mundhygiene Normale Flora Pathogene Flora 1 Exogene Infektion 2 Antikörperreaktion und Taschenbildung & Knochenabbau 8 3 Individuelle Wirtsreaktion ja Neutrophilen Clearence Gingivitis & Begrenzte Erkrankung 7 Entzündung & Gewebedestruktion nein Zytokine & 6 Entzündungsmediatoren Initiale Parodontitis Monozyten 5 Lymphozyten Achse Bakterielle Penetration 4 Systemische Belastung Schlechte Mundhygiene Normale Flora Pathogene Flora 1 Exogene Infektion 2 Antikörperreaktion und Taschenbildung & Knochenabbau 8 3 Individuelle Wirtsreaktion ja Neutrophilen Clearence Gingivitis & Begrenzte Erkrankung 7 Entzündung & Gewebedestruktion nein Zytokine & 6 Entzündungsmediatoren Initiale Parodontitis Monozyten 5 Lymphozyten Achse Bakterielle Penetration 4 Systemische Belastung Schlechte Mundhygiene Normale Flora Pathogene Flora 1 Exogene Infektion 2 Antikörperreaktion und Taschenbildung & Knochenabbau 8 3 Individuelle Wirtsreaktion ja Neutrophilen Clearence Gingivitis & Begrenzte Erkrankung 7 Entzündung & Gewebedestruktion nein • Unspezifische, angeborene Immunität Zytokine & 6 Entzündungsmediatoren Initiale Parodontitis Bakterielle Penetration 4 • Spezifische, erworbene Immunität Monozyten 5 Lymphozyten Achse Systemische Belastung Unspezifische, angeborene Immunität 1. Abwehrachse Die Elemente des angeborenen Immunsystems sind: (auch unspezifische Abwehr bezeichnet) Mechanische Barrieren (verhindern ein Eindringen von Schädlingen) antibiotische Peptide und lytische Enzyme Abwehrzellen (Granulozyten, Makrophagen, dendritische Zellen, Epithelzellen, natürliche Killerzellen (NK-Zellen) und deren Mediatoren zur Koordination der Abwehr. Physikalisch-chemische Barrieren • Saumepithel (permeabel, hohes “turnover) • Speichel (Bindefunktion des Schleims, IgA, Lysozym (antimikrobiell bes. auf gram-positive Erreger) • Sulkusfluid Abtransportfunktion durch ständige Transudation) • Normalflora (Kolonisationsresistenz) Schroeder HE, Attström R. Pocket formation: an hypothesis. Zellkomponenten der unspezifischen, angeborenen Immunität • Polymorphkernige, neutrophile Granulozyten • Dendritische Zellen (benannt nach ihren typischen Bäumchen-artigen Zytoplasma-Ausläufern). • Langerhans-Zellen Beide haben eine wichtige Funktion bei der Antigenprozessierung und Antigenpräsentation. Über Toll-artige Rezeptoren Identifikation von Fremdstrukturen und Steuerung der zellulären Immunantwort. Durch Ausschüttung entsprechender Zytokine und Expression bestimmter Zelloberflächen - Rezeptoren Beeinflussung der T-Zellen (Entwicklung der Th1- oder Th2-Antwort). • Natürliche Killerzellen • Monozyten/Makrophagen MΦ 14 Wimmer 2007© Schlechte Mundhygiene Normale Flora Pathogene Flora 1 Exogene Infektion 2 Polymorphkernige Granulocyten (PMN) Taschenbildung & Knochenabbau 8 3 ja Neutrophilen Clearence Gingivitis & Begrenzte Erkrankung 7 Entzündung & Gewebedestruktion nein Bakterielle Penetration Zytokine & 6 Entzündungsmediatoren Monozyten 5 Lymphozyten Achse 4 Schroeder HE, Attström R. Pocket formation: an hypothesis. Schlechte Mundhygiene Normale Flora Pathogene Flora 1 Exogene Infektion 2 Antikörperreaktion P und Taschenbildung & Knochenabbau 8 3 ja Neutrophilen Clearence Gingivitis & Begrenzte Erkrankung 7 Entzündung & Gewebedestruktion nein Bakterielle Penetration Zytokine & 6 Entzündungsmediatoren Monozyten 5 Lymphozyten Achse 4 Systemische Schroeder HE, Attström R. Belastung Pocket formation: an hypothesis. „Neutrophilenwall” Rateitschak Pathogenetisch erste Entzündungsreaktionen Neutrophile Granulozyten, Monozyten/Makrophagen und dendritische Zellen können durch Aufnahme und Verdauung (Phagozytose) den Erreger selbst vernichten und durch die Produktion von Immunmodulatoren und Zytokinen die Immunreaktion des Organismus steuern. Pathogenetisch erste Entzündungsreaktionen Neutrophile Granulozyten wandern auf Zellen und Matrixsubstanzen entlang dem Gradienten der diversen Chemokine im Kontakt ihrer Integrinmoleküle mit ICAMs (Adhäsine, die auf allen Gewebekomponenten exprimiert werden). Funktionsstörungen bei aggressiven Erkrankungsformen. Funktionszustände einer dentritischen Zelle Lösliche Effektormoleküle der unspezifischen Immunität • Komplement • Akutphasenproteine (hs-CRP) Komplementsystem System von Serumproteinen: antibakteriell, Chemotaxis, Aktivierung phagozytierender Zellen. Komplementproteine haben möglicherweise das Potential zwischen Parodontitisformen bzw. gesund und krank differenzieren zu können. Monefeld K. et al., J Clin Periodontol 1995, 22: 45-51 G. Wimmer Graz Komplementsystem Schlechte Mundhygiene Normale Flora Pathogene Flora 1 Exogene Infektion 2 Antikörperreaktion und Taschenbildung & Knochenabbau 8 ja 3 Neutrophilen Clearence Gingivitis & Begrenzte Erkrankung 7 Entzündung & Gewebedestruktion nein Bakterielle Penetration Zytokine & 6 Entzündungsmediatoren Monozyten 5 Lymphozyten Achse 4 Systemische Belastung Schlechte Mundhygiene Exogene Infektion Normale Flora Pathogene Flora Antikörperreaktion und Taschenbildung & Knochenabbau Individuelle Wirtsreaktion Neutrophilen Clearence Entzündung & Gewebedestruktion Zytokine & Entzündungsmediatoren Gingivitis & Begrenzte Erkrankung ja Initiale Parodontitis Monozyten Lymphozyten Achse Bakterielle Penetration Systemische Belastung Schlechte Mundhygiene Exogene Infektion Normale Flora Pathogene Flora Antikörperreaktion und Taschenbildung & Knochenabbau Individuelle Wirtsreaktion Neutrophilen Clearence Entzündung & Gewebedestruktion Zytokine & Entzündungsmediatoren Gingivitis & Begrenzte Erkrankung ja Initiale Parodontitis Monozyten Lymphozyten Achse Bakterielle Penetration Systemische Belastung Schlechte Mundhygiene Normale Flora Pathogene Flora 1 Exogene Infektion 2 Antikörperreaktion und Taschenbildung & Knochenabbau 8 3 Individuelle Wirtsreaktion ja Neutrophilen Clearence Gingivitis & Begrenzte Erkrankung 7 Entzündung & Gewebedestruktion nein • Unspezifische, angeborene Immunität Zytokine & 6 Entzündungsmediatoren Initiale Parodontitis Bakterielle Penetration 4 • Spezifische, erworbene Immunität Monozyten 5 Lymphozyten Achse Systemische Belastung Zellkomponenten Monozyten/Makrophagen MΦ Achse Monozyten/Makrophagen MΦ Achse Schlechte Mundhygiene Exogene Infektion Normale Flora Pathogene Flora Antikörperreaktion und Taschenbildung & Knochenabbau Neutrophilen Clearence Gingivitis & Begrenzte Erkrankung Entzündung & Gewebedestruktion Zytokine & Entzündungsmediatoren 32 Wimmer 2007© Initiale Parodontitis Monozyten Lymphozyten Achse Bakterielle Penetration Systemische Belastung Zytokine Zytokine sind Botenstoffe (Signalmoleküle), die Informationen Interleukin 2 zwischen den Zellen vermitteln: Interferone (IFN) hämatopoet. Wachstumsfaktoren epidermale Wachstumsfaktor Interleukine (IL 1-13) Tumornekrosefaktor (TNF) koloniestimulierenden Faktoren T - Zelle G. Wimmer Graz Schlechte Mundhygiene Exogene Infektion Normale Flora Pathogene Flora Antikörperreaktion und Taschenbildung & Knochenabbau Neutrophilen Clearence Entzündung & Gewebedestruktion Gingivitis & Begrenzte Erkrankung nein Bakterielle Penetration Zytokine & Entzündungsmediatoren Monozyten Lymphozyten Achse Parodontitis Systemische Belastung Ursachen der Gewebedestruktion Zytotoxische Mechanismen Enzymatische Mechanismen Phlogogene Mechanismen Von Bakterien produzierte organische Säuren, Schwefelwasserstoff, Ammoniak und andere toxische Amine haben die Fähigkeit Zellen zu töten. M. Haas Graz Zytotoxische Mechanismen Endotoxin Bestandteil des Lipopolysaccharid - Proteinkomplexes (LPS) in der Zellwand gramnegativer Bakterien. Toxische Wirkung auf Fibroblasten und Leukozyten Komplementaktivierung, Aktivierung von Mediatoren Gewebenekrotisierung - Knochenresorption Freisetzung von Zytokinen und anderen immunomodulierenden Substanzen M. Haas Graz Zytotoxische Mechanismen Leukotoxin Zellwandbestandteil des Actinob. actinomycetemcomitans: Toxische Wirkung auf Fresszellen - Polymorphkernige neutrophile Granulozyten (PMN) und Makrophagen durch Veränderung der Zellwandpermeabilität und sofortiger osmotischer Lyse. Iwase M et al. Effects of cautions and osmotic protectants on cytolytic activity of A.a.-Leukotoxin. Infekt Immun 1990;58:1782-1788. M. Haas Graz Enzymatische Mechanismen Proteolytische Enzyme, die die extrazelluläre Matrix des parodontalen Stützgewebes schädigen, stammen aus Bakterien und körpereigenen Zellen: Kollagenasen (Aa, Pg, Pi) Hyaluronidase, Phosphatase, Phospholipase Der durch körpereigene Zellen induzierte Kollagenabbau findet intraoder extrazellulär statt. M. Haas Graz Enzymatische Mechanismen Intrazellulärer Kollagenabbau ist im gesunden Parodont ein physiologisches Phänomen - Kollagenturnover durch Phogozytose und lysosomale Verdauung von Fibroblasten, Makrophagen, Osteoblasten, Osteoklasten und Epithelzellen. Schädigungen der extrazellulären Matrix ist ein pathologisches Phänomen. M. Haas Graz Extrazellulärer Kollagenabbau Metalloproteinasen (MMPs: Kollagenasen, Gelatinase) Lee W et al. Evidence of a direct relationship between neutrophil collagenase activity and periodontal tissue destruction in vivo: role of active enzyme in human periodont. J Periodontol Res 1995;30:23-33. Serinproteasen (Elastase, Kathepsin) Jin LJ et al. Granulocyte elastase in gingival crevicular fluid: improved monitoring of the site-specific response to treatment in patients with destructive parodontitis. J Clin Periodont 1995;22:240-246. M. Haas Graz Matrix Metalloproteinasen (MMPs) im parodontalen Abbau Bakterielle Kollagenase Bakterien: Aa, Pg, Bf Parodontale Zellen Pro-Kollagenasen MMPs Aktivatoren Mediatoren Bakterielle Antigene LPS (Lipopolysaccharide) Zellinfiltrat Pro-Kollagenasen MMPs Zellinfiltrat: Polymorphkernige Leukozyten, Monozyten, Makrophagen, Lymphozyten, Plasmazellen produzieren Zytokine - Botenstoffe (TNF, Interleukin 1ß) bzw. Chemokine und Prostaglandine (Prostaglandin E2). Diese induzieren die Produktion von Pro-Kollagenasen und der MMP -1, -8, -9. M. Haas Graz Matrix Metalloproteinasen (MMPs) im parodontalen Abbau Bakterielle Kollagenase Bakterien: Aa, Pg, Bf Parodontale Zellen Pro-Kollagenasen MMPs Aktivatoren Mediatoren Bakterielle Antigene LPS (Lipopolysaccharide) Zellinfiltrat Pro-Kollagenasen MMPs Parodontale Zellen: Fibroblasten, Osteoblasten, Epithel- u. Endothelzellen produzieren als Wirtsantwort Pro-Kollagenasen und MMPs MMP-1 und -8 aus Fibroblasten, MMP-2 (Gelatinase), MMP-3 (Stromelysin), MMP-13 aus Osteoblasten. M. Haas Graz Matrix Metalloproteinasen (MMPs) im parodontalen Abbau Bakterielle Kollagenase Bakterien: Aa, Pg, Bf Parodontale Zellen Pro-Kollagenasen MMPs Aktivatoren Mediatoren Bakterielle Antigene LPS (Lipopolysaccharide) Zellinfiltrat Pro-Kollagenasen MMPs Aktivatoren: Detergentien, Oxydantien, Plasmin (Serumprotease - Wirt), Kathepsin (PMN), MMP-3 (Stromelysin), Autoaktivierung M. Haas Graz Zusammenbruch der Kollagenmatrix Normalerweise sind die Enzyme durch ihre natürlich vorkommenden Hemmstoffe (TIMPs: Tissue Inhibitors of Metalloproteinases) gut kontrolliert. Durch die Erkrankung verschwindet die Hemmung durch Aktivität der Lipopolysacharide aus Makrophagen und anderen Entzündungszellen. Diese enzymatischen Abläufe enden mit der Zerstörung des parodontalen Bindegewebes. M. Haas Graz Zusammenbruch der Kollagenmatrix 1. Stromelysine (MMP-3) entfernen den Proteoglycan- und Fibronectinanteil der Matrix. Dadurch kommt es zur proteolytischen Zerstörung der Fasern durch die Kollagenasen. 2. Die Kollagenfasern falten sich auf und werden durch den Angriff der Gelatinasen weiter zerstört. 3. Bei Fortschreiten der Erkrankung kommt es im Rahmen der Parodontitis durch Osteoklastenaktivität zum typischen Knochenverlust. 45 Wimmer 2007© Phlogogene Mechanismen das sekretorische System neutrophile Granulozyten Antikörper Komplementsystem Leukozyten und Monozyten immunregulatorische System G. Wimmer Graz Humorale Komponenten der spezifischen Immunität Antikörper Schlechte Mundhygiene Exogene Infektion Normale Flora Pathogene Flora Antikörperreaktion und Taschenbildung & Knochenabbau Entzündung & Gewebedestruktion ja Individuelle Wirtsreaktion Neutrophilen Clearence Gingivitis & Begrenzte Erkrankung nein Zytokine & Entzündungsmediatoren Initiale Parodontitis Monozyten Lymphozyten Achse Bakterielle Penetration Systemische Belastung Schlechte Mundhygiene Exogene Infektion Normale Flora Pathogene Flora Antikörperreaktion und Taschenbildung & Knochenabbau Entzündung & Gewebedestruktion ja Debridement Neutrophilen Clearence Behandlungs Zyklus Zytokine & Entzündungsmediatoren + Gingivitis & Begrenzte Erkrankung nein Bakterielle Penetration Systemische Belastung Monozyten Lymphozyten Achse Wachstumsfaktoren Wundheilung & Klinische Reparatur Schlechte Mundhygiene Exogene Infektion Normale Flora Pathogene Flora Antikörperreaktion und Taschenbildung & Knochenabbau Entzündung & Gewebedestruktion Zytokine & Entzündungsmediatoren ja + Risikofaktoren + Monozyten Lymphozyten Achse Neutrophilen Clearence Gingivitis & Begrenzte Erkrankung nein Bakterielle Penetration Systemische Belastung Biologische Parodontitis Risikofaktoren Systemische Erkrankungen Spezifische Bakterien Verhaltens Risikofaktoren Mundhygiene Wirt Rauchen Stress Genetik Metabolische Änderungen Anatomische Änderungen Parodontale Medizin Pathogenese Identifikation und Miteinbeziehung von Risikofaktoren ist für eine erfolgreiche parodontale Behandlung entscheidend Univ. - Klinik Graz Individuelle Wirtsreaktion Warum besteht eine so große Variabilität ? • Es gibt verschiedene Arten von Plaque • Unterschiedliche Risikofaktoren (Systemisch, lokal) • Unterschiedliche Patientenreaktionen • Einflussnahme genetischer Faktoren • Anfälligkeit für Parodontitis • Reaktion auf Behandlung Hintergrundfaktor Genetik Manche Patienten haben viel Plaque und zeigen keine Erkrankung Andere Patienten zeigen keine Plaque und haben eine große Erkrankung G.W. G. Wimmer Univ. Klinik Graz Abteilung für Zahnersatzkunde Hintergrundfaktor Genetik Ergebnisse der Zwillingsforschung lassen schon seit längerem einen genetischen Beitrag zur Pathogenese entzündlich parodontaler Erkrankungen vermuten. Hart T, Kornman KS: Genetic Factors in the Pathogenesis of Periodontitis. Periodontology 2000, Vol. 14, 1997, 202-215. Michalowitz BS et al.: Periodontal Findings in Adult Twins. J Periodontol 1991; 62: 293-299. Hintergrundfaktor Genetik Ergebnisse der Zwillingsforschung lassen schon seit längerem einen genetischen Beitrag zur Pathogenese entzündlich parodontaler Erkrankungen vermuten. Schlechte Schlechte Mundhygiene Mundhygiene Normale NormaleFlora Flora Exogene Exogene Infektion Infektion Pathogene PathogeneFlora Flora und und Taschenbildung Taschenbildung&& Knochenabbau Knochenabbau Entzündung Entzündung&& Gewebedestruktion Gewebedestruktion Antikörperreaktion Antikörperreaktion ja Individuelle Individuelle Wirtsreaktion Wirtsreaktion Neutrophilen Neutrophilen Clearence Clearence Gingivitis Gingivitis&& Begrenzte BegrenzteErkrankung Erkrankung nein Zytokine Zytokine&& Entzündungsmediatoren Entzündungsmediatoren IL-1ß + TNF-α Initiale Parodontitis Monozyten Monozyten Lymphozyten Lymphozyten Achse Achse Bakterielle Bakterielle Penetration Penetration Systemische Systemische Belastung Belastung Hintergrundfaktor Genetik Elevated tissue or gingival fluid levels of IL-1ß have been associated with periodontitis. Stashenko et al. Journal of Clinical Periodontology. 1991;18:548-554. Schlechte Schlechte Mundhygiene Mundhygiene Normale NormaleFlora Flora Exogene Exogene Infektion Infektion Pathogene PathogeneFlora Flora und und Taschenbildung Taschenbildung&& Knochenabbau Knochenabbau Entzündung Entzündung&& Gewebedestruktion Gewebedestruktion Antikörperreaktion Antikörperreaktion ja Individuelle Individuelle Wirtsreaktion Wirtsreaktion Neutrophilen Neutrophilen Clearence Clearence Gingivitis Gingivitis&& Begrenzte BegrenzteErkrankung Erkrankung nein Zytokine Zytokine&& Entzündungsmediatoren Entzündungsmediatoren IL-1ß + TNF-α Initiale Parodontitis Monozyten Monozyten Lymphozyten Lymphozyten Achse Achse Bakterielle Bakterielle Penetration Penetration Systemische Systemische Belastung Belastung Hintergrundfaktor Genetik IL-1 activates the degradation of the extracellular matrix and bone of the periodontal tissues. Birkedal-Hansen. Journal of Periodontal Research. 1993;28:500-510 IL-1 TNF-α Hintergrundfaktor Genetik IL-1 activates the degradation of the extracellular matrix and bone of the periodontal tissues. Birkedal-Hansen. Journal of Periodontal Research. 1993;28:500-510 Schlechte Schlechte Mundhygiene Mundhygiene Normale NormaleFlora Flora Exogene Exogene Infektion Infektion Pathogene PathogeneFlora Flora und und Taschenbildung Taschenbildung&& Knochenabbau Knochenabbau Entzündung Entzündung&& Gewebedestruktion Gewebedestruktion Antikörperreaktion Antikörperreaktion ja ++ Zytokine Zytokine&& Entzündungsmediatoren Entzündungsmediatoren RisikoRisikofaktoren faktoren -++ Monozyten Monozyten Lymphozyten Lymphozyten Achse Achse Neutrophilen Neutrophilen Clearence Clearence Gingivitis Gingivitis&& Begrenzte BegrenzteErkrankung Erkrankung nein Bakterielle Bakterielle Penetration Penetration Systemische Systemische Belastung Belastung Risikofaktoren steigern die Monozyten/Makrophagenaktivierung 60 Wimmer 2007© Hintergrundfaktor Genetik Das menschliche Genom hat 3.000.000.000 Basenpaare Der Austausch eines einzigen Paares an einer kritischen Stelle kann den Ausdruck des Produktes des Gen verändern Polymorphismus Hintergrundfaktor Genetik Individuals who are genotype positive produce two to four times more IL-1ß than individuals who are genotype negative. Kornman KS et al.: The interleukin-1 genotype as a severity factor in adult periodontal disease. J Clin Periodontol 1997; 24: 72-77. IL-1 Polymorphismus PATHOGENER MECHANISMUS IL-1 IL-1 Bakterien Genotypus IL-1 IL-1 Negativ IL-1 IL-1 Bakterien IL-1 IL-1 IL-1 IL-1 IL-1 IL-1 Genotypus IL-1 IL-1 Positiv IL-1 IL-1 IL-1 IL-1 IL-1 IL-1 IL-1 IL-1 G. Wimmer Univ. Klinik Graz Abteilung für Zahnersatzkunde PRT ® PARODONTALER RISIKO TEST G. Wimmer Univ. Klinik Graz Abteilung für Zahnersatzkunde PST® GENOTYPE bestimmt deutlich eine unterschiedliche Krankheitsanfälligkeit Genotype Pos Genotype Neg 35 30 25 % der Patienten mit 30% Knochenabbau Odds ratio: 6.8 - 18.9; p<0.001 20 15 10 5 0 35-40 41-45 46-50 Kornman et al. J Clin Periodontal 1997;24:72-77 51-55 56-60 >60 Bluten nach Sondieren 80 70 60 50 % der Patienten mit 10% Bluten nach Sondieren 40 87.4 30 12.6 20 10 0 Genotype positiv Kornman et al. J Clin Periodontal 1997;24:72-77 Genotype negativ Prognose G.W. McGuire, Nunn ME. Prognosis Versus Actual Outcome. J Periodontology 1996 PROGNOSIS VERSUS ACTUAL OUTCOME IV. THE EFFECTIVENESS OF CLINICAL PARAMETERS AND PST GENOTYPE IN ACCURATELY PREDICTING PROGNOSES AND TOOTH SURVIVAL Michael McGuire, DDS & Martha Nunn, DDS, PhD J Periodontol. 1999; 70:49-56. • PST + patients are 2.7 times more likely to experience tooth loss • Heavy smokers are 2.9 times more likely to experience tooth loss • Heavy smokers who are genotype + are 7.7 times more likely to experience tooth loss PROGNOSIS VERSUS ACTUAL OUTCOME IV. THE EFFECTIVENESS OF CLINICAL PARAMETERS AND PST GENOTYPE IN ACCURATELY PREDICTING PROGNOSES AND TOOTH SURVIVAL Michael McGuire, DDS & Martha Nunn, DDS, Ph.D. J Periodontol. 1999; 70:49-56. • In PST + heavy smokers, no other clinical parameters were relevant to predicting tooth survival • In PST+ nonsmokers, mobility, probing depth, crown-to-root ratio, percent bone loss and genotype were significant relative to predicting tooth survival • Knowledge of genotype status will improve the ability to assign prognosis and predict tooth survival Biologische Parodontitis Risikofaktoren Systemische Erkrankungen Spezifische Bakterien Verhaltens Risikofaktoren Mundhygiene Wirt Rauchen Stress Genetik Metabolische Änderungen Anatomische Änderungen Parodontale Medizin Gingivale Veränderungen Hormonelle Veränderungen Autoimmunerkrankungen Parodontale Veränderungen Stoffwechselstörungen: - Diabetes Hauterkrankungen Mangelernährung Medikamente: Blutzellerkrankungen: - Cyclosporin A, Hydantoin Idiopathische Fibrose Epulis, Neoplasmen - Leukämien, Erythroblastenanämie - zyklische Neutropenie Genetisch bedingte Syndrome: Verletzungen, Verätzungen - Down-Syndrom Spezifische Infektionen: - Papillon-Lefèvre-Syndrom - Herpes, Aphten, Toxoplasmose... Allergien - Hypercholesterinämie - Hypophosphatasie M. Haas Graz Risikofaktor Rauchen Risikomultiplikator: Parodontitis Knochenverlust Attachmentverlust Rauchen überhaupt früher leicht stark 3.30 2.10 2.05 4.75 2.90 1.48 7.28 Grossi SG, Zambon JJ, Ho AW et al.: Assessment of risk for periodontal disease. I. Risk indikators for attachment loss. J Periodontol 1994; 65: 260-267. Zambon JJ, Grossi SG, Machtei EE, Ho AW et al.: Cigarette smoking increases the risk for subgingival infection with periodontal pathogens. J Periodontol 1996; 67: 1050-1054. Univ. - Klinik Graz G.W. Pathogenese - Rauchen Tabakinhaltstoffe verändern die Wirtsantwort • Einschränkung der Neutrophilen-Funktionen (Chemotaxis, Phagozytose, Adhäsion) • Veränderung der neutrophilen Oxidation (Entstehung von direkt und indirekt gewebeschädigenden Substanzen) • Lokale parodontopathogene Einflüsse (Taschenmilieu) Kategorien von Risikofaktoren Hintergrundfaktoren / Determinanten • Altern • Rasse, Geschlecht, sozialer Status • Genetik Univ. - Klinik Graz 75 Wimmer 2007© G.W. Hintergrundfaktor Altern Risikomultiplikator: Parodontitis Knochenverlust Alter zunehmendes Alter 35-44 Jahre 65-74 Jahre Attachmentverlust 1.24 2.60 24.08 1.72 9.01 Fox CH, Jette AM, McGuire SM et al.:: Periodontal disease among New England elders. J Periodontol 1994; 65: 767-684. Abdellatif HM, Burt BA: An epidemiological investigation into the relative importance of age and oral hygiene Statue as determinants of periodontitis. J Dent Res 1987; 66: 13-18. Univ. - Klinik Graz G.W. Kategorien von Risikofaktoren Hintergrundfaktoren / Determinanten • Altern • Rasse, Geschlecht, sozialer Status • Genetik Univ. - Klinik Graz G.W. Rasse Albandar JM, Brunelle JA, Kingman A: Destructive periodontal disease in adults 30 years of age and older in the United States, 1988-1994. J Periodontol 1999; 70: 13-29. Hintergrundfaktor Geschlecht Löe H, Brown LB: Early onset parodontitis in the United States of America. J Periodontol 1991; 62: 608-618. Mombelli A, Lang NP, Bürgin WB, Gusberti FA: Microbial changes associated with the development of puberty gingivitis. J Clin Periodontol 1990; 25: 331-338. Miller AJ, Brunelle JA, Carlos JP, Löe H: Oral health of United States adults. The national survey of oral health in US employed adults and seniors: 1985-1986. NIH Puplication no. 87-2868. Univ. - Klinik Graz G.W. Risiko-Indikator Osteoporose Risikomultiplikator: Parodontitis Knochenverlust Attachmentverlust Osteoporose kein Multiplikator bekannt Von Wowern N, Klausen B, Kollerup G: Osteoporosis: A risk factor in periodontal disease. J Periodontol 1994; 65: 1134-1138. Wactawski-Wende J et al.: The role of osteopenia in oral bone loss and periodontal disease. J Periodontol 1996; 67: 1076-1084. Univ. - Klinik Graz G.W. Schlechte Mundhygiene Exogene Infektion Normale Flora Pathogene Flora Antikörperreaktion und Taschenbildung & Knochenabbau ja Krankheits Zyklus Entzündung & Gewebedestruktion Traumatische Okklusion Neutrophilen Clearance Gingivitis & Begrenzte Erkrankung nein Zytokine & Entzündungsmediatoren + Monozyten Lymphozyten Achse Bakterielle Penetration Systemische Belastung Okklusion und Parodont Okklusales Trauma verursacht keine parodontale Gewebezerstörung. Weder einseitige noch Jiggling-Kräfte können bei einem gesunden Zahn Gingivitis, Taschenbildung oder Attachmentverlust auslösen. Okklusales Trauma kann Knochenresorption verursachen, die eine erhöhte Zahnlockerung (vorübergehend oder permanent) ergibt. Dies kann als physiologische Anpassung des Desmodonts an das Trauma (funktionell veränderte Anforderungen) aufgefasst werden. Glickman I 1965, Svanberg G 1973, Svanberg 1974, Lindhe J 1974, Meitner S 1975, Waerhaug J 1979, Lindhe J 1982, Ericsson I 1982, Polson A 1983, Hakkarainen K 1986, Wennström J 1987, Ericsson I 1993, Giargia M 1994, Svanberg G 1995. Randomized controlled trials: Burgett FG 1992, Wang HL 1995, Grant DA 1995. Cohort or longutudinal studies: Ismail AI 1990, Jin LJ 1992, McGuire MK 1996. M. Haas Graz Okklusion und Parodont Ein verbreiterter Parodontalspalt und eine zunehmende Beweglichkeit ist ein sicherer Hinweis auf ein okklusales Trauma. Okklusale Adjustierung hat keine Bedeutung für die Prävention von Parodontalerkrankungen, bei bestehender Parodontitis kann das Behandlungsergebnis jedoch verbessert werden. An Zähnen mit progressiver Parodontitis kann okklusales Trauma als Kofaktor für das Fortschreiten des destruktiven Prozesses fungieren. Glickman I 1965, Svanberg G 1973, Svanberg 1974, Lindhe J 1974, Meitner S 1975, Waerhaug J 1979, Lindhe J 1982, Ericsson I 1982, Polson A 1983, Hakkarainen K 1986, Wennström J 1987, Ericsson I 1993, Giargia M 1994, Svanberg G 1995. Randomized controlled trials: Burgett FG 1992, Wang HL 1995, Grant DA 1995. Cohort or longutudinal studies: Ismail AI 1990, Jin LJ 1992, McGuire MK 1996. M. Haas Graz Okklusion und Parodont Horizontale okklusale Kräfte führen zu Knochenresorption, Verbreiterung des Parodontalspaltes und erhöhter Zahnbeweglichkeit. Normale Knochenhöhe Reduzierte Knochenhöhe Nach Eliminierung der Störfaktoren kommt es bei Entzündungsfreiheit zu einer Knochenapposition und Normalisierung der Beweglichkeit. Polson AM, Meitner SW, Zander HA: Trauma and progression of marginal periodontitis in squirrel monkeys. J Periodont Res 1976 a,b;11:279-298. M. Haas Graz Okklusion und Parodont Jiggling-Kräfte an Prämolaren: Reduktion des Alveolarknochens 10 Monate nach Beendigung: Knochenregeneration Normalisierung des Parodontalspaltes Polson AM, Meitner SW, Zander HA: Trauma and progression of marginal periodontitis in squirrel monkeys. J Periodont Res 1976 a,b;11:279-298. M. Haas Graz Okklusion und Parodont Infiltriertes Bindegewebe Saumepithel Fundus der Knochentasche In Gegenwart einer marginalen Parodontitis regeneriert der durch Jiggling hervorgerufene Knochenverlust nach Eliminierung des Traumas nicht immer. Polson AM, Meitner SW, Zander HA: Trauma and progression of marginal periodontitis in squirrel monkeys. J Periodont Res 1976 a,b;11:279-298. M. Haas Graz Experimentelle Parodontitis (240 Tage) Ohne okklusales Trauma Jiggling (180 Tage) Kontrollzahn Testzahn Lindhe J, Svanberg G: Influences of trauma from occlusion on progression of experimental periodontitis in the Beagle dog. J Clin Periodontol 1974;1:3-14. M. Haas Graz F. A. 16.05.1989 14.06.1994 Initiale Parotherapie Lappenoperation III, IV Brücke 12 - 26 Okklusion Recall 02.12.1998 M. Haas Graz Sch. A. - 34,2 J - w Konservative Therapie Okklusion Stress ? Periotest 12.03.1993: -5 19.12.1994: +8 08.02.1999: -4 M. Haas Graz Okklusion und Kiefergelenkserkrankungen In einer kontrollierten klinischen Studie (randomisiert, doppelblind) wurde der Einfluss okklusaler Störungen auf Erkrankungen des Kiefergelenks (Temperomandibular Disorders - TMD) untersucht: Probanden ohne TMD zeigte eine sehr gute Adaptation auf artifizielle okklusale Interferenzen. Die Gruppe mit Vorerkrankung (TMD) zeigte im Gruppenvergleich eine signifikante Verschlechterung der klinischen Parameter. „We suggest that the etiological role of occlusal interferences in TMD may not have been correctly addressed in previous studies with artificial interferences and allow no conclusions as regards TMD etiology.“ Le Bell Y, Jamsa T, Korri S, Niemi PM, Alanen P: Effect of artificial occlusal interferences depends on previous experience of temporomandibular disorders. Acta Odontol Scand 2002;60(4):219-222. 90 Wimmer 2007© Der Einfluss einer okklusalen Adjustierung auf die parodontale Behandlung Wimmer G., Boedecker R.H., Herrmann J.M., Riegler H., Meyle J. Karl Franzens Universität Graz Justus-Liebig Universität Giesen Studienziel Das Ziel dieses klinischen Pilotprojektes war den zusätzlichen Einfluss einer okklusalen Adjustierung nach einer nicht-chirurgischen Parodontal-Behandlung auf den Heilungsverlauf parodontal erkrankter Zähne mit traumatogener Okklusion zu untersuchen. Studienhintergrund Trotz zahlreicher Untersuchungen über Auswirkungen okklusaler Überbelastungen auf das Parodontium wird die Frage „ beeinflusst ein okklusales Trauma die Progression eines Zahnhalteapparatverlustes bei marginaler Parodontitis“ kontrovers beurteilt. Studienhintergrund Problemstellung: • Okklusales Trauma • Nachweis • Studiendesign Okklusales Trauma “An injury to the attachment apparatus as a result of excessive occlusal force” The American Academy of Periodontology, 2001 • Histologische Charakteristika • Röntgenologische Zeichen • Klinische Zeichen Okklusales Trauma Nur eine progressive zunehmende Zahnbeweglichkeit in Verbindung mit einer okklusalen Traumatisierung charakterisiert durch eine aktive Knochenresorption als Zeichen entzündlicher Veränderungen im Desmodont kann als „pathologisch“ betrachtet werden. Methode 8 Patienten Lokalisierter profunder marginaler Parodontitis Methode 8 Patienten Zahnbeweglichkeit an allen Zähnen Methode 8 Patienten Parodontale Parameter an sechs Stellen aller Zähne PlI (Silness&Löe) PBI (Saxer&Mühlemann) Sondierungsblutung Sondierungstiefe Attachmentverlust Furkationsbeteiligung Mobilität Sulkusflüssigkeit Methode 8 Patienten Instrumentelle Okklusionsanalyse Zentrikregistrat Myozentrik Modell Methode 8 Patienten Instrumentelle Okklusionsanalyse Zentrikregistrat Okklusionsschiene Myozentrik Modell Studiendesign Flußdiagramm des Studienverlaufes Auswahl Funktionelle Diagnostik Baseline 2 Monate 4Monate 6Monate 12 Monate SRP OA KO I KO II KO III SRP (Subgingivale Reinigung), OA (Okklusale Adjustierung) KO I, II, III (Kontrolluntersuchungen) Resultate Mittelwerte aller Zähne Time point n Minimum First quartile Median Third quartile Maximum Baseline 8 2.25 2.42 2.91 3.56 3.96 Occlusal adjustment 8 2.01 2.19 2.33 2.82 3.08 CE I 8 1.94 2.15 2.51 2.85 3.23 CE II 8 1.62 1.79 1.85 2.44 2.74 CE III 8 1.27 1.46 1.74 1.89 1.99 Time point n Minimum First quartile Median Third quartile Maximum Baseline 8 2.00 3.70 4.91 5.76 8.49 Occlusal adjustment 8 2.45 2.45 3.00 4.61 6.00 CE I 8 2.45 2.45 3.08 4.57 6.93 CE II 8 1.00 2.45 2.64 3.16 7.94 CE III 8 1.00 1.41 2.00 3.23 4.00 Time point n Minimum First quartile Median Third quartile Maximum Baseline 8 2.00 2.00 2.50 3.00 3.00 Occlusal adjustment 8 2.00 2.00 2.00 2.00 3.00 CE I 8 2.00 2.00 2.00 3.00 3.00 CE II 8 2.00 2.00 2.00 2.00 3.00 CE III 8 1.00 1.50 2.00 3.00 3.00 Mittelwerte der Testzähne Mittelwerte der Kontrollzähne Resultate Mittlere Sulkustiefen und Attachmentlevel aller Zähne über die Zeit * * * * * * * p = 0.01 (Vorzeichen-Rang-Test) Wahrscheinlichkeit möglicher Änderungen auf Grund Zeit und/oder Therapie Resultate Sulkustiefen und Attachmentlevel Test/Kontrollzähne über die Zeit * * * * * p = 0.01 (Vorzeichen-Rang-Test) Wahrscheinlichkeit möglicher Änderungen auf Grund Zeit und/oder Therapie 105 Wimmer 2007© Resultate Mittlere Periotestwerte aller Zähne und Test/Kontroll über die Zeit * * * p = 0.02 (Vorzeichen-Rang-Test) Wahrscheinlichkeit möglicher Änderungen auf Grund Zeit und/oder Therapie Resultate Sulkusflüssigkeit von Test/Kontrollzähnen über die Zeit * * * p = 0.01 (Vorzeichen-Rang-Test) Wahrscheinlichkeit möglicher Änderungen auf Grund Zeit und/oder Therapie Resultate Die parodontaler Behandlung (DSR) zeigte nach 8 Wochen eine Verbesserung der klinischen Parameter (SD, AL, GCF) und eine Abnahme der Mobilität an den durch die okklusale Überbelastung beeinflussten Zähnen (Testzähnen). Eine zusätzliche okklusale Adjustierung 8 Wochen nach DSR zeigte nach weiteren 8 Wochen keine unmittelbaren Verbesserungen der erhobenen Parameter. Jedoch konnte über 6 Monate und 12 Monate eine weitere stete Verbesserung der klinischen Werte sowohl an den Testzähnen für sich als auch insgesamt an der Gesamtzahl der Zähne im Mund gemessen werden. Diskussion Diese Ergebnisse lassen eine indirekte Einflussnahme okklusaler Dysfunktionen bei Entzündungsvorgängen über biokybernetische Regelkreise vermuten. Parodontale propriound nozizeptive Rezeptoren sind äußerst sensitive Afferenzen und übermitteln als peripherere Sensoren Informationen dem „ brain-neuroendocrine-immune regulatory system “. Stimuli, von okklusaler Interferenzen ausgelöst, durch parodontale Entzündungen verstärkt, könnten demnach als chronischer Stress wahrgenommen werden und immunmodulierend in diese Systeme eingreifen. Diskussion Therapeutisch verminderte oder fehlende nozizeptive Reize infolge einer harmonisierten Okklusion könnten zu einer protektiven Wirkung in verschiedensten zentralen Strukturen führen. Im speziellem würde eine durch okklusale Dysfunktionen ausgelöste entzündungsfördernde HPA- Achsen Hyperaktivität mit ihrer konsekutiv lokal negativ immunmodulierender Wirkung, ein möglicher Faktor in der Ätiopathogenese parodontaler Erkrankungen, beruhigt werden. Diskussion Ein funktionstüchtiges Kauorgan dient auch der körperlichen und seelischen Stressbewältigung und wirkt als psychisches Stressventil. Ist dieses durch okklusale Interferenzen bei darüber hinaus entzündeten Parodontien beeinträchtigt, fehlt den Menschen der „ richtige Biss “, könnte dies auch zentral immunmodulierende Wirkungen haben. Eine Reduktion der Entzündung in Kombination mit einer Stabilisierung der Okklusion könnte demnach auch zur Förderung des Stressabbaus und Verbesserung der Stressverarbeitung führen. Konklusion Die vorliegende Arbeit könnte darauf hinweisen, dass gezielt durchgeführte okklusal adjustierende Maßnahmen zur Förderung einer harmonisierten Okklusion eine zusätzliche Hilfe zur Behandlung parodontaler Erkrankungen darstellt. Eine verbesserte okklusale Stabilität könnte über längere Zeit hinweg auf den Heilungsverlauf Einfluss nehmen und zu einer Beruhigung der Erkrankung beitragen.
