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为探究牙周炎对多器官衰弱的影响,研究人员构建不同严重程度和病程的小鼠牙周炎模型开展研究。结果发现牙周炎可诱导全身炎症,导致肌肉、骨骼、认知功能受损。这为认识牙周炎危害及早期干预提供依据,对老年医学和口腔医学意义重大。
在人口老龄化加剧的当下,人们的寿命普遍延长,但随之而来的健康问题也日益凸显,其中衰弱(Frailty)现象备受关注。衰弱指老年人因多个器官功能衰退,导致不良健康事件发生风险增加的状态,涵盖身体虚弱、功能下降、认知衰退和心理脆弱等方面,严重影响老年人的预期寿命和生活质量。肌肉减少症(Sarcopenia)和肌无力(Dynapenia)在老年人中较为常见,它们会降低老年人的身体活动能力,增加跌倒和住院风险,从医疗成本角度看,有效预防和管理这些问题至关重要。
“炎症衰老(Inflammaging)” 概念的提出,让人们意识到衰老与慢性、全身性、低度炎症状态相关,疾病等因素会增强这种炎症状态,加速衰弱进程。然而,个体之间炎症衰老和衰弱的程度与表现存在差异,像牙周炎这种组织特异性的低度慢性炎症,对多个器官产生何种影响、如何导致不同程度的衰弱,相关研究还很匮乏。
牙周炎是一种常见于老年人的口腔炎症性疾病,但因其被认为不如肺炎、褥疮等疾病严重,在日常医疗护理和生活中常被忽视。实际上,牙周炎与年龄相关的牙槽骨丢失密切相关,还会对全身健康产生不良影响。而且,牙周炎与认知障碍和痴呆之间似乎存在紧密联系,但究竟是认知下降导致口腔护理不佳引发牙周炎,还是牙周炎直接导致认知下降,尚未明确。在骨骼肌和骨骼健康方面,牙周炎的影响也未得到充分研究。
为填补这些知识空白,来自日本庆应义塾大学(Keio University)、藤田保健卫生大学(Fujita Health University)等机构的研究人员开展了一项研究。他们构建了不同严重程度和病程的小鼠牙周炎模型,旨在探究慢性牙周炎诱导的炎症对肌肉、大脑和股骨的影响,以及炎症的进展过程,明确牙周炎导致衰弱的机制。该研究成果发表在《Inflammation and Regeneration》杂志上。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:一是构建小鼠模型,通过丝线结扎上颌第二磨牙,并配合牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis,Pg)感染,诱导不同程度和病程的牙周炎;二是采用单细胞 RNA 测序(scRNA-seq)技术,分析肌肉组织中基因表达变化;三是运用多种检测手段,如微计算机断层扫描(micro-CT)评估牙槽骨吸收情况、双能 X 线吸收法(DXA)测量股骨骨密度、Barnes 迷宫测试评估小鼠认知功能等。
下面来看具体的研究结果:
- 确认小鼠牙周炎模型中的牙槽骨吸收:研究人员构建了 3 个月和 5 个月病程的牙周炎小鼠模型,包括单纯丝线结扎的 3MP、5MP 模型,以及丝线结扎联合 Pg 感染的 3MP_PG、5MP_PG 模型。通过 micro-CT 测量牙槽骨嵴(ABC)与釉牙骨质界(CEJ)之间的距离,发现各牙周炎模型组的该距离均显著增加,证实成功诱导了牙槽骨吸收。
- 牙周炎特异性破坏慢肌纤维:利用 scRNA-seq 分析腓肠肌,发现牙周炎对快肌纤维影响较小,但会使慢肌纤维中具有慢肌特征的细胞群减少。Rotarod 测试表明,牙周炎会降低小鼠肌肉耐力和疲劳抵抗能力,且病程和病情严重程度对此有影响。此外,比目鱼肌(主要由慢肌纤维组成)的横截面积在牙周炎模型中减小,进一步证明牙周炎对慢肌的损害。
- 牙周炎降低股骨骨密度:通过 DXA 分析发现,牙周炎小鼠即使在病程仅 3 个月时,股骨骨密度就显著降低。同时,骨代谢标志物血清 I 型胶原 C 端肽(CTX)水平升高,表明破骨细胞活性增强,这意味着牙周炎会导致骨密度下降和骨质减少。
- 牙周炎通过损害空间认知导致认知衰弱:Barnes 迷宫测试显示,牙周炎小鼠的空间学习能力受损,且疾病持续时间越长,影响越明显。对海马体的研究发现,牙周炎会使小胶质细胞数量增加、形态改变,成年神经发生减少,这些变化与认知功能下降相关,表明牙周炎会导致认知衰弱。
- 治疗牙周炎无法逆转骨密度下降:研究人员对牙周炎小鼠进行治疗干预,即移除丝线。结果发现,虽然牙槽骨吸收未恢复,骨吸收标志物有所改善,但股骨骨密度仍未恢复,说明仅治疗牙周炎无法恢复已丢失的骨密度。
综合研究结果和讨论部分,该研究具有重要意义。它首次全面揭示了牙周炎可导致多器官衰弱,股骨对牙周炎尤为敏感。这一发现为临床治疗提供了新的思路,提醒人们在老年护理中应重视牙周炎的早期预防和治疗,特别是对骨密度的监测和干预。同时,研究也存在一定局限性,如未分析心肺功能对结果的影响、未明确性别差异在牙周炎与衰弱关系中的作用等,为后续研究指明了方向。总之,该研究为理解牙周炎与全身健康的关系奠定了基础,对改善老年人健康状况具有重要的指导意义。