综述:线粒体功能障碍在糖尿病患者牙周炎加重中的关键作用:当前知识综述

【字体: 时间:2025年04月25日 来源:Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology 3.1

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  这篇综述聚焦糖尿病患者牙周炎与线粒体功能障碍的关联。详细阐述了糖尿病(DM)和牙周炎的病理生理机制,以及两者相互影响的关系。深入探讨线粒体功能障碍在其中的作用机制,为相关疾病治疗和研究提供了全面且有价值的参考。

  

线粒体功能障碍在糖尿病患者牙周炎加重中的关键作用


牙周炎是一种常见的炎症性疾病,会导致牙周组织严重破坏,影响牙齿健康。而糖尿病(Diabetes Mellitus,DM)患者的牙周炎往往更为严重,这背后的机制较为复杂。本综述围绕线粒体功能障碍在糖尿病患者牙周炎加重中的作用展开探讨。

  1. 糖尿病与牙周炎的基本情况
    • 糖尿病的病理生理:糖尿病是一组代谢紊乱疾病,主要特征是持续高血糖,可分为 1 型糖尿病(T1D)、2 型糖尿病(T2D)、妊娠期糖尿病(GDM)等类型。其中,T2D 最为常见,占糖尿病病例的 90 - 95% 。线粒体功能障碍在糖尿病的发生发展中起着关键作用,它会影响胰岛素抵抗和 β 细胞功能,还与氧化应激密切相关。氧化应激是指体内活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)产生与抗氧化防御失衡,这在糖尿病的发病机制中是一个关键因素,会导致细胞功能障碍和疾病进展。
    • 牙周炎的发病机制:在没有糖尿病的情况下,线粒体在牙周炎的发病过程中也至关重要。它参与氧化应激、炎症反应和细胞功能障碍等过程。例如,线粒体功能异常会加剧炎症反应,影响组织修复。牙周炎的发病与多种因素有关,其中微生物群落的变化起着关键作用。有益的共生微生物群落向致病细菌转变,会引发宿主炎症反应,导致牙周组织受损和牙齿脱落。

  2. 糖尿病加重牙周炎的机制
    • 氧化应激与 ROS 生成:糖尿病患者体内的高血糖会通过多种途径导致氧化应激和 ROS 生成增加。在 T1D 中,自身免疫破坏胰腺 β 细胞,引发代谢紊乱,增强氧化应激,主要是通过高血糖诱导线粒体电子传递链功能障碍实现的。在 T2D 中,胰岛素抵抗会进一步加剧这种情况,促进游离脂肪酸氧化,增加电子通量,从而产生更多 ROS。此外,高血糖还会激活蛋白激酶 C(PKC)途径、己糖胺途径等,导致 ROS 生成增多。同时,糖尿病患者的抗氧化防御系统受损,无法有效清除过多的 ROS,进一步加重氧化应激。
    • 其他相关机制:糖尿病还会通过影响宿主免疫反应来加重牙周炎。例如,糖尿病会影响中性粒细胞的功能,使其趋化、吞噬和杀菌能力受损,导致牙周组织更容易受到细菌侵害。此外,糖尿病还会促进巨噬细胞向促炎的 M1 表型极化,增加炎症反应,加速组织损伤。同时,糖尿病会改变口腔微生物组的组成和多样性,使一些细菌的致病性增强,进一步加重牙周炎。

  3. 线粒体功能障碍在其中的作用
    • 线粒体与氧化应激的相互作用:线粒体是 ROS 的重要来源和靶点。在糖尿病和牙周炎患者中,线粒体电子传递链复合物功能异常,会产生过多 ROS,导致氧化应激。ROS 会损伤线粒体蛋白质、DNA 等,进一步破坏线粒体功能,形成恶性循环。此外,氧化应激还会抑制线粒体生物发生,影响线粒体的正常更新和功能维持。
    • 线粒体质量控制的影响:线粒体质量控制(Mitochondrial Quality Control,MQC)系统对维持线粒体功能至关重要,它包括线粒体动力学、自噬和生物发生等过程。在糖尿病和牙周炎患者中,这些过程可能会受到干扰。例如,线粒体动力学异常,融合和分裂失衡,会影响线粒体的形态和功能;自噬过程受阻,会导致受损线粒体积累,加重细胞损伤;线粒体生物发生减少,会影响细胞的能量供应和功能维持。

  4. 治疗和干预措施
    • 现有治疗方法:目前针对糖尿病和牙周炎的治疗,包括生活方式干预,如规律运动、合理饮食等,这些措施有助于改善线粒体功能和整体健康状况。药物治疗方面,传统的抗糖尿病药物如二甲双胍,可通过激活 AMP 活化蛋白激酶(AMPK)来改善线粒体功能;一些抗氧化剂,如维生素 C、E 等,也被用于减轻氧化应激,对改善病情有一定帮助。
    • 未来治疗方向:随着对线粒体生物学的深入了解,新的治疗策略不断涌现。例如,针对线粒体关键调节因子如 SIRT1 和过氧化物酶体增殖物激活受体 γ 共激活因子 1α(PGC - 1α)的分子治疗方法,有望增强线粒体功能。细胞治疗,如干细胞治疗和线粒体移植,也在研究中展现出潜在的治疗前景。此外,基因治疗针对线粒体 DNA 的研究,为解决线粒体功能障碍的遗传因素提供了可能。

  5. 结论
    线粒体动力学、生物发生和自噬等过程在维持细胞内环境稳定和应对环境挑战中起着关键作用。这些过程的失调与 T2D 和牙周炎的病理生理密切相关,氧化应激和线粒体功能障碍相互作用,加剧了疾病的进展。了解线粒体健康的调控机制,为开发治疗糖尿病相关牙周炎的新方法提供了希望。未来的研究应进一步探索这些关系,明确相关分子途径,以改善患者的治疗效果。

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