实验性牙周炎对肥胖大鼠血清C反应蛋白及胰岛素抵抗的影响

钟素兰 倪佳 柴巧学 章锦才 陈蕾

牙周炎是慢性炎症性疾病，可以破坏牙齿周围组织结构。一个未经治疗的重度牙周炎患者的牙周袋溃烂总面积约为15～20 cm2。这种局部产生的炎症免疫介质会通过牙周袋内的溃烂上皮进入全身循环系[1]。重度牙周炎常被认为是亚临床败血症状态[2]。牙周炎不再是口腔健康问题，还是公共健康问题。牙周炎的局部炎症会引起系统性炎症状态的改变，进而影响全身健康[3]。

C反应蛋白(C- reactive protein，CRP)是一种非特异性的急性时相蛋白，不仅是心血管疾病的重要预测因子，也是2型糖尿病发展的重要预测因子[4]。有研究认为CRP是连接肥胖和慢性牙周炎的重要指标[5]。前期临床研究发现，慢性牙周炎与2型糖尿病患者血清hsCRP水平密切相关，即牙周感染越严重，血清hsCRP浓度越高[6]。本研究旨在探讨牙周炎在急慢性期对肥胖大鼠血清CRP和胰岛素抵抗的影响。

1 材料与方法

1.1 实验动物及材料

SPF级SD大鼠，45 只，雄性，4 周龄。检疫合格后，随机分为对照组10 只和肥胖大鼠组35 只。对照组喂以普通饲料。肥胖组大鼠喂以高脂饲料，每周测量观察动物的体重，体长及进食量，连续16 周，筛选肥胖模型大鼠30只(体重大于对照组15%)。综合大鼠的情况，随机分为肥胖大鼠模型组(10 只)和肥胖复合牙周炎组(简称复合组，20 只)。 20 周龄时，7%水合氯醛全麻下，复合组大鼠双侧上颌第二磨牙用3-0慕丝线(强生爱惜康)进行牙周结扎，诱导实验性牙周炎。在牙周结扎后，复合组大鼠死亡4 只，最后纳入统计的复合组大鼠为16 只。

大鼠及其普通饲料和高脂饲料均由广东省医学实验动物中心提供，实验设计经南方医科大学动物伦理委员会审核通过。高脂饲料的能量比：蛋白20%、碳水化合物20%、脂肪60%，约5.24 kcal/g。

1.2 采血时间点

大鼠在牙周结扎前、牙周结扎后1 周、牙周结扎后4 周均采血。采血前大鼠禁食12 h，眼底静脉丛采血2 ml。

1.3 检测指标

1.3.1 空腹血糖 空腹血糖的测量采用葡萄糖检测试剂盒(南京建成生物工程研究所) 氧化酶法测定4 组大鼠空腹血糖浓度。

1.3.2 CRP和胰岛素的检测 眼眶静脉抽取全血1 ml，离心后取400 μl血清，送至广州金域医学检验中心，采用ELISA方法检测CRP和胰岛素。

1.3.3 胰岛素抵抗及β细胞功能的评估 采用稳态模型的胰岛素抵抗指数及胰岛素β细胞指数作为观察指标，HOMA- IR=空腹血糖(mmol/L)×空腹胰岛素(mIU)/22.5，HOMA- β=20×FINS/(FPG- 3.5)[7]。

1.4 统计学分析

2 结 果

2.1 动物模型制备

实验初始时对照组和肥胖组的体重，体长及 Lee's指数无统计学差(P>0.05),喂养16 周后，高脂饲料组的体重和Lee's指数显著高于普通饲料组(P<0.05)。高脂饲料组大鼠的体重高于对照组的体重15.2%。高脂饲料喂养诱导肥胖，肥胖大鼠模型建立。

表 1 2 组一般情况的比较

20 周龄时，复合组大鼠性双侧上颌第二磨牙行牙 周结扎，复合组大鼠牙周结扎后1 周牙龈发红充血，探诊易出血，大鼠较为烦躁，进食量有所下降；结扎4 周后，牙龈呈暗红色，牙龈红肿或退缩，质地松软，牙齿部分有松动，牙根部分暴露。

2.2 牙周结扎前、1、 4 周的血糖变化

2 组大鼠空腹血糖在牙周结扎前后随时间变化见图 1。2 组的空腹血糖随时间均呈先下降后升高的趋势，复合组空腹血糖在牙周结扎1 周后降到最低，之后逐渐回升，随时间的波动变化有显著差异(F=25.506,P=0.000)对照组空腹血糖随时间变化无统计学差异(P>0.05)

2.3 牙周结扎前、 1 周、 4 周空腹胰岛素的变化

2 组大鼠空腹胰岛素在牙周结扎前后随时间变化见图 2。 2 组的空腹胰岛素随时间均呈逐渐升高的趋势，复合组空腹胰岛素在牙周结扎后1 周，上升趋势较对照组较为缓慢，两组空腹血糖随时间上升有统计学差异(P=0.000)。

2.4 牙周结扎前、 1 周、 4 周的胰岛素抵抗变化

2 组大鼠胰岛素抵抗随时间变化见图 3。复合组胰岛素抵抗指数在牙周结扎后1 周稍下降，结扎4 周后上升明显，差异有统计学意义(F=16.130,P=0.000)。肥胖组大鼠胰岛素抵抗指数在整个观察期间内无明显变化(P>0.05)。在牙周结扎前，结扎1 周，两组的胰岛素抵抗无明显差异(P>0.05);在牙周结扎4 周后，复合组的胰岛素抵抗指数明显高于肥胖组(F=-4.691,P=0.000)。

2.5 HOMA- β随时间的变化

2 组大鼠HOMA- β随时间变化见图 4。 2 组的HOMA- β均呈逐渐升高趋势，差异有统计学意义(P=0.000)。牙周结扎前，结扎1 周，两组的HOMA- β无明显差异(P>0.05)；在牙周结扎4 周后，复合组的HOMA- β明显低于于肥胖组(F=3.672,P=0.002)。

2.6 CRP随时间的变化

2 组大鼠CRP水平随时间变化见图 5。复合组CRP先升高后下降，差异有统计学差异(F=7.773,P=0.004)；肥胖组在观察期内波动无明显变化(P>0.05)。牙周结扎前，结扎4周，两组的CRP水平无明显差异(P>0.05)；在牙周结扎1 周后，复合组的CRP水平明显高于肥胖组(F=-2.362,P=0.030)。

图 1 2 组大鼠空腹血糖随时间的变化 图 2 2 组大鼠空腹胰岛素随时间的变化 图 3 2 组大鼠HOMA- IR随时间的变化

图 4 2 组大鼠HOMA- β随时间的变化

图 5 2 组大鼠CRP随时间的变化

3 讨 论

随着人类饮食结构和生活方式的转变，越来越多的人被肥胖所困扰，肥胖成为全球性的健康问题。肥胖者较体重正常者发生牙周炎的风险高2～3倍[8-9]。牙周炎患者中，牙周组织局部细菌的持续性感染会导致慢性低浓度感染，并导致远处器官的炎症感染。本研究探讨牙周炎导致的局部炎症感染是否对肥胖机体的全身状态产生影响。

肥胖大鼠是许多代谢疾病研究的非常有价值的动物模型。研究认为动物的体重超过对照组15%即可定义为肥胖[10]。本实验中采用高脂饮食诱导SD大鼠形成肥胖模型，饮食干预可以较好的模拟人类因不健康的饮食习惯导致的代谢疾病[11]。在牙周干预前，肥胖组大鼠比对照组大鼠的体重高15.2%，LEE指数显著高于对照组，两者之间有统计学差异，认为高脂饮食诱导形成了肥胖大鼠模型。

本实验在肥胖大鼠模型的基础上，7%水合氯醛麻醉下行牙周丝线结扎，在结扎后的1～2 d，有4 只大鼠死亡，解剖大鼠发现有肠胀气和肠梗阻现象，可能是有些大鼠对麻药的特有并发症。在本实验中发现，牙周结扎1、 4 周后的空腹血糖明显低于结扎前，这可能是牙周结扎后影响大鼠进食，减少了食物摄入，血糖降低，在牙周结扎4周后，空腹血糖水平高于牙周结扎1 周，大鼠已逐渐适应牙周炎症的不适，但仍低于牙周结扎前。胰岛素水平在结扎后1～4 周，逐步升高，胰岛素抵抗亦逐步升高，在牙周结扎4 周时，复合组的胰岛素抵抗显著高于肥胖组，这提示慢性牙周炎加重了肥胖大鼠的胰岛素抵抗。可能的机制是感染因素，它被认为是机体组织产生胰岛素抵抗的重要的、关键的部分。作为感染性疾病的牙周炎，它引起的慢性低度炎症状态会加重肥胖机体的胰岛素抵抗。近期有研究表明慢性牙周炎与β细胞功能减退相关，且认为在亚洲人群中，β细胞功能减退比胰岛素抵抗在2型糖尿病的发展中起了更为重要的作用[12]。在本实验中，发现牙周结扎4周后，复合组的HOMA- β显著低于肥胖组，结果提示慢性牙周炎引起了β细胞功能的降低。

CRP是炎症的非特异性指标，代表疾病的活动期, 在组织损伤或感染72 h后大幅度升高[13]。本研究结果显示，CRP水平在结扎1 周后明显升高，结扎4 周后有所回落，并逐步恢复到结扎前，提示CRP是急性炎症指标，在慢性期趋于平稳，但仍高于结扎前。Wang等[14]认为牙周炎引起的高水平CRP会导致胰岛素抵抗和糖化血红蛋白水平的升高，影响2型糖尿病患者和健康人群的血糖控制。本研究中牙周炎的急性期CRP升高最为明显，但随着时间的推迟，CRP水平有所回落，但仍高于牙周结扎前，胰岛素抵抗不断升高，实验性牙周炎加重了大鼠的胰岛素抵抗，但CRP是否直接参与胰岛素抵抗，还是有其他炎症因子参与这一过程，仍有待研究。