Ph.D. Tézisek A NITROGÉNMONOXID BIOLÓGIAI JELENTÔSÉGE A FOGBÉLBEN ÉS A FOGÁGYBAN. Dr. Lohinai Zsolt

Átírás

1 Ph.D. Tézisek A NITROGÉNMONOXID BIOLÓGIAI JELENTÔSÉGE A FOGBÉLBEN ÉS A FOGÁGYBAN Dr. Lohinai Zsolt Témavezetô: Prof. Dr. Sándor Péter, az orvostudományok doktora Programvezetô: Prof. Dr. Monos Emil, az orvostudományok doktora Semmelweis Egyetem Doktori Iskola Elméleti orvostudományok A vérkeringési rendszer normális és kóros mûködésének mechanizmusai Klinikai Kísérleti Kutató és Humán Élettani Intézet Budapest, 2002

2 BEVEZETÉS A fogszuvasodás és a fogágybetegség népbetegség hazánkba vizsgálatok alapján megerôsítést nyert, hogy a fogászati fertôzések nem csupán lokális problémákat okoznak, hanem általános szervezeti betegségek, elsôsorban a cardiovascularis betegségek kiemelkedô rizikófaktorai is. Ezenkívül a hatvanas évek eleje óta több mint ötszörésére emelkedett a szájüregi daganatok száma is Magyarországon, ezért a szájüreg biológiájának kutatása nagy jelentôséggel bír, habár meg az ôt megilletô figyelmet és támogatást. származó vazoaktív anyagok, különösen az endothel erdetû érellazító faktor (EDRF) tulajdonságainak megismerése felé. Az EDRF egyik lehetséges kémiai formája a. ) szabad gyök, L-argininbôl keletkezik a NO. szintáz (NOS) izoenzimek hatására, melyek a klasszikus felosztás szerint konstitutív és indukálható NOS-ra (cnos, inos) csoportosíthatók. A cnos állandóan jelen van a sejtekben, fôként poszttranszlációs kontroll alatt áll, stimulációja után rapidan és tranziensen termel NO. -ot pikomólnyi mennyiségben. Az elsôként leírt anatómiai lokalizáció alapján két típusa van: a neuronális NOS (nnos) és az endothelialis NOS (enos). A cnos-sal ellentétben az inos nyugalmi körülmények között nem található meg a sejtekben, de bakteriális endotoxinok és/vagy különbözô citokinek hatására elsôsorban a fagocitákban és a kültakaró sejtjeiben több órás latenciával de novo Az inos megjelenése után hosszú ideig maximálisan aktív és nanomólnyi mennyiségben termel NO. -ot. A cnos-zal ellentétben az inos aktivitás fôként transzkripciós szinten regulálódik. A NO. az egyik legkisebb szintetikus, új típusú, a régebben ismert szabályozó anyagoktól alapvetô tulajdonságaiban különbözô intercelluláris hírvivô molekula. Bioszintézise után rendkívül gyorsan szétdiffundál, kilép a sejtbôl, mivel mind vízben, mind lipidekben jól oldódik és a hatását a környezô sejtekre fejti ki, a vérbe kerülve oxihemoglobin jelenlétében rendkívül gyorsan nitráttá eliminálódik. A nagy reakciókészsége behatárolja a NO. parakrin hatásainak idôtartamát (életideje 6-10 másodperc csupán) és biztosítja, hogy a hatás lokalizált maradjon. A NO. -nak nincsen a hagyományos értelemben vett receptora, fémekkel, szabad gyökökkel és oxigénnel lép A különbözô nagyságrendû lokális NO. koncentrációknál eltérô kölcsönhatások fordulhatnak elô, illetve ezek keveredhetnek is egymással. 2

3 A NO. alapvetô jelentôséggel bíró biológiai funkcióit elsôsorban a vérkeringési (pl.: vazodilatáció, vérnyomás fenntartás, vérlemezkék aggregációjának és adhéziójának gátlása), az ideg (pl.: neurotranszmisszió, nocicepció) és az immunrendszerben (pl.: fehér vérsejtek baktericid, fungicid és citotoxikus hatása) fejti ki. Tekintélyes mennyiségû információ áll rendelkezésre, hogy mindhárom rendszeren keresztül a NO. - nak fontos szerepe van a gastrointestinalis traktus mûködésének szabályozásában is, azonban a tápcsatorna bemenetében, a szájüregben a NO. -nak az élettani és kórélettani hatásait alig ismerjük. Pedig a multifunkcionális NO. szájüregi biológiájának tisztázása az alapkutatáson kívül klinikai szempontból is lényeges, mivel daganatkeltô és ellenes, illetve gyulladáskeltô és ellenes is lehet, így a fenti betegségek patomechanizmusában is Kísérleteinkben a NO. biológiai jelentôségét vizsgáltuk a fogbélben és a fogágyban. Legfontosabb fogas kérdéseink, célkitûzéseink az alábbi 3 egymással szorosan kapcsolódó témakörbe foglalhatóak össze: 1. A NOS anatómiai lokalizálása a fogbélben, az ínyben, a nervus és artéria alveolaris inferiorban és a ganglion trigeminaleban A NOS izoenzimek szájüregben történô anatómiai lokalizációja utalhat a NO. ezen területen betöltött szerepére, ezért A. Vizsgálni kívántuk, hogy a fogbélben és az ínyben mely anatómiai képletek tartalmaznak NOS-t nyugalmi körülmények között. (Az inos izoenzim lokalizálását az B. Tanulmányozni kívántuk, hogy van-e anatómiai alapja annak az elképzelésnek, hogy az alsó fogak és a fogakat rögzítô szövetek vérkeringésének. nemcsak lokálisan, hanem már a szervet ellátó artéria alveolaris inferior szintjén is részt vehet. C. Vizsgálni kívántuk, hogy az alsó fogak és a fogakat rögzítô szövetek feltételezetten nnos tartalmú idegrostjai származhatnak-e a nervus alveolaris inferioron keresztül a ganglion trigeminaleból, ami a szenzoros szerepüket vetné fel. 3

4 2. A NO. szerepe a fogbél és a foghús vérkeringésének szabályozásában A. Meg kívántuk határozni, hogy a NOS blokkolásnak és a NO. adásnak milyen hatása van a fogbél és a foghús nyugalmi véráramlására és érellenállására. Létezik-e a. függô bazális vazodilatátor tónus, valamint az exogén NO. képes-e ezt az értónust befolyásolni? B. Vizsgálni kívántuk, hogy a NOS blokkolásnak és a NO. adásnak mi a hatása a perctérfogat fogfrakciójára. Hogyan viszonyulnak a fogban lezajló NO. függô hemodinamikai változások a szisztémás vérkeringés NO. függô redistribúciójához? 3. A NO. jelentôsége a fogágygyulladás patomechanizmusában A parodontitis kialakításában a dentális plakk Gram-negatív baktériumainak szerepe már tankönyvi adat. Mivel a Gram-negatív baktériumok indukálják az inos izoenzimet, ezért felmerült annak a lehetôsége, hogy a NO. hozzájárul a fogágygyulladás kórfolyamatához. Feltevésünk alapján: A. Meg kívántuk mérni az ínyszövetben a NOS konstitutív és indukálható izoformáinak enzimaktivitását. Hogyan befolyásolja ezeknek az enzimaktivitásoknak az értékét a bal alsó elsô ôrlôfog köré kötött fogágygyulladást kiváltó selyem ligatúra a ligatúra melletti, illetve a kontralaterális oldali ínyszövetben? B. Meg kívántuk figyelni, hogy fogágygyulladásban, illetve kontroll körülmények között milyen anatómiai képletekben található inos C. Vizsgálni kívántuk, hogy a szelektív inos blokkoló és peroxinitritkötô (a peroxinitrit a NO. és a szuperoxid reakciójából keletkezik) merkaptoetilguanidinnek (MEG) milyen a hatása a fogágygyulladás tüneteire, a plazma extravazációra és az alveolaris csontpusztulásra. Pozitív eredmények esetén felmerülhet a szelektív inos gátlás klinikai terápiában való alkalmazásának lehetôsége. A célkitûzéseink megvalósítására a következô 3 kísérlet sorozatot végeztük el: alveolaris inferiorban és a ganglion trigeminaleban az ínyben, a fogbélben, a nervus és artéria 4

5 Kísérleteink egy részét 6 db kg testsúlyú macskán végeztük. Az állatokat a terminális anesztézia állapotában, a jobb pitvar átvágása után, transzkardiálisan az aortába vezetett kanülön keresztül fiziológiás sóoldattal, majd paraformaldehid oldattal perfundáltuk. A perfúziót követôen az alsó és felsô szemfogak melletti bukkális ínyt, az alsó és felsô szemfogak kihúzása és feltörése után a pulpaszövetet, a canalis mandibulae képleteit (a nervus és artéria alveolaris inferiort), valamint a ganglion trigeminalét A szövetblokkokból elôkezelés után fagyasztó mikrotómmal sorozatmetszeteket készítettünk. A fagyasztott metszetek párhuzamos sorozatain nikotinamid-adenin-dinukleotid-foszfát-diaforáz (NADPH-d, egy lehetséges NOS marker) enzimhisztokémiai és nnos immunhisztokémiai reakciókat végeztünk. NOS lokalizációs kísérleteink másik részét 6 db kg-os (más élettani kísérlethez használt) kutyából post mortem eltávolított felsô szemfog melletti bukkális ínyen és felsô szemfog fogbélen végeztük. A szöveteket immerziós fixálással tartósítottuk. A további procedúra azonos volt a fent leírtakkal. 2. A NO. hatása a fogbél és a foghús vérkeringésére Kísérleteinkhez 19 db ip. kloralóz és uretán kombinációjával altatott, kg súlyú hím macskát használtunk. A kísérlethez mindkét femoralis artériát (a jobbat balt referencia vérminta vételhez), a bal brachialis artériát (referencia vérminta vételhez), a bal femoralis vénát (anyag beadáshoz) és a tracheát (O 2 -vel dúsított szobalevegôvel történô) mesterséges lélegeztetéshez megkanüláltuk. Intercostalis mellkasfal megnyitás után a bal pitvar fülcséjén keresztül a bal pitvarba polietilén kanült vezettünk (izotóp beadáshoz), amit a fülcséhez dohányzacskó öltéssel A mûtétet követô 30 perces nyugalmi periódus után osztottuk. Mindkét csoportban kontroll körülmények között meghatároztuk a fog, a gingiva véráramlását és a szívperctérfogatot rádióaktivan jelzett mikrogyöngy az artériás vérnyomást és a szívfrekvenciát Statham elektromanométerrel, és megmértük az artériás vérgázokat és a vér ph-ját Radiometer vérgázanalizátorral. A fog és a gingiva szövet érellenállását és a perctérfogat fogfrakcióját a mért paraméterekbôl származtattuk. Az elsô csoportban iv. 30 mg/kg kompetitív NOS inhibitor N G -nitro-l-arginin (NOLA) infúziót, a második csoportban az állatok (n=10) iv. 1 mg/kg NO. donor 3-morfolinoszidnonimint (SIN-1) 5

6 kaptak 5 perc alatt. Tizenöt perccel az anyagbeadás után ismét meghatároztuk a fenti 3. A NO. jelentôsége a fogágygyulladás patomechanizmusában Kísérleteinket 30 db hím Wistar g testsúlyú patkányon végeztük. A az állatokat nátrium-pentobarbitállal elaltattuk, és a bal alsó elsô ôrlôfog köré sterilizált 2/0-ás selyemfonalat kötöttünk. Az állatok ébredés után konvenciális laboratóriumi táplálékot és csapvizet ad libitum fogyaszthattak. A ligatúra az állatokat három csoportra osztottuk. Az elsô csoportban (n=16) az állatok ip. vehikulumot (fiziológiás sóoldatot) kaptak (naponta 4-szer, 8 napig). A második csoport (n=7) 4-szer naponta 8 napig ip. 30 mg/kg szelektív inos blokkoló és peroxinitritkötô merkaptoetilguanidin (MEG) kezelést kapott. A harmadik csoport (n=7) a ligatúra felhelyezését leszámítva ugyanazon a procedúrán esett át mint (áloperált, abszolút kontroll csoport). A ligatúra felhelyezését követô 8. napon az állatokat újból elaltattuk nátriumpentobarbitállal, a mandibulát a ramusnál kivágtuk, és az elsô ôrlôk körül mindkétoldalról az ínyt (gingiva marginális és propria) a szomszédos alveolaris 3 mm-es csíkban kimetszettük. A gingivomucosalis szövetmintákban vagy meghatároztuk a cnos és 3 H]-Larginin/[ 3 H]-L-citrullin konverziós teszttel, vagy lokalizáltuk az inos immunreaktív képleteket, vagy megmértük az érfalpermeábilitást Evans-kék extravazációval. Az elsô alsó ôrlôfogak alveolaris csontrezorpcióját videomikroszkópos mérôrendszer segítségével, a meziális és a mediolinguális gyökerek linguális felszínének tengelye mentén, a zománc-cement határ és az alveolaris csontperem távolságának digitális 1. A NOS anatómiai lokalizálása macska szemfog pulpa kötôszövetében csak nagyon kevés NADPHdiaforázzal (NADPH-d) jelzett, inkább perivascularis mint a mátrixban szabadon futó idegrost volt látható. A pulpaszövet hosszmetszetében követhetô rostok érmenti lefutása, jelentôs elágazódás vagy terminális hálózat kialakulása azonban 6

7 nem volt megfigyelhetô. A NADPH-d-hoz hasonló eloszlást mutatott a nnos immunhisztokémiával jelzett idegrostok mintázata is. Mindkét fajban az erek endothel sejtjei is NADPH-d reaktívok voltak. Mind macska, mind kutya ínyszövetében NADPH-d hisztokémiával diffúz, erôs reakció volt megfigyelhetô az egész epitheliumban. Az endothel sejtek citoplazmájában szintén diffúz, de világosabb volt a festôdés. Alkalmanként egyes metszetekben NADPH-d pozitív makrofágok és hízósejtek is megjelentek a kötôszövetben. Viszont erôsen jelölôdô, gazdag hálózatú, arborizálódó idegrostokat találtunk a szubepiteliális kötôszövetben (lamina propria), melyek egy része az erek köré csoportosulva követte azok lefutását, más része a mucosalis epithelium közelében lokalizálódott. A nnos a NADPH-d-zal azonos jelölési mintázatot találtunk az idegképletekben mindkét kísérleti speciesben. Számos NADPH-d reaktív, illetve nnos immunpozitív axont találtunk macskában a nervus alveolaris inferior idegrostjai között is, valamint jelölt, enyhén varicosus idegrostokat az artéria alveolaris inferior közvetlen közelében. alveolaris inferior endotheliuma jellegzetes csomós jelölést mutatott NADPH-d reakció Tekintélyes számú idegrost és fôként kis méretû ganglionsejt mutatott NADPHd pozitivitást és nnos immunreaktivitást a macska trigeminális ganglionban. (A NADPH-d reaktív képletek inos immunverifikációját a hámban és a 2. A NO. hatása a fogbél és a foghús vérkeringésére A kiindulási általáno s élettani paraméterek, a fog és a foghús véráramlásának kontroll értékei statisztikailag nem különböztek a két csoportban. A NOS inhibitor NOLA-val kezelt csoportban az artériás középnyomás szignifikánsan növekedett, a perctérfogat és az artériás po 2 szignifikánsan csökkent, a szívfrekvencia, az artériás pco 2 és a ph nem változott, míg a NO. donor SIN-1-gyel kezelt csoportban az artériás középnyomás és az artériás po 2 szignifikánsan csökkent, a többi mért élettani értékben a változás nem volt szignifikáns. A fogbél véráramlása NOLA beadás után 15 perccel a kontroll 53±13%-ára esett (p<0,01), míg SIN-1 után 15 perccel csak enyhén (82±12%-ra) csökkent. A fogbél érellenállása a kontroll 367±69%-ára (p<0,01) nôtt NOLA kezelés után, míg SIN-1 hatására 73±10%-ára csökkent (p<0,05). 7

8 Sem a NOLA, sem a SIN-1 csoportban nem változott szignifikánsan a perctérfogat szemfogra jutó frakciója a beadásuk után 15 perccel, 109±27% a NOLA csoportban és 111±27% a SIN-1 csoportban az anyagbeadás elôtti értékhez képest. A gingiva véráramlása NOLA infúzió után 15 perccel a kontroll 62±14%-ára esett (p<0,05), érellenállása pedig a kontroll 299±80%-ára (p<0,05) nôtt. 3. A NO. szerepe a fogágygyulladás patomechanizmusában A bal alsó elsô ôrlôfog köré kötött ligatúra felhelyezését követô 8. általános élettani paraméterek (testsúly, artériás középnyomás) nem különböztek a ligatúrát nem kapott kontroll állatokéhoz képest. Lokálisan viszont a ligatúra körül erôteljes gyulladásos klinikai tünetek voltak megfigyelhetôek, a mért mutatókat az alábbiakban ismertetem: A ligatúra több mint négyszeres inos aktivitás fokozódást okozott a gingivomucosalis szövetben a kontralaterális (kontroll) oldalhoz képest (245±52 versus 58±8 fmol/mg protein/perc, p<0,01), de a cnos aktivitást kontralaterális oldalon nem befolyásolta. A kontroll gingivomucosalis szövetben néhány kötôszöveti sejtet kivéve nincs inos immunreaktivitás. Nyolc nappal a ligatúra felhelyezése után a szövetminta ligatúra felöli oldalán jelentôs számban megnövekedett gyulladásos sejtek (makrofág, PMN leukocita, plazma sejt, limfocita) száma a tunica propriaban és a hámban. Az epithelium bazális és a legfelsô rétege erôsen festôdött, különben a hám enyhén volt reaktív. A hám felszíne keratinizálódott. Egyes erek és fibroblastok is mutattak enyhe immunpozitivitást. A kontralaterális oldal inos immunreaktivitásának képe megegyezik a ligatúra nélküli kontroll állatok szövettani Az Evans kék beadás után, a száj többi részének kontrasztjaként, a fognyakak körül övszerûen futó, a környezeténél sötétebb kék elszínezôdés jelent még a nem ligatúrás fogak mellett is. A ligatúra ezen túl is szignifikánsan fokozta az Evans kék extravazációt a gingivomucosalis szövetben a kontralaterális oldalhoz képest (79,3±12,8 µg/g versus 34,5±6,1 µg/g, p<0,05). A szelektív inos blokkoló és peroxinitritkötô MEG kezelés csökkentette a ligatúra által kiváltott Evans kék extravazáció fokozódást, de nem befolyásolta a kontralaterális oldal Evans kék tartalmát (52,4±6,9 µg/g versus 45,2±8,1 µg/g). A ligatúrás és a kontralaterális oldal különbsége, azaz a ligatúra által kiváltott Evans kék tartalom növekedés a vehikulummal kezelt 8

9 csoportban 44,7±12,2 µg/g, a MEG-gel kezelt csoportban pedig csak 7,1±10,7 µg/g (p<0,05) volt. A ligatúra által kiváltott fogmedri nyúlvány csontpusztulása a vehikulummal kezelt csoportban a ligatúrás és a kontralaterális alsó elsô ôrlô zománc-cement határ és alveolaris csontperem távolságának különbségeként mérve, a meziális gyökérnél 0,24±0,05 mm és a mediolinguális gyökérnél 0,26±0,04 mm volt. A MEG szignifikánsan csökkentette a ligatúra okozta csontsorvadást. A MEG-gel kezelt csoportban az alveolaris csontpusztulás a meziális gyökérnél 0,08±0,02 mm-re (p<0,01) és a mediolinguális gyökérnél 0,09±0,03 mm-re (p<0,01) csökkent. 1. A fogbélben és a foghúsban is megtaláható mindhárom NOS izoenzim. 2. A fogbélben vagy a foghúsban a NOS izoenzimek expressziójának/aktivitásának a a NO. paradox szerepének e szervek élet- és kórtanában. Az eddigi irodalmi és saját adatok alapján általánosságban megállapíthatjuk, hogy a többi szervhez hasonlóan a pulpában és a parodontiumban fiziológiás körülmények konstitutív NOS által kis koncentrációban szintetizált NO. protektív hatású, ugyanakkor a patológiai folyamatokban upregulálódó NOS által nagy koncentrációban termelt NO. viszont már káros lehet a saját szövetekre. A NOS anatómiai lokalizálása a fogbélben, az ínyben, a nervus alveolaris inferiorban és a ganglion trigeminaleban 3. Anatómiai vizsgálatainkban demonstráltuk, hogy a pulpa és a gingiva endotheliuma is festôdik a NADPH-diaforázzal a NOS hisztokémiai markerével, valamint, hogy a fogbélben elvétve, a foghúsban nagy számban találhatóak NADPH-d pozitív/neurális perivascularis és szoliter axonok is. Ezek az idegrostok a NADPH-d diaforáz/neurális NOS reaktív nervus alveolaris inferioron keresztül jutnak el az alsó fogak pulpájába és parodontalis szöveteibe, ahol szenzoros (pl. 9

10 fájdalomérzékelés) és vegetatív (pl. véráramlás szabályozás) funkciókban lehet 4. A szájképletek nnos tartalmú szenzoros idegrostjai származhatnak a ganglion trigeminaleból. Figyelemreméltó, hogy a ganglion trigeminaleban a nnos reaktív idegsejtek kisebbek mint a többi ganglionsejt. 5. A NOS tekintetében a fô különbség a pulpa és a gingiva között, hogy míg a meg nnos tartalmú idegrost, addig a foghúsban nnos tartalmú idegrostok gazdag hálózata van jelen. Továbbá, míg a pulpában egészséges körülmények között nem található meg az inos, addig a gingivában gyulladásmentes A NO. szerepe a fogbél és a foghús vérkeringésének szabályozásában 6. A NO. szintézis gátlása miatt kialakuló lokális vazokonstrikció a fogbélben és a foghúsban is képes legyôzni a szisztémás vérnyomás emelkedés miatt létrejövô passzív véráramlás fokozódást. Adataink alapján megállapíthatjuk, hogy a fogbél és a foghús ereiben a szervezet más részeihez hasonlóan nyugalomban NO. függô bazális vazodilatátor tónus található. A pulpa erek nyugalmi tónusát fenntartó NO. fôleg az enos tartalmú endotheliumból és nem a csekély számú nnos-t tartalmazó. dependens vazodilatátor tónusának kialakításában az endothel eredetû NO. mellett az idegi eredetû nyugalmi NO. felszabadulás is részt vehet. 7. A szisztémás NOS blokkolás a perctérfogat fogfrakcióját nem változtatja meg, mivel a perctérfogat és a fogbél véráramlása is arányosan lecsökken. Ez azt sugallja, hogy a fogbél vérkeringése a szervezeti átlagnak megfelelôen esik a szisztémás NOS. 8. A szisztémás NO. donor kezelés által kiváltott lokális értágulat a pulpában képes meghaladni a vérnyomás esés miatt létrejövô lokális szimpatikus vazokonstrikciót a. donor nátrium-nitroprusszid hatásához hasonlóan. Mivel a 10

11 fogbél vérkeringése szenzitív az exogén NO. -ra, ezért feltételezzük, hogy a stimulációra bekövetkezô endotheliumból, odontoblastokból, perivascularis NO. -erg idegekbôl, illetve egyéb forrásból (pl. gyulladásos infiltrátum sejtjeibôl) történô.. felszabadulásnak is szerepe lehet a pulpa értónusának 9. A szisztémás NO. donor kezelés nem befolyásolja a perctérfogat fogfrakcióját, mivel sem a perctérfogat, sem a fogbél véráramlása nem változik szignifikánsan. 10. Az artéria alveolaris inferior nnos tartalmú perivascularis idegrostjai és NADPH-d reaktív endotheliuma azt sugallja, hogy az artéria alveolaris inferior nemcsak egy passzív vérvezeték a csontban, hanem periodontium vérkeringés szerven kívüli szabályozásának NO. -nak is szerepe lehet. A NO. jelentôsége a fogágygyulladás patomechanizmusában 11. A ligatúra által kiváltott fogágygyulladás fokozza a gingivomucosalis epithelium és kötôszövet gyulladásos sejtjeinek inos expresszióján keresztül a NO. termelést, és a szelektív inos blokkoló és peroxinitritkötô MEG kezelés jótékony hatású a parodontitis tüneteire, csökkenti a következményes plazma extravazációt és az alveolaris csontdestrukciót. Eredményeink alapján megállapíthatjuk, hogy a fokozott NO. és peroxinitrit termelôdésnek szerepe lehet a fogágygyulladás patomechanizmusában. 12. Parodontitisben a fokozott NO. termelôdésnek elônyös és hátrányos hatásai is lehetnek. Elônyös az antimikrobális aktivitás, immunmoduláció, microvascularis thrombosis gátlás, fokozott szöveti perfúzió, valamint az, hogy a NO. felszabadulásnak a szabaddá vált fognyakon fájdalomcsillapító, érzékenység csökkentô hatása lehet. Másfelôl hátrányos a gazdaszövettel szemben is fennálló citotoxicitása miatt. 13. A gingivomucosalis szövet fokozott NO. tartalma hozzájárulhat a parodontitis klinikai tüneteihez. A gyulladt íny vörös és duzzadt, amiben a NO. értágító és 11

12 érpermeábilitás fokozó hatása is közremûködhet. Az érintésre bekövetkezô. trombocita aggregáció és adhézió gátlása is részt vehet. A fokozott alveolaris csontrezorpcióhoz a NO. osteoclast stimulációja, illetve a NO. és a peroxinitrit osteoblast differenciálódást csökkentô hatása is hozzájárulhat. 14. Saját és irodalmi adatok alapján feltételezzük, hogy a fogágygyulladásban a NO. és a peroxinitrit véd az ínybe hatoló mikrobiológiai ágensekkel szemben, azonban lokálisan nagy koncentrációban különbözô mechanizmusokkal viszont már. 15. Klinikailag egészségesnek tünô foghúsban is elôfordulhat szubklinikus, spontán ínygyulladás, amit a normál szájflóra okozhat. Ez lehet a magyarázata a fogágygyulladás modell kontroll oldalának inos aktivitására és immunreaktivitására, valamint a NADPH-d pozitivitásra a foghús hámjában és egyes kötôszöveti makrofágjaiban és hízósejtjeiben normál, nem gyulladást modellezô állatban is. 16. Kísérleti eredményeink és irodalmi adatok alapján a fogágygyulladás kialakulásához reaktív nitrogén és oxigén szpecieszeken stresszen), ezek interakcióján és reakcióik következtében nem klasszikus gyulladásos enzimek (pl.: indukálható ciklooxigenáz, mátrix metalloproteináz, poli(adp-ribóz) szintetáz) túlzott aktivációján/expesszióján alapuló új patomechanikai reakciósorozatot dolgoztunk ki. 17. Az inos szelektív blokkolása és a peroxinitrit megkötése a szervezet túlzott védekezési reakciójának csökkentésén keresztül a fogágygyulladás potenciális új gyógymódja lehet. Célunk, hogy hazánkban népbetegségnek számító fogágybetegség legyôzéséhez munkánk eredményeként a MEG terápiás alkalmazására! 12

13 KÖSZÖNETNYiLVÁNÍTÁS Mindenekelôtt hálás vagyok feleségemnek, kisfiamnak és szüleimnek a megértésükért, a Köszönetettel és tisztelettel emlékezem néhai Prof. Dr. Kovách Arisztídre. Ô irányított a professzionális kutatói pálya felé, a tudományos gondolkodásmódom kialakításában folyamatosan útmutatást adott, biztosította a nemzetközi tapasztalatszerzésemet és Ô irányította a figyelmemet többek az értekezés témájára is. Sajnálom, hogy mind lényegrelátásban, kritikai érzékben, alaposságban, mind a munkához való hozzáállásban már nem tudtam többet tanulni Tôle. Hálámat szeretném kifejezni a kutatómunka feltételeit biztosító SE Klinikai Kísérleti Kutató és Humán Élettani Intézet volt és jelenlegi igazgatójának, Prof. Dr. Monos Emilnek és Prof. Dr. Kollai Márknak a folyamatos támogatásukért. Külön kiemelem a kissé vontatottan készülô PhD disszertációm az értekezés megírásának leghatékonyabb múzsája a határidô volt. Köszönettel tartozom Prof. Dr. Sándor Péter témavezetômnek a megfontolt szakmai tanácsaiért, állandó bíztatásáért, ami nélkül talán nem is készült volna el ez Hálával tartozom Dr. Szabó Csabának az ínycsiklandó szakmai tanácsaiért, hogy a fogas kérdéseimbe ne törjem bele a fogam, folyamatos segítségéért, közös nemzetközi kutatási programok kidolgozásáért, kurrens kísérleti anyagok beszerzéséért. Köszönet illeti Prof. Dr. Zelles Tivadart, aki diákköri vezetômként bev Külön köszönet illeti közvetlen munkatársaimat Dr. Balla Istvánt, Dr. Benedek Pétert, Dr. Burghardt Beátát, Prof. Dr. Csillag Andrást, Dr. Dézsi Lászlót, Prof. Dr. Fazekas Árpádot, Prof. Dr. Fehér Erzsébetet, Dr. Györfi Adrienne-t, Dr. Haskó Györgyöt, Dr. Horváth Ildikót, Dr. Ivanics Tamást, Dr. Ligeti Lászlót, Dr. Marczis Jánost, Dr. Nádasy Györgyöt, Prof. Dr. Rosivall Lászlót, Dr. Andrew Salzman-t, Dr. Ottlakán Aurélt, Dr. Pál Miklóst, Dr. Pék Lászlót, Dr. Robert Stachlewitz-et, Dr. Garry Southan-t, Dr. Varga Gábort, Dr. Vass Zoltánt, Dr. Virág Lászlót, Prof. Dr. Zelles Tivadart, akikkel az elmúlt évek során együtt dolgozhattam, gondolkozhattam, s akik kiváló munkájukkal segítettek és Köszönettel tartozom a Klinikai Kísérleti Kutató és Humán Élettani Intézet valamennyi munkatársának is a segítôkészségükért, a jó hangulatért. Köszönöm a bizalmat azoknak a hazai és nemzetközi kutatási alapoknak (OTKA, ETT, NIH), ösztöndíj bizottságoknak (Dr. Madzsar József, Dr. Fodor Erzsébet, Dr. Varga István és Bán Zoltán alapítvány pályadíj, Bolyai János Kutatási Ösztöndíj, Robert Frank Award, Eötvös Kutatási Ösztöndíj, Soros Alapítvány és Unilever utazási támogatás), amelyek anyagi támogatást nyújtottak a munkámhoz. Fejet hajtok a tudományos haladásért feláldozott kísérleti állatok elôtt is. Felmerülô kérdéseivel, ötleteivel kérem, hogy keressen meg! (Tel: ; lohinai@elet2.sote.hu) 13

14 AZ ÉRTEKEZÉS TÉMAKÖRÉHEZ KAPCSOLÓDÓ PUBLIKÁCIÓIM I. Az értekezés alapjául szolgáló közlemények 1. Lohinai Z, Balla I, Marczis J, Vass Z, Kovách AGB. Evidence for the role of nitric oxide in the circulation of the dental pulp. J Dent Res 74(8): , (IF=3.810) 2. Lohinai Z, Székely AD, Benedek P, Csillag A. Nitric oxide synthase containing nerves in the cat and dog dental pulp and gingiva. Neurosci Lett 227: 91-94, (IF=1,768) 3. Lohinai Z, Benedek P, Rosivall L, Fehér E, Györfi A, Fazekas Á, Salzman AL, Szabó C. Protective effects of mercaptoethylguanidine, a selective inhibitor of inducible nitric oxide synthase in ligature-induced periodontitis in the rat. Br J Pharmacol 123: , (IF=3,704) 4. Lohinai Z, Szabó C. Role of nitric oxide in physiology and pathophysiology of periodontal tissues. Review. Med Sci Monit 4(6): , (IF=0.0) II. További saját publikációk Lektorált közlemények 1. Kovách AGB, Faragó M, Lohinai Z, Horváth I, Fehér E, Ottlakán A, Szabó C: Changes of contractile and endothelium-dependent relaxant responses following a 2-hour hemorrhagic hypotension in cats: regional differences. J Cardiovasc Pharmacol 17(Suppl. 3): S198-S206, (IF=2.176) 2. Kovách AGB, Szabó C, Faragó M, Horváth I, Lohinai Z, Ottlakán A, Fehér E: Effect of hemorrhagic hypotension on cerebrovascular reactivity and ultrastructure in the cat. Stroke 22: , (IF=3.196) 3. Szabó C, Faragó M, Horváth I, Lohinai Z, Kovách AGB. Hemorrhagic hypotension impairs endothelium-dependent relaxations in the renal artery of the cat. Circ Shock 36(4): , (IF=2.182) 4. Kovách AGB, Lohinai Z, Marczis J, Balla I, Dawson TM, Snyder SH. The effect of hemorrhagic hypotension and retransfusion and 7-Nitro-Indazole on rcbf, NOS catalytic activity, and cortical NO content in the cat. Ann New York Acad Sci 738: , (IF=0.868) 5. Lohinai Z, Székely AD, Soós L, Fehér E. Distribution of nitric oxide synthase contaning elements in the feline submandibular gland. Neurosci Lett 192:9-12, (IF=2.318) 14

15 6. Lohinai Z, Balla I, Marczis J, Vass Z, Kovách AGB. The effect of a NO donor and inhibitor of NO synthase on blood flow and vascular resistance in feline submandibular, parotid, pancreatic glands. Arch Oral Biol 41(7): , (IF=0.840) 7. Lohinai Z, Burghardt B, Zelles T, Varga G. The effect of L-arginine/nitric oxide pathway on salivary amylase secretion in conscious rats. J Phys (Paris), 91: , (IF=0,707) 8. Lohinai Z, Burghardt B, Zelles T, Varga G. Nitric oxide modulates salivary amylase and fluid, but not epidermal growth factor secretion in conscious rats. Life Sci 64(11): , (IF=1,770) 9. Haskó G, Kuhel DG, Németh ZH, Mabley JG, Stachlewitz RF, Virág L, Lohinai Z, Southan GJ, Salzman AL, Szabó C. Inosine inhibits inflammatory cytokine production by a post-transcriptional mechanism and protects against endotoxin-induced shock. J Immunol 164: , (IF=6,834) 10. Lohinai Z, Stachlewitz R, Virág L, Székely AD, Haskó G, Szabó C. Evidence for reactive nitrogen species formation in the gingivomucosal tissue. J Dent Res 80(2): , (IF=4,438) 11. Lohinai Z, Stachlewitz R, Haskó G, Salzman A, Virág L, Szabó C. Evidence for the expression of cyclooxygenase-2 enzyme in periodontitis. Life Sci 70(3): , (IF=1,808) 12. Di Nardo Di Maio F, Lohinai Z, D Arcangelo C, Esposito De Fazio P, Varvara G, De Lutiis MA, Patruno A, Grilli A, Felaco M. The expression of endothelial and inducible nitric oxide synthase isoenzymes in healthy and inflamed human dental pulp. Közlés alatt. Könyvrészletek 1. Kovách AGB, Nguyen TL, Ikrényi K, Tölgyessy L, Ivanics T, Pék L, Lohinai Z, Sedlacsek S. Effect of S-Emopamil treatment on the electroencephalogram in hemorrhagic shock in dogs. Pharmacol Cereb Isch Ed.: Josef Krieglstein Verlasgesellschaft Stuttgart, CRC Press, Inc. Boca Raton, Florida, 407: , Kovách AGB, Nguyen LT, Pék L, Dézsi L, Lohinai Z. The effect of calcium entry blocker S- Emopamil on cerebrocortical metabolism and blood flow changes evoked by graded hypotension. Adv Exp Med Biol In: Oxygen transport to tissue XI. AEMB, Eds.: Bíró Gy, Rakusan K, Plenum Press, 248: , Kovách AGB, Szabó C, Faragó M, Horváth I, Lohinai Z, Fehér E. Effect of hemorrhagic hypotension on cerebrovascular reactivity and ultrastructure in the cat. Vascular Smooth Muscle Book/2, Chapter 29, ,

16 4. Kovách AGB, Szabó C, Faragó M, Horváth I, Lohinai Z, Balla I, Benyó Z, Ottlakán A, Csáki C, Vass Z, Kiss G, Reivich M. Nitric oxide and global cerebral ischemia. Pharmacol Cereb Isch Eds.: Krieglstein J, Oberpichler-Schwenk H, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbh Stuttgart CRC Press, Inc. Boca Raton, Florida , Kovách AGB, Lohinai Z, Marczis J, Balla I, Vass Z, Reivich M, Dawson TM, Snyder SH. Regional cerebral and spinal blood flow, nitric oxide synthase catalytic activity and microelectrode measured cortical nitric oxide content in 7-nitro indazole treated cats. In: The Biology of Nitric Oxide, Eds.: Moncada S, Felish M, Busse R, Higgs EA, Protland Press Ltd., London, Chapell Hill, 3: , Szabó C, Lohinai Z, Benedek P, Fehér E, Györfi A, Rosivall L, Fazekas A, Zelles T, Salzman AL. Evidence for the expression of the inducible nitric oxide synthase in periodontitis: protective effects of mercaptoethylguanidine, a selective inhibitor of nitric oxide synthase. In: The Biology of Nitric Oxide, Part 6; Eds.: Moncada S, Toda N, Maeda H, Higgs EA, Portland Press, London, UK, 209, Stachlewitz R, Lohinai Z, Virág L, Southan GJ, Salzman AL, Szabó C. Role of nitric oxide and peroxynitrite production in the developement of inflammatory injury in a rat model of periodontal disease. In: The Biology of Nitric Oxide, Vol. 7; Eds: Moncada S, Gustafsson LE, Wilklund NP, Higgs EA, Portland Press, London, UK, 192, Idézhetô elôadáskivonatok 1. Kovách AGB, Faragó M, Lohinai Z, Horváth I, Fehér E, Ottlakán A, Szabó C. Changes of contractile and endothelium-dependent relaxant responses following a 2-hour hemorrhagic hypotension in cats: regional differences. Archives Internationales de Pharmacodynamie et de Therapie volume 305, 259, Nr 69, (IF=1.014) 2. Kovách AGB, Wilson DF, Pastuszko A, Balla I, Lohinai Z, Vass Z. Effects of Specific Inhibition of Nitric Oxide Synthesis on Regional Cerebral Blood Flow (rcbf), Cerebrovascular Reactivity, Cortical Oxygenation and Neurotransmitter Release in Cat. J Vasc Res 29 (2):153, (IF=4.324) 3. Kovách AGB, Balla I, Lohinai Z, Vass Z, Reivich M. Effects of N G -Nitro-L-Arginine on rcbf and cerebrovascular reactivity in the cat. J Cereb Blood Flow Metab 13(Suppl.1):S134, (IF=5.241) 16

17 4. Kovách AGB, Lohinai Z, Balla I, Marczis J, Dombováry Z, Reivich M, Dawson TM, Snyder SH. Effect of 7-nitro indazole on rcbf, cerebral NOS catalytic activity and NO content measured by microelectrode. Endothelium, 1(Suppl.):S54, Nr 211, Kovách AGB, Marczis J, Lohinai Z, Balla I, Reivich M, Dawson TM, and Snyder SH. Effect of cerebral or endothelial nitric oxide synthase (NOS) inhibition on regional cerebral blood flow (rcbf) and cerebral nitric oxide (NO) content. FASEB J 8(4): p291, (IF=15.115) 6. Kovách AGB, Balla I, Lohinai Z, Reivich M, Dawson TM, Snyder SH. The effect of hemorrhagic hypotension and retransfusion and 7-nitro indazole on NOS catalyc activity, cortical nitric oxide content and regional cerebral blood flow in the cat. Shock 1(Suppl.):Nr236, (IF=1.300) 7. Kovách AGB, Marczis J, Lohinai Z, Reivich M. The role of L-arginine nitric oxide system in visual activation elicited cortical blood flow response. Pflüg Arch Eur J Phys 430(Suppl.):Nr 4:pR120, Nr 441, (IF=2.646) 8. Kovách AGB, Marczis J, Lohinai Z, Balla I, Vasas G, Reivich M. Effect of neural NO-synthase inhibition on regional cerebral blood flow and MCA reactivity in the cat. J Cereb Blood Flow Metab 15(Suppl.1):S469, (IF=6.555) 9. Lohinai Z, Burghardt B, Varga G. Nitric oxide synthase inhibitor stimulates salivary amylase secretion in conscious rats. Z Gastroenterol 5:p321, Nr 83, (IF=0.958) 10. Lohinai Z, Székely AD, Soós L, Fehér E. Nitrogén-monoxid-szintázt tartalmazó képletek a macska állkapocs alatti nyálmirigyében. LAM 6(9-10):569, Benedek P, Peti-Peterdi J, Lohinai Z, Györfi A, Fazekas Á, Rosivall L. Effect of nitric oxide inhibition on capsaicin-induced neurogenic inflammation in the gingivomucosal tissue of rats. Medical Science Monitor, 2 (Suppl.3):p35, Nr 107, 1996.; J Dent Res 76(5):p1123, Nr 232, (IF=3.459) 13. Benedek P, Peti-Peterdi J, Lohinai Z, Györfi A, Fazekas Á, Rosivall L. Nitric oxide inhibition does not alter the capsaicin-induced neurogenic inflammation in the gingivomucosal tissue of rats. Fiziologia, 6:Nr 2 (10), p53, FC4, Lohinai Z, Burghardt B, Varga G. The effect of L-arginine/nitric oxide pathway on salivary amylase output in conscious rats. Dig Dis Sci 42(1):p217, (IF=1.875) 15. Lohinai Z, Burghardt B, Zelles T, Varga G. The involvement of L-arginine/nitric oxide pathway on salivary amylase and fluid secretion in conscious rats. Gastroenterol 112(4):A201, (IF=10.250) 17

18 16. Lohinai Z, Balla I, Marczis J, Vass Z, Kovách AGB. Bizonyítékok a nitrogénmonoxid szerepére a fogbél vérkeringésében. LAM 6: 424, Szabó C, Lohinai Z, Benedek P, Fehér E, Györfi A, Rosivall L, Fazekas A, Zelles T, Salzman AL. Evidence for the expression of the inducible nitric oxide synthase in periodontitis: protective effects of mercaptoethylguanidine, a selective inhibitor of nitric oxide synthase. Japan J Pharmacol 75(Suppl):74P, P-207, (IF=1.201) 18. Lohinai Z, Benedek P, Rosivall L, Fehér E, Györfi A, Fazekas Á, Salzman AL, Szabó C. Role of inducible nitric oxide synthase in rat experimental periodontitis. J Dent Res 77(5):p1254, Nr 382, (IF=4,060) 19. Lohinai Z, Székely A, Fehér E, Keglevich T, Windisch P, Szabó C. Formation of nitric oxide and peroxynitrite in rat experimental and human periodontitis. J Dent Res 77(Special Issue B):p995, Nr 2912, (IF=4,060) 20. Lohinai Z, Székely A, Fehér E, Keglevich T, Windisch P, Szabó C. Periodontitis leads to formation of nitric oxide and peroxinitrite in rats and humans. Z Gastroenterol 36:p433, Nr 070, (IF=0,890) 21. Szabó C, Stachlewitz R, Haskó G, Salzman A, Virág L, Lohinai Z. Role of the expression of the inducible isoform of cyclooxygenase in periodontitis. FASEB J 13(4):pA558, Nr , (IF=11,880) 22. Lohinai Z, Stachlewitz R, Virág L, Székely A, Haskó G, Salzman AL, Szabó C. Formation of nitrotyrosine in rat experimental periodontitis. FASEB J 13(5):pA735, Nr , (IF=11,880) 23. Lohinai Z, Székely A, Benedek P, Csillag A. Macska- és kutya fogbélben és ínyben nitrogénmonoxid szintáz tartalmú idegrostok találhatóak. LAM 9(3): , Lohinai Z, Benedek P, Rosivall L, Fehér E, Györfi A, Fazekas Á, Salzman AL, Szabó C. A merkaptoetilguanidinnek, az indukálható nitrogénmonoxid szintáz szelektív blokkolójának jótékony hatása van a ligatúrával kiváltott periodontitisben patkányok esetében. LAM 9(4):309, Lohinai Z, Székely A, Stachlewitz R, Virág L, Haskó G, Salzman AL, Szabó C. Detection of nitrotyrosine in periodontitis. Z Gastroenterol 37:p431, Nr 111, (IF=0,850) 26. Lohinai Z, Stachlewitz R, Virág L, Haskó G, Salzman AL, Szabó C. Beneficial effects of mercaptoethylguanidine, a selective inhibitor of inducible NO synthase and a peroxynitrite scavenger in rat experimental periodontitis. Fund Clin Pharmacol 13(Suppl.1):p330s, Nr PW10, (IF=0,810) 18

19 27. Stachlewitz R, Lohinai Z, Virág L, Southan GJ, Salzman AL, Szabó C. Role of nitric oxide and peroxynitrite production in the developement of inflammatory injury in a rat model of periodontal disease. Acta Phys Scand 167:(Suppl.)645:90, (IF=1,410) 28. Lohinai Z, Stachlewitz R, Virág L, Haskó G, Salzman AL, Szabó C. Mercaptoethylguanidine a selective inhibitor of inducible nitric oxide synthase and a peroxynitrite scavenger ameliorates experimental periodontitis. Phys Res 48(5):p33, (IF=0.807) 29. Haskó G, Kuhel DG, Németh ZH, Mabley JG, Stachlewitz RF, Virág L, Lohinai Z, Southan GJ, Salzman AL, Szabó C. Inosine inhibits inflammatory cytokine production by a post-transcriptional mechanism and protects against endotoxin-induced shock. Blood 94(Suppl.1):427a, (IF=8,780) Lohinai Z, Székely A, Stachlewitz R, Virág L, Haskó G, Salzman AL, Szabó C. Evidence for nitrating species formation in the gingivomucosal tissues. J Dent Res (5):80(4):p1251, Nr. 404, (IF=4,438); J Dent Res 79(Special Issue):p523, Nr. 3033, (IF=4,438) 32. Suba Z, Balaton G, Várbíró S, Lohinai Z, Székács B. Morphological analysis of gingival reactions to oestrogen substitution in ovarectomized rats. J Dent Res 80(4):p1250, Nr. 397, (IF=4,438) 33. Haskó G, Kuhel DG, Németh ZH, Mabley JG, Stachlewitz RF, Virág L, Lohinai Z, Southan GJ, Salzman AL, Szabó C. Inosine inhibits inflammatory cytokine production by a post-transcriptional mechanism and protects against endotoxin-induced shock. Shock 13(Suppl.):p34, (IF=2,785) 34. Lohinai Z, Stachlewitz R, Székely A, Haskó G, Salzman AL, Szabó C. Selective Inhibition of Inducible Isoform of Cyclooxygenase Ameliorates Experimental Periodontitis. J Dent Res 79(Special Issue):p230, Nr. 693, (IF=4,438) 35. Lohinai Z, Stachlewitz R, Székely A, Haskó G, Salzman AL, Szabó C. Increased vascular permeability and alveolar bone loss in periodontitis is associated with enhanced cyclooxygenase-2 expression. Z Gastroenterol 38:p414, Nr. 067, (IF=0,887) 36. Lohinai Z, Stachlewitz R, Székely A, Haskó G, Salzman AL, Szabó C. Evidence for the expression of cyclooxygenase-2 in periodontitis. J Phys (London), 526-P:109P, (IF=4,455) 37. Lohinai Z, Stachlewitz R, Székely A, Haskó G, Salzman AL, Szabó C. Selective inhibition of cyclooxygenase-2 is protective in periodontitis. J Clin Periodontol 27(Suppl.1):p53, Nr. 141, (IF=1,426) 19

20 38. Lohinai Z, Mabley JG, Fehér E, Márton A, Liaudet L, Salzman AL, Szabó C. Evidence for the role of poly(adp-ribose) polymerase (PARP) activation in the pathogenesis of periodontitis. J Dent Res 80(Special Issue):p769, Nr. 1941, (IF=4,438) 39. Lohinai Z, Mabley JG, Fehér E, Márton A, Liaudet L, Salzman AL, Szabó C. Poly(ADPribose)polymerase (PARP), a nuclear enzyme is activated in periodontitis. Z Gastroenterol 39:p405, Nr. 100, (IF=0,887) 40. Dobó-Nagy C, Becsky G, Szabó G, Lohinai Z, Fehér E. Localization of vasoactive intestinal polypeptide immunoreactivity in rat dentin-pulp complex. J Dent Res 80(Special Issue):p552, Nr. 206, (IF=4,438) Dr. Lohinai Zsolt nemzetközi lektorált folyóiratban megjelent összesített impakt faktora: 36,419; folyóiratban megjelent citálható elôadáskivonatainak összesített impakt faktora: 136,433. A közleményekre kapott hivatkozások száma (önidézés nélkül) 2001-ig: 190. A legtöbbet citált közlemény idézettségi száma (önidézés nélkül) 2001-ig: