AUTOINFLAMMATORY IN THE PATHOGENESIS OF PERIODONTITIS



Cite item

Full Text

Abstract

Periodontitis is considered a chronic inflammatory disease in which the primary damage to periodontal tissue is caused not by the bacteria themselves, but by the destructive immune response of the host. Current scientific evidence confirms that the pathogenesis of periodontitis is underpinned by autoinflammatory mechanisms associated with hyperactivation of the innate immune system, in contrast to autoimmunity, which primarily affects the acquired immune system.

The immune response begins with the recognition of pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) of bacteria via pattern recognition receptors (PRRs), such as Toll-like receptors (TLRs) and NOD-like receptors (NLRs). Activation of these receptors, for example by Porphyromonas gingivalis lipid A via TLR4, triggers a cascade of signaling pathways (NF-κB), leading to the synthesis of proinflammatory cytokines. Activation of inflammasomes, particularly NLRP3, plays a key role. These inflammasomes process pro-IL-1β into its active form, which links them to the pathophysiology of chronic autoinflammatory diseases.

Key proinflammatory mediators include IL-1β, IL-6, TNF-α, and IL-17. They stimulate the production of metalloproteinases (MMPs), which destroy the extracellular matrix and bone tissue, leading to osteolysis. Studies demonstrate a significant increase in the levels of these cytokines in gingival fluid, which increases with disease severity. Anti-inflammatory cytokines (IL-4, IL-10) are designed to limit this inflammation; however, in periodontitis, their regulatory function is often impaired, exacerbating the imbalance.

Dysregulation of cellular immunity plays a significant role, specifically an imbalance between proinflammatory Th17 and anti-inflammatory Treg lymphocytes. A shift toward Th17 promotes tissue destruction. Furthermore, genetic predisposition is an important factor, such as IL-1 gene polymorphism, which is associated with an increased risk of developing severe forms of periodontitis. Thus, periodontitis is an autoinflammatory disease caused by an imbalance in the cytokine network and a dysregulated immune response. Targeted therapies aimed at correcting these immune dysfunctions offer promising treatment options.

About the authors

Narine Grishaevna Sarkisyan

Ural state medical university, Yekaterinburg, Russian Federation;
Institute of Immunology and Physiology, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Yekaterinburg, Russian Federation

Email: narine_25@mail.ru
SPIN-code: 2694-8242

Doctor of Medical Sciences, Associate Professor of the Department of Therapeutic Dentistry and Propedeutics of Dental Diseases

Russian Federation, 620028, Yekaterinburg, st.Repina, 3,

Natalia Nikolaevna Kataeva

Ural state medical university, Yekaterinburg, Russian Federation

Email: kataeva.nn@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2847-8810
SPIN-code: 5105-9731

PhD, associate professor, assistant professor of General Chemistry department

Russian Federation, 620028, Yekaterinburg, st. Repina, 3

Diana Andreevna Kulakova

Ural state medical university, Yekaterinburg, Russian Federation

Email: kulakova@mail.ru

Student

Russian Federation, 620028, Yekaterinburg, Repina St., 3

Diana Aleksandrovna Khokhryakova

Dental clinic Smile Time, Yekaterinburg, Russian Federation

Author for correspondence.
Email: diana_hohryakova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4887-2257
SPIN-code: 4787-2328

General dentist

Russian Federation, 620000, Yekaterinburg, Radishchev St. 31

References

  1. Адилов К., Адилова Ш. Оценка уровня провоспалительных цитокинов и антимикробного пептида кателицидина в десневой жидкости у пациентов с пародонтитом // Central Asian Research Journal for Interdisciplinary Studies (CARJIS). – 2025. – Т. 4. – № 1. – С. 6-20. Adilov K., Adilova SH. Ocenka urovnya provospalitel'nyh citokinov i antimikrobnogo peptida katelicidina v desnevoj zhidkosti u pacientov s parodontitom // Central Asian Research Journal for Interdisciplinary Studies (CARJIS), 2025, Vol. 4, no.1, pp. 6-20. (In Russ.)
  2. Голицына А. А. Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук. Особенности гуморального иммунитета при хроническом генерализованном пародонтите у пациентов с сахарным диабетом II типа. –2025. Golicyna A. A. Dissertaciya na soiskanie uchenoj stepeni kandidata medicinskih nauk. Osobennosti gumoral'nogo immuniteta pri hronicheskom generalizovannom parodontite u pacientov s saharnym diabetom II tipa, 2025 (In Russ.)
  3. Дмитриева Л. А., Максимовский Ю. М. Терапевтическая стоматология. Нац. Руководство / под ред. Л. А. Дмитриевой, Ю. М. Максимовского. 2-е изд., перераб. и доп. — М: ГЭОТАР-Медиа, 2021; 888 с. Dmitrieva L. A., Maksimovskij YU. M. Terapevticheskaya stomatologiya. Nac. Rukovodstvo / pod red. L. A. Dmitrievoj, YU. M. Maksimovskogo. 2-e izd., pererab. i dop. – M: GEOTAR-Media, 2021; p. 888. (In Russ.)
  4. Зорина О. А., Грудянов А. И., Ребриков Д.В. Микробиоценоз пародонтального кармана и воспалительные заболевания пародонта // Уральский медицинский журнал. – 2011. – № 3(81). – С. 9-13. Zorina O A , Grudyanov Al., Rebrikov D.V. Periodontal pocket microbiocenosis and periodontal inflammatory diseases. Uralskyi meditsinskyi zurnal = Ural Medical Journal, 2011, no. 3 (81), pp. 9-13. (In Russ.) https://elib.usma.ru/bitstream/usma/15855/1/UMJ_2011_81_3_003.pdf
  5. Козлов В. А. и др. Клиническая иммунология // Красноярск: Поликор. – 2020. – Т. 386. Kozlov V. A. i dr. Klinicheskaya immunologiya. Krasnoyarsk: Polikor, 2020, Vol. 386. (In Russ.)
  6. Колотова Н.Н., Ронь Г.И., Колотова Г.Б. [и др.] Иммунологические показатели ротовой жидкости у больных ревматоидным артритом // Уральский медицинский журнал. – 2012. – № 8(100). – С. 9-12. Kolotova N.N., Ron' G.I., Kolotova G.B. [i dr.] Immunologicheskie pokazateli rotovoj zhidkosti u bol'nyh revmatoidnym artritom. Uralskyi meditsinskyi zurnal = Ural Medical Journal, 2012, no. 8 (100), pp. 9-12. (In Russ.)
  7. Коршунов А.С., Конев В.П., Сулимов А.Ф. [и др.] Роль одномоментного лечения хронического генерализованного пародонтита в период декомпенсации сахарного диабета II типа // Уральский медицинский журнал. – 2017. – № 7(151). – С. 20-23. Korshunov A.S., Konev V.P., Sulimov A.F., Serov D.O., Alzhanov A.M., Vavakin V.Y. The role of simultaneous treatment of chronic generalized parodonitis in the period of decompensation of type II diabetes. Uralskyi meditsinskyi zurnal = Ural Medical Journal, 2017, no. 7 (151), pp. 20-23. (In Russ.) https://elib.usma.ru/bitstream/usma/12465/1/UMJ_2017_151_7_005.pdf
  8. Крючков Д. Ю. и др. Эффективность метформина в снижении выраженности дисбаланса про-и противовоспалительных цитокинов у пациентов с генерализованным пародонтитом в сочетании с преддиабетом //Крымский терапевтический журнал. – 2020. – №. 4. – С. 62-67. Kryuchkov D.Y., Romanenko I.G., Dzhereley A.A., Gorobets S.M. The effectiveness of metformin in reducing the severity of the imbalance of pro- and antiinflammatory cytokines in patients with generalized periodontitis in combination with prediabetes. Krymskij terapevticheskij zhurnal, 2020, no. 4, pp. 62-67 (In Russ.) https://cyberleninka.ru/article/n/effektivnost-metformina-v-snizhenii-vyrazhennosti-disbalansa-pro-i-protivovospalitelnyh-tsitokinov-u-patsientov-s-generalizovannym
  9. Мудров В.П., Давыдова Н.В., Мишина Т.Е., Казаков С.П. Локальный клеточный иммунный ответ при хроническом пародонтите // Медицинская иммунология, -2021.– Т. 23, № 6. – С. 1389-1394. Mudrov V.P., Davidova N.V., Mishina T.E., Kazakov S.P. Local cellular immune response in chronic periodontitis. Meditsinskaya Immunologiya = Medical Immunology, 2021, Vol. 23, no. 6, pp. 1389-1394. (In Russ.) https://cyberleninka.ru/article/n/lokalnyy-kletochnyy-immunnyy-otvet-pri-hronicheskom-parodontite
  10. Назарова Н. Ш. Состояние местного иммунитета полости рта при хроническом генерализованном парадонтите // Вестник науки и образования. – 2020. – №. 6 (60). – С. 65-70. Nazarova N.Sh. The state of local immunity of the oral cavity, chronic generalized periodontitis. Vestnik nauki i obrazovaniya, 2020, no. 6 (60), pp. 65-70. (In Russ.) https://cyberleninka.ru/article/n/sostoyanie-mestnogo-immuniteta-polosti-rta-pri-hronicheskom-generalizovannom-paradontite-1/viewer
  11. Патрушева М. С., Михальченко В. Ф., Яковлев А. Т. Оценка цитокинового профиля и активности ферментов десневой жидкости у жителей г. Волгограда с интактным пародонтом и при пародонтите легкой степени тяжести // Живые и биокосные системы. – 2013. – №. 4. – С. 7-8. Patrusheva M. S., Mihal'chenko V. F., YAkovlev A. T. Ocenka citokinovogo profilya i aktivnosti fermentov desnevoj zhidkosti u zhitelej g. Volgograda s intaktnym parodontom i pri parodontite legkoj stepeni tyazhesti // ZHivye i biokosnye sistemy, 2013, no. 4., pp. 7-8. (In Russ.)
  12. Пономарева Н.А., Гуськова А.А., Митина Е.Н., Гришин М.И. Современные методы лечения воспалительных заболеваний пародонта. ФГБОУ ВО Рязанский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова, г. Рязань, Российская Федерация // Здоровье и образование в XXI веке. – 201. Т. – 19(10). С. 123-125. Ponomareva N.A., Gus'kova A.A., Mitina E.N., Grishin M.I. Modern methods of treatment of inflammatory diseases of the Parodont. Ryazan State Medical University, Ryazan, Russian Federation. Zdorov'e i obrazovanie v XXI veke = Health & Educatoin millennium. 2017; no. 19(10), pp. 123-125. (In Russ.) https://cyberleninka.ru/article/n/sovremennye-metody-lecheniya-vospalitelnyh-zabolevaniy-parodonta
  13. Порядин Г.В., Захватов А.Н., Паршина А.Ю. Патогенетические аспекты взаимосвязи хронического генерализованного пародонтита и псориатического артрита. Бюллетень сибирской медицины. – 2022. – Т. 21, №4 – С. 183-192. Poryadin G.V., Zakhvatov A.N., Parshina A.Yu. Pathogenetic aspects of the development of psoriatic arthritis in people with generalized chronic periodontitis. Byulleten' sibirskoj mediciny = Bulletin of Siberian Medicine, 2022, Vol. 21, no. 4, pp. 183-192. (In Russ.) https://cyberleninka.ru/article/n/patogeneticheskie-aspekty-vzaimosvyazi-hronicheskogo-generalizovannogo-parodontita-i-psoriaticheskogo-artrita
  14. Порядин Г. В., Захватов А. Н., Паршина А. Ю. Патогенетическая взаимосвязь иммунологических нарушений при хроническом генерализованном пародонтите и ревматоидном артрите // Архивъ внутренней медицины. – 2022. – Т. 12. – №. 3 (65). – С. 203-211. Poryadin G.V., Zakhvatov A.N., Parshina A.Y. Pathogenetic Relationship of Immunological Disorders in Chronic Generalized Periodontitis and Rheumatoid Arthritis. Arhiv" vnutrennej mediciny = The Russian Archives of Internal Medicine, 2022, Vol. 12, no. 12(3), pp. 203-211. (In Russ.)
  15. Тополянская С.В. Роль интерлейкина 6 при старении и возрастассоциированных заболеваниях. Клиницист -2020.– T. 14, №3-4 – К633. Topolyanskaya S. V. Interleukin 6 in aging and age-related diseases. Klinitsist = The Clinician 2020; Vol. 14 no.3-4, K633. (In Russ.) https://cyberleninka.ru/article/n/rol-interleykina-6-pri-starenii-i-vozrastassotsiirovannyh-zabolevaniyah
  16. Усманова И.Н., Хуснаризанова Р.Ф., Зигитбаев Р.Н. [и др.] Современные подходы к диагностике рисков развития кариеса и воспалительных заболеваний пародонта у лиц молодого возраста // Уральский медицинский журнал. – 2018. – № 7(162). – С. 43-47. Usmanova I.N., Khusnarizanova R.F., Zigitbayev R.N., Abdrakhmanova E.R., Gilmanova R.R., Kinyagulova S.R. Modern approaches to the diagnosis of risk of development of caries and inflammatory periodontal diseases at young age. Uralskyi meditsinskyi zurnal = Ural Medical Journal, 2018, no. 7 (162), pp. 43-47. (In Russ.) https://www.umjusmu.ru/jour/article/view/722
  17. Хайбуллина Р.Р., Герасимова Л.П., Гильмутдинова Л.Т. [и др.] Роль цитокинов в механизме развития хронического генерализованного пародонтита // Уральский медицинский журнал. – 2017. – № 11(155). – С. 67-70. Khaybullina R.R., Gerasimova L.P., Gilmutdinova L.T., Astakhova М.1., Kuznetsova L.I., Nafikova A.F. The role of cytokines in the mechanism of development of chronic generalized periodontitis. Uralskyi meditsinskyi zurnal = Ural Medical Journal, 2017, no. 11 (155), pp. 67-70. (In Russ.) https://elib.usma.ru/handle/usma/13211
  18. Царев В. Н. и др. Цитокиновый профиль плазмы крови и десневой жидкости у жителей Дагестана при хроническом пародонтите // Российский стоматологический журнал. – 2012. – №. 6. – С. 18-22. V.N. Tsarev, S.D. Arutyunov, E.V. Ippolitov, A.S. Azizov, E.A. Korobova Cytokine profile of blood plasma and gingival fluid from the residents of dagestan in chronic periodontitis. Rossijskij stomatologicheskij zhurnal = Russian Journal of Dentistry, 2012, no. 6, pp.18-22. (In Russ.) https://cyberleninka.ru/article/n/tsitokinovyy-profil-plazmy-krovi-i-desnevoy-zhidkosti-u-zhiteley-dagestana-pri-hronicheskom-parodontite
  19. Шилкина Н. П. и др. Аутоиммунитет и аутовоспаление в патогенезе иммуновоспалительных заболеваний // Терапевтический архив. – 2020. – Т. 92, №. 12. – С. 120-125. Shilkina N.P. and others. Autoimmunity and autoinflammation in pathogenesis of immunoinflammatory diseases. Terapevticheskij arhiv = Therapeutic Archive, 2020, Vol. 92 no.12, pp. 120-125. (In Russ.) https://cyberleninka.ru/article/n/autoimmunitet-i-autovospalenie-v-patogeneze-immunovospalitelnyh-zabolevaniy
  20. Яшнова Н.Б., Пинелис Ю.И., Дутова А.А. Микробный состав пародонтального кармана при хроническом генерализованном пародонтите // Актуальные проблемы медицины. – 2024. – № 47(1). С. 89-98. Yashnova N.B., Pinelis Yu.I., Dutova A.A. Microbial Composition of the Periodontal Pocket in Chronic Generalized Periodontitis. Aktual'nye problemy mediciny = Challenges in Modern Medicine, 2024, Vol. 47(1), pp. 89-98. (In Russ.) doi: 10.52575/2687-0940-2024-47-1-89-98
  21. Almubarak A., Kiran K., Tanagala K., Papapanou P.N., Lalla E., Momen-Heravi F. Disruption of monocyte and macrophage homeostasis in periodontitis. Front. Immunol., 2020, Vol. 11, p. 330.
  22. da Motta R.J.G., L.Y. Almeida, Villafuerte K.R.V., Ribeiro-Silva A., León J.E., Tirapelli C. FOXP3+ and CD25+ cells are reduced in patients with stage IV, grade C periodontitis: A comparative clinical study. J. PeriodontalRes., 2020, Vol. 55, Iss. 3, pp. 374-380.
  23. Hajishengallis G. Periodontitis: from microbial immune subversion to systemic inflammation. Nat Rev Immunol., 2015, Jan; no. 15(1), pp. 30-44. doi: 10.1038/nri3785. PMID: 25534621; PMCID: PMC4276050.
  24. Kaczorowski, A., et al. DAMPs in periodontal disease: their role and potential as therapeutic targets. Inflammation & Cell Signaling, 2018, no. 220, pp. 60-68.
  25. Kato H., Taguchi, Y., Tominaga, K., Umeda, M., & Tanaka, A. LPS Porphyromonas gingivalis inhibits osteoblast differentiation and promotes the production of proinflammatory cytokines in human periodontal ligament stem cells. Oral Archives of Biology, 2014, Vol. 59, pp. 167-175.
  26. Kilian M., Frandsen E.V., Haubek D., Poulsen K. // Periodontol 2000, 2006, Vol. 42, рр. 158-179.
  27. Kono H., & Rock, K.L. How dying cells alert the immune system to danger. Nature Reviews Immunology, 2008, Vol. 8, no. 4, pp. 279-289. https://www.nature.com/articles/nri2215
  28. Levitsky S.N., Galieva A.S. Metalloproteinase gene polymorphisms in periodontal disease (based on DBSNP analysis) // Vestnik medicinskogo instituta «Reaviz»: reabilitaciya, vrach i zdorov'e, 2022, no. 2 (56) Special Issue, pp. 319-319. https://cyberleninka.ru/article/n/metalloproteinase-gene-polymorphisms-in-periodontal-disease-based-on-dbsnp-analysis
  29. Lubberts E. The IL-23-IL-17 axis in inflammatory arthritis / E. Lubberts. Nature Reviews Rheumatology, 2015, – Vol. 11, no. 7, pp. 415-429.
  30. Qiao P. et al. Psoriasis patients suffer from worse periodontal status—a meta-analysis //Frontiers in medicine, 2019, Vol. 6, p. 212.
  31. Socransky S.S., et al. Microbial complexes in subgingival plaque. Journal of Clinical Periodontology, 2018, no. 45(12), pp.1274–1284.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) Sarkisyan N.G., Kataeva N.N., Kulakova D.A., Khokhryakova D.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № 77 - 11525 от 04.01.2002.