H2S in periodontal immune-inflammatory response and bone loss: a study in rats / Influência do H2S na resposta imunoinflamatória e perda óssea periodontal: um estudo em ratos

ABSTRACT

ABSTRACT Halitosis is highly prevalent in periodontitis and attributed mainly to the presence of volatile sulfur compounds (VSC), where hydrogen sulfide (H2S) is the chief culprit in the characteristic malodor of periodontitis and thus may play an active role in its pathogenesis. The aim of this study was to evaluate the effect of H2S in the acute, intermediate and chronic immuneinflammatory host response and alveolar bone loss in vivo by using an animal model of induced periodontal disease. Thirtysix rats were divided into 2 groups test group (n = 18), rats exposed to H2S (NaHS H2S donor molecule) and control group (n = 18), rats treated with saline only (Ctrl). All animals had one of their lower second molars ligated to induce periodontal disease (PD). The sound contralateral molar was used as control (H). Each group was subdivided into 3 (n = 6), according to followup time (3h, 5 days and 14 days). The gingival tissue was used for mRNA expression analysis (IL1, IL6, RANKL, OPG and SOFAT) by realtime PCR and the mandibles were analyzed morphometrically. Data analysis showed that the ligature promoted alveolar bone loss, observed mainly at 14 days, both in the group exposed to H2S and in the Ctrl group. H2S administration did not result in additional bone loss. Gene expression showed a significant increase in IL1, IL6, RANKL and SOFAT only in the CtrlPD group (p<0.05). A significant downregulation in OPG expression was observed over time in the CtrlPD group (p<0.05). In conclusion, H2S had no effect on alveolar bone loss in the absence of a ligature. In the presence of a ligature, however, exposure to H2S had an immunoregulatory effect on the expression of proinflammatory and proresorptive cytokines.

RESUMO

RESUMO A halitose é altamente prevalente na periodontite e é atribuída principalmente à presença de compostos sulforosos voláteis (CSV), sendo o sulfeto de hidrogênio (H2S) o principal gás relacionado ao mau odor e que pode estar envolvido na patogênese da doença periodontal. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito agudo, intermediário e crônico do H2S na resposta imunoinflamatória e na perda óssea alveolar em ratos, com e sem doença periodontal induzida. Trinta e seis ratos foram divididos em 2 grupos teste (n = 18), ratos expostos ao H2S (NaHS molécula doadora de H2S) e grupo controle (n = 18), ratos tratados apenas com solução salina (Ctrl). Todos os animais tiveram um dos seus segundos molares inferiores submetidos à colocação de uma ligadura para o desenvolvimento da doença periodontal (DP), em comparação com o dente contralateral saudável (H). Cada grupo foi subdividido em 3 (n = 6), de acordo com o tempo de eutanásia (3h, 5 dias e 14 dias). Os tecidos gengivais foram utilizados para a análise da expressão gênica (IL1, IL6, RANKL, OPG e SOFAT) por PCR em tempo real e as mandíbulas foram analisadas morfometricamente. Análise dos dados demonstrou que a ligadura promoveu perda óssea alveolar, observada principalmente aos 14 dias, tanto no grupo exposto ao H2S quanto no grupo Ctrl. A administração de H2S não resultou em perda óssea adicional. A expressão gênica demonstrou aumento significativo de IL1, IL6, RANKL e SOFAT apenas no grupo CtrlPD (p <0,05). Uma significativa regulação negativa na expressão de OPG foi observada ao longo do tempo no grupo CtrlPD (p <0,05). Podese concluir que o H2S não teve efeito adicional na perda óssea alveolar, na ausência de ligadura. Entretanto, na presença de ligadura, a exposição ao H2S teve um efeito imunorregulatório na expressão de citocinas próinflamatórias e próreabsortivas.