Dental and Medical Problems

Dent Med Probl
Index Copernicus (ICV 2020) – 128.41
MEiN – 70 pts
CiteScore (2021) – 2.0
JCI – 0.5
Average rejection rate (2021) – 81.35%
ISSN 1644-387X (print)
ISSN 2300-9020 (online)
Periodicity – quarterly

Download PDF

Dental and Medical Problems

2011, vol. 48, nr 3, July-September, p. 355–363

Publication type: original article

Language: Polish

Nikotyna i jej główne metabolity a wybrane parametry periodontologiczne w ocenie narażenia na dym tytoniowy pacjentów z przewlekłym zapaleniem przyzębia

Nicotine, Its Major Metabolites and Selected Periodontal Parameters in the Assessment of Exposure to Tobacco Smoke of Patients with Chronic Periodontitis

Rafał Rudziński1,, Jadwiga Banach1,, Krzysztof Safranow2,, Katarzyna Jakubowska2,, Maria Olszewska3,, Elżbieta Dembowska1,, Agnieszka Droździk1,, Małgorzata Mazurek-Mochol1,, Dariusz Chlubek2,

1 Zakład Periodontologii Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego w Szczecinie

2 Zakład Biochemii Katedry Biochemii i Chemii Medycznej Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego w Szczecinie

3 Zakład Chemii Medycznej Katedry Biochemii i Chemii Medycznej Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego w Szczecinie

Streszczenie

Wprowadzenie. Ekspozycja na dym tytoniowy jest uznanym czynnikiem ryzyka zapaleń przyzębia. Jest on niestabilnym aerozolem w krótkim czasie zmieniającym swe właściwości chemiczne. Poszukuje się składowych dymu tytoniowego będących swoistymi i czułymi markerami narażenia osób eksponowanych oraz nowych metod analitycznotoksykologicznych.
Cel pracy. Określenie związków stężeń nikotyny i jej głównych metabolitów, tj.: kotyniny i 3’-hydroksykotyniny w surowicy krwi, z wybranymi parametrami periodontologicznymi u pacjentów z przewlekłym zapaleniem przyzębia palących i niepalących tytoń.
Materiał i metody. Badaniem objęto 199 pacjentów z przewlekłym zapaleniem przyzębia, których podzielono na dwie grupy: 101 pacjentów nigdy niepalących papierosów oraz 98 nałogowych palaczy tytoniu. Pacjenci zostali zakwalifikowani do badań po szczegółowej klinicznej analizie wybranych wskaźników stanu przyzębia oraz parametrów periodontologicznych. Materiał biologiczny do badań biochemicznych stanowiła surowica krwi pobieranej od każdego pacjenta zakwalifikowanego do badań. Badania biochemiczne dotyczyły określenia obecności i stężeń nikotyny, kotyniny i 3’-hydroksykotyniny w surowicy krwi, jako markerów narażenia na dym tytoniowy, metodą wysoko sprawnej chromatografii cieczowej (HPLC).
Wyniki. Zaobserwowano istotnie statystycznie gorsze wartości wskaźników i parametrów klinicznych przyzębia u pacjentów nałogowo palących tytoń względem pacjentów nieeksponowanych, poza wskaźnikiem krwawienia z kieszonki przyzębnej (mSBI%), który u pacjentów nałogowo palących przyjmował wartości istotnie mniejsze. Wykazano ponadto obecność nikotyny i jej metabolitów w surowicy krwi badanych pacjentów nałogowo palących, przy czym największe stężenia w badanym materiale osiągnęła kotynina.
Wnioski. Badanie stężeń podstawowych metabolitów nikotyny, szczególnie kotyniny, może być obiektywną oceną narażenia na dym tytoniowy oraz weryfikacją danych pochodzących z kwestionariuszy i ankiet określających status palenia tytoniu u pacjentów kwalifikowanych do badań naukowych.

Abstract

Background. Exposure to tobacco smoke is a recognized risk factor for periodontal inflammation. I t is an unstable aerosol changing its chemical properties in a short time. There is an ongoing search for components of tobacco smoke which are specific markers of the exposure and the new methods of analytical toxicology.
Objectives. Determining the associations between concentrations of nicotine and its major metabolites: cotinine and 3’-hydroxycotinine in serum, and selected periodontal parameters in patients with chronic periodontitis, including tobacco smokers and non-smokers.
Material and Methods. The study included 199 patients with chronic periodontitis divided into two groups: 101 never smoking patients and 98 heavy smokers of tobacco. P atients were enrolled in the study after a detailed clinical examination of selected indicators of periodontal status and periodontal parameters. Material for biochemical studies was serum of blood collected from each patient qualified for the study. Biochemical studies related to determining the presence and concentrations of nicotine, cotinine and 3’-hydroxycotinine in serum, as markers of exposure to tobacco smoke, by high-performance liquid chromatography (HPLC).
Results. Significantly worse indices and clinical parameters of periodontum have been observed in heavy smokers relative to never smoking patients, with the exception of an indicator of periodontal pocket bleeding (mSBI%) which was significantly lower in smokers. In addition, the presence of nicotine and its metabolites was demonstrated in blood serum of the patients studied, with cotinine reaching the highest concentrations.
Conclusion. The measurement of concentrations of primary metabolites of nicotine, cotinine in particular, can provide an objective assessment of exposure to tobacco smoke and verification of data from questionnaires and surveys to determine the status of smoking patients eligible for research.

Słowa kluczowe

nikotyna, kotynina, 3’-hydroksykotynina, zapalenie przyzębia

Key words

nicotine, cotinine, 3’-hydroxycotinine, periodontitis

References (25)

  1. Lauterbach J.H., Bao M., Joza P.J., Rickert W.S.: Free-base nicotine in tobacco products. Part I. Determination of free-base nicotine in the particulate phase of mainstream cigarette smoke and the relevance of these findings to product design parameters. Regul. Toxicol. Pharmacol. 2010, 58, 45–63.
  2. Benowitz N.L., Pomerleau O.F., Pomerleau C.S., Jabob P.: Nicotine metabolite ratio as a predictor of cigarette consumption. Nic. Tobacco Res. 2003, 5, 1–6.
  3. Armitage G.C.: Development of a classification system for periodontal diseases and conditions. Ann. Periodontol. 1999, 4, 1–6.
  4. L ange D.E., Plagmann H.Chr., Eenboom A., Prommsberger A.: Klinische Bewertungsverfahren zur Objectivierung der Mundhygiene. Dtsch Zahnärtzl. Z. 1977, 32, 44–47.
  5. Mühlemann H.R., Son S.: Gingival sulcus bleeding – a leading symptom in initial gingivitis. Helv. Odont. Acta. 1971, 15, 107.
  6. R udziński R., Banach J., Safranow K., Dembowska E., Droździk A., Mazurek-Mochol M.: Nikotynizm a wybrane parametry periodontologiczne w przewlekłym zapaleniu przyzębia. Dent. Med. Probl. 2011, 42, 180–188.
  7. Kyerematen G.A., Morgan M.L., Chattpadhyay B., deBethizy J., Vesell E.S: Disposition of nicotine and eight metabolites in smokers and nonsmokers: Identification in smokers of two metabolites that are longer lived than cotinine. Clin. Pharmacol. Ther. 1990, 48, 641– 651.
  8. Benowitz N.L., Jacob P.: Effects of cigarette smoking and carbon monoxide on nicotine and cotinine metabolism. Clin. Pharmacol. Ther. 2000, 67, 653–659.
  9. Sobczak A., Wardas W., Zielińska-Danch W., Szołtysek-Bołdys I.: Biomarkery narażenia na dym tytoniowy. Przegl. Lek. 2005, 62, 1192–1196.
  10. Wiergowski M., Nowak-Banasik L., Jankowski Z., Morkowska A., Sein Anand J.: Determination of nicotine, cotinine and caffeine in standard and alternative biological material – usefulness in clinical and forensic toxicology. Probl. Foren. Sci. 2006, 66, 140–153.
  11. Ebbert J.O., Dale L.C., Nirelli L.M., Schroeder D.R., Moyer T.P., Hurt R.D.: Cotinine as a biomarker of systemic nicotine exposure in spit tobacco users. Addictiv. Behav. 2004, 29, 349–353.
  12. Ghosheh O.A., Browne D., Rogers T., de Leon J., Dwoskin L., Crooks P.A.: A simple high performance liquid chromatographic method for the quantification of total cotinine, total 3’-hydroxycotinine and caffeine in the plasma of smokers. J. Pharm. Biomed. Anal. 2000, 23, 543–546.
  13. SRNT (Society for Research on Nicotine and Tobacco), Subcommittee on biochemical verification. Biochemical verification of tobacco use and cessation. Nicotine Tob. Res. 2002, 4, 149–151.
  14. Kyerematen G.A., Morgan B.S., Balaka M.S., deBethizy D., Vesell E.: Disposition of nicotine and eight metabolites in smokers and nonsmokers: Identification in smokers of two metabolites that are longer lived than cotinine. Clin. Pharm. Ther. 1990, 48, 641–651.
  15. Moniczewski A.: Tobacco smoke exposure indicators. Bromatol. Chem. Toksykol. 2003, 36, 167–175.
  16. Baidoo E.E.K., Clench M.R., Smith R.F., Tetler L.W.: Determination of nicotine and its metabolites in urine by solid-phase extraction and sample stacking capillary electrophoresis-mass spectrometry. J. Chromatogr. 2003, 796, 303–313.
  17. Dhar P.: Measuring tobacco smoke exposure: quantifying nicotine/cotinine concentration in biological samples by colorimetry, chromatography and immunoassay methods, J. Pharm. Biom. Ann. 2004, 35, 155–168.
  18. Rustemeier K., Demetriou D., Schepers G., Vonker P.J.: High-performance liquid chromatographic determination of nicotine and its urinary metabolites via their 1,3-diethyl-2-thiobarbituric acid derivatives. J. Chromat. 1993, 613, 95–103.
  19. McGuire J.R., McQuade M.J., Rossmann J.A., Garnick J.J., Sutherland D.E., Scheidt M.J., Van Dyke T.E.: Cotinine in saliva and gingival crevicular fluid of smokers with periodontal disease. J. Periodontol. 1989, 60, 176–181.
  20. P aszkowski T., Wojewoda K.: Zawartość kotyniny w surowicy krwi oraz wczesnym mleku położnic palących papierosy. Gin. Pol. 2001, 72, 945–949.
  21. Bernert J.T., Jacob P., Holiday D.B., Benowitz N.L., Sosnoff C.S., Doig M.V., Feyerabend C., Aldous K.M., Sharifi M., Kellogg M.D., Langman L.J.: Interlaboratory comparability of serum cotinine measurements at smoker and nonsmoker concentration levels: a round-robin study. Nicotine Tob. Res. 2009, 11, 1458–1466.
  22. N owak-Banasik L., Sein Anand J., Chodorowski Z., Wiergowski M., Sobiczewski W.: Wpływ palenia tytoniu, ocenianego na podstawie oznaczenia kotoniny, na satysfakcję z życia chorych z chorobą wieńcową. Przegl. Lek. 2007, 64, 4–5.
  23. Xu L., Loos B.G., Craandijk J., Ritsema E., Huffels R., van der Velden U.: Teeth with periodontal bone loss, cigarette smoking and plasma cotinine levels. J. Int. Acad. Periodontol. 2002, 4, 39–43.
  24. L eow N.M., Morel Kopp M.C., Woodward M., Chen Q., Tofler G.H., Taylor B.A.: The relationship between cotinine and periodontal disease. Australas Ann. R. Coll. Surg. Dent. 2006, 18, 55–62.
  25. Gonzalez Y.M., Nardin D., Grossi S.G., Machtei E.E., Genco R.J.: Serum cotinine levels, smoking, and periodontal attachment loss. J. Dent. Res. 1996, 75, 796–802.