Linköping University Medical Dissertations No. 1343        

Periodontitis and coronary  artery disease  Studies on the association between periodontitis and  coronary artery disease        

   

   

 

 

 

  Carin Starkhammar Johansson    Division of Cardiovascular Medicine  Department of Medical and Health Sciences 

Linköping University, Sweden   

 

    Centre for Oral Rehabilitation  Public Dental Health Care  County Council of Östergötland, Sweden   

      Linköping 2013 

                                                    © Carin Starkhammar Johansson, 2013     Cover picture/illustration: Greta Johansson      Published article was reprinted with the permission of the copyright holder.    Printed in Sweden by LiU‐Tryck, Linköping, Sweden, 2013.       ISBN 987‐91‐7519‐748‐7  ISSN 0345‐0082   

 

     

 

 

 

              With love to Pelle, Greta and Olle                                      ”Utan tvivel är man inte klok.”  Tage Danielsson, 1928‐1985   

Contents 

CONTENTS ABSTRACT .................................................................................................................. 1  POPULÄRVETENSKAPLIG SAMMANFATTNING ......................................... 3  PREFACE ...................................................................................................................... 5  ABBREVIATIONS AND DEFINITIONS .............................................................. 6  INTRODUCTION....................................................................................................... 9  Historical perspective.......................................................................................... 9  Periodontitis........................................................................................................ 11  Complexity of oral microflora..................................................................... 12  Host response in periodontitis.................................................................... 14  Atherosclerosis ................................................................................................... 15  Normal histology of the arterial ................................................................. 15  Atherosclerosis,   a consequence of inflammation and immune response ......................... 17  Wound healing process................................................................................ 19  Periodontitis‐CAD association........................................................................ 21  Possible explanatory factors for the periodontitis‐CAD association .... 32  Periodontal treatment effect on systemic inflammation......................... 35  Shared risk factors – confounders .............................................................. 36  Rationale for the studies .............................................................................. 40  OBJECTIVES ............................................................................................................. 41  HYPOTHESES ........................................................................................................... 42  MATERIAL ................................................................................................................ 43 

Contents 

METHODS ................................................................................................................. 45  RESULTS .................................................................................................................... 50  DISCUSSION ............................................................................................................ 58  CONCLUSIONS ....................................................................................................... 66  ACKNOWLEDGEMENTS ...................................................................................... 67  REFERENCES ............................................................................................................ 69   

 

Abstract 

ABSTRACT Periodontitis  and  coronary  artery  disease  (CAD)  are  highly  prevalent  in  Sweden’s  population;  both  diseases  have  complicated  pathogeneses  and  clinical  manifestations  due  to  immune‐system  triggered  inflammation.  Research  in  recent  years  reported  that  inflammation  is  a  significant  active  participant  in  many  chronic  diseases.  The  literature  described  a  CAD‐ periodontitis  association,  but  underlying  mechanisms  are  not  fully  understood.  It  is  important  to  acquire  knowledge  about  how  periodontitis  might influence CAD, which is one of the major causes of illness and death in  western countries. Because periodontitis can be treated, this knowledge, when  complemented  with  more  knowledge  about  the  CAD‐periodontitis  association, could lead to CAD prevention.    The  overall  aim  of  studies  reported  in  this  thesis  were  to  investigate  the  CAD‐periodontitis  association,  and  specifically,  to:  (i)  compare  periodontal  conditions  in  patients  with  CAD  and  subjects  without  a  history  of  CAD;  (ii)  study whether  or  not  periodontal  status  influences  outcomes  in  known  CAD  over an 8‐year period; (iii) study whether or not concentrations and biological  activity of hepatocyte growth factor (HGF) in serum from patients with severe  CAD  are  different    –  depending  on  whether  or  not  the  subjects    had  periodontitis;  and  (iv)  study  concentrations  and  biological  activity  of  hepatocyte  growth  factor  in  serum,  saliva,  and  gingival  crevicular  fluid  in  healthy subjects with or without periodontitis. Here is a brief summary:    In  study  I,  161  patients  with  CAD  and  162  controls  were  compared  regarding  periodontal  disease  prevalence  and  severity.  CAD  patients  had  significant  coronary  stenosis  and  underwent  percutaneous  coronary  intervention (PCI) or coronary artery by‐pass grafts (CABG). Healthy controls  were  recruited  from  Sweden’s  population  database.  Twenty‐five  per  cent  of  the CAD patients had severe periodontitis, compared to 8% of the controls. In  a multiple logistic regression analysis (controlled for age and smoking), severe  periodontitis indicated an odds ratio of 5.74 (2.07–15.90) for CAD.   Study II: Periodontal status was re‐examined in 126 CAD patients and 121  controls  from  the  initial  sample  after  8  years.  Periodontal  status  at  baseline  was  analysed  and related to CAD  endpoints  (i.e.,  myocardial  infarction,  new  PCI or CABG or death due to CAD) recorded from patients’ medical records  and  from  the  death  index  maintained  by  the  National  Board  of  Health  and  Welfare.  The  difference  in  periodontitis  prevalence  and  severity  between  the   

1

Abstract 

two groups remained unchanged during the 8‐year follow up. No significant  differences were found regarding CAD endpoints during follow‐up in relation  to baseline periodontal status in the CAD‐patient group.   In  study  III,  higher  HGF  serum  concentrations  (p