A kristályos lerakódás szerepe az osteoarthritis patogenezisében

Az osteoarthritisben szenvedő betegek 30-60% -ánál észlelik az ízületi folyadékban lévő kalcium-foszfát (OFC) kristályait. Szerint A. Swan és munkatársai (1994), a kalcium-tartalmú kristályok az ízületi folyadékban a sokkal nagyobb számú osteoarthritisben szenvedő betegek azonban, annak köszönhető, hogy túlságosan kis mérete a kristályok vagy kis mennyiségű, nem lehet őket szokásos eljárásokkal azonosíthatók. A jelenléte alapvető kalcium-foszfát kristályok az ízületi folyadékban korrelál radiológiai jelek az ízületi porc degeneráció, és kapcsolatban van egy nagy mennyiségű váladék képest folyadékgyülem a térd ízületek nélkül kristályok. A tanulmány a befolyásoló tényezők a radiográfiás progresszió gonartrózis azt mutatta, hogy lerakódása kristályok kalcium-pirofoszfát-dihidrát (PFKD) egy előrejelzője káros klinikai és radiológiai kimenetelét. A vizsgálatban az idős betegek úgy találta, hogy az osteoarthritis társított chondrocalcinosis, különösen az oldalsó tibiofemoralnom osztályának a térdízület, és az első három a metacarpophalangealis ízületek. Gyakran az osteoarthritisben szenvedő betegeknél mindkét típusú kristályt detektálnak - OFC és PFCD.

Klinikailag az ízületi porc degenerációja, amelyet a kalciumtartalmú kristályok lerakódása okoz, eltér az elsődleges osteoarthritiséitől. Ha a kristályok a porc degeneráció egyszerű epifenomenonja, akkor olyan ízületekben találhatók meg, amelyeket leggyakrabban az elsődleges osteoarthritis okoz, azaz a térdben, a csípőben, a kezek kicsi ízületeiben. Éppen ellenkezőleg, a kristályok lerakódásának betegsége gyakrabban érinti a primer osteoarthrosis ízületek - a váll, a csukló, az ulnar - atipikus állapotát. Az ízületi folyadékban lévő kristályok jelenléte az ízületi porc súlyosabb degenerációjával társul. A kérdés, hogy mi az oka és mi a következménye a kristályok leválása vagy a porc degenerációja. A közbenső helyzetben a következő feltételezés: elsődleges porc anyagcsere-rendellenessége, ami a degeneráció, lerakódása kristályok és a másodlagos felgyorsítja annak lebomlását (úgynevezett elmélet amplifikációs hurkok).

Az ízületi porc károsodásának pontos mechanizmusa a kalciumtartalmú kristályokkal nem ismert, az egyes elemeket az alábbiakban adjuk meg. Elméletileg a kalciumtartalmú kristályok közvetlenül károsíthatják a kondrocytákat. A hisztológiai vizsgálat során azonban a kristályok ritkán lokalizálódnak a kondrociták közelében, még ritkábban is felszívódnak. Legvalószínűbb fagocitózis kristályok szinoviális bélés sejtek ezt követő izolálása szempontjából proteolitikus enzimek vagy citokinek szekrécióját, stimulálja az enzimek által kondrociták. Ez a koncepció által támogatott kutatás szerepe PFKD előidézett synovitis a fejlesztés gyorsan fejlődő osteoarthritis pirofoszfát arthropathia. Ennek során e vizsgálat nyulakban osteoarthritises indukált részleges oldalirányú meniscectomia a jobb térd ízületben injektáltunk kalcium-pirofoszfát-dihidrát kristály (1 vagy 10 mg), 1 alkalommal hetente. Kiderült, hogy a jobb térdízület 8 injekció után lényegesen komolyabb változások történtek a bal oldalon. A szinoviális gyulladás intenzitása korrelált a kalcium-pirofoszfát kristály dihidrát intraartikuláris injekciójával és dózisaival. Annak ellenére, hogy ebben a vizsgálatban alkalmazott dózisok a kristályok PFKD meghaladják az in vivo, az eredmények arra utalnak, hogy szerepe PFKD-indukált gyulladás a csontritkulás kifejlődésének a pirofoszfát arthropathia.

Az ízületi porc károsító kalciumtartalmú kristály okozta károsító mechanizmusai mitogén tulajdonságokkal, az MMP indukálódásának képességével és a prosztaglandinok szintézisének stimulálásával járnak.

Kalciumtartalmú kristályok mitogén hatása. Amikor kristallas-sotsiirovannyh artropátiák gyakran mutatnak proliferációját szinoviális bélés sejtek, és a kristályokat maguk csak részben felelős ezt a folyamatot. Számának növelése szinoviális sejtek kísért megnövekedett citokinek, amelyek elősegítik chondrolysis és okoz a fehérjebontó enzimek kiválasztását. OFC kristályok koncentrációban kimutatható a patológia az ízületek egy humán dózisfüggően stimulálta mitogenezisben tenyészetek nyugvó bőr fibroblasztok, szinoviális fibroblasztok kutyák és egerek. Kristályok kalcium-pirofoszfát-dihidrát, urát, szulfát, karbonát és kalcium-foszfát-e serkentik a sejtek növekedését. Indítása és lehetővé csúcs ( ³ H) -timidin beépülését, indukált ezek a kristályok ellensúlyozza 3 óra elteltével, mint a szérum stimulálás vérsejtek. Talán ez az idő szükséges a fagocitózis és a kristályok feloldódásához. Hozzáadása a kontroll kristályok azonos méretű (például, gyémánt por részecskék vagy latex) nem stimulált mitogenezissel. Kristályok nátrium-urát-monohidrát-nak gyenge mitogén tulajdonságokkal, és nagyban rosszabb, mint a kalcium-urát, jelezve, hogy fontos a mitogenezist a kalcium tartalma a kristályokat. Szintetikus kristályok CPCH rendelkezett mitogén tulajdonságai megegyeznek a kapott kristályokat a beteg chondrocalcinosis. Kalcium kristályok mitogén hatása nem volt az eredménye kalciumtartalmának növelésére körülvevő közegben a sejt in vitro, mint a fő oldásával kalcium-foszfát kristályok a tápközegben nem serkentette beépülését ( ³ H) -timidint fibroblasztok.

Az egyik javasolt mechanizmusok FCS-indukált Mito Genesis a következő: a abnormális proliferációja szinoviális sejtek összefüggésben lehet (legalább részben) a endocitózis és intracelluláris feloldjuk a kristályokat, amelyek növekedéséhez vezet a koncentrációja a Ca ²⁺ a sejt citoplazmájában, és az aktiválási kalcium-módon ami mitogenezishez vezet. Ennek alátámasztására szolgál koncepció szükségességét közvetlen kapcsolatba a sejt - a kristály, hogy ösztönözze mitogenezisben a sejttenyészet kifejtését kristályok okozta sejt növekedéséhez és az expozíciót, megfosztva a lehetőséget az ilyen kapcsolat, nem okoz a növekedésüket. Annak érdekében, hogy tanulmányozzuk a fagocitózist szüksége kristályossá kölcsönhatását egy sejt - kristály sejteket tenyésztettünk ⁴⁵ Ca-FCS-t és ( ³ H) -timidint. Kiderült, hogy tartalmazó ⁴⁵ Ca CPCH sejtek közé tartozik egy sokkal nagyobb számú ( ³ H) timidin, mint jelzett sejtek nélkül primer kalcium-foszfát. A elnyomása makrofág kultúra cytochalasin endocitózis kristályok okozott gátlását oldódását kristályok, amely szintén hangsúlyozza a fagocitózist.

A kalciumtartalmú kristályok savban oldódnak. Miután fagocitózis kristályok feloldódnak savas közegben fagolizoszomális makrofágok. Klorokint, ammónium-klorid, bafilomitsin lizosomotrofnye A1 és az összes olyan szerek, amelyek növelik lizoszóma pH-jának dózisfüggően gátolják az intracelluláris megkötését és oldódását a kristályokat ( ³ H) -timidin fibro-blasztok tenyésztettük primer kristályok kalcium-foszfát.

Az OFC-kristályok hozzáadása egyrétegű fibroblaszt tenyészethez az intracelluláris kalciumtartalom azonnali tízszeres növekedését eredményezte, amely 8 perc után visszatért a kiindulási értékhez. A kalcium forrás túlnyomórészt extracelluláris ion volt, mivel az alap kalcium-foszfát kristályait hozzáadták a kalciummentes tápközeghez. Az intracelluláris kalciumkoncentráció következő növekedését 60 perc elteltével figyeltük meg, és legalább 3 órát tartottunk itt, ahol a kalciumforrás fagocitizált kristályok voltak a fagolizoszómákban.

Megállapítást nyert, hogy a mitogén hatása FCS-kristályok hasonló a PDGF, mint egy növekedési faktor; mint az utóbbi, az OFC-kristályok szinergiát mutatnak az IGF-1 és a vérplazma tekintetében. Az IGF-1 blokádja csökkenti a sejtek mitogenezisét az OF-re válaszul. PG Mitchell és munkatársai (1989) kimutatta, hogy a kristályok FCS-indukciója mitogenezisben fibroblasztok Balb / C- ₃ T ₃ igényelnek egy szerin / treonin protein-kináz C (PKC) - egyik fő mediátorok előállított jelek egy külső stimuláció sejtek hormonok, neurotranszmitterek és tényezők növekedés. Csökkenti PKC aktivitás sejtekben Balb / C- ₃ T ₃ gátolja FCS-közvetített indukcióját protoonkogének c-fos és c-myc, de nincs hatással a stimuláció ezen onkogének által közvetített PDGF.

Megnövekedett intracelluláris kalcium tartalma oldódás után fagocitált kristály - nem az egyetlen út a jel mitogenezis. Amikor a növekedési faktorok, például PDGF kötődik a membránreceptora serkenti a foszfolipáz C (foszfo-diesteraza), amely gidroliziruetfosfatidilinozitol 4,5-biszfoszfát alkotnak intracelluláris hírvivők - inozitol-3-foszfát-idiatsilglitserola. Az első kibocsátások kalcium az endoplazmás retikulum aktivitás modulálására kalcium-függő és kalcium / kalmodulin-dependens enzimek, például protein-kinázok és proteázok.

R. Rothenberg és H. Cheung (1988) számolt be fokozott lebomlásához foszfolipáz C foszfatidilinozitol 4,5-bifoszfát nyulak szinoviális sejtek stimuláció hatására FCS-kristályok. Legutóbbi jelentősen növeli a tartalmát inozitol-1-foszfát a sejteket a jelölt ( ³ H) inozit; a csúcsot 1 percen belül érte el, és körülbelül 1 óráig tartott.

A diacil-glicerin a kalcium-pirofoszfát-dihidrát potenciális aktivátor. Mivel a CRC-kristályok növelik a foszfolipáz C aktivitását, ami a diacilglicerin felhalmozódásához vezet, ezért a PKC aktivációjának emelkedését várhatjuk. PG Mitchell és szerzők (1989) összehasonlították az RPC-kristályok és PDGF-ek hatását a DNS szintézisére Balb / c- ₃ T ₃ fibroblasztokkal . A sejtkultúrában a PKC-t inaktiváltuk úgy, hogy a sejteket tumor-rögzítő forbol-diészterrel (TFD), a diacil-glicerin analógjával inkubáltuk. Az alacsony dózisú TFA-dózis stimulálása csökkenti a PKC aktivitását, míg egy nagy dózisú stimuláció aktiválódik. A DNS-szintézis RPC-kristályokkal történő stimulálását a PKC inaktiválása után elnyomták, ami jelzi ennek az enzimnek az OFC által indukált mitogenezisben játszott szerepét. Korábban GM McCarthy és szerzők (1987) demonstrálták az emberi fibroblasztok mitogén válaszának kapcsolódását az OFC kristályokhoz a PKC aktiválásával. Az OFC-kristályok azonban nem aktiválják a foszfatidil-inozitol-3-kináz vagy tirozin-kinázokat, megerősítve azt a tényt, hogy az OPC-kristályokkal végzett sejt-aktiválási mechanizmus szelektív.

A sejtproliferációt a proto-onkogéneknek nevezett gének csoportja vezérli. A c-fos és c-shus proto-onkogének termékei a sejtmagban lokalizálódnak, és specifikus DNS-szekvenciákhoz kapcsolódnak. A ZT3-fibroblasztok OCP- kristályokkal történő stimulálása a c-fos több percig tartó expresszióját eredményezi , amely a stimuláció után 30 perc elteltével ér el maximumot. Indukciós transzkripció a iWyc CPCH-kristályok vagy PDGF belül jelentkezik 1 órán át és az elért maximális után 3 órás stimulálást követően. Legalább 5 h sejtek támogatják a c-fos és c-myc transzkripciójának fokozott szintjét . Az inaktivált PKC-ben lévő sejtekben az RPA vagy a TPD c-fos és c-muss kristályainak stimulálása szignifikánsan gátolható, míg ezeknek a PDGF géneknek az indukciója nem változik.

A mitogén aktivált protein kináz család (MAP K) képviselői különböző intracelluláris jelátviteli kaszkádok kulcsfontosságú szabályozói. Az egyik alosztálya a család - p42 / p44 - szabályozza a sejtek proliferációs mechanizmuson keresztül járó aktiválása protoonkogénekben c-fos és c-június OFK- és PFKD kristályok aktivált protein kináz jelátviteli útvonalat, amely magában foglalja mind a P42 és a P44, jelezve, hogy a szerepe ezen útvonal mitogenezis indukált kalcium-tartalmú kristályok.

Végül az OFC által indukált mitogenezisben bekövetkezett transzkripciós nukleáris faktor (NF-kB), amelyet először könnyű láncú immunglobulin (IgK) génként írtak le. Ez egy indukált transzkripciós faktor, amely számos jelátviteli útvonal számára fontos, mivel szabályozza a különböző gének expresszióját. Az NF-kB indukciója általában a citoplazmából származó 1kB-os gátló fehérjék felszabadulásával társul. Az NF-kB indukálása után az aktív transzkripciós faktor transzlokációja a maghoz történik. Az OFC kristályok NF-kB-t indukálnak Balb / c- ₃ T ₃ fibroblasztokban és humán bőrfibroblasztokban.

Az NF-κB aktiválása után többféle útvonal is részt vehet a jelátvitelben, de mindegyik olyan protein-kinázokat tartalmaz, amelyek foszforilezik (és ezáltal lebontják) az 1 kB-t. Az in vitro vizsgálatok eredményei alapján feltételezték, hogy 1 kB a kinázok szubsztrátjaként szolgál (pl. PKC és protein kináz A). Azonban nemrég azonosítottak egy 1 kB méretű, nagy molekulatömegű kináz komplexet. Ezek a kinázok kifejezetten 1 kB-os szerinmaradványokat foszforilálnak. Az NF-kV TNF-a és az IL-1 aktiválása az NF-KB-t indukáló kináz (NIC) és az 1KB kináz hatásos hatását igényli. A NIC aktiválás molekuláris mechanizmusa jelenleg nem ismert. Annak ellenére, hogy az OFC kristályok aktiválják mind a PKC-t, mind az NF-kV-t, nem ismert, hogy a két folyamat milyen mértékben kapcsolható össze. Mivel a GKB-kináz módosítását foszforiláció hajtja végre, a PKC szerepe az NFC-NFC-kristályok indukciójában a foszforilálás és a GKB kináz aktiválása nélkül nem kizárt. E koncepció alátámasztására a PKC staurosporin OFC-kristályos indukálta mitogenezis és NF-KB expresszió gátlása szolgálhat e fogalom támogatására. Hasonlóképpen, a staurosporin gátolja a GkV kinázt, és ezért gátolja a protein kináz A-t és más protein-kinázokat.

Így a fibroblasztokban az RPC-kristályos indukálta mitogenezis mechanizmusa legalább két különböző eljárást tartalmaz:

• gyors membránhoz kötött esemény, amely a PKC és a MAPK aktiválódásához vezet, az NF-KB és proto-onkogének indukciójával,
• a kristályok lassúbb intracelluláris feloldódása, ami a Ca2 ⁺ intracelluláris tartalmának növekedéséhez vezet , majd számos, a mitogenezist stimuláló kalcium-függő folyamatok aktiválásához vezet.

[1], [2], [3]

Az MMP-kalciumtartalmú kristályok indukciója

A kalciumtartalmú kristályok szövetkárosító mediátorai az MMP-kollagenáz-1, stromelysin, 92 kD zselatináz és a kollagenáz-3.

Tekintettel a hipotézist javasolt kapcsolatot a tartalommal CPCH kristályok és ízületi szövetek elpusztításában, miközben kristályok CPCH és esetleg néhány kollagén fagocitózis útján szinoviális sejtek. A stimulált synoviták proliferálják és szekretálják a proteázokat. Ezt a hipotézist in vitro teszteltük természetes vagy szintetikus RPA, PFCD és más molekulák hozzáadásával humán vagy kutya szinerózisok tenyészetéhez. A semleges proteázok és a kollagenázok aktivitási szintje dózisfüggő módon nőtt, és körülbelül 5-8-szor magasabb volt, mint a kristályok nélküli tenyésztett sejtek kontrollkultúrájában.

A tápközegben tenyésztett sejtek kristallsoderzhaschey, kimutatott mRNS coinduction kollagenáz-1, sztromelizin és zselatináz, 92 kDa-os enzim a későbbi kiválasztódást a tápközegbe.

Az OFC-kristályok a kollagenáz-1 mRNS és a kollagenáz-2 felhalmozódását okozták érett sertés chondrocytákban, majd enzimek szekrécióját a tápközegbe.

GM McCarty és szerzők (1998) tanulmányozták a kristályok intracelluláris feloldódásának szerepét az MMP kristályosított termelésében. Növekvő lizoszóma pH-jának a bafilomitsina A depressziós intracelluláris oldódását kristályok és gyengítik a proliferációs választ a humán fibroblasztok CPCH kristályokat, de nem gátolják a szintézise és szekréciója a MMP-k.

Sem az alap kalcium-foszfát kristályok, sem a PFCD nem indukálta IL-1 in vitro termelését , ellentétben a nátrium-urát kristályokkal.

Az aktuális adatok egyértelműen azt mutatják, hogy az MMP-termelés fibroblasztokkal és kondrocitákkal közvetlenül érintkezik kalciumtartalmú kristályokkal történő érintkezéskor.

Az osteoarthritis tünetei bizonyítják az MMP jelentős szerepét a betegség progressziójában. A kalciumtartalmú kristályok elősegítik az érintett ízületek szöveteinek degenerálódását.

A prosztaglandinszintézis stimulálása

Amellett, hogy a sejtnövekedés stimulálásához, szekréciója enzimek kalciumtartalmú kristályok felszabadulását okozza a prosztaglandin a kultúrák emlőssejtek, különösen PGE ₂. A PGE- ₂ felszabadulása minden esetben a sejtek kristályok általi expozícióját követő első órában jelentkezik. R. Rothenberg (l 987) megállapította, hogy a fő forrása az arachidonsav szintézisének PGE ₂ a foszfatidil-kolin és foszfatidil-etanol és azt is megerősítették, hogy foszfolipáz A ₂ és láb - domináns útvonal termelése PGE ₂.

A CPC kristályainak hatására válaszul a PGE1 is felszabadulhat. GM McCarty és munkatársai (1993,1994) hatását vizsgáltuk a PGE ₂, PGE, és annak analóg misoprostol a mitogén választ a humán fibroblasztok kristályokat CPCH. Mindhárom szer dózisfüggő módon gátolta a mitogén választ, a PGE és a misoprostal expresszálta gátló hatását. PGE és misoprostol, de nem PGE2 _, gátolta a kollagenáz mRNS felhalmozódását az OFC kristályok hatására.

MG McCarty és N. Cheung (1994) vizsgálták a PGE sejtek RPC-mediált aktiválásának mechanizmusát. A szerzők kimutatták, hogy a PGE - hatásos induktora intracelluláris cAMP, mint a PGE ₂ és a PGE gátolja OFC-indukálta mitogenezist és MMP termelés a cAMP-függő jelátviteli. Talán a termelésének növekedése PGE indukált kristályok OFC gyengíti más biológiai hatások (mitogenezisét és termelési MKV-k) egy visszacsatoló mechanizmust.

Kristályok által kiváltott gyulladás

Kalcium-kristályok gyakran megtalálhatók a szinoviális folyadékban osteoarthritisben szenvedő betegek, de a heveny gyulladás leukocytosis ritka, mint a osteoarthrosis és arthropathiák át kristallassotsiirovannyh (például szindróma „vállízület Milwaukee”). A kristályok flogisztikai potenciálját számos gátló tényező módosíthatja. R. Terkeltaub et al (1988) kimutatták, hogy a szérum és a vérplazma szignifikánsan gátolják a neutrofil válasz granulotsitovov kristályosítjuk alap kalcium-foszfát. Az ilyen gátlást okozó tényezők a kristálykötő fehérjék. Vizsgálata az egyik ezek közül a fehérjék - a ₂ -HS glikoprotein (AHSr) - azt mutatta, hogy ANSG a leginkább hatásos és specifikus inhibitora a neutrofil granulociták válaszul kristályok CPCH. AHSr - máj eredetű tejsavóprotein; Ismert, hogy a vérszérum más fehérjéihez képest viszonylag magas koncentrációban van a csont és ásványosított szövetekben. Továbbá, AHSr jelen „noninflamed” szinoviális folyadék, és érzékel a primer kristályok kalcium-foszfát natív ízületi folyadékban. Így nem kizárt modulálására valószínűségi AHSr flogogennogo potenciális magja kalcium-foszfát kristályok körülmények között in vivo.

Összefoglalva, bemutatjuk két rendszer patogenezisében osteoarthritis javasolt WB van den Berg és munkatársai (1999) és M. Sarrabba és munkatársai (1996), amely mechanikai, genetikai és biokémiai tényezők.