Kristalų nusodinimo vaidmuo osteoartrito patogenezėje

30-60% pacientų, sergančių osteoartritu, aptinkamas pagrindinio kalcio fosfato (OFC) kristalas. Pasak A. Swan et al (1994), kalcio turinčių kristalai yra sinovijos skysčio iš daug didesniam skaičiui pacientų, sergančių osteoartritu, tačiau dėl pernelyg mažo dydžio kristalai ar nedideliu kiekiu, jie negali būti identifikuojami įprastiniais metodais. Bazinių kalcio fosfato kristalų buvimas sinovinio skysčio koreliuoja su radiologinių požymių sąnario kremzlės degeneracija, ir yra susijęs su didelės apimties eksudato, palyginti su eksudacija į kelio sąnario be kristalai. A veiksnių, turinčių įtakos rentgenografinio progresavimo gonartrozės tyrimas parodė, kad nusodinimo kristalai kalcio pirofosfato dihidrato (PFKD) yra neigiamo klinikinio ir radiologinio rezultatus prognozuoti. Į senyvų pacientų tyrimas parodė, kad osteoartritas yra susijęs su chondrokalcinozės, ypač šoninio tibiofemoralnom departamento kelio sąnario ir pirmosios trys iš metacarpophalangeal sąnarius. Dažnai pacientams, sergantiems osteoartritu, aptinkami abiejų tipų kristalai - OFC ir PFCD.

Klinikiniu požiūriu sąnarių kremzlių degeneracija, atsiradusi dėl kalcio turinčių kristalų nusodinimo, skiriasi nuo pirminio osteoartrito. Jei kristalai buvo paprastas kremzlės degeneracijos epifenomenas, jie būtų randami sąnariuose, kurie dažniausiai būdingi pirminiam osteoartritui, t. Y. Kelio, klubo, mažų rankų sąnarių. Priešingai, kristalų nusėdimo ligos dažnai įtakoja netipinius pirminius osteoartrozės sąnarius - pečius, riešą, lizdą. Kristalų buvimas jungties (eksudato) skysčiuose yra susijęs su stipresniu sąnarių kremzlių degeneracija. Klausimas, kokia yra priežastis ir kokia pasekmė yra kristalų nusėdimas arba kremzlės degeneracija. Tarpinė padėtis yra tokia prielaida: pagrindinis kremzlės medžiagų apykaitos anomalija todėl jo degeneracijos, nusodinimą, kristalai ir antrinė pagreitina jo skilimo (vadinamieji teorija amplifikacijos kilpos).

Tikslus mechanizmas, susijęs su sąnarių kremzlių pažeidimu su kalcio turinčiais kristalais, nėra žinomas, jo individualūs elementai pateikiami žemiau. Teoriškai kalcio turinčius kristalai gali tiesiogiai pakenkti chondrocitams. Tačiau histologiniu tyrimu kristalai retai lokalizuojasi šalia chondrocitų, juos netgi mažiau absorbuoja. Labiausiai tikėtina yra fagocitozei kristalai sinovinio pamušalas ląsteles su vėlesnio izoliacijos Proteolitiniai fermentų ar citokinų sekrecijos, stimuliuoja fermentų sekreciją pagal chondrocitų. Ši koncepcija patvirtina PFCD sukelto sinovito vaidmenį plėtojant sparčiai progresuojantį osteoartritą pirofosfato artropatijoje. Šio tyrimo su triušiais su osteoartrito sukelto dalinio šoninio meniscectomy teisinga kelio sąnario žinoma buvo suleista kalcio pirofosfatas dihidrato kristalą (1 arba 10 mg), 1 kartą per savaitę. Paaiškėjo, kad po 8 injekcijų dešiniajame kelio sąnaryje buvo žymiai daugiau rimtų pokyčių nei kairėje pusėje. Sinovialinio uždegimo intensyvumas buvo susijęs su intraartikuliarine kalcio pirofosfatinių kristalų dihidrato injekcija ir jų doze. Nepaisant to, kad naudojamas šiame tyrime, dozės kristalai PFKD viršija in vivo, rezultatai rodo, tam tikrą vaidmenį PFKD-sukėlus uždegimą, skirtą osteoartrito progresavimą į pirofosfato artropatijos.

Galimi kalcio turinčių kristalų sukeliamo sugadinimo mechanizmai, susiję su sąnario kremzlėmis, yra susiję su jų mitogeninėmis savybėmis, gebėjimu sukelti MMP ir stimuliuoja prostaglandinų sintezę.

Mitogeninis kalcio turinčių kristalų poveikis. Kai kristallas-sotsiirovannyh artropatijos dažnai eksponuoti proliferaciją sinovinių kaladėlių ląstelių, ir patys kristalai tik iš dalies atsakingas už šio proceso. Didinant sinovinių ląstelių lydimos padidėjusios sekrecijos citokinų, kurie skatina chondrolysis ir sukelti Proteolitinių fermentų sekreciją, skaičių. OFC kristalai aptiktų sąnarių patologija per žmogaus priklausomai nuo dozės, stimuliuotų mitogenesis kultūrų poilsio odos fibroblastuose sinovinio fibroblastų šunų ir pelių koncentracijos. Kristalai kalcio pirofosfato dihidrato, uratų, sulfato, karbonato ir kalcio fosfato, ar stimuliuoja ląstelių augimą. Pradedant ir įgalinti viršūnę ( ³ H) -thymidine įtraukimą, sukeltas šie kristalai yra kompensuotas 3 valandas, palyginti su serumo stimuliacijos kraujo ląstelių. Galbūt šis laikotarpis reikalingas fagocitozei ir kristalų ištirpimui. Papildymas iš kontrolės kristalai to paties dydžio (pvz, deimantas dulkių dalelių arba latekso) yra nestimuliuotos mitogenesis. Kristalai natrio uratų monohidrato turi silpnas mitogeninius savybes ir labai mažesnis nei tie, kalcio uratų, nurodant mitogenesis svarbą kalcio kiekio kristalai. Sintetiniai kristalai CPCH turimais mitogeninius tas pačias savybes kaip gauti kristalai iš paciento, su chondrokalcinozės. Kalcio kristalai mitogeninis poveikis buvo ne padidinti kalcio kiekį vidutinės trukmės ląstelę supančiame rezultatas in vitro, kaip pagrindinis tirpinant kalcio fosfato kristalai vidutiniu nestimuliavo įdėjimo ( ³ H) -thymidine fibroblastų.

Vienas iš siūlomų mechanizmų, FCS-indukuotų Mito genezės yra taip: nenormalus proliferacija sinovinio ląstelių gali būti susijęs (bent iš dalies) su Endocitozė ir ląstelės viduje, tirpstančios kristalus, kuri veda prie to, kad Ca koncentracijos padidėjimas ²⁺ į ląstelių citoplazmoje ir kalcio-būdu aktyvavimo todėl mitogenezė. Grįsdama šią sąvoką tarnauja už tiesioginio kontakto ląstelės poreikį - kristalo skatinti mitogenesis kaip ląstelių kultūros ekspozicijos kristalų sukelia ląstelių augimą ir ląstelių poveikis, netekusiam tokio kontakto galimybė, nesukėlė jų augimą. Siekiant ištirti fagocitozei reikia kristalai šiuos skirtą ląstelių sąveika - kristalų ląstelių, su ⁴⁵ Ca-FCS ir ( ³ H) -thymidine. Pasirodė, kad, kurių sudėtyje yra ⁴⁵ Ca CPCH ląstelės apima daug didesnį ( ³ H) timidino nei ląstelių pažymėtų be pirminio kalcio fosfato. Iš makrofagų kultūra citochalazinu Endocitozė kristalai slopinimas sukelia slopinimą ištirpimo kristalų, kuris taip pat pabrėžia poreikį fagocitozę.

Kalcio turinčius kristalus tirpsta rūgštyje. Po to, kai fagocitozei kristalai ištirpsta rūgštinėje terpėje fagolizosominio makrofagų. Chlorokvino, amonio chlorido, bafilomitsin lizosomotrofnye A1 ir visi agentai, kad padidinti lizosominių pH priklausomai nuo dozės slopinti intraląstelinį įsisavinimą ir tirpimą kristalai ( ³ H) -thymidine fibroblastus kultivuojamos su pirminių kristalai kalcio fosfato.

OFC kristalų pridedama prie monolitinės fibroblasto kultūros sukėlė nedelsiant 10 kartų padidėjusį ląstelių kalcio kiekį, kuris po 8 minučių grįžo į pradinę padėtį. Kalcio šaltinis daugiausia buvo ekstraląstelinis jonas, nes bazinio kalcio fosfato kristalai buvo įtraukti į kalcio neturinčią maistinę terpę. Kitas 60-čiai minučių padidėjęs intracellinės kalcio koncentracijos padidėjimas buvo mažiausiai 3 valandos. Čia kalcio šaltinis buvo fagocituotų kristalų, ištirpintų fagolizomose.

Nustatyta, kad RPC kristalų mitogeninis poveikis yra panašus į PDGF kaip augimo faktoriaus poveikį; kaip ir pastarieji, OFC kristalai rodo sąveiką IGF-1 ir kraujo plazmos atžvilgiu. IGF-1 blokada mažina ląstelių mitogeniškumą, reaguojant į OF. PG Mitchell et al (1989) parodė, kad kristalai FCS-indukcija mitogenesis fibroblastų Balb / C- ₃ T ₃ reikalauja serino / treoninas baltymų kinazės C (PKC) - vieną iš pagrindinių mediatorių signalai, generuojami prie išorinės stimuliacijos ląstelių hormonų, neurotransmiterių ir veiksnių augimas. Mažėjimą PKC veiklą ląstelių BALB / c- ₃ T ₃ slopina FCS medijuoto indukciją protooncogenes C-fos ir c-myc, bet neturi jokios įtakos šių onkogenų, medijuojamų PDGF stimuliacijos poveikį.

Padidėjo viduląstelinis kalcio kiekis po tirpinimas phagocytized kristalai - ne tik kelias signalo mitogenesis. Kai augimo faktoriai, pavyzdžiui, PDGF jungiasi su jos membranos receptorių stimuliuoja fosfolipazės C (fosfo-diesteraza), kuris gidroliziruetfosfatidilinozitol 4,5-bifosfato, kad sudarytų viduląstelinius pasiuntinius - inozitolio-3-fosfato idiatsilglitserola. Pirmasis spaudai kalcio iš Endoplazminis tinklas moduliuoja kalcio priklausomą ir kalcio / kalmodulino-priklausomų fermentų aktyvumą, pavyzdžiui, baltymų kinazės ir proteazės.

R. Rothenberg ir H. Cheung (1988) pranešė, sustiprintą degradaciją fosfolipazės C fosfatidilinozitolį 4,5-bifosfato triušių į sinovinių ląstelių atsakas į stimuliavimą FCS-kristalai. Neseniai žymiai padidinti inozitolio-1-fosfato langelių turinys su žymėto ( ³ H)-inozitolio; smailė buvo pasiekta per 1 minutę ir truko apie 1 valandą.

Diacilglicerolis yra potencialus kalcio pirofosfato dihidrato aktyvatorius. Kadangi CRC kristalai padidina fosfolipazės C aktyvumą, dėl kurio susidaro diacilglicerolis, todėl galima tikėtis aktyvesnio PKC aktyvumo. PG Mitchell ir jo bendraautoriai (1989) palygino RPC kristalų ir PDGF poveikį DNR sintezei Balb / c- ₃ T ₃ fibroblastais . Ląstelių kultūroje PKC buvo inaktyvuota inkubuojant ląsteles su navikų fiksuojančiu sorbučio diesteriu (TFA), diacylglicerolio analogu. Ilgalaikė stimuliacija mažomis TFA dozėmis mažina PKC aktyvumą, tuo tarpu aktyvinama viena stimuliacija su didelėmis dozėmis. DNR sintezės skatinimas RPC kristalais buvo slopinamas po PKC inaktyvacijos, o tai rodo šio fermento svarbą OFC sukelta mitogenezė. Anksčiau GM McCarthy ir jo bendraautoriai (1987) parodė, kad žmogaus fibroblastai mitogeninį atsaką su OFC kristalais jungia su PKC aktyvacija. Tačiau OFC kristalai neaktyvuoja fosfatidilinozitolio-3-kinazės ar tirozino kinazių, patvirtinantys faktą, kad OPC kristalų aktyvinimo mechanizmas yra selektyvus.

Ląstelių proliferaciją kontroliuoja genų grupė, vadinama proto-onkogenais. Proto-onkogenų c-fos ir c-shus proteino produktai yra lokalizuoti ląstelių branduolyje ir yra susieti su specifinėmis DNR sekomis. ZT3-fibroblastų stimuliavimas OCP kristalais sukelia c-fos ekspresiją kelias minutes, o tai pasireiškia maksimaliai po 30 minučių po stimuliacijos. Transkripcijos indukcija su- OFC kristalais ar PDGF vyksta per 1 valandą ir maksimaliai pasireiškia po 3 valandų po stimuliavimo. Mažiausiai 5 h ląstelės palaiko padidėjusį c-fos ir c-myc transkripcijos lygį . Ląstelėse su inaktyvuota PKC yra žymiai slopinama RPA arba TPD c-fos ir c-muss kristalų stimuliacija, o šių PDGF genų indukcija nepasikeičia.

Mitogeno aktyvuotos baltymo kinazės šeimos (MAP K) atstovai yra pagrindiniai įvairių intracellular signaling cascades reguliatoriai. Vienas iš šios šeimos pogrupių, p42 / p44, reguliuoja ląstelių proliferaciją mechanizmu, įjungiančiu proto-onkogenus c-fos ir c-jun. OFC ir PFCD kristalai aktyvina baltymo kinazės signalizavimo būdą, kuriame dalyvauja tiek p42, tiek p44, o tai rodo šio kelio vaidmenį mitogenizme, kurį sukelia kalcio turinčių kristalų.

Galiausiai, OFC sukelta mitogenezė yra transkripcijos branduolio faktorius KB (NF-kB), kuris pirmą kartą buvo apibūdintas kaip lengvosios grandinės imunoglobulino (IgK) genas. Tai yra sukeltas transkripcijos faktorius, svarbus daugeliui signalų perdavimo būdų, nes jis reguliuoja įvairių genų išraišką. NF-kB indukcija paprastai siejama su citoplazmą slopinančių inhibitorių išsiskyrimu, vadinamu 1kB. Po NF-kB indukcijos atsiranda aktyviojo transkripcijos faktoriaus perkėlimas į branduolį. OFC kristalai sukelia NF-kB Balb / c- ₃ T ₃ fibroblastuose ir žmogaus odos fibroblastuose.

Po signalo perdavimo po NF-κB aktyvacijos gali dalyvauti keletas būdų, tačiau visi jie apima proteinų kinazių, kurie fosforilina (ir taip suskaido) 1 kB. Remiantis tyrimų in vitro rezultatais, anksčiau buvo manoma, kad 1 kB yra kinazių (pvz., PKC ir proteinkinazės A) substratas. Tačiau neseniai nustatyta 1 kB kinazės kompleksas su dideliu molekuliniu svoriu. Šie kinazai konkrečiai fosforilina 1 kB serino likučius. NF-kV TNF-a ir IL-1 aktyvacijai reikia efektyviai veikti NF-KB indukuojančią kinazę (NIC) ir 1KB kinazę. NIK aktyvinimo molekulinis mechanizmas šiuo metu nėra žinomas. Nepaisant to, kad OFC kristalai įjungia tiek PKC, tiek NF-kV, nėra žinoma, kiek šių dviejų procesų galima sujungti. Kadangi GKB kinazės modifikavimas vykdomas fosforilinant, PKC vaidmuo indukcijai NFC-NFC kristaluose fosforilinant ir aktyvuojant GKB kinazę nepanaikina. Remiantis šia koncepcija, PKC slopinimas staurosporino OFC-kristalinio indukuotumo mitogenezės ir NF-KB išraiška gali remti šią koncepciją. Panašiai staurosporinas gali slopinti GkV kinazę, todėl slopina proteinukinazę A ir kitas baltymo kinazes.

Taigi, RPC-kristalinio indukuojamo mitogenizmo mechanizmas fibroblastuose apima bent du skirtingus procesus:

• greitas su membranais susijęs įvykis, dėl kurio aktyvuoja PKC ir MAP K, indukuoja NF-KB ir proto-onkogenus,
• lėtesnis ląstelinis kristalų išsiskyrimas, dėl kurio padidėja intracellular Ca ^{2+ kiekis}, o po to aktyvuoja daugelį nuo kalcio priklausomų procesų, kurie skatina mitogenezę.

[1], [2], [3]

MMP-kalcio turinčių kristalų indukcija

Žaizdų, kuriuose yra kalcio turinčių kristalų, mediatorių yra MMP-kolagenazė-1, stromelizinas, 92 kD želatinazė ir kolagenazė-3.

Atsižvelgiant į santykį tarp OFK kristalų kiekio ir sąnarių audinių sunaikinimo, buvo iškelta hipotezė, kad RPA kristalai ir, galbūt, kai kurie kolagenai fagocituoja su sinovinėmis ląstelėmis. Stimuliuojami sinovvitai proliferuoja ir išskiria proteazes. Ši hipotezė buvo ištirta in vitro, pridėjus natūralių arba sintetinių RPA, PFCD ir kitų kristalų žmogaus ar šunų sinovitų kultūrą. Neutralių proteazių ir kolagenazių aktyvumo lygis padidėjo priklausomai nuo dozės ir buvo maždaug 5-8 kartų didesnis nei ląstelių, kurios buvo kultivuojamos be kristalų, kontroline kultūra.

Kultūringuosius vidutinio kristallsoderzhaschey ląstelės, mRNR aptikta coinduction kolagenazės-1, stromelizino ir želatinazės, 92 kDa fermentų su vėlesnio sekrecijos į terpę.

OFC kristalai taip pat sukėlė kolagenazės-1 mRNR ir kolagenoze-2 kaupimąsi subrendusiose kiaulių chondrocytose, vėliau fermentų sekreciją į terpę.

GM McCarty ir jo bendraautoriai (1998) ištyrė kristalinių ląstelių ištirpimo vaidmenį kristalizuotoje MMP gamyboje. Didinant lizosomų pH su bafilomitsina A depresija ląstelėje ištirptų kristalai ir susilpninti proliferacinį atsaką žmogaus fibroblastų į CPCH kristalai, bet neinhibuoja sintezę ir sekreciją MMP.

Nei pagrindinio kalcio fosfato kristalai, nei PFCD, neatsirado gamyboje IL-1 in vitro, priešingai nei natrio uratiškumo kristalai.

Dabartiniai duomenys aiškiai rodo, kad fibromblastai ir chondrocytai tiesiogiai sąlygoja kalcio turinčių kristalų susidarymą.

Osteoartrito simptomai liudija svarbų MMP vaidmenį ligos progresavime. Kalcio turinčių kristalų buvimas padidina pažeidžiamų sąnarių audinių degeneraciją.

Prostaglandinų sintezės stimuliavimas

Be to, stimuliacijos ląstelių augimo, sekrecijos fermentų, kurių sudėtyje yra kalcio kristalai sukelti prostaglandinų išsiskyrimą iš žinduolių ląstelių, ypač PGE kultūrų ₂. PGE- ₂ išleidimas visais atvejais atsiranda per pirmąją valandą po sąlyčio su kristalais. R. Rothenberg (L 987) nustatė, kad pagrindinis šaltinis arachidono rūgštimi tam, kad PGE sintezės ₂ yra fosfatidilcholinas ir fosfatidiletanolamino, ir taip pat patvirtino, kad fosfolipazės ₂ ir pėda - dominuojanti kelias gamyba PGE ₂.

Atsižvelgiant į CPC kristalų poveikį, PGE1 taip pat gali būti išleistas. GM McCarty ir jo bendraautoriai ( 1993, 1994 ) tyrė PGE ₂, PGE ir jo analoginio misoprostolio poveikį žmogaus fibroblastų mitogeniniam atsakui į OFC kristalus. Visi trys veiksniai slopina mitogeninį atsaką priklausomai nuo dozės, kai PGE ir misoprostaliai rodo didesnį slopinamąjį aktyvumą. PGE ir misoprostolis, bet ne PGE _2, slopino kolagenazės mRNR kaupimąsi, reaguojant į OFC kristalų poveikį.

MG McCarty ir N. Cheung (1994) ištyrė RPC tarpininkaujančią PGE ląstelių aktyvacijos mechanizmą. Autoriai parodė, kad PGE - stiprus induktorius intraceliulinio cAMP nei PGE ₂ ir PGE slopina OFC-indukuotą mitogenesis ir MMP gamybą cAMP-priklauso nuo signalinio kelio. Galbūt gaminant PGE indukuotų kristalai padidėjimas OFC silpnina kitų savo biologinį poveikį (mitogenesis ir gamybos MSEs) per grįžtamojo ryšio mechanizmą.

Kristalų sukeltas uždegimas

Kalcio-kristalai yra dažnai rasti sinovinio skysčio pacientams, sergantiems osteoartritu, bet su epizodų ūminio uždegimo leukocitozė retas kaip osteoartrozės ir artropatijos kamb kristallassotsiirovannyh (pvz, sindromas "pečių sąnarių Milwaukee"). Kristalų flegistinis potencialas gali būti modifikuojamas daugeliu inhibitorių veiksnių. R. Terkeltaub et al (1988) parodė, kad kraujo serume, ir kraujo plazmos gebėjimą žymiai slopinti neutrofilų atsakas granulotsitovov iškristalinama pagrindinę kalcio fosfato. Faktoriai, kurie sukelia tokį slopinimą, yra kristalai rišantys baltymai. Nagrinėti vieną iš šių baltymų - tam ₂ -HS glikoproteino (AHSr) - parodė, kad ANSG yra labiausiai stiprus ir specifinis inhibitorius, neutrofilų granuliocitų reagavimo kristalai CPCH. AHSr - kepenų kilmės išrūgų baltymai; Yra žinoma, kad lyginant su kitais kraujo serume esančiais baltymais, jis yra palyginti didelėje koncentracijoje, esančioje kauluose ir mineralizuotuose audiniuose. Be to, AHSr esančių "noninflamed" sinoviniam skystį, ir yra nustatomas pirminių kristalai kalcio fosfato gimtąja sinovinio skysčio. Tokiu būdu, neišskiriamas tolygiam tikimybę AHSr flogogennogo galimą branduolį kalcio fosfato kristalų tokiomis sąlygomis, in vivo.

Apibendrinant, mes pateikti dvi schemas patogenezę osteoartrito siūlomo PB Van den Berg et al (1999) ir M. Sarrabba et al (1996), kuri sujungia mechanines, genetinių ir biocheminių veiksnius.