Kristallide sadestumise roll osteoartriidi patogeneesis

30-60% patsientidest osteoartroosi näitavad aluselise kaltsiumfosfaat kristallid (CPCH) liigeses vedelikku. Vastavalt A. Swan et al (1994), kaltsiumit sisaldavate kristallide sünoviaalvedelikus palju suuremast patsientide arv osteoartriit tõttu siiski liialt väiksus kristallid või väikeses koguses, ei saa neid eristab tavapäraseid tehnikaid. Juuresolekul aluselised kaltsiumfosfaat kristallidena liigesevõiet korreleeruvad radioloogiliste haigustunnuste liigesekõhre degeneratsioon, ning seda seostatakse suures mahus eritist võrreldes efusioon põlveliigeste ilma kristallid. Uuring mõjutavate tegurite radiograafilist gonartroos näitas, et kristallide settimist kaltsiumi pürofosfaat dihüdraadi (PFKD) on ennustaja kahjulikke kliinilisi ja radioloogilise tulemuse. Uuringus eakatel patsientidel leiti, et osteoartroosi seostatakse KONDROKALTSINOOS, eriti külgsuunas tibiofemoralnom osakonna Põlveliigese ja esimese kolme põhilüli liigesed. Sageli patsientidel osteoartriit leida mõlemat tüüpi kristallid - OFC ja PFKD.

Kliiniliselt on kaltsiumisisaldavate kristallide sadestumise tõttu tekkinud liigesekõhre degeneratsioon teistsugune kui primaarse osteoartriidi korral. Kui kristallid olid kõhre degeneratsiooni lihtne epifenomen, leitakse neid liigestel, mida kõige sagedamini mõjutab primaarne osteoartriit, st põlves, puusas, käte väikesed liigesed. Vastupidi, haiguse sageli mõjutab kristall hoiused ebatüüpiline esmane osteoartriidi liigesed - õla, randme, küünarnuki. Kristallide olemasolu liigese (eksudaadi) vedelikus on seotud liigesekõhre tugevama degeneratsiooniga. Küsimus, mis põhjustab ja mille tagajärjeks on kristallide ladestumine või kõhr degenereerumine. Vaheasendite on järgmine oletus: primaarne kõhre ainevahetuse ebanormaalsus viib selle degeneratsiooni, kristallide settimist ja sekundaarne kiirendab selle lagunemist (nn teoreetilisest amplifikatsiooni silmusega).

Kaltsiumi sisaldavate kristallide liigesekõhre kahjustuse täpne mehhanism ei ole teada, selle üksikud elemendid on toodud allpool. Teoreetiliselt võivad kaltsiumi sisaldavad kristallid otseselt kahjustada kondrotsüüte. Kuid histoloogilisel uurimisel on kristallid kondrotsüütide lähedal harva lokaliseeritud, neid imendub veelgi vähem. Kõige tõenäolisema on fagotsütoosi kristallid Sünoviaalkiht rakud koos järgneva isoleerimine proteolüütiliste ensüümide või tsütokiinide sekretsiooni, soodustab sekretsiooni ensüümide kondrotsüüdist. See kontseptsioon toetab teadus- rolli PFKD indutseeritud sünoviit arengus kiiresti arenev osteoartriit koos pürofosfaat artropaatiaga. In selle uuringu käigus küülikutel osteoartroosi indutseeritud osalise lateraalse meniskektoomia õiges põlveliigese süstiti kaltsiumi pürofosfaat dihüdraadiga kristalli (1 või 10 mg), 1 kord nädalas. Selgus, et pärast 8 süstimist paremas põlveliiges olid võrreldes vasakpoolsega oluliselt suuremad muutused. Intensiivsus sünoviaalpõletik korrelatsioonis intraartikulaarne süstid kaltsiumi pürofosfaat dihüdraadiga kristallid ja nende ravimite annused. Hoolimata asjaolust, et selles uuringus kasutatud annused kristallid PFKD ületavad in vivo, näitavad tulemused roll PFKD põhjustatud põletiku progressioonis osteoartriit hetkel pürofosfaat artropaatiaga.

Kaltsiumisisaldavate kristallide tekitava liigesekõhre kahjustuse võimalikud mehhanismid on seotud nende mitogeensete omadustega, võime indutseerida MMP-d ja stimuleerida prostaglandiinide sünteesi.

Kaltsiumi sisaldavate kristallide mitogeenne toime. Kui kristallas-sotsiirovannyh artropaatiatega ilmutavad tihti vohamist Sünoviaalkiht rakud ja kristallid ise ainult osaliselt vastutav selle protsessi. Arvu suurendamine sünoviaalrakke kaasneb suurem tsütokiinide sekretsioon, mis soodustavad chondrolysis ja põhjustada proteolüütiliste ensüümide eritumist. OFC kristallid kontsentratsioonides tuvastasime patoloogias liigeste inimesel doosipõhiselt stimuleeritud mitogenees kultuuride puhkavate naha fibroblastid, sünoviaalfibroblastides koerad ja hiired. Kristallide kaltsiumi pürofosfaat dihüdraat, uraatide, kohal, ja kaltsiumfosfaati kas stimuleerida rakukasvu. Alustades ning võimaldada piik ( ³ H) -tümidiini, indutseeritud Nende kristallide kompenseeritakse 3 tundi võrreldes seerumi vererakkude stimuleerimisel. Võib-olla on see periood vajalik fagotsütoosiks ja kristallide lahustumiseks. Sama suurusega kontrollkristallide (nt teemant tolmu või lateksiosakeste) lisamine ei stimuleeri mitogeneesi. Kristallid naatriumi uraaditaset monohüdraat on nõrk mitogeenset omadused ja oluliselt väiksemad kui kaltsiumi uraaditaset, viidates seejuures mitogenees kaltsiumi sisaldus kristallid. Sünteetiline kristallid CPCH omas mitogeenset samad omadused kui saadud kristalle patsiendilt KONDROKALTSINOOS. Kaltsiumikristallid mitogeenne toime ei olnud tingitud suurendades lubjasisaldusest ümbritsevas keskkonnas rakus in vitro, kui peamine lahustades kaltsiumfosfaat kristallid keskmises ei stimuleerinud inkorporeerimist ( ³ H) -tümidün fibroblastid.

Üks pakutud mehhanismidele FCS indutseeritud mito geneesi on järgmised: ebanormaalne sünoviaalrakkude proliferatsiooni võib olla seotud (vähemalt osaliselt) koos endotsütoosi ja rakusisese lahustades kristallid, mis viib suurenenud kontsentratsioon Ca ²⁺ rakus tsütoplasmas ja aktiveerimist kaltsiumi suuna mis viib mitogeneesi. Selle toetuseks mõiste teenib vajadust otsest kontakti raku - kristall stimuleerida mitogenesis rakukultuuri ekspositsioon kristallid põhjustatud rakkude kasvu ja rakkude kokkupuudet, ilma võimalusest selliste kontakti ei põhjustanud nende kasvu. Et uurida fagotsütoosi vaja kristallid pärast interaktsiooni rakus - crystal kasvatatud rakkude ⁴⁵ Ca-FCS ja ( ³ H) -tümidün. Selgus, et sisaldas ⁴⁵ Ca CPCH rakkude hulka kuuluvad palju suurema hulga ( ³ H) tümidiini kui märgistatud rakud ilma primaarse kaltsiumfosfaati. Mahasurumiseks makrofaagide kultuuri tsütohalsiin endotsütoosi kristallid põhjustatud pärssimine lahustumine kristallid, mis rõhutab ka vajadust fagotsütoosi.

Kaltsiumi sisaldavad kristallid on happes lahustuvad. Pärast fagotsütoosi kristallid lahustuvad happelises keskkonnas fagolüsosomaalse makrofaagid. Chloroquine, ammooniumkloriid, bafilomitsin lizosomotrofnye A1 ja kõiki aineid, mis suurendavad lüsosoomi pH doosipõhiselt pärsivad rakusisese omastamist ja kristallide lahustumisele ( ³ H) -tümidün fibroseroossed blaste kultiveerida primaarse kristallide kaltsiumfosfaati.

OFC kristallide lisamine monokihilise fibroblasti kultuuris põhjustas intratsellulaarse kaltsiumi sisalduse viivitamatult kümnekordset suurenemist, mis jõudis algtasemele 8 minuti pärast. Kaltsiumi allikas oli valdavalt rakuväline ioon, kuna kaltsiumivabas toitainekeskkonnas lisati aluselise kaltsiumfosfaadi kristalle. Intratsellulaarse kaltsiumi kontsentratsiooni järgmine tõus täheldati 60 minuti pärast ja kestis vähemalt 3 tundi. Siin oli kaltsiumi allikaks fagotsütiiditud kristallid, mis olid lahustatud fagolüosoomides.

On kindlaks tehtud, et RPC kristallide mitogeenne toime on sarnane kasvufaktoriga PDGF-i toimele; nagu viimane, näitavad OFC kristallid sünergiat IGF-1 ja vereplasma suhtes. IGF-1 blokaad vähendab rakkude mitogeneesi vastusena OF-le. PG Mitchell jt (1989) näitasid, et kristallid FCS-induktsiooni mitogenees fibroblastid Balb / c- ₃ T ₃ nõuavad seriini / treoniini proteiinkinaasi C (PKC) - üks suuremaid vahendajateks genereeritud signaalide välise stimulatsiooni rakud hormoonid, neurotransmitterite ja tegurid kasvu. Vähendage PKC aktiivsuse rakkudes Balb / c- ₃ T ₃ pärsib FCS-vahendatud induktsiooni Protoonkogeenide c-fos ja c-myc, kuid ei avalda mingit mõju stimuleerimine need onkogeenide poolt vahendatud PDGF.

Suurenenud rakusisese kaltsiumi sisaldus pärast lahustumist phagocytized crystal - mitte ainus tee signaali mitogenees. Kui kasvufaktoreid nagu PDGF seondub tema membraaniretseptori stimuleerib fosfolipaas C (fosfo-diesteraza), mis gidroliziruetfosfatidilinozitol 4,5-bisfosfaat moodustamaks rakusisese kullerid - inositool-3-fosfaadi idiatsilglitserola. Esimene väljaanded kaltsiumi endoplasmaatilise retiikulumi aktiivsuse moduleerimise kaltsiumist sõltuva ja kaltsium / kalmoduliinisõltuv ensüüme nagu proteiinkinaaside ja proteaasid.

R. Rothenberg ja H. Cheung (1988) teatasid täiustatud lagunemist fosfolipaas C fosfatidülinositooli 4,5-bisfosfaat küülikud viiakse sünoviaalrakke vastuseks stimulatsioonile FCS-kristallid. Hiljutised märkimisväärselt suurendama sisu inositool-1-fosfaat rakkudes koos märgistatud ( ³ H) inositool; tipp saavutati 1 minuti jooksul ja kestis umbes 1 tund.

Diatsüülglütserool on kaltsiumi pürofosfaatdihüdraadi potentsiaalne aktivaator. Kuna CRC kristallid suurendavad fosfolipaasi C aktiivsust, mis viib diatsüülglütserooli akumuleerumiseni, siis võib eeldada PKC aktiveerimise suurenemist. PG Mitchell jt (1989) võrreldi mõju FCS-kristallid ja PDGF fibroblastid DNA sünteesi Balb / c- ₃ T ₃. Rakukultuuris inaktiveeriti PKC rakkude inkubeerimisega diatsüülglütserooli analoogiga rakkude kasvaja fikseeriva afrobolüülesteriga (TFD). Pikaajaline stimulatsioon väikeste TFA-dega vähendab PKC aktiivsust, samal ajal kui aktiveerib suur annus ühe stimuleerimisega. DNA-sünteesi stimuleerimine RPC-kristallide poolt peatati pärast PKC inaktiveerimist, mis näitab selle ensüümi tähtsust OFC-indutseeritud mitogeneesis. Varem leidis GM McCarthy ja tema kaasautorid (1987), et inimese fibroblastide mitogeenset vastust seostatakse OFC kristallidega, aktiveerides PKC-d. OFC-kristallid aga ei aktiveeri fosfatidüülinositool-3-kinaasi ega türosiini kinaase, kinnitades fakti, et OPC kristallide rakkude aktiveerimise mehhanism on selektiivne.

Rakkude proliferatsiooni kontrollib geenide rühm, mida nimetatakse proto-onkogeenideks. Proteiinid vaenlane ja Thu, proto-onkogeenide tooted c-fos ja c-shus paiknevad raku tuumas ja on seotud spetsiifiliste DNA järjestustega. ZT3-fibroblastide stimuleerimine OCP- kristallide poolt annab tulemuseks c-fos ekspressiooni mitme minuti jooksul, mis jõuab maksimaalselt 30 min pärast stimuleerimist. Transkriptsiooni indutseerimise alates myc- CPCH-kristallid või PDGF jooksul toimub 1 tund ja saavutades maksimaalse pärast 3 h pärast stimulatsiooni. Vähemalt 5 -tunnised rakud toetavad c-fos ja c-myc transkriptsiooni suurenenud taset . Rakkudes inaktiveeritud PKC stimuleerimine c-fos ja c-myc kristallid CPCH või TFD oluliselt depressioonis, samas PDGF induktsiooni Nende geenide hulk ei muutu.

Mitogeen-aktiveeritud proteiinkinaasi perekonna esindajad (MAP K) on erinevate rakusisese signaliseerimise kaskaadide peamised regulaatorid. Üks alamklassi Selle perekonna - p42 / p44 - reguleerib rakkude proliferatsiooni hõlmava mehhanismi kaudu aktiveerimist Protoonkogeenide c-fos ja c-juuni OFK- ja PFKD kristallid aktiveeritud proteiinkinaas signaaliraja, mis hõlmab nii p42 ja p44, mis näitab, et rolli selle raja sisse mitogenees indutseeritud kaltsiumit sisaldavate kristallid.

Lõpuks FCS indutseeritud mitogeneesi kaasatud transkriptsiooni tuumafaktori kV (NF-kB), mis kirjeldasid esmakordselt geeni immunoglobuliini kerge ahela (IgK). See on indutseeritud transkriptsioonifaktor, mis on oluline paljude signaalimisradade jaoks, kuna see reguleerib erinevate geenide ekspressiooni. NF-kB induktsiooni seostatakse tavaliselt tsütoplasma inhibeerivate valkude vabastamisega, mida nimetatakse 1kB-le. Pärast NF-kB indutseerimist esineb aktiivse transkriptsioonifaktori translokatsioon tuumaga. OFC kristallid indutseerivad NF-kB Balb / c- ₃ T ₃ fibroblastides ja inimese naha fibroblastides.

NF-κB aktiveerimisel signaaliülekandega võib kaasneda mitmed rajad, kuid kõik need hõlmavad valgukinaase, mis fosforüleerivad (ja seega lagunevad) 1 kB. In vitro uuringute tulemuste põhjal oli varem eeldatud, et 1 kB toimib kinaaside (nt PKC ja proteiinkinaas A) substraadina. Kuid hiljuti tuvastati suure molekulmassiga 1 kB kinaasi kompleks. Need kinaasid fosforüülivad seriinijääke 1 kB-ga. NF-kV TNF-a ja IL-1 aktiveerimine nõuab NF-KB indutseeriva kinaasi (NIC) ja 1KB kinaasi efektiivset toimet. NIK aktiveerimise molekulaarmehhanism pole praegu teada. Vaatamata asjaolule, et OFC-kristallid aktiveerivad nii PKC-d kui ka NF-kV-d, ei ole teada, mil määral need kaks protsessi saab ühendada. Kuna modifitseerimine STB teostatakse kinaasi fosforüülimine ole välistatud rolli PKC esilekutsumisel NF-kristallid CPCH kV fosforüülimise teel ja kinaasi aktiveerimise STB. Selle kontseptsiooni toetuseks võib selle kontseptsiooni toetada PKC inhibeerimine staurosporiiniga OFC-kristallilise indutseeritud mitogeneesi ja NF-KB ekspressiooni abil. Samamoodi võib staurosporiin inhibeerida GkV kinaasi ja seeläbi inhibeerib proteiinkinaasi A ja teisi proteiinkinaase.

Seega avaldab fibroblastides RPC-kristallilise indutseeritud mitogeneesi mehhanism vähemalt kahte erinevat protsessi:

• kiire membraaniga seotud sündmus, mis viib PKC ja MAP K aktivatsiooni, NF-KB induktsiooni ja proto-onkogeenid,
• aeglasem rakusisese kristallide lahustumisele, mis suurendab rakusisese Ca ²⁺ ja seejärel aktiveerimisele mitut kaltsiumist sõltuva protsesse, stimuleerides mitogenees.

[1], [2], [3]

MMP-kaltsiumi sisaldavate kristallide induktsioon

Kaltsiumi sisaldavate kristallide kudede kahjustuse vahendajad on MMP-kollagenaas-1, stromelüsiin, 92 kD želatinaas ja kollagenaas-3.

Arvestades hüpoteesi Arvati seost sisu CPCH kristallid ja liigeskahjustustega kudede, kusjuures kristallide CPCH ja võib-olla mõned kollageeni fagotsüüditud sünoviaalrakke. Stimuleeritud sünoviitid prolifereeruvad ja sekreteerivad proteaase. Seda hüpoteesi testiti in vitro, lisades inimese või koerte sünoviidide kultuuri RPA, PFCD ja muude looduslike või sünteetiliste kristallide lisamist. Neutraalsete proteaaside ja kollagenaaside aktiivsus suurenes annusest sõltuvalt ja oli ligikaudu 5-8 korda suurem kui ilma kristallidega kasvatatud rakkude kontrollkultuuris.

Rakke kasvatati söötmes kristallsoderzhaschey, mRNA tuvastasime coinduction Kollagenaasiga 1, stromelüsiin ja želatinaas, 92 kDa ensüümid koos järgneva sekretsiooni söötmesse.

OFC kristallid põhjustasid ka kollagenaas-1 mRNA ja kollagenaas-2 kogunemise küpsetesse sigade kondrotsüüdidesse, seejärel ensüüme sekreteeriti söötmesse.

GM McCarty ja kaasautorid (1998) uurisid kristallide intratsellulaarse lahustumise rolli MMP kristalliseerunud tootmises. Kasvav lüsosoomi pH bafilomitsina Depressioonis rakusisese lahustumine kristallid ja nõrgestada proliferatiivset vastust inimese fibroblastide CPCH kristallid, kuid ei pärsi sünteesi ja sekretsiooni MMP.

Põhiliku kaltsiumfosfaadi kristallid ega PFCD ei indutseerinud IL-1 tootmist in vitro, erinevalt naatriumkummi kristallidest.

Olemasolevad andmed viitavad selgelt fibroblastide ja kondrotsüütide MMP tootmise otsese stimuleerimisele, kui nad puutuvad kokku kaltsiumi sisaldavate kristallidega.

Osteoartriidi sümptomid kinnitavad MMP olulist rolli haiguse progresseerumisel. Kaltsiumi sisaldavate kristallide olemasolu suurendab mõjutatud liigeste kudede degenereerumist.

Prostaglandiinide sünteesi stimuleerimine

Lisaks rakkude kasvu stimuleerimise sekretsioon ensüümid kaltsiumit sisaldavate kristallide põhjustada vabastamist prostaglandiinide kultuuridelt imetajate rakkudes, eriti PGE ₂. PGE- ₂ vabanemine esineb kõigil juhtudel esimese tunni jooksul pärast rakkude kokkupuudet kristallidega. R. Rothenberg (l 987) teeb kindlaks, et peamine allikas arahhidoonhappe sünteesiks PGE ₂ on fosfaatidüülkoliin ja fosfatidüületanoolamiini ja samuti kinnitanud, et fosfolipaas ₂ ja SUU - dominantsete path tootmiseks PGE ₂.

Vastuseks CPC kristallide toimele võib PGE1 vabastada ka. GM McCarty jt (1993,1994) uurisid toime PGE ₂, PGE ja selle analoogi misoprostoolgi aasta mitogeenset vastust inimese fibroblastide kristallid CPCH. Kõik kolm toimeainet inhibeerisid mitogeenset vastust doosist sõltuval viisil, kusjuures PGE ja misoprostal näitasid rohkem väljendunud inhibeerivat toimet. PGE ja misoprostool, kuid mitte PGE2 _, inhibeerisid kollagenaasi mRNA kogunemist vastuseks OFC kristallide toimele.

MG McCarty ja H. Cheung (1994) uurisid mehhanismi CPCH PGE-vahendatud rakkude aktiveerimisel. Autorid näitasid, et PGE - tugevatoimeline indutseerija rakusisese cAMP kui PGE ₂ ja PGE pärsib OFC indutseeritud mitogeneesi ja MMP produktsiooni cAMP-sõltuva signaaliraja. Ehk tootmise suurenemise PGE indutseeritud kristallid OFC vähendab nende teiste bioloogiliste mõjude (mitogenees ja tootmise MSEs) kaudu tagasiside mehhanism.

Kristallide indutseeritud põletik

Kaltsium-kristallid on tihtipeale sünoviaalvedelikus osteoartriidi patsientidest, kuid episoodidega ägeda põletiku leukotsütoos haruldane nagu osteoartroos ja artropaatiatega temperatuuril kristallassotsiirovannyh (nt sündroomi "õlaliigesega Milwaukee"). Kristallide flegismi potentsiaali saab muuta mitmete inhibeerivate teguritega. R. Terkeltaub jt (1988) demonstreerinud võimet seerumi ning vereplasma pärsib olulisel neutrofiilide granulotsitovov kristalliseerus aluselise kaltsiumfosfaati. Sellist inhibeerimist põhjustavad tegurid on kristalli siduvad valgud. Uurimisel üks neist valkudest - ₂ -HS glükoproteiini (AHSr) - näitas, et ANSG on kõige tugevam ja spetsiifiline inhibiitor neutrofiilide granulotsüüdid vastuseks kristallid CPCH. AHSr - hepaatilise päritolu vadakuvalk; On teada, et võrreldes teiste vereseerumi valkudega on see suhteliselt kõrge kontsentratsioon, mis sisaldub luu ja mineraliseerunud koes. Lisaks AHSr esineva "noninflamed" sünoviaalvedelik ning leitav esmasel kristallide kaltsiumfosfaat Loomulikus sünoviaalvedelik. Seega ei ole välistatud põhiliste kaltsiumfosfaadi kristallide phlogogeensuse potentsiaali AHSr modulatsiooni tõenäosus in vivo tingimustes .

Kokkuvõtteks võib öelda, tutvustame kahte skeemid patogeneesis osteoartriit ettepanek WB van den Berg et al (1999) ja M. Sarrabba jt (1996), mis ühendab mehhaanikat, geneetiliste ja biokeemiliste teguritest.