Улога кристалног депозиције у патогенези остеоартритиса

Код 30-60% пацијената са остеоартритисом, откривени су кристали базичног калцијум-фосфата (ОФЦ) у артикуларној течности. Према А. Сван ет ал (1994), кристали калцијум садрже су у синовијској течности из много већег броја пацијената са остеоартритиса, али због претерано мале величине кристала или малом количином, не могу бити идентификовани конвенционалним техникама. Присуство основних калцијум фосфата кристала у синовијској течности у корелацији са радиолошких знацима зглобне хрскавице дегенерације, и повезана је са великим запремином ексудатом у односу ефузијом у зглобовима колена без кристала. Студија фактора који утичу на радиографски прогресије гонартхросис показала да таложење кристала калцијум пирофосфата дихидрата (ПФКД) представља предиктор неповољног клиничког и радиолошког исход. У студији старијих пацијената открили да остеоартритис повезан са цхондроцалциносис, посебно у латералном тибиофеморалном одељења зглоба колена и прва три метацарпопхалангеал зглобова. Често код пацијената са остеоартритисом се откривају оба типа кристала - ОФЦ и ПФЦД.

Клинички, дегенерација зглобне хрскавице, узрокована депозицијом кристала који садрже калцијум, разликује се од оног код примарног остеоартритиса. Ако су кристали једноставни епифеноменон дегенерације хрскавице, они би се нашли у зглобовима који су најчешће погођени примарним остеоартритисом, тј. У колену, куку, малим зглобовима руку. Напротив, болести таложења кристала често утичу на атипичне за примарне зглобове остеоартхрозе - раме, зглоб, улнар. Присуство кристала у зглобној (ексудатној) течности повезано је са тежим дегенерацијом артикуларне хрскавице. Питање шта је узрок и која је последица је депозиција кристала или дегенерација хрскавице. Интермедијер позиција је следећа претпоставка: примари хрскавица метаболичка абнормалност доводи своје дегенерације, таложење кристала и секундарни убрзава своју деградацију (тзв теорија амплификације Лоопс).

Тачан механизам оштећења артикуларне хрскавице са кристалима који садрже калцијум није познат, његови појединачни елементи су наведени у наставку. Теоретски, кристали који садрже калцијум могу директно оштетити хондроците. Међутим, с хистолошким испитивањем, кристали ретко се локализују у близини хондроцита, а још их се често апсорбују. Највероватнији је Пхагоцитосис кристала синовијској облога ћелија са накнадном изолацијом протеолитичких ензима или цитокина лучењем, стимулише излучивање ензима хондроцити. Овај концепт је подржан од стране истраживање улога ПФКД-индукованог синовитисом у развоју брзо напредује остеоартритиса са пирофосфата артропатију. У току ове студије код зечева са остеоартритис индукован делимичним латералну менисцецтоми у десном зглобу колена је убризган калцијум пирофосфат дихидрат кристал (1 или 10 мг), 1 пут недељно. Испоставило се да је након 8 ињекција у десном колену било значајније озбиљније промјене у односу на лијеву. Интензитет синовијалног запаљења био је у корелацији са интраартикуларним убризгавањем дихидрата калцијум пирофосфата и њихове дозе. Упркос чињеници да се користи у овој студији, доза кристали ПФКД превазилазе оне ин виво, резултати указују на улогу ПФКД-изазваног запаљења у напредовању остеоартритиса на пирофосфата артропатије.

Потенцијални механизми кристала који садрже кристал који изазивају оштећење зглобне хрскавице су повезани са њиховим митогеним својствима, способношћу да индукују ММП и стимулишу синтезу простагландина.

Митогени ефекат кристала који садрже калцијум. Када кристаллас-сотсиированних артропатије често показују пролиферацију синовијалних облагање ћелија, а сами кристали само делимично одговорне за овај процес. Повећање броја синовијалних ћелија пратњи повећаног лучења цитокина који промовишу цхондролисис и изазивају лучење протеолитичких ензима. ОФЦ кристали у концентрацијама детектовани у патологији зглобова у људском дозе зависно стимулисаних митогенезу културама одмарају фибробласта коже, синовијалних фибробласта псе и мишеве. Кристали калцијум пирофосфата дихидрата, уратни, сулфат, карбонат и калцијум фосфат да ли стимулишу раст ћелија. Покретање и омогућити максимум ( ³ Х) -тхимидине инкорпорацију, индукована ови кристали су компензовани 3 часа у поређењу са серумским стимулације крвних ћелија. Можда је овај период потребан за фагоцитозу и растварање кристала. Додавање контролних кристала исте величине (нпр, брилијант Честице прашине или латекс) није стимулисан митогенезу. Кристали содиум уратни монохидрат има слабе митогене својства и увелико инфериоран онима калцијум уратни, што указује на значај митогенезу у садржају калцијума у кристалима. Синтетички кристали ЦПЦХ поседују митогене исте особине као кристала добијених из пацијента са цхондроцалциносис. Калцијум кристали митогени ефекат није био резултат повећања садржаја калцијума у медијуму који окружује ћелију ин витро, као главни растварањем калцијум фосфат кристали у медијуму нису стимулише инкорпорацију ( ³ Х) -тхимидине фибробласта.

Једна од предложених механизама ФЦС-индукованих мито генесис гласи: абнормални пролиферација синовијалних ћелија може бити повезана (бар делимично) са ендоцитозе и интрацелуларног растварање кристала, што доводи до повећања концентрације Ца ²⁺ у ћелијској цитоплазми и активирања калцијум-ваи што доводи до митогенезе. У прилог овог концепта служи потребу за директном контакту ћелије - кристала да се стимулише митогенезу као ћелијске културе излагања кристала услед раста ћелија и излагање ћелија, ускраћена могућност таквог контакта, није изазвао њихов раст. У циљу проучавања фагоцитоза потребно кристала следеће интеракције ћелије - кристалних ћелија које су култивисане са ⁴⁵ Ца-ФЦС и ( ³ Х) -тхимидине. Испоставило се да садрже ⁴⁵ Ца ЦПЦХ ћелије обухватају много већи број ( ³ Х) тимидин него ћелија обележених без основне калцијум фосфат. Потискивање макрофага културе цитохалазин ендоцитозе кристала изазвао инхибицију растварања кристала, која такође наглашава потребу фагоцитозу.

Кристали који садрже калцијум су растворљиви у киселини. Након фагоцитоза кристала растворити у киселој средини пхаголисосомал макрофага. Хлорокин, амонијум хлорид, бафиломитсин лизосомотрофние А1 и сви чиниоци који повећавају лисосомал пХ дозе зависно инхибира интрацелуларни апсорпцију и растварање кристала ( ³ Х) -тхимидине Фибро-експлозије култивисане са примарним кристала калцијум фосфата.

Додавање ОФЦ кристала монолојној фибробластној култури изазвало је непосредно десетоструко повећање интрацелуларног садржаја калцијума, који се вратио на почетну вредност након 8 минута. Извор калцијума био је претежно ванћелијски јон, јер су кристали базичног калцијум-фосфата додати у хранљиви медијум без калција. Следеће повећање интрацелуларне концентрације калцијума примећено је после 60 минута и трајало је најмање 3 сата. Овде је извор калцијума био фагоцитизован кристал који је растворен у фаголизозомима.

Утврђено је да је митогени ефекат РПЦ кристала сличан оном код ПДГФ као фактор раста; као и други, ОФЦ кристали показују синергију у односу на ИГФ-1 и крвну плазму. Блокада ИГФ-1 смањује митогенезу ћелија у одговору на ОД. ПГ Митцхелл и сар (1989) су показали да је кристали ФЦС-индукција митогенезу фибробласта Балб / ц- ₃ Т ₃ захтевају серин / треонин протеин киназе Ц (ПКЦ) - једног од главних медијатора сигнала генерисаних на спољној стимулација ћелија хормона, неуротрансмитера и фактора раст. Смањују ПКЦ активност у ћелијама Балб / ц- ₃ Т ₃ инхибира ФЦС-посредовану индукцију протоонкогенима ц-фос и ц-миц, али нема ефекта на стимулацију ових онкогена посредовани ПДГФ.

Повећана интрацелуларног калцијума садржај након растварања пхагоцитизед цристал - не једини пут за сигнал митогенезу. Када су фактори раста, као што су ПДГФ се везује са мембранским рецептором стимулише фосфолипазу Ц (фосфо-диестераза) који гидролизируетфосфатидилинозитол 4,5-бисфосфат формирати интрацелуларне посланике - инозитол-3-фосфат идиатсилглитсерола. Прво се издања калцијума из ендоплазматични ретикулум је модулира активност калцијум-зависној и калцијум / калмодулин-зависних ензима попут протеин киназа и протеаза.

Р. Ротхенберг анд Х. Цхеунг (1988) пријавио појачану деградацију фосфолипаза Ц фосфатидилинозитол 4,5-бисфосфат кунића исувише синовијалних ћелија као одговор на стимулацију са ФЦС-кристалима. Рецент значајно повећати садржај инозитол-1-фосфата у ћелијама са означеном ( ³ Х) -иноситол; врх је достигнут у року од 1 минута и трајао је око 1 сат.

Диацил-глицерол је потенцијални активатор калцијум пирофосфат дихидрата. Будући да ЦРЦ кристали повећавају активност фосфолипазе Ц, што доводи до акумулације диацилглицерола, стога се може очекивати повећање активације ПКЦ. ПГ Митцхелл и коаутори (1989) су поредили ефекат РПЦ кристала и ПДГФ на синтезу ДНК помоћу Балб / ц- ₃ Т ₃ фибробласта . У ћелијској култури, ПКЦ је инактивиран инкубирањем ћелија са фосфол диестером (ТФА), фиксираним тумором, аналогом дијагилглицерола. Продужена стимулација са малим дозама ТФА смањује активност ПКЦ-а, док се активира само једна стимулација са високом дозом. Стимулација синтезе ДНК кристалима РПЦ-а је потиснута након инактивације ПКЦ, што указује на значај овог ензима у митогенези индуковане од стране ОФЦ. Раније, ГМ МцЦартхи и коаутори (1987) показали су везу митогеног одговора људских фибробласта на ОФЦ кристале активацијом ПКЦ-а. Међутим, ОФЦ кристали не активирају фосфатидилиноситол-3-киназе или тирозин киназе, потврђујући чињеницу да је механизам активације ћелија ОПЦ кристалима селективан.

Проширење ћелија контролише група гена прото-онкогена. Проти-протеини и тху, производи прото-онкогена ц-фос и ц-схус су локализовани у ћелијском језгру и повезани су са специфичним секвенцама ДНК. Стимулација ЗТ3-фибробласта помоћу ОЦП кристала доводи до експресије ц-фоса током неколико минута, која достиже максимум након 30 минута након стимулације. Индукција транскрипције са мишићима ОФЦ кристала или ПДГФ се јавља у року од 1 сата и достиже максимум након 3 сата након стимулације. Најмање 5 х ћелија подржава повећан ниво транскрипције ц-фос и ц-миц. У ћелијама са инактивираним ПКЦ, стимулација ц-фос и ц-мусс кристала РПА или ТПД је значајно инхибирана, док се индукција ових ПДГФ гена не мења.

Представници породице протеина киназе активиране митогеном (МАП К) су кључни регулатори различитих интрацелуларних сигналних каскада. Једна од подкласа ове породице, п42 / п44, регулише пролиферацију ћелија механизмом који укључује активацију прото-онкогена ц-фос и ц-јун. Кристали ОФЦ-а и ПФЦД-а активирају сигналну сигнализацију протеина киназе, у којој учествују и п42 и п44, што указује на улогу овог пута у митогенези индуковане кристалима који садрже калцијум.

Коначно, у митогенези изазваној ОФЦ, укључен је транскрипцијски нуклеарни фактор КБ (НФ-кБ), који је први описан као имуноглобулин лаког ланца у (ИгК) гену. Ово је индуковани транскрипциони фактор, важан за многе сигналне путеве, јер регулише експресију различитих гена. Индукција НФ-кБ обично је повезана са ослобађањем инхибиторних протеина из цитоплазме, назване 1кБ. Након индуцирања НФ-кБ, јавља се транслокација активног транскрипционог фактора на једро. ОФЦ кристали индукују НФ-кБ у Балб / ц- ₃ Т ₃ фибробластима и фибробластима људске коже.

Неколико путања може бити укључено у пренос сигнала након активације НФ-κБ, али сви они укључују протеин киназе који фосфорилују (а самим тим и деградирају) 1 кБ. На основу резултата ин витро студија, претпостављено је да 1 кБ служи као супстрат за киназе (нпр. ПКЦ и протеин киназа А). Међутим, недавно је идентификован комплекс 1 кБ киназе са великом молекулском тежином. Ове киназе специфично фосфорилирају серијске остатке од 1 кБ. Активација НФ-кВ ТНФ-а и ИЛ-1 захтева ефикасно дејство НФ-КБ-индуцирајуће киназе (НИЦ) и 1КБ киназе. Молекуларни механизам активације НИЦ-а тренутно није познат. Упркос чињеници да ОФЦ кристали активирају и ПКЦ и НФ-кВ, није познато у којој мери се ова два процеса могу повезати. Будући модификација СТБ врши киназа фосфорилације није искључена улогу ПКЦ у индукцији НФ-кристали ЦПЦХ кВ фосфорилацијом и киназе активацију СТБ. У прилог овом концепту, инхибиција ПКЦ-а путем стауроспорина ОФЦ-кристалне индукције митогенезе и НФ-КБ експресије може послужити као подршка овом концепту. Слично томе, стауроспорин може инхибирати ГкВ киназу, те стога инхибира протеин киназу А и друге протеин киназе.

Дакле, механизам митогенезе изазване РПЦ-кристалином у фибробластима укључује најмање два различита процеса:

• брз догађај везан за мембрану, што доводи до активације ПКЦ и МАП К, индукције НФ-КБ и прото-онкогена,
• спорије интрацелуларно растварање кристала, што доводи до повећања интрацелуларног садржаја Ца ²⁺, а затим активације одређеног броја калцијум-зависних процеса који стимулишу митогенезу.

[1], [2], [3]

Индукција кристала који садрже ММП-калцијум

Медијатори оштећења ткива са кристалима који садрже калцијум су ММП-колагеназа-1, стромелин, 92 кД желатиназа и коллагеназа-3.

С обзиром на хипотеза је предложено повезаност ЦПЦХ кристала садржаја и заједничко уништавање ткива чиме кристали ЦПЦХ и могуће неки колагена фагоцитозирани синовијалним ћелијама. Стимулиране синовице пролиферишу и луче протеазе. Ова хипотеза тестирана је ин витро додавањем природних или синтетичких кристала РПА, ПФЦД и других у културу снових људи или паса. Ниво активности неутралних протеаза и коллагеназа повећао је зависност од дозе и био је око 5-8 пута већи него у контролној култури ћелија које су култивисане без кристала.

Ћелије су култивисане у Медијуму кристаллсодерзхасцхеи, мРНК откривена цоиндуцтион колагеназе-1, стромелизин и желатиназа, 92 кДа ензима са каснијим секрецију у медијум.

ОФЦ кристали су такође узроковали акумулацију мРНА колагеназе-1 и колагеназа-2 код зрелих хроничитих свиња, уз накнадну секрецију ензима у средину.

ГМ МцЦарти и коаутори (1998) су проучавали улогу интрацелуларног растварања кристала у кристализованој производњи ММП. Повећање лисосомал пХ са бафиломитсина депресивни интрацелуларне растварање кристала и ослаби пролиферативног одговора хуманих фибробласта на ЦПЦХ кристале, али не инхибирају синтезу и секрецију ММП.

Ни кристали базичног калцијум-фосфата нити ПФЦД-а нису индуковали производњу ИЛ-1 ин витро, за разлику од кристала натријум-урата.

Тренутни подаци јасно указују на директну стимулацију производње ММП фибробластима и хондроцитима приликом контакта са кристалима који садрже калцијум.

Симптоми остеоартритиса сведоче о значајној улози ММП у прогресији болести. Присуство кристала који садрже калцијум повећава дегенерацију ткива удружених зглобова.

Стимулација синтезе простагландина

Осим на стимулацију раста ћелија, секрецију ензима калцијума садржи кристала проузрокује ослобађање простагландина из културе ћелија сисара, посебно ПГЕ ₂. Ослобађање ПГЕ- ₂ у свим случајевима се јавља у првом сату након излагања ћелија кристалима. Р. Ротхенберг (л 987) је утврдио да је главни извор арахидонске киселине за синтезу ПГЕ ₂ су фосфатидилхолин и фосфатидилетаноламин, а такође потврдио да фосфолипазу ₂ анд ФООТ - доминантан производња пут ПГЕ ₂.

Као одговор на ефекат кристала ЦПЦ-а, ПГЕ1 се такође може ослободити. ГМ МцЦарти и коаутори ( 1993, 1994 ) су проучавали ефекат ПГЕ ₂, ПГЕ и његовог аналогног мисопростола на митогени одговор хуманих фибробласта на ОФЦ кристале. Сва три средства инхибирала је митогени одговор у зависности од дозе, са ПГЕ и мисопросталом који показују изразите инхибиторне активности. ПГЕ и мисопростол, али не и ПГЕ _2, инхибирају акумулацију мРНА колагеназе у одговору на ефекат ОФЦ кристала.

МГ МцЦарти и Н. Цхеунг (1994) истраживали су механизам активације ПГЕ ћелија посредованим РПЦ-ом. Аутори су показали да ПГЕ, снажнији индуктор интрацелуларног цАМП-а од ПГЕ- ₂ и ПГЕ, инхибира ОФЦ-индуковану митогенезу и ММП-производњу путем цАМП-зависног сигналног пута. Могуће је да повећање производње ПГЕ индуковане помоћу кристала ОФК ослобађа друге биолошке ефекте (митогенезу и ММП производњу) путем механизма повратних информација.

Упала индукована кристалима

Калцијум-кристали се често налазе у синовијалној течности болесника са остеоартритиса, али са епизодама акутне инфламације леукоцитозу ретка као иу остеоартрозом и артропатије на кристаллассотсиированних (нпр синдром "раменог зглоба Милваукее"). Флогистички потенцијал кристала може се модификовати бројним инхибиторним факторима. Р. Теркелтауб и остали (1988) показали су способност серумске и плазме у крви да значајно инхибирају одзив неутрофилних гранулоцита на кристале базичног калцијум фосфата. Фактори који узрокују такву инхибицију су кристално везујући протеини. Испитивање једног од тих протеина - а ₂ -ХС гликопротеина (АХСр) - показала да АНСГ је најмоћнија и специфични инхибитор неутрофилних гранулоцита у кристалима одговора ЦПЦХ. АХСр - протеин сурутке јетре; Познато је да је у поређењу са осталим протеинима серума у крви у релативно високим концентрацијама садржаним у коштаном и минерализованом ткиву. Осим тога, АХСр је присутан у "неинфламираној" синовијалној течности, а такође се налази на кристалима базичног калцијум фосфата у изворној синовијалној течности. Дакле, није искључена вероватноћа АХСр модулације фогогеног потенцијала кристала базичних калцијум фосфата под ин виво условима .

Да резимирамо, представљамо две шеме патогенеза остеоартритиса предложене ВБ ван ден Берг ет ал (1999) и М. Саррабба ет ал (1996), који комбинују механичке, генетске и биохемијске факторе.