Kristālu nogulsnēšanās loma osteoartrīta patoģenēzes procesā

30-60% pacientu, kuriem ir osteoartrīts, tiek konstatēti kalcija fosfāta bāzes kalcija (OFC) šķidruma asinsrites līdzekļi. Saskaņā ar A. Swan et al (1994), kalciju saturošus kristāli ir sinoviālā šķidruma no daudz lielāku skaitu pacientiem ar osteoartrītu, tomēr, sakarā ar pārmērīgi maza izmēra kristāliem vai nelielu daudzumu, tie nevar identificēt ar parastajiem paņēmieniem. No Basic kalcija fosfāts kristālu klātbūtne sinoviālā šķidruma korelē ar radioloģisku pazīmēm locītavu skrimšļu deģenerācija, un ir saistīta ar liela apjoma eksudāta salīdzinājumā ar izsvīdumu ceļgala locītavu bez kristāliem. Pētījums par faktoriem, kas ietekmē rentgenogrāfiska progresēšanas gonartroze parādīja, ka nogulsnēšanās kristāli Kalcija pirofosfāts dihidrātu (PFKD) ir prognozēt nelabvēlīgu klīnisku un radiācijas iznākumu. Pētījumā ar gados vecākiem pacientiem konstatēja, ka osteoartrīts ir saistīta ar chondrocalcinosis, īpaši sānu tibiofemoralnom departamenta ceļa locītavas un pirmā trim metakarpofalangeālās locītavām. Bieži vien pacientiem ar osteoartrītu tiek konstatēti abi kristālu veidi - OFC un PFCD.

Klīniski, locītavu skrimšļa deģenerācija, ko izraisa kalcija saturošu kristālu nogulsnēšanās, atšķiras no primārajā osteoartrīta. Ja kristāli bija vienkārši skrimšļu deģenerācijas epifenomens, tie atradās locītavās, kuras visbiežāk skar primārais osteoartrīts, t.i. Ceļā, gūžā, mazās roku locītavās. Gluži pretēji, kristālu nogulsnēšanās slimības bieži ietekmē netipisku primāro osteoartrozes locītavu - plecu, plaukstas locītavas, urnas. Kristālu klātbūtne locītavu (eksudāta) šķidrumā ir saistīta ar smagāku locītavu skrimšļa deģenerāciju. Jautājums par to, kāds ir cēlonis un kādas sekas, ir kristālu nogulsnēšanās vai skrimšļa deģenerācija. Starpprodukts stāvoklis ir šāds pieņēmums: galvenais skrimšļu metabolisks anomālija noved pie tā deģenerācija, nogulsnēšanās kristāliem un sekundārā paātrina savu degradāciju (tā saukto teoriju amplifikācijas cilpas).

Precīzs locītavu skrimšļa bojājuma mehānisms ar kalcija saturošiem kristāliem nav zināms, tā atsevišķie elementi ir doti turpmāk. Teorētiski kalcija saturošie kristāli tieši var bojāt hondrocītus. Tomēr, histoloģiski pārbaudot, kristāli gandrīz lokalizēti netālu no hondrocītēm, tos pat vēl retāk absorbē. Ticamākais ir fagocitozi kristāliem sinoviālā odere šūnas ar sekojošu izolēšanu proteolītiskie fermenti vai Citokīni sekrēciju, stimulē sekrēciju fermentu hondrocītos. Šo koncepciju atbalsta pētniecības lomu PFKD inducētu sinovīts attīstībā strauji progresē osteoartrīts ar pirofosfāts artropātija. In gaitā Šajā pētījumā trušiem osteoartrīta izraisītu daļēju sānu meniscectomy pareizā ceļa locītavas tika ievadīts kalcija pirofosfāts dihidrāts kristāla (1 vai 10 mg), 1 reizi nedēļā. Izrādījās, ka pēc astoņu injekciju labajā ceļa locītavā bija ievērojami vairāk nopietnas izmaiņas salīdzinājumā ar kreiso. Sinovielālas iekaisuma intensitāte tika saistīta ar kalcija pirofosfāta kristālu dihidrāta intraartikulāru injekciju un to devu. Neskatoties uz to, ka izmantotā Šajā pētījumā devas kristāli PFKD pārsniegt tie in vivo, rezultāti liecina lomu PFKD-izraisot iekaisumu progresēšanas osteoartrīta pie pirofosfāts artropātijas.

Iespējamie kalcija saturošo kristālu izraisošie mehānisma mehānismi, kas izraisa locītavu skrimšļa bojājumus, ir saistīti ar to mitogēnajām īpašībām, spēju ierosināt MMP un stimulēt prostaglandīnu sintēzi.

Kalcija saturošu kristālu mitogēna iedarbība. Kad kristallas-sotsiirovannyh artropātijas bieži piemīt proliferāciju sinoviālā uzliku šūnām, un paši kristāli tikai daļēji ir atbildīga par šo procesu. Palielinot skaitu sinoviālajās šūnās kopā ar paaugstinātu sekrēcija citokīnu, kas veicina chondrolysis un izraisa sekrēciju proteolītisko fermentu. OFC kristāli koncentrācijas atklātajiem patoloģijas locītavās pēc cilvēka atkarībā no devas stimulē mitogenesis kultūru atpūtas ādas fibroblastus, sinoviālā fibroblasti suņiem un pelēm. Kristāli kalcija pirofosfāts dihidrātu, urātu, sulfāta, karbonāta un kalcija fosfāta, tā, stimulē šūnu augšanu. Sākot un ļautu maksimumu ( ³ H) -thymidine iekļaušanu, inducētā šie kristāli ir kompensēts ar 3 stundām, salīdzinot ar seruma stimulāciju asins šūnu. Varbūt šis laika periods ir nepieciešams fagocitozei un kristālu izšķīdināšanai. Pievienotas kontroles kristāli ir vienāda izmēra (piemēram, dimanta putekļu daļiņu vai lateksa) nav jāstimulē mitogenesis. Kristāli nātrija urātu monohidrāts ir vājās mitogēniska īpašības un ievērojami zemāka kā kalcija urātu, norādot, cik svarīgi mitogenesis jo kalcija saturu kristāliem. Sintētiskie kristāli CPCH glabājis mitogēno pašas īpašības kā kristāli, kas iegūti no pacientam ar chondrocalcinosis. Kalcija kristāli mitogēno efekts nebija rezultāts palielinātu kalcija saturu vidējā apkārtējo šūnu in vitro, kā galvenais, izšķīdinot kalcija fosfāta kristāli vidējā nestimulēja iekļaušanu ( ³ H) -thymidine fibroblastos.

Viens no ierosinātajiem mehānismiem FCS izraisītiem mito genesis ir šāds: patoloģiska proliferācija sinoviālajās šūnās, var būt saistīta (vismaz daļēji) ar endocitoze un intracelulārajām izšķīdinot kristālus, kas noved pie koncentrācijas pieaugumu Ca ²⁺ šūnā citoplazmā un aktivizēšanas kalcija-way izraisot mitogēnu. Lai atbalstītu šo koncepciju kalpo nepieciešamību tiešā saskarē šūnas - kristāla, lai stimulētu mitogenesis kā šūnu kultūru ekspozīcijā kristāli izraisa šūnu augšanas un šūnu iedarbības dēļ, nav iespēju šādu kontaktu, neizraisīja viņu izaugsmi. Lai izpētītu fagocitozi nepieciešams kristāli šādus mijiedarbības cell - kristālu šūnas kultivēto ar ^45. Ca-FCS un ( ³ H) -thymidine. Izrādījās, ka satur ⁴⁵ Ca CPCH šūnas ietver lielāku skaitu ( ³ H) timidīna nekā šūnu iezīmēto bez primārās kalcija fosfātu. No makrofāgu kultūra cytochalasin endocitoze kristāliem nomākšana izraisa inhibēšana izšķīšanas kristāli, kas arī uzsver, ka ir fagocitozi.

Kalcijus saturoši kristāli šķīst skābē. Pēc fagocitozes kristāli izšķīst skābā vidē ar makrofāgu phagolysosomes. Hlorokvīnu, amonija hlorīds, bafilomitsin lizosomotrofnye A1 un visas vielas, kas palielina lizosomiskās pH devas atkarīgā veidā inhibēt intracellulāro uzņemšanu un izšķīdināšanu kristālu ( ³ H) -thymidine FIBRO-blasts jākultivē ar primāro kristāliem kalcija fosfātu.

OFC kristālu pievienošana monolītai fibroblastu kultūrai izraisīja iekšķermenīša kalcija satura tūlītēju desmitkārtīgu palielināšanos, kas pēc 8 minūtēm atgriezās sākotnējā līmenī. Kalcija avots pārsvarā bija ārpuscelulu jons, jo kalcija bāzes kalcija fosfāta kristāli tika pievienoti barības nesējā, kurā nav kalcijs. Nākamais intracelulārās kalcija koncentrācijas pieaugums tika novērots pēc 60 minūtēm un ilga vismaz 3 stundas. Šeit kalcija avots bija fagocytized kristāli, kas izšķīdināti fagolizozīcijās.

Ir konstatēts, ka RPC kristālu mitogēniskais efekts ir līdzīgs kā PDGF kā augšanas faktors; tāpat kā pēdējā, OFC kristāli liecina par sinerģiju attiecībā uz IGF-1 un asins plazmu. IGF-1 blokāde samazina šūnu mitoģenēzi, reaģējot uz OF. PG Mitchell et al (1989) parādīja, ka kristāli FCS-indukcijas no mitogenesis fibroblastu Balb / c- ₃ T ₃ nepieciešama serīna / treonīna proteīna kināzes C (PKC) - viens no galvenajiem mediatoru signāliem, kas iegūti pie ārēju stimulācijas šūnu hormonus, neirotransmiteru un faktoru izaugsme. Samazināt PKC aktivitāti šūnās Balb / c- ₃ T ₃ inhibē FCS-mediētu indukciju protooncogenes C-Fos un c-myc, bet neietekmē stimulēšanai šo onkogēnu, kuru mediāciju veic PDGF.

Palielināts starpšūnu kalcija saturs pēc šķīdināšana phagocytized kristāla - ne tikai ceļš signāla mitogenesis. Kad augšanas faktori, tādi kā PDGF saistās ar tās membrānu receptoriem stimulē fosfolipāzes C (phospho-diesteraza), kas gidroliziruetfosfatidilinozitol 4,5-bisfosfonāta, lai veidotu starpšūnu vēstnešiem - inositola-3-fosfāta idiatsilglitserola. Pirmais presei kalcijs no endoplazmiskajā retikulā, modulējot kalcija atkarīgo un kalcija / calmodulin-atkarīgo fermentu, piemēram, proteīnkināzēm un proteāzes.

R. Rothenberg un H. Cheung (1988) ziņots pastiprinātu noārdīšanos fosfolipāze C fosfātidilinozitola 4,5-bisfosfonāta trušiem savos sinoviālajās šūnas, reaģējot uz stimulācijas ar FCS-kristāliem. Recent ievērojami palielina saturu inozīta-1-fosfāta šūnās, ar norādi ( ³ H)-Inozīts-; maksimums tika sasniegts 1 minūtes laikā un ilga aptuveni 1 stundu.

Diacilglicerīns ir potenciāls kalcija pirofosfāta dihidrāta aktīvists. Tā kā CRC kristāli palielina fosfolipāzes C aktivitāti, kas noved pie diacilglicerīna uzkrāšanās, tad var sagaidīt PKC aktivācijas palielināšanos. PG Mitchell un līdzautori (1989) salīdzināja RPC kristālu un PDGF ietekmi uz DNS sintēzi Balb / c- ₃ T ₃ fibroblastu ietekmē . Šūnu kultūrā PKC tika inaktivēts ar šūnu inkubāciju ar diazilglicerīna analogu, kas satur audzēju fiksējošo formola diestru (TFA). Ilgstoša stimulēšana ar zemām TFA devām samazina PKC aktivitāti, turpretī aktivizējas vienreizēja stimulācija ar lielu devu. DNS sintēzes stimulēšana ar RPC kristāliem tika nomākta pēc PKC inaktivācijas, kas norāda uz šī enzīma nozīmi OFC izraisītajā mitogēnā. Agrāk GM McCarthy un līdzautori (1987) parādīja cilvēka fibroblastu mitogēnas reakcijas saistību ar OFC kristāliem, aktivējot PKC. Tomēr OFC kristāli neaktivizē fosfatidilinozitolu-3-kināzi vai tirozīnkināzes, apstiprinot faktu, ka OPC kristālu šūnu aktivācijas mehānisms ir selektīvs.

Šūnu proliferāciju kontrolē gēnu grupa, ko sauc par proto-onkogēniem. Olbaltumvielu pretiekaisuma līdzekļi un protu-onkogēnu produkti c-fos un c-shus tiek lokalizēti šūnu kodolā un ir saistīti ar specifiskām DNS sekvencēm. ZT3-fibroblastu stimulēšana ar OCP kristāliem izraisa c-fos ekspresiju vairākas minūtes, kas pēc stimulēšanas sasniedz maksimumu 30 min. Transkripcijas indukcija ar OFC kristālu vai PDGF peles palīdzību rodas 1 stundas laikā un maksimāli pēc 3 stundām pēc stimulēšanas. Vismaz 5 h šūnas atbalsta paaugstinātu c-fos un c-myc transkripcijas līmeni . Šūnās ar inaktivētu PKC stimulē RPA vai TPD c-fos un c-muss kristālus, bet šo PDGF gēnu indukcija nemainās.

Mitogēnu aktivētās proteīnkināzes grupas pārstāvji (MAP K) ir galvenie regulējošie faktori dažādām intracelulārām signalizācijas kaskādēm. Viena no šīs ģimenes aploksnēm, p42 / p44, regulē šūnu proliferāciju ar mehānismu, kas ietver proto-onkogēnu c-fos un c-jun aktivēšanu . OFC un PFCD kristāli aktivizē olbaltumvielu kināzes signalizācijas ceļu, kurā piedalās gan p42, gan p44, kas norāda uz šī procesa lomu mitogēnos, ko izraisa kalcija saturoši kristāli.

Visbeidzot, OFC izraisītā mitogenezē ir iesaistīta transkripcijas kodola faktora KB (NF-kB), kas pirmo reizi tika aprakstīta kā vieglās ķēdes imūnglobulīna (IgK) gēns. Tas ir izraisīts transkripcijas faktors, kas ir svarīgs daudziem signālu veidiem, jo tas regulē dažādu gēnu ekspresiju. NF-kB indukcija parasti tiek saistīta ar citoplazmas inhibējošo proteīnu izdalīšanos, ko sauc par 1kB. Pēc NF-kB ierosināšanas rodas aktīva transkripcijas faktora translokācija uz kodolu. OFC kristāli induktivizē NF-kB Balb / c- ₃ T ₃ fibroblastos un cilvēka ādas fibroblastos.

Pēc NF-κB aktivācijas signālu pārraidei var būt iesaistīti vairāki ceļi, bet visi tie ietver proteīnu kināzes, kas fosforilē (un tādējādi sadala) 1 kB. Pamatojoties uz in vitro pētījumu rezultātiem, iepriekš tika pieņemts, ka 1 kB kalpo kā kināzu (piemēram, PKC un proteīnkināzes A) substrāts. Tomēr nesen tika identificēts 1 kB kināzes komplekss ar lielu molekulmasu. Šīs kināzes īpaši fosforilē serīna 1 kB atlikumus. NF-kV TNF-a un IL-1 aktivācijai nepieciešams NF-KB inducējošās kināzes (NIC) un 1KB kināzes efektīva darbība. NIK aktivācijas molekulārais mehānisms pašlaik nav zināms. Neskatoties uz to, ka OFC kristāli aktivizē gan PKC, gan NF-kV, nav zināms, cik lielā mērā abus procesus var savienot. Tā kā GKB kināzes modifikāciju veic ar fosforilēšanu, nav izslēgta PKC loma indukcijas procesā, izmantojot NF-KB kristālu terapiju, izmantojot fosforilēšanu un GKB kināzes aktivāciju. Lai atbalstītu šo koncepciju, PKC inhibīcija ar staurosporīna OFC-kristālisko induktīvo mitogēni un NF-KB ekspresiju var būt par pamatu šai koncepcijai. Līdzīgi staurosporīns var inhibēt GkV kināzi un tādēļ inhibē proteīna kināzi A un citas proteīna kināzes.

Tādējādi RPC-kristāli izraisītā mitoģenēzes mehānisms fibroblastos ietver vismaz divus dažādus procesus:

• ātrs ar membrānu saistīts notikums, kas noved pie PKC un MAP K aktivācijas, NF-KB indukcija un proto-onkogēni,
• kristālu lēnāka intracelulārā šķīdināšana, kas izraisa Ca ²⁺ intracelulārā satura palielināšanos un pēc tam daudzu kalcija atkarīgo procesu aktivizēšanā, kas stimulē mitogēni.

[1], [2], [3]

MMP-kalcija saturošo kristālu indukcija

Audu bojājumu mediatori ar kalcija saturošiem kristāliem ir MMP-kolagēza-1, stromelizīns, 92 kD želatinaze un kolagēze-3.

Ņemot hipotēze tika ierosināts saikni starp satura CPCH kristāli un kopīgu iznīcināšanu audos, kuru kristālu CPCH un, iespējams, daži kolagēna fagocitoze sinoviālajās šūnās. Stimulētie sinovvīti proliferējas un izdalās proteāzes. Šo hipotēzi in vitro pārbaudīja , pievienojot dabiskus vai sintētiskus RPA, PFCD un citus kristālus cilvēka vai suņu sinovīciju kultūrai. Neitrālu proteāžu un kolagēnas aktivitātes līmenis palielinājās atkarībā no devas un bija apmēram 5-8 reizes lielāks nekā kontroles kultūrā šūnās, kuras tika kultivētas bez kristāliem.

Šūnās, kuras audzētas kristālos saturošā vidē, tika konstatēta kolagēzes-1 mRNS, stromelizīna un 92 kD želatināzes mijonu indukcija ar sekojošu enzīmu sekrēciju vidē.

OFC kristāli izraisīja arī kolagēzes-1 mRNS un kolagēzes-2 uzkrāšanos nobriedušās cūku hondrocītos, sekojošā fermentu sekrēšanā vidē.

GM McCarty un līdzautori (1998) pētīja kristāliņu intracelulārās šķīšanas nozīmi kristalizētajā MMP ražošanā. Palielināšana lizosomu pH ar bafilomitsina depresīvs starpšūnu izšķīšanu kristāliem un vājināt proliferatīvu reakciju cilvēka fibroblastu uz CPCH kristālus, bet neinhibē sintēzi un sekrēciju, ka MMP.

Atšķirībā no nātrija urāta kristāliem ne kalcija fosfāta bāzes kristāli, ne PFCD neizraisīja IL-1 ražošanu in vitro.

Pašreizējie dati skaidri parāda tiešu stimulāciju MMP ražošanai no fibroblastiem un hondrocītiem, saskaroties ar kalcija saturošiem kristāliem.

Osteoartrīta simptomi liecina par MMP nozīmīgo lomu slimības progresēšanā. Kalcija saturošo kristālu klātbūtne uzlabo skarto locītavu audu deģenerāciju.

Prostaglandīnu sintēzes stimulēšana

Papildus stimulāciju šūnu augšanas, sekrēcija no fermentu kalcija satur kristāli izraisīt atbrīvošanu prostaglandīna no kultūru zīdītāju šūnām, it īpaši PEG ₂. PGE- ₂ izlaišana visos gadījumos notiek pirmajā stundā pēc šūnu iedarbības uz kristāliem. R. Rothenberg (l 987), ir noteikts, ka galvenais avots arahidonskābes, sintēzei, PEG ₂ ir fosfatidilholīns un fosfatidiletanolamīna, un arī apstiprināja, ka fosfolipāzes ₂ un FOOT - dominējošā path ražošana no PEG ₂.

Atbildot uz CPC kristālu efektu, PGE1 var tikt atbrīvots. GM McCarty un līdzautori ( 1993, 1994 ) pētīja PGE ₂, PGE un tā analogā misoprostola ietekmi uz cilvēka fibroblastu mitogēno reakciju pret OFC kristāliem. Visi trīs faktori inhibēja mitogēnu reakciju no devas atkarīgā veidā, bet PGE un misoprostāls izpaudās vēl izteiktākā inhibējošā aktivitātē. PGE un misoprostols, bet ne PGE _2, inhibēja kolagēnas mRNA uzkrāšanos, reaģējot uz OFC kristālu efektu.

MG McCarty un N. Cheung (1994) pētīja RGP-mediēto PGE šūnu aktivācijas mehānismu. Autori parādīja, ka PGE - spēcīgs induktora intracelulāras cAMP nekā PEG ₂ un PEG inhibē OFC-inducētu mitogenesis un MMP ražošanu ar cAMP-atkarīgs signāla ceļā. Iespējams, ka OFK kristālu izraisītā PGE produkcijas palielināšanās atgriezeniskās saites mehānisma dēļ mazina to citus bioloģiskos efektus (mitogēni un MMP ražošanu).

Kristālu izraisīts iekaisums

Kalcija-kristāli bieži vien ir sinoviālā šķidrumā pacientiem ar osteoartrītu, bet ar epizodes akūta iekaisuma leikocitoze reti kā osteoartrozes un artropātijas at kristallassotsiirovannyh (piemēram, sindroms "pleca locītavas Milwaukee"). Kristālu floģisma potenciālu var mainīt ar vairākiem inhibējošiem faktoriem. R. Terkeltaub et al (1988) pierādījuši spēju līmeni serumā un asins plazmas būtiski neinhibē neitrofilo atbilde granulotsitovov kristalizēts pamata kalcija fosfātu. Faktori, kas izraisa šādu inhibīciju, ir kristāli saistoši proteīni. Pārbaude vienu no šiem proteīniem - ar _2. -HS glikoproteīna (AHSr) - parādīja, ka ANSG ir visvairāk spēcīgs un specifisks inhibitors neitrofilo granulocītu reaģēšanas kristāliem CPCH. AHSr - aknu izcelsmes sūkalu olbaltumvielas; Ir zināms, ka salīdzinājumā ar citiem asins seruma proteīniem tas ir relatīvi augsts koncentrācijā, kas atrodas kaulos un mineralizētos audos. Turklāt, AHSr klāt "noninflamed" sinoviālo šķidrumu, un tiek konstatēts uz primāro kristālu kalcija fosfāta native sinoviālā šķidruma. Tādējādi nav izslēgta varbūtība, ka AHSr modulēs pamata kalcija fosfāta kristālu floģenētisko potenciālu in vivo apstākļos .

Rezumējot, mēs piedāvājam divas shēmas, patoģenēze osteoartrīta ierosinātos WB van den Berg et al (1999) un M. Sarrabba et al (1996), kas apvieno mehānisku, ģenētiskie un bioķīmisko faktorus.