Kiteiden laskeuman rooli nivelrikon patogeneesissä

On 30-60%: lla potilaista, joilla on nivelrikko osoittavat emäksisen kalsiumfosfaatin kiteet (CPCH) uplink nivelnesteessä. Mukaan A. Swan et ai (1994), kalsiumia sisältävät kiteet ovat nivelvoidenesteessä paljon suurempi määrä potilaita, joilla on nivelrikko, kuitenkin, johtuen liian pienestä koosta kiteitä tai pienen määrän, niitä ei voida tunnistaa tavanomaisilla tekniikoilla. Läsnäolon perus- kalsiumfosfaatin kiteet nivelnesteessä korreloi radiologisten nivelruston degeneraatio, ja liittyy suuri määrä eritteen verrattuna nestekertymä polven nivelissä ilman kiteitä. Tutkimus vaikuttavia tekijöitä radiologisesti etenemistä gonarthrosis osoitti, että kerrostuminen kiteitä kalsiumpyrofosfaattidihydraatti (PFKD) on ennustava haitallisia kliinisiä ja radiologisia tulos. Tutkimuksessa iäkkäillä potilailla todettiin, että nivelrikko liittyy chondrocalcinosis, varsinkin sivusuunnassa tibiofemoralnom osasto polvinivelen ja ensimmäiset kolme metakarpofalangeaalinivelistä. Usein nivelrikkopotilailla löytää molempia kiteitä - OFC ja PFKD.

Kliinisesti kalsiumia sisältävien kiteiden laskeuman aiheuttama nivelrustin degenerointi eroaa primääri-nivelrikkoon. Jos kiteet muodostaisivat yksinkertaisen ruston rappeutumisen epifenomenon, ne esiintyisivät nivelissä, joihin eniten vaikuttavat primaarinen nivelrikko, so. Polvessa, lonkan, käsien pienissä nivelissä. Päinvastoin, kiteiden kerääntymisen sairaudet vaikuttavat usein epätyypillisiin primaarisiin osteoartroosi-nivelet - olkapää, ranne, ulnaari. Kiteiden läsnäolo liitoksen (exudate) nesteessä liittyy nivelruston vakavampaan rappeutumiseen. Kysymys siitä, mikä on syy ja mistä seuraus on kiteiden laskeutuminen tai ruston rappeutuminen. Väliasennon on seuraava oletus: ensisijainen ruston metabolinen poikkeavuus, joka johtaa sen rappeutumista, laskeuma kiteitä ja toissijaisen kiihdyttää hajoamista (ns teoria vahvistusta silmukoita).

Kalsiumia sisältävien kiteiden tarkkaa mekanismia ei ole tiedossa, sen yksittäiset elementit on annettu alla. Teoreettisesti kalsiumia sisältävät kiteet voivat suoraan vahingoittaa kondrosyyttejä. Histologisessa tutkimuksessa kiteet kuitenkin harvoin lokalisoivat lähelle kondrosyyttejä, mutta ne ovat sitä harvemmin absorboituneet. Todennäköisin on fagosytoosin kiteet nivelkalvon solujen eristäminen tämän jälkeen proteolyyttisten entsyymien tai sytokiinien eritys, stimuloi entsyymien kondrosyytit. Tätä konseptia vahvistaa tutkimalla PFCD: n aiheuttaman synovitis-roolin kehittyminen nopeasti edennyttä nivelrikkoa pyrofosfaattiseurannassa. Tässä tutkimuksessa kaneja, joilla oli osittainen sivusuuntainen menisketectomia aiheuttanut nivelrikko, saivat kalsiumpyrofosfaattidihydraattia (1 tai 10 mg) kerran viikossa oikeassa polvinivelessä. Kävi ilmi, että oikean polvinivelen 8 injektion jälkeen oli huomattavasti vakavampia muutoksia vasempaan verrattuna. Synovial-tulehduksen intensiteetti korreloi kalsiumpyrofosfaattikiteiden dihydraatin intraartikulaarisen injektion ja annoksen kanssa. Huolimatta siitä, että tässä tutkimuksessa käytetyt annokset kiteitä PFKD ylittävät in vivo, tulokset viittaavat rooli PFKD aiheuttama tulehdus osteoartriitin etenemistä on pyrofosfaatti nivelsairaus.

Kalsiumia sisältävän kiteen potentiaaliset mekanismit, jotka aiheuttavat nivelrustovaurioita, liittyvät niiden mitogeenisiin ominaisuuksiin, kykyyn indusoida MMP: tä ja stimuloida prostaglandiinien synteesiä.

Kalsiumia sisältävien kiteiden mitogeeninen vaikutus. Kun kristallas-sotsiirovannyh nivelsairaudet esiintyy usein proliferaatiota nivelkalvon soluissa, ja kiteet itse vain osittain vastuussa tämän prosessin. Määrän lisääminen synoviaalisolujen liittyy lisääntynyt sytokiinien, jotka edistävät chondrolysis ja aiheuttaa eritystä proteolyyttisiä entsyymejä. OFC kiteet pitoisuuksina havaittu patologian nivelten ihmisen annoksesta riippuen stimuloitujen mitogeneesin viljelmät lepää ihon fibroblastit, nivelkalvon fibroblastien koirat ja hiiret. Kiteitä kalsiumpyrofosfaattidihydraatti, uraattituotanto, sulfaatti, karbonaatti ja kalsiumfosfaattia, onko stimuloivat solujen kasvua. Alkaen ja mahdollistaa huippu ( ³ H) -tymidiinin, indusoi nämä kiteet korvata 3 tuntia verrattuna seerumin stimulointi verisoluja. Ehkä tämä aika on välttämätön kiteiden fagosytoosille ja liukenemiselle. Lisäksi valvonnan kiteiden samankokoisia (esim., Timantti pölyhiukkaset tai lateksi) ei stimuloitu mitogeneesin. Natrium-uraattituotanto monohydraatti on heikko mitogeeninen ominaisuudet ja suuresti huonompi kuin kalsiumin uraattituotanto, mikä osoittaa, että on tärkeää mitogeneesin kalsiumpitoisuus kiteissä. Synteettiset kiteet CPCH hallussaan mitogeeninen samat ominaisuudet kuin saadut kiteet potilaan chondrocalcinosis. Kalsiumkiteet mitogeeninen vaikutus ei ollut seurausta lisätä kalsiumpitoisuutta ympäröivän väliaineen solu in vitro, on tärkein liuottamalla kalsiumfosfaattia kiteitä väliaineessa ei stimuloida sisällyttämistä ( ³ H) -tymidiinin fibroblasteissa.

Yksi ehdotetuista mekanismeista FCS aiheuttama mito genesis on seuraava: epänormaali synoviaalisolujen proliferaatiota voi liittyä (ainakin osittain), endosytoosi ja solunsisäisen liuottamalla kiteet, mikä johtaa kasvuun pitoisuuden Ca ²⁺ solun sytoplasmassa ja aktivointi kalsiumia tavalla mikä johtaa mitogeneesiin. Tämän tueksi konsepti palvelee tarvetta suoraan kosketukseen solun - kristalli edistää mitogeneesi- soluviljelyn arkun kiteiden aiheutti solujen kasvun ja solujen altistuksen, vailla mahdollisuutta tällainen kosketus, ei aiheuttanut niiden kasvua. Jotta voidaan tutkia fagosytoosia täytyy seuraavien kiteiden vuorovaikutus solun - kide soluissa, joita viljeltiin ⁴⁵ Ca-FCS: ää ja ( ³ H) -tymidiinin. Kävi ilmi, että sisältää ⁴⁵ Ca CPCH-solut ovat paljon suurempi määrä ( ³ H) tymidiinin kuin leimattuja soluja ilman ensisijainen kalsiumfosfaatti. Tukahduttaminen makrofagiviljelmä sytokalasiini endosytoosin kiteiden aiheuttama inhibitio liukenemisen kiteitä, jotka myös korostaa, että fagosytoosin.

Kalsiumia sisältävät kiteet ovat liukoisia happoon. Fagosytoosin jälkeen kiteet liukenevat happamassa väliaineessa fagolysosomaalista makrofageissa. Klorokiini, ammoniumkloridi, bafilomitsin lizosomotrofnye A1 ja kaikki aineet, jotka lisäävät lysosomaalisessa pH: ssa annoksesta riippuen ehkäisee soluunottoa ja kiteet liukenivat ( ³ H) -tymidiinin fibro-blasteja viljelty ensisijainen kiteitä kalsiumfosfaatti.

OFC-kiteiden lisääminen yksikerroksiseen fibroblastikulttuuriin aiheutti välittömän kymmenkertaisen solunsisäisen kalsiumpitoisuuden lisääntymisen, joka palasi lähtötilaan 8 minuutin kuluttua. Kalsiumin lähde oli pääosin ekstrasellulaarinen ioni, koska kalsiumfosfaatin kiteet lisättiin kalsiumia sisältämättömään ravintoalustaan. Seuraavan intrasellulaarisen kalsiumin pitoisuuden lisääntymistä havaittiin 60 minuutin kuluttua ja se kesti vähintään 3 tuntia. Tässä kalsiumin lähde oli fagosyyttisillä kiteillä, jotka oli liuotettu fagolyysosomeihin.

On osoitettu, että RPC-kiteiden mitogeeninen vaikutus on samanlainen kuin PDGF: n kasvutekijä; kuten jälkimmäisessä, OFC-kiteet osoittavat synergiaa IGF-1: n ja veriplasman suhteen. IGF-1: n salpaus vähentää solujen myogeneesiä vastauksena OF: lle. PG Mitchell et ai (1989), osoitti, että kiteet FCS-induktio mitogeneesin fibroblastien Balb / c- ₃ T ₃ edellyttää seriini / treoniini proteiinikinaasi C (PKC) - yksi tärkeimmistä välittäjistä generoidut ulkoisen stimulaatiosolujen hormonit, välittäjäaineiden ja tekijät kasvua. Vähentää PKC-aktiivisuuden soluissa Balb / c- ₃ T ₃ inhiboi FCS-välitteisen induktion proto c-fos ja c-myc, mutta sillä ei ole vaikutusta stimulaatio näiden onkogeenien välittämä PDGF.

Solunsisäinen kalsiumpitoisuus liukenemisen jälkeen fagosytoosin kide - ei ainoa tie signaalin mitogeneesin. Kun kasvutekijät, kuten PDGF sitoutuu sen kalvon reseptorin stimuloi fosfolipaasi C (fosfo-diesteraza), joka gidroliziruetfosfatidilinozitol 4,5-bisfosfaatin muodostamiseksi intrasellulaarista lähettiä - inositoli-3-fosfaatin idiatsilglitserola. Ensimmäinen vapauttaa kalsiumin solulimakalvostosta moduloimalla kalsium-riippuvaisen ja kalsium / kalmoduliinista riippuvaisten entsyymien, kuten proteiinikinaaseja ja proteaasit.

R. Rothenberg ja H. Cheung (1988) raportoitiin parannettu hajoamisen fosfolipaasi C fosfatidyyli 4,5-bisfosfaatin kanit synoviaalisoluihin vasteena stimulaatiolle FCS-kiteitä. Viime merkittävästi lisätä sisältöä inositoli-1-fosfaatin solut merkitty ( ³ H), inositoli; huippu saavutettiin 1 minuutin kuluessa ja kesti noin 1 tunti.

Diasyyliglyseroli on kalsiumpyrofosfaattidihydraatin mahdollinen aktivaattori. Koska CRC-kiteet lisäävät fosfolipaasi C: n aktiivisuutta, mikä johtaa diasyyliglyserolin kerääntymiseen, voi siis odottaa PKC: n aktivoitumisen lisääntymistä. PG Mitchell et ai (1989) vertasivat FCS-kiteiden ja PDGF fibroblastien DNA-synteesiä Balb / c- ₃ T ₃. Soluviljelmässä PKC inaktivoitiin solujen inkuboimalla kasvaimen kiinnitysforbolidesteriä (TFD), diasyyliglyserolin analogia. Pitkä stimulaatio pienillä TFA: n annoksilla pienentää PKC: n aktiivisuutta, kun taas yksi stimulaatio, jolla on suuri annos aktivoi. DNA-synteesin stimulointi RPC-kiteiden avulla tukahdutettiin PKC: n inaktivoinnin jälkeen, mikä osoittaa tämän entsyymin merkityksen OFC-indusoidussa mitogeneesissä. Aikaisemmin GM McCarthy ja kirjailijat (1987) osoittivat ihmisen fibroblastien mitogeenisen reaktion yhteyden OFC-kiteisiin PKC: n aktivoimalla. Kuitenkin OFC-kiteet eivät aktivoi fosfatidyyli-inositoli-3-kinaasia tai tyrosiinikinaaseja, mikä vahvistaa, että OPC-kiteiden solujen aktivaation mekanismi on valikoiva.

Soluproliferaatiota ohjataan geenien ryhmällä, jota kutsutaan proto-onkogeeneiksi. Proteiinit, jotka ovat vihollisia ja temp, proto-onkogeenien tuotteita c-fos ja c-shus sijaitsevat solutumissa ja liittyvät spesifisiin DNA-sekvensseihin. ZT3-fibroblasteiden stimulointi OCP- kiteillä johtaa c-fos : n ilmentymiseen useiden minuuttien ajan, mikä saavuttaa maksimiarvon 30 minuutin kuluttua stimulaation jälkeen. Transkription indusointi hiiren OFC-kiteiden tai PDGF: n kanssa tapahtuu 1 tunnin kuluessa ja saavuttaa maksimiarvon 3 tunnin kuluttua stimulaation jälkeen. Vähintään 5 h: n solut tukevat lisääntynyttä c-fos- ja c-myc - transkriptiota . Soluissa, joissa on inaktivoitu PKC, RPA: n tai TPD: n c-fos- ja c-muss- kiteiden stimulaatio inhiboidaan merkittävästi, kun taas näiden PDGF-geenien induktio ei muutu.

Mitogeenin aktivoiman proteiinikinaasiperheen (MAP K) edustajat ovat erilaisten solunsisäisten signalointikaskadien avaintekijöitä. Yksi tämän perheen alaluokista, p42 / p44, säätelee solujen proliferaatiota mekanismin avulla, joka sisältää proto-onkogeenien c-fos ja c- junin aktivaation . OFK- ja PFKD kiteet aktivoitu proteiinikinaasi signalointireitin, joka käsittää sekä p42 ja p44, mikä osoittaa, että rooli tämän reaktiotien mitogeneesin indusoitua kalsiumin-kiteitä sisältävä.

Lopuksi, OFC-indusoidussa mitogeneesissä, mukana on transkription ydinekijä KB (NF-kB), joka ensin kuvattiin kevytketjun immunoglobuliinin (IgK) geeniksi. Tämä on indusoitu transkriptiotekijä, joka on tärkeä monille signalointireiteille, koska se säätelee erilaisten geenien ilmentymistä. NF-kB: n induktio liittyy tavallisesti inhiboivien proteiinien vapautumiseen sytoplasmasta, jota kutsutaan 1 kB: ksi. NF-kB: n indusoinnin jälkeen tapahtuu aktiivisen transkriptiotekijän translokaatio ytimeen. OFC kiteet indusoida NF-kB: Balb / c- ₃ T ₃ fibroblasteja ja ihmisen ihon fibroblastit.

Useat reitit voivat olla mukana signaloimisessa NF-KB: n aktivaation jälkeen, mutta kaikki niihin liittyy proteiinikinaaseja, jotka fosforyloivat (ja hajottavat) 1 kB. In vitro -tutkimusten tulosten perusteella aiemmin oletettiin, että 1 kB toimii kinaasien substraattina (esim. PKC ja proteiinikinaasi A). Kuitenkin äskettäin tunnistettiin 1 kB: n kinaasikompleksi, jolla oli suuri molekyylipaino. Nämä kinaasit erityisesti fosforyloivat seriinitähteitä 1 kB. NF-kV-TNF-a: n ja IL-1: n aktivointi vaatii NF-KB: n indusoivan kinaasin (NIC) ja 1KB-kinaasin tehokasta vaikutusta. NIC-aktivaation molekyylimekanismia ei tunneta tällä hetkellä. Vaikka OFC-kiteet aktivoivat sekä PKC: n että NF-kV: n, ei tiedetä, missä määrin nämä kaksi prosessia voidaan yhdistää. Koska muutos STB suoritetaan kinaasifosforylaation ei ole suljettu pois roolia PKC induktioon NF-kiteiden CPCH kV fosforylaation ja kinaasin aktivaation STB. Tämän käsitteen tueksi PKC: n inhibointi staurosporiinilla OFC-kiteistä indusoidun mitogeneesin ja NF-KB: n ilmentymisen avulla voi toimia tämän konseptin tukena. Samoin staurosporiini voi inhiboida GkV-kinaasia ja siksi inhiboi proteiinikinaasi A: ta ja muita proteiinikinaaseja.

Siten RPC-kiteisen indusoiman mitogeneesin mekanismi fibroblasteissa sisältää ainakin kaksi erilaista prosessia:

• nopea membraaniin sitoutunut tapahtuma, joka johtaa PKC: n ja MAPK: n aktivaatioon, NF-KB: n ja proto-onkogeenien indusointiin,
• kiteiden hitaampi solunsisäinen liukeneminen, mikä johtaa Ca ²⁺ : n solunsisäisen pitoisuuden kasvuun ja sen jälkeen useiden kalsium-riippuvien prosessien aktivoitumiseen, jotka stimuloivat mitogeneesiä.

[1], [2], [3]

MMP-kalsiumia sisältävien kiteiden induktio

Kalsiumia sisältävien kiteiden kudosvaurion välittäjät ovat MMP-kollagenaasi-1, stromelysiini, 92 kD gelatinaasi ja kollagenaasi-3.

Ottaen huomioon OFK-kiteiden sisällön ja yhteisten kudosten tuhoutumisen välisen suhteen hypoteesi on edennyt, jonka mukaan synoviasolut kykenevät furoyyttämään RPA: n kiteitä ja mahdollisesti joitain kollageeneja. Stimulated synovvits proliferate ja erittää proteaaseja. Tämä hypoteesi testattiin in vitro lisäämällä RPA: n, PFCD: n ja muiden luonnollisia tai synteettisiä kiteitä ihmisen tai koiran synovitisien viljelmään. Neutraalien proteaasien ja kollagenaasien aktiivisuusaste kasvoi annoksesta riippuen ja oli noin 5-8 kertaa suurempi kuin solujen, joita viljeltiin ilman kiteitä, kontrolliviljelmässä.

Soluvilla, jotka oli viljelty kiteistä sisältävässä elatusaineessa, kollagenaasi-1: n, stromelysiinin ja gelatinaasin 92 kD: n mRNA: n yhteistoiminta havaittiin seuraavalla entsyymien erittämällä elatusaineeseen.

OFC-kiteet aiheuttivat myös kollagenaasi-1-mRNA: n ja kollagenaasi-2: n kerääntymisen kypsille sian kondrosyytteille, minkä jälkeen entsyymien erittyminen elatusaineeseen.

GM McCarty ja tekijät (1998) tutkivat kiteiden solunsisäisen liukenemisen roolia MMP: n kiteytyessä tuotannossa. Lisäämällä lysosomaalisessa pH: ssa, jossa bafilomitsina Masentunut solunsisäisen hajoamisen kiteet ja heikentää proliferatiivisen vasteen ihmisen fibroblastien CPCH kiteitä, mutta eivät inhiboi synteesiä ja erittymistä MMP.

Kumpikin kalsiumfosfaatin tai PFCD: n kiteistä ei aiheuttanut IL-1: n tuottamista in vitro, toisin kuin natrium-uraattikiteet.

Nykyiset tiedot osoittavat selvästi fibroblasteiden ja kondrosyyttien MMP-tuotannon suoraa stimulaatiota kosketettaessa kalsiumia sisältäviä kiteitä.

Osteoartriitin oireet todistavat MMP: n merkittävän roolin taudin etenemisessä. Kalsiumia sisältävien kiteiden läsnäolo lisää kudosten kudosten rappeutumista.

Prostaglandiinisynteesin stimulaatio

Solukasvun stimuloinnin, entsyymien erittymisen ja kalsiumia sisältävien kiteiden myötä prostaglandiinien vapautuminen nisäkässoluviljelmistä, erityisesti PGE _{2: sta}. PGE- ₂ : n vapautuminen kaikissa tapauksissa tapahtuu ensimmäisen tunnin kuluttua solujen altistamisesta kiteille. R. Rothenberg (l 987) on todennut, että merkittävä lähde arakidonihapon synteesin PGE ₂ ovat fosfatidyylikoliini ja fosfatidyylietanoliamiini, ja vahvisti myös, että fosfolipaasi ₂ ja JALKA - hallitseva syötön tuotanto PGE ₂.

Vastauksena CPC: n kiteiden vaikutukseen PGE1 voidaan myös vapauttaa. GM McCarty ja co-authors ( 1993, 1994 ) tutkivat PGE _{2: n}, PGE: n ja sen analogisen misoprostolin vaikutusta ihmisen fibroblastien mitogeeniseen vasteeseen OFC-kiteille. Kaikki kolme aineesta estivät mitogeenisen vasteen annosriippuvaisella tavalla, kun PGE ja misoprostal osoittavat voimakkaampaa inhiboivaa aktiivisuutta. PGE ja misoprostoli, mutta ei PGE _2, estivät kollagenaasin mRNA: n kertymistä vasteena OFC-kiteiden vaikutukselle.

MG McCarty ja N. Cheung (1994) tutkivat PGE-solujen RPC-välitteisen aktivaation mekanismia. Kirjoittajat osoittivat, että PGE - indusoi solunsisäisen cAMP kuin PGE ₂ ja PGE estää OFC n indusoiman mitogeneesin estoa ja MMP cAMP-riippuvaisen signalointireitin. On mahdollista, että OFK-kiteiden aiheuttama PGE-tuotannon kasvu heikentää muita biologisia vaikutuksiaan (mitogeneesi ja MMP-tuotanto) takaisinkytkentämekanismilla.

Kiteiden aiheuttama tulehdus

Kalsium-kiteet usein nivelnesteessä potilailla, joilla on nivelrikko, mutta akuuttia tulehdusta leukosytoosia harvinaisia kuten osteoartroosi ja nivelsairaudet on kristallassotsiirovannyh (esim oireyhtymä "olkanivelen Milwaukee"). Kiteiden flogistista potentiaalia voidaan muuttaa lukuisilla inhibitorisilla tekijöillä. R. Terkeltaub et ai (1988) osoittivat, että käytettäessä seerumin ja veren plasman estävät merkittävästi neutrofiilivasteen granulotsitovov kiteytettiin emäksistä kalsium- fosfaatti. Tällaiset esteet aiheuttavat tekijät ovat kristalliin sitoutuvat proteiinit. Tutkittuaan yhden näistä proteiineista - ₂ -HS glykoproteiinin (AHSr) - osoitti, että ANSG on tehokkain ja spesifinen estäjä neutrofiiligranulosyyttien vasteena kiteitä CPCH. AHSr - maksa-alkuperää oleva heraproteiini; On tunnettua, että verrattuna veren seerumin muihin proteiineihin on suhteellisen suuria pitoisuuksia luussa ja mineraalisessa kudoksessa. Lisäksi, AHSr läsnä "tulehtumattomissa" nivelneste, ja havaitaan ensisijaisen kiteitä kalsiumfosfaatin natiivin nivelneste. Näin ollen, ei ole suljettu pois moduloimiseksi todennäköisyys AHSr flogogennogo mahdollinen ydin kalsiumfosfaatin kiteiden olosuhteissa in vivo.

Yhteenvetona, esittelemme kaksi järjestelmää patogeneesi nivelrikko ehdotetun WB van den Berg et ai (1999) ja M. Sarrabba et ai (1996), joka yhdistää mekaaninen, geneettiset ja biokemialliset tekijät.