PMC (Čeština)

Osteoartróza (OA) je charakterizován tím, že pomalé a postupné poškození kloubní chrupavky. OA pravděpodobné, že vzniká z kombinace systémového (genetika, věk, faktory životního prostředí) a místní faktory (abnormální společné nakládky, nadužívání nebo trauma) pracuje ve shodě s cílem vytvořit podmínku s definovatelné morfologické a klinické charakteristiky., Dříve bylo identifikováno několik rizikových faktorů pro OA, včetně genetické predispozice, obezity, diabetu, hypertenze, hyperurikémie, předchozího traumatu a stárnutí (1). Z velké části však kvůli neschopnosti kontrolovat matoucí faktory zůstává základní patogeneze a příčinné faktory odpovědné za zahájení a progresi onemocnění do značné míry neznámé.

existuje rostoucí množství důkazů, které korelují progresi OA s upregulací zánětlivých procesů (2)., Oxidační stres vyvolané reaktivní formy kyslíku (ROS), dále narušuje chrupavku homeostázy a podporuje katabolismus prostřednictvím indukce buněčné smrti, rozklad matice proteoglykany (PGs), upregulace latentní matrix-degradujících produkci enzymů, inhibice extracelulární matrix (ECM) syntéza a oxidace intracelulární a extracelulární molekuly (3). Faktory prostředí, které podporují oxidační stres a zánětlivé stavy, by tedy mohly potenciálně působit jako rizikový faktor pro OA., Konzumace alkoholu může být jeden potenciální rizikový faktor, protože: chronická konzumace alkoholu, velmi běžné v Západních a průmyslové společnosti, generuje reaktivní formy kyslíku (ROS), což vede k systémové a tkáně, oxidační stres v lidských a hlodavců, a alkohol je schopen vyvolat pro-zánětlivých stavech v různých orgánů, jako jater, srdce, centrálního nervového systému, a slinivky břišní (4, 5).

několik studií se dříve pokusilo objasnit vztah mezi konzumací alkoholu a zánětlivou artritidou, jako je revmatoidní artritida, s konfliktními výsledky (6, 7)., Nicméně, i přes nedávné důkazy prokazující význam oxidačního stresu a pro-zánětlivé státy v rozvoji a progresi degenerativních onemocnění kloubů, vliv konzumace alkoholu na OA nebyla dosud studována. Závěry této studie naznačují, že chronická expozice alkoholu může zvýšit náchylnost k vývoji a/nebo progresi OA., Použití validovaných in vivo modelu chronické alkoholu léčbu, ukázali jsme, že chronická konzumace alkoholu zvyšuje PG ztráty v obou kolenních a ramenních kloubů myší, stimuluje více pobuřující, katabolické, a anti-anabolické mediátory podílejí chrupavky.

V naší experimentální protokol, mladí dospělí muži (ve věku 7-9 týdnů) C57BL/6 myši byly poskytnuty ad libitum přístup k alkoholu-diety (tj. Nanji dieta), obsahuje o 4,5% (v/v) ethanolu (29% ethanol-odvozené kalorií) nebo isocaloric alkohol-free ovládání dieta na 8 týdnů (n=14-16 na skupinu)., Všechny protokoly a postupy pro zvířata byly předem přezkoumány a schváleny institucionálními výbory pro péči o zvířata a použití na Rush University a Northwestern University. Po osmi týdnech obsahující alkohol, dieta nebo diety, myši byly utraceno a společné části byly shromážděny, fixed, paraffin-embedded, a obarví se Safranin-Ó posoudit chrupavky struktury a matice proteoglykan (PG) obsah., Alkohol strava je mírné modifikace dobře validovány Leiber-DiCarli strava, ve které je tuk zdrojem pochází z ryb, oleje a konzumace této stravy v BL6 myší bylo prokázáno, že vyrábět hladiny alkoholu v krvi, které jsou v nízké až střední úrovni (8). Naše skupina, a jiní, mají úspěšně používá tento alkohol stravy vyvolat řadu alkohol patologických stavů, včetně rakoviny tlustého střeva, střevní hyperpermeability, endotoxemia, a jater patologii u hlodavců (8-10).,

hladina alkoholu v séru u myší krmených alkoholem v době eutanázie byla ~3 mg / dL a tyto myši během našeho experimentálního protokolu nevykazovaly žádné zjevné abnormality chování. Histologické vyšetření kolenních kloubů kontrolních myší krmených dietou prokázalo normální architekturu kloubní chrupavky s intenzivním barvením Safranin-O. Naproti tomu kolenní klouby myší krmených alkoholem vykazovaly vlastnosti podobné OA, se zvýšením ztráty PG reprezentovaným barvením Safranin-O a mírnou fibrilací (obrázek 1a). Tyto výsledky byly kvantifikovány pomocí polokvantitativního bodovacího systému OARSI., Alkohol-krmil myši skóroval výrazně vyšší (1.3±0.67) než ovládání myší (0.3±0.27; P < 0.05), což naznačuje další závažné artritické změny v kolenních kloubů alkoholu krmených myší ve srovnání s kontrolní skupinou (Obrázek 1A, dolní panel). Podobné výsledky byly nalezeny v ramenních kloubů (Obrázek 1B), jako Safranin-O barvení odhalilo pokles hrubého PG obsahu a nepravidelný chrupavky povrchu v ramenní klouby alkoholu krmených myší ve srovnání s kontrolní skupinou., Aplikovali jsme OARSI bodování kvantifikovat patologické změny v rameni, a zjistil, že významně vyšší OARSI skóre pro alkohol krmených myší (0.75±0.28) ve srovnání s kontrolní skupinou myší (0.12±0.25; P < 0.05) (Obr 1B, spodní panel). Zajímavé je, že intervertebrální disky nevykazovaly žádné patologické změny u myší krmených alkoholem ve srovnání s kontrolními myší (obrázek 1C).,

Naše výsledky ukazují patologické roli alkoholu na konkrétní katabolické a anti-anabolické mediátorů v kolenních kloubů (Doplňující Obrázek 1), které mohou zvýšit náchylnost OA indukce. V naší studii, fosfo protein kinázy C δ (pPKCδ), pNF-kB, a pERK1/2 byla výrazně zvýšena u kolenních kloubů alkoholu-fed ve srovnání s kontrolní skupinou myší (Doplňující Obrázek 1A, P < 0.,05), což naznačuje, že chronická konzumace alkoholu stimuluje tyto katabolické signální dráhy, což může vést k následné produkci enzymů destruktivních chrupavky. Hypertrofické marker RUNX2, stejně jako klíčové chrupavky destruktivní enzymy matrix metalloprotease – 13 (MMP-13) a disintegrin a metaloproteinázy s thrombospondin motivy-5 (ADAMTS-5), byly významně vyšší ve kolenní klouby alkoholu krmených myší ve srovnání s kontrolní myši (Doplňující Obrázek 1B; P < 0.05).,

kromě indukce katabolické účinky, pozorovali jsme, že chronická konzumace alkoholu za následek výrazné snížení anabolické a anti-zánětlivých mediátorů v kloubních chondrocytů hodnocené pomocí imunohistochemie (Doplňující Obrázek 1C, P < 0.05). Tyto molekuly patří tkáňového inhibitoru metaloproteinázy-3 (TIMP-3), SOX-9, high-mobility group protein-2 (HMGB2) a tlumič z cytokinové signalizace-2 (SOC-2), molekul, které byly významně sníženy v OA chrupavce a spojené s oběma chrupavky ochranu a opravy., Tyto nálezy jasně dokazují, že chronická konzumace alkoholu zvyšuje katabolické signální dráhy a inhibuje anabolické, reparační a protizánětlivé aktivity v myši koleno kloubních chondrocytů. Také jsme provedli mikro-počítačovou tomografii (uCT), abychom zjistili, zda byly patrné patologické změny v patologii kostí po chronické léčbě alkoholem. Nenašli jsme však významnou kostní patologii v kolenních kloubech myší krmených alkoholem z našeho experimentálního protokolu (data nejsou zobrazena).,

podle našich znalostí tato zjištění poskytují první důkaz, že chronická konzumace alkoholu může být novým rizikovým faktorem pro vývoj OA. Patologie spojené s chronickou konzumací je multi-faktoriál, s různými důsledky v různých typech buněk prostřednictvím přímé toxické účinky, stejně jako nepřímé účinky specifické metabolity, oxidační stres, imunitní/zánětlivé procesy. Je dobře prokázáno, že konzumace alkoholu způsobuje endotoxemii, o které se předpokládá, že přispívá k poškození jater alkoholem (11)., Skutečně jsme ukázali, že konzumace alkoholu podporuje střevní hyperpermeability a endotoxemia u hlodavců včetně BL6 myší (8) jev, který je také pozorován v lidské alkoholiků (12). Budoucí studie jsou nezbytné k vyhodnocení přínosu dysfunkce střevní bariéry a endotoxémie v našich studiích.

existuje však několik omezení této studie, která je třeba zmínit., Nejprve jsme se zabývali účinky chronické konzumace alkoholu v myším modelu in vivo kolenního kloubu, což ztěžuje zobecnění výsledků napříč druhy do tkáně lidského kloubu. Klinické studie jsou nezbytné k potvrzení našich údajů o přidružení chronického alkoholismu a patologie kloubů. Za druhé, aktuální studii uvádí silné katabolické aktivity chronické alkoholu v chrupavce homeostázy prostřednictvím PKCδ, a MAPK signalizace, ale o detailní pochopení specifických buněčných signálních drah a molekulární mechanizmy těchto zjištění je třeba ještě objasnit., A konečně, i když tyto výsledky mají významný potenciální klinický význam, několik aspektů základních mechanismů zůstává neznámých. Další studie usnadní lepší pochopení více, komplexních účinků stimulovaných alkoholem v kloubní tkáni.