PMC (Dansk)

Slidgigt (OA) er kendetegnet ved en langsom og gradvis forringelse af ledbrusken. OA skyldes sandsynligvis en kombination af systemisk (genetik, alder, miljøfaktorer) og lokale faktorer (unormal fælles belastning, overforbrug eller traume), der arbejder sammen for at skabe en tilstand med definerbare morfologiske og kliniske egenskaber., Flere risikofaktorer for OA er tidligere blevet identificeret, herunder genetisk disponering, fedme, diabetes, hypertension, hyperuricæmi, tidligere traumer og aldring (1). På grund af en stor del af en manglende evne til at kontrollere for forvirrende faktorer forbliver den underliggende patogenese og årsagsfaktorer, der er ansvarlige for initiering og progression af sygdommen, stort set ukendt.

Der er en voksende mængde beviser, der korrelerer progression af OA med en opregulering af inflammatoriske processer (2)., Oxidativ stress fremkaldes af reaktive ilt arter (ROS) yderligere forstyrrer brusk homøostase og fremmer katabolisme via induktion af celledød, opdeling af matrix proteoglycaner (PGs), opregulering af latent matrix-nedbrydende enzym produktionen, hæmning af ekstracellulær matrix (ECM) syntese, og oxidation af intracellulære og ekstracellulære molekyler (3). Miljøfaktorer, der fremmer o .idativ stress og inflammatoriske tilstande, kan således potentielt fungere som en risikofaktor for OA., Indtagelse af alkohol kan være en potentiel risikofaktor, fordi: kronisk alkoholforbrug, meget almindelige i de Vestlige og det industrielle samfund, genererer reaktive ilt arter (ROS), der fører til systemisk og væv oxidativ stress hos mennesker og gnavere, og alkohol er i stand til at inducere pro-inflammatoriske stater i flere organer som lever, hjerte, det centrale nervesystem, og bugspytkirtlen (4, 5).flere undersøgelser har tidligere forsøgt at belyse et forhold mellem alkoholforbrug og inflammatorisk arthritis, såsom reumatoid arthritis, med modstridende resultater (6, 7)., På trods af nylige beviser, der viser betydningen af O .idativ stress og proinflammatoriske tilstande i udviklingen og udviklingen af degenerativ ledsygdom, er virkningen af alkoholforbrug på OA endnu ikke undersøgt. Resultaterne af den foreliggende undersøgelse antyder, at kronisk alkoholeksponering kan øge følsomheden over for udvikling og/eller progression af OA., Ved hjælp af et valideret in vivo model for kronisk alkohol behandling, viser vi, at kronisk alkoholforbrug øger PG tab i både knæ og skulder leddene af mus, stimulerer flere inflammatoriske, kataboliske, og anti-anabolske mæglere, der er involveret i brusk.

I vores eksperimentelle protokol, unge, voksne mænd (i alderen 7-9 uger) C57BL/6 mus blev leveret ad libitum adgang til en alkohol-kost (dvs, den Nanji kost), der indeholder 4.5% (v/v) ethanol (29% ethanol udvundet af kalorier) eller en isocaloric alkohol-fri kontrol kost for 8 uger (n=14-16 per gruppe)., Alle dyreprotokoller og praksis blev gennemgået og godkendt på forhånd af de institutionelle dyrepleje-og Brugsudvalg ved Rush University og North .estern University. Følgende otte uger af alkohol-holdige kost eller kontrol-diæt, blev musene aflivet og fælles sektioner blev indsamlet, fast, paraffinindlejret, og farves med Safranin-O at vurdere, brusk struktur og matrix proteoglycan (PG) indhold., Alkoholdiet er en lille ændring af den velvaliderede Leiber-DiCarli-diæt, hvor fedtkilden kommer fra fiskeolie, og forbrug af denne diæt i BL6-mus har vist sig at producere blodalkoholniveauer, der er i det lave til moderate niveau (8). Vores gruppe og andre har med succes brugt denne alkoholdiæt til at inducere en række alkoholpatologier, herunder tyktarmskræft, intestinal hyperpermeabilitet, endotoksæmi og leverpatologi hos gnavere (8-10).,

Serumalkoholniveau i de alkoholfodrede mus på tidspunktet for dødshjælp var ~3 mg / dL, og disse mus viste ikke nogen åbenlyse adfærdsmæssige abnormiteter under vores eksperimentelle protokol. Histologisk undersøgelse af knæled i kontroldiætfodrede mus viste normal arkitektur af ledbrusk med intens Safranin-O-farvning. I modsætning, knæled af alkohol-fed mus, der vises OA-lignende egenskaber, med stigninger i PG tab repræsenteret ved Safranin-O farvning og mild atrieflimren (Figur 1A). Disse resultater blev kvantificeret ved hjælp af et OARSI semikvantitativt scoringssystem., Alkohol-fed mus fået væsentligt højere (1.3±0.67) end kontrol mus (0.3±0.27, P < 0.05), er tegn på en mere alvorlig gigt ændringer i knæled af alkohol-fed mus i forhold til kontrol (Figur 1A, nederste panel). Lignende resultater blev fundet i skulderled (figur 1B), da Safranin-O-farvning afslørede et fald i brutto PG-indhold og en uregelmæssig bruskoverflade i skulderled af alkoholfodrede mus sammenlignet med kontrolgruppen., Vi har anvendt OARSI scoring for at kvantificere patologiske ændringer i skulder, og fandt signifikant højere OARSI score for alkohol-fed mus (0.75±0.28) i forhold til at styre mus (0.12±0.25; P < 0.05) (Figur 1B, nederste panel). Interessant nok viste de intervertebrale diske ingen patologiske ændringer i alkoholfodrede mus sammenlignet med kontrolmus (figur 1C).,

Vores resultater viser en patologisk rolle alkohol på specifikke kataboliske og anti-anabolske mæglere i knæled (Supplerende Figur 1), der kan øge følsomheden af OA induktion. I vores undersøgelse blev phosphoproteinkinase C ((ppkc)), pNF-kB og pERK1/2 signifikant forøget i knæled af alkoholfodret sammenlignet med kontrolmus (supplerende figur 1A, p < 0.,05), hvilket antyder, at kronisk alkoholforbrug stimulerer disse kataboliske signalveje, hvilket kan resultere i efterfølgende produktion af bruskdestruktive en .ymer. Hypertrofisk markør RUNX2, samt en nøgle brusk destruktive enzymer matrix metalloprotease – 13 (MMP-13) og en disintegrin og metalloproteinase med thrombospondin motiver-5 (ADAMTS-5), var signifikant øget i knæled af alkohol-fed mus i forhold til kontrol-mus (Supplerende Figur 1B; P < 0.05).,

ud over induktion af kataboliske virkninger observerede vi, at kronisk alkoholforbrug resulterede i en slående reduktion af anabolske og antiinflammatoriske mediatorer i artikulære chondrocytter vurderet ved immunhistokemi (supplerende figur 1C, p < 0.05). Disse molekyler omfatter væv inhibitor af metalloproteinase-3 (TIMP-3), SOX-9, høj mobilitet gruppe protein-2 (HMGB2) og suppressor af cytokin-signalering-2 (SOCS-2), molekyler, som faldt betydeligt i OA brusk og er forbundet med både brusk beskyttelse og reparation., Disse resultater viser tydeligt, at kronisk alkoholforbrug øger kataboliske signalveje og undertrykker anabolske, genoprettende og anti-inflammatorisk aktivitet i mus knæ artikulær chondrocytter. Vi udførte også mikrocomputeret tomografi (uCT) for at afgøre, om der var patologiske ændringer i knoglepatologi efter kronisk alkoholbehandling. Vi fandt dog ikke signifikant knoglepatologi i knæledene hos alkoholfodrede mus fra vores eksperimentelle protokol (data ikke vist).,

så vidt vi ved, giver disse fund det første bevis for, at kronisk alkoholforbrug kan være en ny risikofaktor for udviklingen af OA. Patologi, der er forbundet med kronisk alkoholforbrug er multi-faktorielle, med forskellige konsekvenser i forskellige typer celler gennem direkte toksiske virkninger, såvel som indirekte effekter af specifikke metabolitter, oxidativ stress, immunologiske/inflammatoriske processer. Det er veletableret, at alkoholforbrug forårsager endotoksæmi, der menes at bidrage til alkoholleverskade (11)., Faktisk har vi vist, at alkoholforbrug fremmer intestinal hyperpermeabilitet og endotoksæmi hos gnavere, herunder BL6 mus (8) fænomen, der også observeres hos humane alkoholikere (12). Fremtidige undersøgelser er nødvendige for at evaluere bidraget fra tarmbarrieredysfunktion og endotoksæmi i vores undersøgelser.

Der er dog flere begrænsninger i denne undersøgelse, der skal nævnes., For det første har vi behandlet virkningerne af kronisk alkoholforbrug i en in vivo musemodel af knæleddet, hvilket gør det vanskeligt at generalisere resultater på tværs af arter til humant ledvæv. Kliniske undersøgelser er nødvendige for at bekræfte vores data for at forbinde kronisk alkoholisme og fælles patologi. For det andet, den aktuelle undersøgelse rapporterer potent kataboliske aktivitet af kronisk alkohol i brusk homøostase via PKCδ, og MAPK signal, men en detaljeret forståelse af de specifikke cell signaling pathways og molekylære mekanismer, der ligger bag disse resultater stadig at blive belyst., Endelig, selv om disse resultater har betydelig potentiel klinisk relevans, forbliver flere aspekter af de underliggende mekanismer ukendte. Yderligere undersøgelser vil lette en bedre forståelse af de flere, komplekse effekter stimuleret af alkohol i ledvæv.