osteoartrita (OA) se caracterizează printr-o deteriorare lentă și progresivă a cartilajului articular. OA apare probabil dintr-o combinație de factori sistemici (genetică, vârstă, factori de mediu) și factori locali (încărcare anormală a articulațiilor, suprasolicitare sau traumă) care lucrează în mod concertat pentru a crea o afecțiune cu caracteristici morfologice și clinice definibile., Mai mulți factori de risc pentru OA au fost identificați anterior, inclusiv predispoziția genetică, obezitatea, diabetul, hipertensiunea, hiperuricemia, traumele anterioare și îmbătrânirea (1). Cu toate acestea, datorită în mare parte incapacității de a controla factorii de confuzie, patogeneza subiacentă și factorii cauzali responsabili de inițierea și progresia bolii rămân în mare parte necunoscuți.există un număr tot mai mare de dovezi care corelează progresia OA cu o creștere a proceselor inflamatorii (2)., Stresul oxidativ provocat de specii reactive de oxigen (ROS) în continuare tulbură cartilajului homeostaziei și promovează catabolism prin inducerea de celule moarte, descompunerea matricei proteoglicani (Pg), upregulation latente matrix-producerea de enzime degradante, de inhibare a matricei extracelulare (ECM) sinteza și oxidarea intracelulară și extracelulară molecule (3). Astfel, factorii de mediu care promovează stresul oxidativ și stările inflamatorii ar putea acționa ca un factor de risc pentru OA., Consumul de alcool ar putea fi un potențial factor de risc pentru: consumul cronic de alcool, extrem de frecvente în europa de Vest și societățile industriale, generează specii reactive de oxigen (ROS), ceea ce duce la sistemice și țesut stresului oxidativ în om și rozătoare, iar alcoolul este capabil de a induce pro-inflamatorii membre în mai multe organe cum ar fi ficatul, inima, sistemul nervos central, și pancreasului (4, 5).mai multe studii au încercat anterior să elucideze o relație între consumul de alcool și artrita inflamatorie, cum ar fi artrita reumatoidă, cu rezultate contradictorii (6, 7)., Cu toate acestea, în ciuda dovezilor recente care demonstrează importanța stresului oxidativ și a stărilor pro-inflamatorii în dezvoltarea și progresia bolii articulare degenerative, impactul consumului de alcool asupra OA nu a fost încă studiat. Rezultatele studiului de față sugerează că expunerea cronică la alcool etilic poate crește susceptibilitatea la dezvoltarea și/sau progresia OA., Folosind un model validat in vivo al tratamentului cronic cu alcool, arătăm că consumul cronic de alcool crește pierderea PG atât în articulațiile genunchiului cât și ale umărului șoarecilor, stimulează mai mulți mediatori inflamatori, catabolici și anti-anabolici implicați în cartilaj.
În protocolul experimental, adulți tineri de sex masculin (în vârstă de 7-9 săptămâni) C57BL/6 șoareci au fost furnizate ad libitum acces la un alcool-dieta (de exemplu, Nanji dieta), cu un conținut de 4,5% (v/v) etanol (29% etanol derivat din calorii) sau un isocaloric alcool-free dieta de control, timp de 8 săptămâni (n=14-16 per grup)., Toate protocoalele și practicile pentru animale au fost revizuite și aprobate în prealabil de comitetele instituționale de îngrijire și utilizare a animalelor de la Universitatea Rush și Universitatea Northwestern. Următoarele opt săptămâni de alcool-care conțin dieta sau dieta de control, șoarecii au fost eutanasiați și comune secțiuni au fost colectate, fix, la parafină și colorate cu Safranin-O pentru a evalua structura cartilajului și matricea de proteoglican (PG) de conținut., Alcoolul dieta este o ușoară modificare de bine validat Leiber-DiCarli dietă în care grăsimile sursa vine de la uleiul de pește și a consumului de aceasta dieta in BL6 șoareci a fost demonstrat pentru a produce alcool în sânge niveluri care sunt în scăzut la un nivel moderat (8). Grupul nostru, și alții, au folosit cu succes aceasta dieta de alcool induce o varietate de alcool patologii, inclusiv cancerul de colon, intestinale hyperpermeability, endotoxemia, și patologia hepatică la rozătoare (8-10).,
nivelul de alcool seric la șoarecii hrăniți cu alcool la momentul eutanasiei a fost de ~3mg / dL și acești șoareci nu au prezentat anomalii comportamentale evidente în timpul protocolului nostru experimental. Examinarea histologică a articulațiilor genunchiului șoarecilor alimentați cu dietă de control a demonstrat arhitectura normală a cartilajului articular cu colorare intensă a Safraninei. În schimb, articulațiile genunchiului șoarecilor alimentați cu alcool au prezentat caracteristici asemănătoare OA, cu creșteri ale pierderii PG reprezentate de colorarea Safranin-O și fibrilația ușoară (figura 1a). Aceste rezultate au fost cuantificate folosind un sistem de punctaj semi-cantitativ OARSI., Alcool hranit soarecii marcat semnificativ mai mare (1.3±0.67) decât șoarecii de control (0.3±0.27; P < 0.05), indicând mai severe artritice schimbări în articulații genunchi de alcool hranit soarecii comparativ cu cel de control (Figura 1A, panou inferior). Rezultate similare au fost găsite în umerilor (Figura 1B), ca Safranin-O colorare a dezvăluit o scădere brut PG conținut și neregulate, suprafața cartilajului în articulații umăr de alcool-fed soareci, comparativ cu grupul de control., Am aplicat OARSI de notare pentru a cuantifica modificările patologice în umăr, și-a găsit semnificativ mai mare OARSI scoruri pentru alcool hrănit șoareci (0.75±0.28) comparativ cu șoarecii de control (0.12±0.25; P < 0.05) (Figura 1B, panou inferior). Interesant este că discurile intervertebrale nu au prezentat modificări patologice la șoarecii hrăniți cu alcool în comparație cu șoarecii de control (figura 1C).,
articulațiilor Genunchiului și articulațiilor glenohumerală (n=10 per grup) au fost secționat în serie într-un plan sagital, și 3-4 reprezentant midsagittal de 7 µm-gros secțiuni au fost selectate și colorate cu Safranin-O pentru evaluarea histologică. A, șoarecii cu dietă de Control demonstrează arhitectura normală a cartilajului articular cu o colorare intensă a Safraninei O. Cu toate acestea, alcool hrănit șoareci arată OA-ca modificările cu reducere de Safranin O colorare indicând epuizarea PG și mai mare OARSI scor, comparativ cu grupul de control., Panoul din stânga este mărire mică (4X), panoul din dreapta mărire mare (20x). B, șoarecii alimentați cu alcool prezintă epuizarea PG și o suprafață neregulată a cartilajului (săgeți) în articulațiile umărului, cu un scor semnificativ crescut de severitate OA. Rezultatele sunt exprimate ca medie ± SD (n=10);*, p < 0,05 vs șoareci cu dietă de control. C, nu se observă nicio diferență în discurile coloanei vertebrale ale șoarecilor alimentați cu alcool în comparație cu grupul de control., Rezultatele noastre demonstrează un rol patologic al alcoolului asupra mediatorilor catabolici și anti-anabolici specifici din articulațiile genunchiului (Figura 1 suplimentară) care pot crește susceptibilitatea inducției OA. În studiul nostru, fosfo protein kinazei C δ (pPKCδ), pNF-kB, iar pERK1/2 au fost semnificativ crescute în genunchi articulațiilor de alcool-fed comparativ cu șoarecii de control (Suplimentar Figura 1A, P < 0.,05), sugerând că consumul cronic de alcool stimulează aceste căi de semnalizare catabolice, ceea ce poate duce la producerea ulterioară a enzimelor distructive ale cartilajului. Hipertrofică marker RUNX2, precum și o cheie de cartilaj enzime distructive matrice metalloprotease – 13 (MMP-13) și un disintegrin și metaloproteinaze cu trombospondina motive-5 (ADAMTS-5), au crescut în mod semnificativ în genunchi articulațiilor de alcool-fed soareci, comparativ cu șoarecii de control (Suplimentar Figura 1B; P < 0.05).,
În plus față de inducerea de efecte catabolice, am observat că consumul cronic de alcool a dus la o izbitoare reducere de anabolic si anti-inflamatorii mediatori în articular condrocite evaluată prin imunohistochimie (Suplimentar Figura 1C, P < 0.05). Aceste molecule includ țesut inhibitor al metaloproteinazei-3 (TIMP-3), SOX-9, de mare mobilitate grup de proteine-2 (HMGB2) și supresoare de citokine de semnalizare-2 (SOC-2), molecule care au scăzut semnificativ în OA cartilaj și asociate atât cu cartilaj de protecție și de reparare., Aceste constatări demonstrează în mod clar că consumul cronic de alcool mareste catabolice căi de semnalizare și suprimă anabolic, reparatorie și anti-inflamator activitate în mouse-ul de genunchi articular condrocite. De asemenea, am efectuat tomografie micro-computerizată (uCT) pentru a determina dacă au fost evidente modificări patologice ale patologiei osoase după tratamentul cronic cu alcool. Cu toate acestea, nu am găsit patologie osoasă semnificativă în articulațiile genunchiului șoarecilor alimentați cu alcool din protocolul nostru experimental (datele nu sunt prezentate).,din cunoștințele noastre ,aceste constatări oferă primele dovezi că consumul cronic de alcool poate fi un nou factor de risc pentru dezvoltarea OA. Patologia asociată consumului cronic de alcool este multi-factorială, cu consecințe diverse în diferite tipuri de celule prin efecte toxice directe, precum și efecte indirecte ale metaboliților specifici, stresului oxidativ, proceselor imunologice/inflamatorii. Este bine stabilit că consumul de alcool provoacă endotoxemie despre care se crede că contribuie la afectarea hepatică a alcoolului (11)., Într-adevăr, am arătat că consumul de alcool promovează hiperpermeabilitatea intestinală și endotoxemia la rozătoare, inclusiv șoarecii BL6 (8) fenomen observat și la alcoolicii umani (12). Studiile viitoare sunt necesare pentru a evalua contribuția disfuncției barierei intestinale și a endotoxemiei în studiile noastre.cu toate acestea, există mai multe limitări ale acestui studiu care trebuie menționate., În primul rând, am abordat efectele consumului cronic de alcool într-un model de șoarece in vivo al articulației genunchiului, ceea ce face dificilă generalizarea rezultatelor pe specii la țesutul articular uman. Studiile clinice sunt necesare pentru a confirma datele noastre pentru a asocia alcoolismul cronic și patologia articulară. În al doilea rând, studiul rapoartelor puternic catabolice activitatea cronic de alcool în cartilaj homeostaziei prin PKCδ, și de semnalizare MAPK, dar o înțelegere detaliată specifice celulă de semnalizare a căilor și a mecanismelor moleculare care stau la baza acestor constatări rămâne a fi elucidat., În cele din urmă, deși aceste rezultate au o relevanță clinică potențială semnificativă, mai multe aspecte ale mecanismelor de bază rămân necunoscute. Studiile ulterioare vor facilita o mai bună înțelegere a efectelor multiple, complexe stimulate de alcool în țesutul articular.