دور ترسب الكريستال في التسبب في هشاشة العظام

في 30-60٪ من المرضى الذين يعانون من هشاشة العظام تظهر الأساسية بلورات فوسفات الكالسيوم (CPCH) في السائل المشترك. ووفقا لA. سوان وآخرون (1994)، بلورات التي تحتوي على الكالسيوم في السائل الزليلي من وجود عدد أكبر من المرضى الذين يعانون من هشاشة العظام، ولكن نظرا لصغر حجم مفرط من بلورات أو كمية صغيرة، فإنها لا يمكن تحديدها بواسطة الأساليب التقليدية. وجود بلورات فوسفات الكالسيوم الأساسية في السائل الزليلي ترتبط مع وجود علامات الإشعاعية انحطاط الغضروف المفصلي، ويرتبط مع كمية كبيرة من الافرازات بالمقارنة مع انصباب في مفصل الركبة دون البلورات. وأظهرت دراسة العوامل التي تؤثر على داء مفصل الركبة تقدم الشعاعي أن ترسب بلورات ثنائي الهيدرات بيروفوسفات الكالسيوم (PFKD) يشكل مؤشرا لنتائج السريرية والإشعاعية الضارة. في دراسة أجريت على مرضى من كبار السن وجد أن يرتبط التهاب المفاصل مع كلاس الغضاريف، وخاصة في قسم tibiofemoralnom الجانبية لمفصل الركبة، وأول ثلاثة المفاصل السلامية. في كثير من الأحيان ، في المرضى الذين يعانون من هشاشة العظام ، يتم الكشف عن كلا النوعين من البلورات - OFC و PFCD.

سريرياً ، يختلف انحطاط الغضروف المفصلي الناجم عن ترسب البلورات المحتوية على الكالسيوم عن ذلك في التهاب المفاصل الأولي. إذا كانت البلورات عبارة عن ظاهرة متقاربة بسيطة لانحلال الغضروف ، فستجد في المفاصل التي غالباً ما تتأثر بالتهاب المفاصل الأولي ، أي في الركبة والورك والمفاصل الصغيرة من اليدين. على العكس من ذلك ، فإن مرض ترسب البلورات يؤثر في كثير من الأحيان على النمطية لمفاصل مفصل العظام الأساسي - الكتف ، الرسغ ، الزندي. ويرتبط وجود بلورات في السائل (الافرازات) المفاصل مع تنكس أكثر شدة من الغضروف المفصلي. مسألة ما هو السبب وما هي النتيجة هو ترسب البلورات أو تنكس الغضاريف. يفترض الوضع الوسيطة من خلال الافتراض التالي: الشذوذ الأساسي في عملية التمثيل الغذائي للغضروف يؤدي إلى انحطاطها ، ويسرع الترسب الثانوي للبلورات من تدهورها (ما يسمى نظرية حلقة التضخيم).

الآلية الدقيقة للضرر بالغضروف المفصلي مع البلورات المحتوية على الكالسيوم غير معروفة ، يتم إعطاء عناصرها الفردية أدناه. نظريا ، يمكن أن تحتوي البلورات المحتوية على الكالسيوم بشكل مباشر على الخلايا الغضروفية. ومع ذلك ، مع الفحص النسيجي ، نادرا ما يتم توطين البلورات بالقرب من chondrocytes ، حتى يتم امتصاصها في كثير من الأحيان أقل من قبلهم. الأكثر احتمالا هو بلورات البلعمة خلايا بطانة الزليلي مع العزلة اللاحقة من الإنزيمات المحللة للبروتين أو السيتوكينات إفراز، ويحفز إفراز الإنزيمات التي كتبها غضروفية. يتم تأكيد هذا المفهوم من خلال دراسة دور التهاب الزليل الناجم عن PFCD في تطور هشاشة العظام السريع التقدم في اعتلال المفاصل بيروفوسفاتي. في سياق هذه الدراسة في الأرانب مع التهاب المفاصل الناجم عن استئصال الهلالة الجانبي الجزئي في حق مفصل الركبة تم حقن الكالسيوم الكريستال بيروفوسفات ثنائي الهيدرات (1 أو 10 ملغ)، 1 مرة في الأسبوع. وتبين أنه بعد 8 حقن في مفصل الركبة الأيمن ، حدثت تغيرات أكثر خطورة مقارنة بالتيار الأيسر. وارتبطت شدة الالتهاب الزليلي مع الحقن داخل المفصل من بلورات بيروفوسفات الكالسيوم dihydrate وجرعتهم. وعلى الرغم من تلك المستخدمة في هذه الدراسة، جرعة من بلورات PFKD تفوق تلك في الجسم الحي، وتشير نتائج دور للالتهاب التي يسببها PFKD في تطور هشاشة العظام في المفاصل بيروفوسفات.

ترتبط الآليات المحتملة للبلورات المحتوية على الكالسيوم بتحريض الغضروف المفصلي بخصائصها المترددة ، والقدرة على إحداث MMP ، وتحفيز توليف البروستاجلاندين.

التأثير التجديدي للبلورات المحتوية على الكالسيوم. عندما غالبا ما تظهر اعتلالات المفاصل kristallas-sotsiirovannyh انتشار خلايا بطانة الزليلي، وبلورات أنفسهم فقط مسؤولة جزئيا عن هذه العملية. زيادة عدد الخلايا الزليلي يرافقه زيادة إفراز السيتوكينات التي تعزز تحلل الغضروف وتتسبب في إفراز الإنزيمات المحللة للبروتين. بلورات OFC في تركيزات الكشف في أمراض المفاصل في الثقافات mitogenesis حفز الجرعة بشكل تابع الإنسان يستريح الخلايا الليفية الجلد، والخلايا الليفية الزليلي الكلاب والفئران. بلورات الكالسيوم ثنائي الهيدرات بيروفوسفات، راتي، كبريتات، كربونات الكالسيوم والفوسفات سواء تحفز نمو الخلايا. بدء وتمكين الذروة ( ³ H) التأسيس -thymidine، الناجم عن هذه البلورات تقابلها 3 ساعات مقارنة لتحفيز الدم من خلايا الدم. ربما ، هذه الفترة الزمنية ضرورية للبلعمة وحل البلورات. إضافة بلورات تحكم من نفس الحجم (على سبيل المثال ، غبار الماس أو جزيئات اللاتكس) لم تحفز توليد. بلورات من الهيدرات راتي الصوديوم لديه ضعف خصائص مولد للتفتل وأدنى إلى حد كبير في تلك بولات الكالسيوم، مما يدل على أهمية mitogenesis في محتوى الكالسيوم في البلورات. بلورات الاصطناعية CPCH يمتلك نفس الخصائص مولد للتفتل مثل بلورات تم الحصول عليها من المريض مع كلاس الغضاريف. بلورات الكالسيوم كان تأثير مولد للتفتل ليس نتيجة لزيادة محتوى الكالسيوم في الوسط المحيط الخلية في المختبر، كما الرئيسي عن طريق إذابة بلورات فوسفات الكالسيوم في المتوسط لم تحفيز إدماج ( ³ H) الليفية -thymidine.

واحدة من الآليات المقترحة FCS الناجم عن ميتو نشأة هو ما يلي: انتشار غير طبيعي للخلايا الزليلي قد تترافق (على الأقل جزئيا) مع الإلتقام وبين الخلايا حل البلورات، الأمر الذي يؤدي إلى زيادة تركيز الكالسيوم ²⁺ في السيتوبلازم الخلية وتفعيل الكالسيوم الطريق مما يؤدي إلى mitogenesis. ودعما لهذا المفهوم يخدم الحاجة للاتصال المباشر للخلية - وضوح الشمس لتحفيز mitogenesis كما معرض زراعة الخلايا من بلورات تسبب نمو الخلايا والتعرض الخلية، والمحرومين من إمكانية مثل هذا الاتصال، لم يسبب نموها. من أجل دراسة البلعمة تحتاج بلورات التالية تفاعل خلية - خلايا الكريستال مثقف مع ⁴⁵ كا-FCS و( ³ H) -thymidine. واتضح أن يحتوي على ⁴⁵ خلايا CPCH الكالسيوم تشمل عددا أكبر من ذلك بكثير ( ³ H) الثيميدين من الخلايا المسمى دون فوسفات الكالسيوم الأساسي. تسبب قمع بلورات الإلتقام ثقافة مثبط حركة الخلايا بلعم تثبيط حل البلورات، والتي تؤكد أيضا على ضرورة البلعمة.

البلورات المحتوية على الكالسيوم قابلة للذوبان في الحمض. بعد البلعمة ، تذوب البلورات في وسط حامض مع phagolysosomes من البلاعم. الكلوروكين، كلوريد الأمونيوم، bafilomitsin lizosomotrofnye A1 وجميع العوامل التي تزيد من درجة الحموضة الليزوزومية تمنع جرعة بشكل تابع امتصاص الخلايا وحل بلورات ( ³ H) -thymidine الليفي الانفجارات مثقف مع بلورات الرئيسية للفوسفات الكالسيوم.

أدت إضافة بلورات OFC إلى ثقافة ليفية أحادية الطبقة إلى زيادة سريعة لعشرة أضعاف في محتوى الكالسيوم داخل الخلايا ، والتي عادت إلى خط الأساس بعد 8 دقائق. كان مصدر الكالسيوم في الغالب عبارة عن أيون خارج الخلية ، حيث تم إضافة بلورات فوسفات الكالسيوم الأساسية إلى وسط المغذيات الخالية من الكالسيوم. تمت ملاحظة الزيادة التالية في تركيز الكالسيوم داخل الخلايا بعد 60 دقيقة واستغرقت 3 ساعات على الأقل ، حيث كان مصدر الكالسيوم هو البلورات المبتلة الذائبة في البلعم.

وقد ثبت أن التأثير التجميعي للبلورات RPC يشبه تأثير PDGF كعامل نمو ؛ مثل هذه الأخيرة ، تظهر بلورات OFC التآزر فيما يتعلق IGF-1 وبلازما الدم. إن الحصار المفروض على IGF-1 يقلل من تكاثر الخلايا استجابة للـ OF. أظهرت PG ميتشل وآخرون (1989) أن بلورات FCS-تحريض الخلايا الليفية mitogenesis BALB / ج ₃ T ₃ تتطلب سيرين / ثريونين البروتين كيناز C (PKC) - واحدة من وسطاء الرئيسية للإشارات ولدت في والخارجية خلايا تحفيز الهرمونات، العصبية والعوامل النمو. انخفاض النشاط PKC في خلايا BALB / ج ₃ T ₃ يحول دون تحريض بوساطة FCS من protooncogenes ج-FOS و ج-MYC، ولكن ليس له تأثير على تحفيز هذه الجينات المسرطنة بوساطة PDGF.

زيادة محتوى الكالسيوم داخل الخلايا بعد وضوح الشمس حل phagocytized - وليس الطريق الوحيد لmitogenesis إشارة. عندما عوامل النمو مثل PDGF تربط مع مستقبلات الغشاء يحفز فسفوليباز C (الفوسفات-diesteraza) التي gidroliziruetfosfatidilinozitol 4،5-bisphosphate لتشكيل رسل داخل الخلايا - إينوزيتول-3-فوسفات idiatsilglitserola. الكالسيوم الأولى الإطلاقات من الشبكة الإندوبلازمية عن طريق تحوير نشاط الأنزيمات التي تعتمد على الكالسيوم والكالسيوم / كالمودولين التي تعتمد على مثل تحركات البروتينات والإنزيمات البروتينية.

R. Rothenberg و N. Cheung (1988) أفادوا زيادة phospholipase C تدهور phosphatidylinositol 4،5-bisphosphate في الخلايا الزليليّة في الأرانب استجابة لتحفيز بلورات OFC. هذا الأخير زيادة كبيرة في محتوى inositol-1-phosphate في الخلايا مع المسمى ( ³ H) -noititol ؛ تم الوصول إلى الذروة في غضون دقيقة واحدة واستغرقت حوالي ساعة واحدة.

Diacyl-glycerol هو منشط محتمل لهيدروجين بيروفوسفات الكالسيوم. بما أن بلورات CRC تزيد من نشاط phospholipase C ، مما يؤدي إلى تراكم diacylglycerol ، يمكن للمرء أن يتوقع زيادة في تنشيط PKC. قارن PG Mitchell والمؤلفون المشاركون (1989) تأثير البلورات RPC و PDGF على تخليق DNA بواسطة Balb / c - ₃ T ₃ fibroblasts . في زراعة الخلايا ، تم تعطيل PKC عن طريق احتضان الخلايا مع ديبور phorbol diester (TFA) ، وهو التناظرية من diacylglycerol. التحفيز المطول مع جرعات منخفضة من TFA يقلل من نشاط PKC ، في حين ينشط تحفيز واحد مع جرعة عالية. تم تثبيط تحفيز تخليق الحمض النووي بواسطة بلورات RPC بعد تعطيل PKC ، مما يدل على أهمية هذا الإنزيم في التكوُّن المُخترق الذي يسببه OFC. في وقت سابق ، أثبتت GM McCarthy والمؤلفين المشاركين (1987) اتصال الاستجابة التجميعية للخلايا الليفية البشرية بلورات OFC مع تفعيل PKC. ومع ذلك ، فإن بلورات OFC لا تعمل على تنشيط الفوسفاتيدولينيتول 3-كيناز أو كينازات التيروزين ، مما يؤكد حقيقة أن آلية تنشيط الخلية بواسطة بلورات OPC انتقائية.

يتم التحكم في انتشار الخلايا من قبل مجموعة من الجينات تسمى الجينات الورمية. البروتينات وMYC عدو، منتجات بروتو الجينات المسرطنة ج-FOS و ج-SHUS المحلية في النواة وملزمة لتسلسل الحمض النووي محددة. يؤدي تحفيز الخلايا الليفية ZT3-FIB بواسطة خلايا OCP إلى التعبير عن c-fos لعدة دقائق ، والتي تصل إلى الحد الأقصى بعد 30 دقيقة بعد التحفيز. يحدث تحريض النسخ باستخدام بلورات OFC للعيان أو PDGF خلال ساعة واحدة ويصل إلى الحد الأقصى بعد 3 ساعات بعد التحفيز. تدعم الخلايا على الأقل 5 ساعات زيادة في مستوى نسخ c-fos و c-myc. في الخلايا مع PKC المعطل ، تحفز بشكل ملحوظ تحفيز بلورات c-fos و c-muss من RPA أو TPD ، في حين أن تحريض هذه الجينات PDGF لا يتغير.

ممثلو عائلة بروتين كيناز المنشط بالـ mitogen (MAP K) هم المنظمون الرئيسيون لشلالات مختلفة من الإشارات داخل الخلايا. وينظم أحد هذه الفئات الفرعية من هذه العائلة ، p42 / p44 ، تكاثر الخلايا بواسطة آلية تنطوي على تنشيط الجينوم الفيروسي c-fos و c-jun. تعمل بلورات OFC و PFCD على تنشيط مسار إشارات بروتين كيناز حيث يشارك كل من p42 و p44 ، مما يدل على دور هذا المسار في التوليد الذي يحدثه البلورات المحتوية على الكالسيوم.

وأخيرًا ، في عملية الاندماج الفيروسي المستحث بواسطة OFC ، فإن العامل النووي النسخ (KB-NB) ، الذي تم وصفه لأول مرة على أنه الجينولين المناعي لسلسلة الضوء لجين (IgK) ، متضمن. هذا هو عامل النسخ المستحث ، المهم لكثير من مسارات التأشير ، لأنه ينظم التعبير عن الجينات المختلفة. عادة ما يرتبط تحريض NF-kB بإطلاق بروتينات مثبطة من السيتوبلازم ، يدعى 1kB. بعد تحريض NF-kB ، يحدث نقل عامل النسخ النشط إلى النواة. بلورات OFC تحرض NF-kB في Balb / c- ₃ T ₃ fibroblasts والليفية الجلد البشري.

قد تكون هناك مسارات عديدة تشارك في إرسال الإشارات بعد تنشيط NF-κB ، ولكن جميعها تتضمن كينازات بروتينية فسفورية (وبالتالي تتحلل) 1 كيلوبايت. واستناداً إلى نتائج الدراسات المخبرية ، كان من المفترض في السابق أن 1 كيلوبايت يعمل كركيزة للكينازات (على سبيل المثال ، PKC وبروتين كيناز A). ومع ذلك ، تم مؤخرا تحديد مجمع 1 كيلو بايت كيناز مع وزن جزيئي كبير. هذه الكينازات على وجه التحديد بقايا فسفاتية سيرين من 1 كيلو بايت. يتطلب تفعيل NF-kV TNF-a و IL-1 العمل الفعال لـ Kinase الذي يحفز NF-KB (NIC) و kinase 1KB. الآلية الجزيئية للتفعيل NIC غير معروفة في الوقت الحالي. وعلى الرغم من حقيقة أن بلورات OFC تعمل على تنشيط كل من PKC و NF-kV ، فإنه لا يعرف إلى أي مدى يمكن توصيل هاتين العمليتين. بما أن تعديل GKB kinase يتم من خلال الفسفرة ، فإن دور PKC في التحريض بواسطة بلورات NFC-NFC بالفسفرة وتفعيل GKB kinase غير مستبعد. ودعماً لهذا المفهوم ، يمكن أن يكون تثبيط PKC بواسطة staurosporin OFC-crystalline -ducedduced mitogenesis و NF-KB بمثابة دعم لهذا المفهوم. وبالمثل ، يمكن أن تثبط staurosporin في كيناز GkV ، وبالتالي ، يثبط البروتين كيناز A وغيرها من كينازات البروتين.

وهكذا ، تتضمن آلية التكوُّن المُستحث للبلورات RPC-crystalline في الأرومات الليفية عمليتين مختلفتين على الأقل:

• حدث سريع الغشاء ، مما يؤدي إلى تفعيل PKC و MAP K ، تحريض NF-KB و proto-oncogenes ،
• انحلال الخلايا البطيئة داخل الخلايا ، مما يؤدي إلى زيادة في المحتوى داخل الخلايا لـ Ca2 ⁺ ، ثم إلى تنشيط عدد من العمليات التي تعتمد على الكالسيوم والتي تحفز عملية الإنبساط.

[1], [2], [3]

تحريض بلورات MMP التي تحتوي على الكالسيوم

الوسطاء من تلف الأنسجة مع بلورات تحتوي على الكالسيوم هي MMP-collagenase-1 ، stromelysin ، جيلاتيناز 92 كيلو دالتون و كولاجيناز -3.

اقترح نظرا لفرضية العلاقة بين البلورات المحتوى CPCH والدمار مشترك من الأنسجة، حيث بلورات CPCH وربما بعض الكولاجين المبتلعة من قبل خلايا المفاصل. تتكاثر الخلايا الشمسية المحفزة وتفرز البروتياز. تم اختبار هذه الفرضية في المختبر عن طريق إضافة بلورات طبيعية أو اصطناعية من RPA ، PFCD وغيرها إلى ثقافة الغدد الصليبية البشرية أو الكلب. زاد مستوى نشاط البروتيازيات المحايدة والكولاجينازات بالاعتماد على الجرعة ، وكان أعلى بحوالي 5-8 مرات من ثقافة التحكم في الخلايا التي تم استزراعها بدون بلورات.

في الخلايا التي تم استزراعها في وسط يحتوي على البلورات ، تم الكشف عن الحث المشترك لـ mRNA من كولاجيناز -1 ، و stromelysin و جيلاتيناز -92 kD مع إفراز الإنزيمات اللاحقة في الوسط.

تسببت البلورات OFC أيضا تراكم الكولاجين - 1 مرنا والكولاجيناز 2 في chondrocytes الخنازير الناضجة مع إفراز لاحقة من الانزيمات في الوسط.

GM مكارتي وآخرون (1998) درس دور بلورات داخل الخلايا تذوب في المنتج kristallindutsirovannoy MMP. زيادة درجة الحموضة الليزوزومية مع bafilomitsina A حل داخل الخلايا الاكتئاب من بلورات ويضعف استجابة التكاثري من الخلايا الليفية الإنسان CPCH البلورات، ولكن لا تمنع التوليف وإفراز تقوم ال MMPs.

لا بلورات من فوسفات الكالسيوم الأساسية ولا PFCD لم تحفز إنتاج IL-1 في المختبر ، على النقيض من بلورات صوديوم براز.

تشير البيانات الحالية بوضوح إلى التحفيز المباشر لإنتاج MMP بواسطة الخلايا الليفية والخلايا الغضروفية عند التلامس مع البلورات المحتوية على الكالسيوم.

أعراض هشاشة العظام تشهد على دور كبير من MMP في تطور المرض. وجود بلورات تحتوي على الكالسيوم يعزز تنكس في الأنسجة من المفاصل المصابة.

تحفيز تخليق البروستاجلاندين

بالإضافة إلى تحفيز نمو الخلايا، إفراز الأنزيمات التي تحتوي على الكالسيوم بلورات تسبب اطلاق سراح البروستاجلاندين من ثقافات خلايا الثدييات، وخاصة PGE ₂. يحدث إطلاق PGE- ₂ في جميع الحالات خلال الساعة الأولى بعد تعرض الخلايا للبلورات. R. روتنبرغ (ل 987) قد قرر أن المصدر الرئيسي للحمض الأراكيدونيك لتركيب PGE ₂ وفسفاتيديل وفسفاتيديل إيثانولامين، وأكد أيضا أن فسفوليباز A ₂ وFOOT - إنتاج مسار السائد من PGE ₂.

استجابة لتأثير بلورات CPC ، يمكن إطلاق PGE1 أيضًا. درس GM McCarty والمؤلفون المشاركون ( 1993 ، 1994 ) تأثير PGE ₂ ، PGE ، والميزوبروستول التناظرية على الاستجابة التجميعية للخلايا الليفية البشرية إلى بلورات OFC. جميع العوامل الثلاثة تثبط الاستجابة المتقطعة بطريقة تعتمد على الجرعة ، مع PGE وميزوبروستال تظهر نشاط مثبط أكثر وضوحا. PGE ، والميزوبروستول ، ولكن ليس PGE _{2 ،} يثبط تراكم كولاجيناز مرنا استجابة لتأثير بلورات OFC.

بحث MG McCarty و N. Cheung (1994) آلية تفعيل RPC بوساطة خلايا PGE. وقد أبدى المؤلفان أن PGE - محفز قوي للمخيم داخل الخلايا من PGE ₂ و PGE يمنع mitogenesis الناجم OFC وإنتاج MMP التي تعتمد على المخيم مما يشير الى المسار. من الممكن أن تؤدي زيادة إنتاج PGE الناجم عن بلورات OFK إلى إضعاف تأثيراتها البيولوجية الأخرى (mitogenesis وإنتاج MMP) من خلال آلية التغذية الراجعة.

الالتهاب الناجم عن البلورات

وغالبا ما توجد بلورات الكالسيوم في السائل الزليلي من المرضى الذين يعانون من هشاشة العظام، ولكن مع نوبات من التهاب حاد زيادة عدد الكريات البيضاء نادرة كما هو الحال في فصال عظمي واعتلالات المفاصل في kristallassotsiirovannyh (على سبيل المثال، متلازمة "الكتف ميلووكي المشترك"). يمكن تعديل الإمكانات الفلوجية للبلورات عن طريق عدد من العوامل المثبطة. R. Terkeltaub وآخرون (1988) أثبتت قدرة الدم وبلازما الدم وتمنع بشكل ملحوظ استجابة العدلات granulotsitovov تبلور فوسفات الكالسيوم الأساسي. العوامل التي تسبب هذا التثبيط هي بروتينات رابطة الكريستال. دراسة واحدة من هذه البروتينات - في ₂ -HS بروتين سكري (AHSr) - أظهر أن ANSG هو المانع أقوى ومحددة من المحببة العدلات في بلورات استجابة CPCH. AHSr - بروتين مصل اللبن من أصل الكبد ؛ ومن المعروف أنه بالمقارنة مع غيرها من البروتينات من مصل الدم فهي في تركيزات عالية نسبيا الواردة في الأنسجة العظام والمعدنية. وعلاوة على ذلك، AHSr موجودة في "noninflamed" السائل الزليلي، ويتم الكشف على بلورات فوسفات الكالسيوم الأساسية في السائل الزليلي الأصلي. وبالتالي ، لا يتم استبعاد احتمال تشكيل AHSr من إمكانات phlogogenic من بلورات فوسفات الكالسيوم الأساسية في ظل ظروف الجسم الحي.

وخلاصة القول، نقدم مخططين التسبب في هشاشة العظام اقترح البنك الدولي فان دن بيرغ وآخرون (1999) وM. Sarrabba وآخرون (1996)، التي تجمع بين العوامل الميكانيكية والجينية والبيوكيميائية.