Capitolul VII Cartilaj patologic și degradarea cartilajului - PDF Descărcare gratuită
Capitolul VII: Cartilajul patologic și degradarea cartilajului - Ce aparține „reumatismului” - Cum diagnosticați reumatismul? - Cum vă imaginați mecanismul? - Ce celule sunt implicate? Chimia biofizică a cartilajului 197
Ce legătură are „artrita”? "Artrita": "Arth" = articulație + "itis" = inflamație Artrita = inflamația articulațiilor Lupus eritematos sistemic spondiloartroze (boli ale vertebrelor/coloanei vertebrale) Psoriazis spondilita (spondilita anchilozantă) Sindromul Reiter Artrită Guta Reumatoidă (e) Artrită Artrită toate celelalte boli împreună! Chimia biofizică a cartilajului 198
Afecțiuni inflamatorii articulare - artrită - cartilaj articular (fără vascular) Curs prin tunica synovialis (piele cartilajului) Artrită = sinoviatită Disruptia secreției și compoziția sinoviei Consecințe/caracteristici: Revărsături articulare Formarea purului Distrugerea/restricționarea funcțională a cartilajului Artrita reumatoidă acută trei săptămâni ale granulomului Aschoff în genov Durata bolii) Granulomul lui Aschoff: amestec de celule de țesut conjunctiv de dimensiuni mari, leucocite și celule plasmatice Chimia biofizică a cartilajului 199
Poliartrita reumatoidă (poliartrită cronică) Boală cronică cu insidiositate necunoscută cu recidive acute Aproximativ 70% dintre pacienți sunt femei,
6% copii Etiologie Prima apariție a bolii între 40 și 60 de ani Boală autoimună (foarte probabil!) A) Schema de distrugere a cartilajului articular în artrita reumatoidă prin atacarea inflamației oaselor și a spațiului articular. b) Anchiloză osoasă a articulației cotului Imigrarea granulocitelor în spațiul articular Foarte des apare și împreună cu reumatismul țesuturilor moi Chimia biofizică a cartilajului 200
Artrita reumatoidă (ri) Cine o are? Aproximativ 40 de milioane de americani au primele semne de RA; aceasta corespunde cu aproximativ 15% din totalul populației și în creștere! 2,6 milioane sunt afectați acut Aproximativ 75% dintre cei afectați sunt femei Costuri extrem de mari de tratament Ce cauzează RA? Cauza exactă încă neclară! Probabil: boala autoimună! În principal articulațiile afectate (de exemplu, coatele, genunchii, umerii) Boala poate afecta și țesuturile moi și organele (în special inima și plămânii) Simptome ale RA și diagnostic? Simptomele variază de la pacient la pacient! Apariția „simetrică” a durerii la ambele mâini sau genunchi; articulațiile afectate se simt fierbinți! „Rigiditate” la nivelul articulațiilor afectate (în special după ridicare) Generalități: slăbiciune, oboseală, febră și scădere în greutate Boala poate dispărea rapid (chiar și fără tratament) și reveni doar după ani Criterii de diagnostic: sânge (factori reumatoizi, proteine C-reactive), Puncție (număr de leucocite); Chimie biofizică cu raze X sau RMN a cartilajului 203
Criteriile „ARA” ARA = Asocierea reumatismului american Următoarele criterii sunt utilizate pentru diagnostic. "Reumatismul" este diagnosticat dacă sunt date cel puțin 7 dintre următoarele criterii (simptome după cel puțin 6 săptămâni): rigiditate matinală timp de cel puțin 1 oră Sunt afectate trei sau mai multe articulații. Simptome în cel puțin una dintre articulațiile mari (genunchi, cot). Artrita "simetrică", adică Disconfort în aceleași zone ale articulațiilor diferite „nodulii reumatoizi” sunt recunoscători Detectarea factorilor reumatoizi din ser Modificări recunoscute radiologic într-o articulație mare Și în Germania există acum centre reumatoide mari pentru cercetare și în special pentru înregistrarea statistică a bolii Chimia biofizică a cartilajului 204
Acestea sunt criteriile radiologice. Stadiul I (conform lui Steinbrocker): radiologie în stadiul incipient: lipsa modificărilor distructive ale articulațiilor în raze X, dar semne de ușoară osteoporoză Clinică: umflarea articulației și îngroșarea capsulei articulare, dar fără deformare articulară Funcție: complet funcțional Stadiul radiologic II: stadiul moderat avansat Obligatoriu: osteoporoza detectabilă radiologic cu sau fără o ușoară distrugere a cartilajului și articulațiilor. Clinic: Nu există deformări articulare, ci limitarea incipientă a mobilității articulațiilor. Modificări ale țesuturilor moi, cum ar fi Noduli reumatoizi Funcție: Cu excepția unui ușor handicap al uneia sau mai multor articulații, mobilitate încă bună. Stadiul radiologic III: Stadiul avansat. Cartilajul pronunțat și distrugerea oaselor. Clinic: deformări articulare, atrofie musculară pronunțată. Leziunile extraarticulare ale țesuturilor moi și nodulii reumatoizi sunt de obicei prezenți. Auto-ajutor adesea insuficient Stadiul radiologic IV: stadiul final anchiloză fibroasă sau osoasă a articulațiilor. Funcție: În cea mai mare parte complet dezactivat, pat sau lift dezactivat. Auto-ajutorarea fără formare practic exclusă Chimia biofizică a cartilajului 205
RA și OA sunt în mod clar boli diferite Mușchiul „Abraziunea cartilajului” Osul Bursa Membrana sinovială Lichidul sinovial Tendonul Cartilajul Capsula articulară Distanța oaselor Reducerea Membranei sinoviale umflate, inflamate Articularea normală Osteoartrita Artrita reumatoidă (poliartrită)
În bolile reumatice, relațiile dintre căile metabolice care se acumulează și se descompun sunt perturbate Anabol: Structură; Catabolice: Degradare Abrevieri: IGF, factor de creștere asemănător insulinei TGF, factor de creștere transformant BMP, proteină morfogenetică osoasă CDMP, proteină morfogenetică derivată din cartilaj IL, interleukină TNF, factor de necroză tumorală LIF, factor inhibitor de leucemie Chimie biofizică a cartilajului 207
Reumatismul este cu siguranță o „boală autoimună” Abrevieri: AG, antigen AK, anticorp IG, imunoglobulină PG, prostaglandină Articulare normală Sinovită Articulație distrusă Chimie biofizică a cartilajului 208
Ce celule se găsesc în sângele oamenilor (sănătoși)? Țesut și lichid 92% sânge 8% sânge total (volum) celule sanguine 46% plasmă sanguină 54% componente celulare (număr/ml) greutate plasmatică eritrocite
500 10 7 trombocite 25 la 30 10 7 leucocite 0,5 la 1 10 7 leucocite apă 92% enzime, lipide, anorg. Săruri, vitamine, hormoni etc. Proteine 7% Proteine Monocite 2 până la 8% Limfocite 20 până la 40% Bazofile G2, G4 IgG1, G3> G2, G4 IgA IgG-Opsonine LTB 4 C5a PAF Histamină fmlp Ox. Activitate fagocitoză ADCC activarea receptorilor speciali Chimie biofizică a cartilajului 211
Constituenți importanți ai granulelor granulelor neutrofile: „granule” detectabile microscopic în celule de ex. în „granulocite”. Locații de depozitare a diferitelor proteine! Granule primare (granule azofile, peroxidază pozitivă) acid hidrolaze lizozimă catepsină B, proteine neutre D cloroacetat esterază catepsină G β-glucozaminidază elastază β-galactozidază proteinază 3 β-glucoronidază permeabilitate bacteriană-α-mannosidază !) Granule specifice (granule secundare) colagenază (MMP-8) apolactoferrină lizozimă proteină de legare cobalamină C5a proteină clivantă activator plasminogen receptorii citocromului b pentru fmlp CR3 laminină granule terțiare (granule gelatinază pozitive) receptori gelatinază (MMP-9) pentru fmlp CR 1 CR 3 CR 45 Vezicule secretoare Albumină Citocrom b Receptori de fosfatază alcalină pentru fmlp CR 1 CR 2 Chimie biofizică a cartilajului 212
Izolarea granulocitelor neutrofile din sângele uman al donatorilor sănătoși 2 ml heparină (100 UI/ml) pe 20 ml sânge donator 2 ml dextran pe 22 ml sânge heparină Sedimentarea eritrocitelor 30-60 minute dextran care se leagă de glicocalixul eritrocitelor Supernatant luminos (
2 ml) pipetați cu soluție Ficoll (
2 ml) substrat soluție Ficoll-Hypaque. 3 Densitate = 1,078 g/cm centrifugare în gradient de densitate la 15 ° C, 1000 rpm, 25 min. Aruncați supernatantul până când plăcile sunt plăci „albe” (2 până la 4 ×) cu 1 ml de H 2 O. Clătiți și incubați timp de 1 minut. Umpleți tuburile cu HBSS-1. Centrifugați. Liza celulară a eritrocitelor. Liza se oprește la 15 C, 1000 rpm, 10 min. Clătiți plăcile albe cu 1 ml de HBSS-1. Determinarea numărului de celule al neutrofilelor. Depozitați la 4 C
Posibile noxe în izolarea granulocitelor neutrofile Dextran (polizaharidă) seamănă cu lipopolizaharidele Bacterii gram-negative Contact celulă-celulă ++ Aderare la suprafețe +++. Heparina ca anticoagulant. Stres de forfecare în timpul pipetării + stres osmotic în timpul lizei eritrocitelor ++ Contactul neutrofilelor cu resturi celulare, membrane, proteine, lipide Stres mecanic în timpul centrifugării cu gradient de densitate Influența temperaturii +++ ++ +++ Creșterea receptorilor integrin și FcIII Creșterea receptorilor CR1 Neutrofilele sunt celule foarte sensibile! Nu pot fi cultivate în cultură ca multe alte celule! Deoarece trebuie să fie izolate în mod constant de sângele de la donatori, fluctuațiile sunt foarte mari! Chimia biofizică a cartilajului 214
Două imagini frumoase despre neutrofile: suprafața neutrofilelor mișcarea amoeboidelor unui neutrofil (în fundal un eritrocit) chimie biofizică a cartilajului 215
Recunoașterea și degradarea microorganismelor de către PMN-uri in vivo PMN-uri inactive care rulează PMN-uri aderență PMN-uri adiacente venele postcapilare diapedeză endoteliu inactiv ACTIVARE PMN-urile completează sisteme de apărare imunitară permeabilitate endotelială opsonizare activă CHEMOTAXIS PRIMING feedback pozitiv mediatori citokine inflamație țesuturi degradare fagocitază
Neutrofile Granuloyzten și alte celule Celule stem pluripotente celule stem mieloide Celule stem limfoide megacariocite progenitori eritroizi precursori mieloblast Mono Blast megacariocite eritroblaste promiocitice promonocite precursor celule T precursor celule B monoclofocite limfocite limfocitele de cartilaj 217
Procese de deteriorare a cartilajului în bolile reumatice Deși un număr mare de celule diferite (de exemplu, condrocite, celule T, fibroblaste) pot fi considerate responsabile pentru deteriorarea cartilajului, suntem de părere că neutrofilele joacă un rol imens! Celulă inactivă Degranulare neutrofilă stimulată Ca 2+ Ca 2+ nucleu NADPH oxidază ROS NADPH oxidază ROS ROS granule NADPH oxidază O 2 _ MPO OH ENZIME MPO H 2 O 2 1 O 2 HOCl Mieloperoxidază Matrice Metaloproteinaze Elastază Lisozimă Alte enzime Interacțiune ROS Inflamat articulație Synov. Activarea cartilajului O 2 prin intermediul receptorilor legați de membrană Fagolizozom Activitate oxidativă Radicali superioși anionici Peroxid de hidrogen Radicali hidroxilici Peroxinitrit Singlet oxigen Acid hipocloros Chimie biofizică a cartilajului
Proprietăți importante ale metaloproteinazelor matrice (de exemplu, colagenază, gelatinază) Metaloproteinazele matricei MMP (similarități) aceeași familie de gene (12 reprezentanți, 4 clase) mare asemănare în secvența de aminoacizi Zn 2+ (conținând), Ca 2+ (dependent) endopeptidaze cel puțin construiesc o componentă a ECM (matricea extracelulară) este secretată sub formă latentă (zimogen, proenzimă) Activare pentru activitate proteolitică: HOCl, ATG, APMA, serin proteaze Mecanismul de activare este numit „comutator cisteină” discutat Sarcini: migrarea celulelor, dezvoltarea, remodelarea oaselor, Reglarea proteinelor patologice: afectarea țesuturilor, creșterea tumorii, metastaze Chimia biofizică a cartilajului 219
SDS-PAGE și zimografie pentru determinarea activităților MMP Chimie biofizică a cartilajului 220
Formarea speciilor reactive de oxigen (ROS) și a acidului hipocloros (HOCl) O 2 NADPH oxidază O 2 _ SOD Fe/Cu H 2 O 2 MPO HOCl NADPH NADP 1 OH O 2 reacții mieloperoxidază (MPO) MPO nativ (Fe 3+) HOCl _ HO O 2 _ "Catalază" Cl _ Complex _ III (Fe 3+ O 2) "Oxiperoxidază" (instabilă) Reducere cu O 2 _, acid ascorbic, uree puțin H 2 O 2 mult complex I (Fe 3+ H 2 O 2) " peroxidul de clorurare "(foarte instabil) oxidarea aerobă a complexului NADH II (Fe 2+ H 2 O 2)" formă inactivă _ (fără oxidare de Cl) MPO este o „enzimă” relativ dificilă! Chimia biofizică a cartilajului 221
O posibilă abordare în terapia reumatismului: Inhibarea TNF-α: TNF-α TNF-α TNF-α Activarea neutrofilelor în lichidul sinovial Enzimele acidului hipocloros Defalcarea lichidului sinovial Migrația granulocitelor de neutrofile din fluxul sanguin în spațiul comun „Mediat de neutrofile” Defalcarea cartilajului TNF-α TNF-α „Aderența” celulelor la suprafața cartilajului Enzimele acidului hipocloros Distrugerea cartilajului articular TNF-α Blocarea TNF-α amortizează semnificativ inflamația Primele medicamente sunt în testare clinică (de exemplu, Enbrel) Dar: Acest tratament este extrem de scump (
20.000 DM per pacient!) Chimie biofizică a cartilajului 222