Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Ức Chế Cyclooxygenase-2 Làm Chậm Quá Trình Hình Thành Đỉnh Điểm Xương Dệt Sau Khi Uốn Bốn Điểm Ở Chuột
Tóm tắt
Quá trình lành xương bị chậm lại trong sự hiện diện của các chất ức chế cyclooxygenase-2 (COX-2), cho thấy vai trò quan trọng của COX-2 trong việc thích ứng của xương dệt do chấn thương. Mục tiêu của thí nghiệm này là xác định ảnh hưởng của việc ức chế COX-2 đối với sự tái cấu trúc và hợp nhất của xương dệt không chấn thương được tạo ra do tải cơ học. Một khối xương dệt ở màng ngoài xương đã được khởi tạo ở xương chày bên phải của chuột cái Wistar sau khi thực hiện một lần uốn bốn điểm, được áp dụng dưới dạng sóng haversine trong 300 chu kỳ với tần suất 2 Hz và độ lớn 65 N. Các mũi tiêm hàng ngày của chất vận chuyển (VEH, polyethylene glycol) hoặc chất ức chế COX-2 5,5-dimethyl-3-3(3-fluorophenyl)-4-(4-methylsulfonal)phenyl-2(5H)-furanone (DFU, 2,0 mg · kg−1 và 0,02 mg · kg−1 i.p.) bắt đầu 7 ngày sau khi tải, và xương chày được kiểm tra 2, 3, 4 và 5 tuần sau khi tải. Các xương chày đã được giải phẫu, nhúng trong polymethylmethacrylate và cắt lát để phân tích histomorphometric của xương dệt ở màng ngoài xương. Không có sự khác biệt đáng kể về diện tích xương dệt tối đa giữa các chuột được điều trị bằng DFU và VEH. Tuy nhiên, việc điều trị bằng DFU đã dẫn đến một khiếm khuyết tạm thời trong việc hình thành xương dệt, khi sự đạt được diện tích xương dệt tối đa bị trì hoãn 1 tuần. Quá trình tái cấu trúc xương dệt đã được quan sát ở các chuột được điều trị bằng DFU vào ngày thứ 21 sau khi tải, thể hiện rằng việc tái cấu trúc của khối xương ở màng ngoài xương không bị ngăn cản trong sự hiện diện của một chất ức chế COX-2 ở chuột. Chúng tôi kết luận rằng việc ức chế COX-2 không làm phá vỡ đáng kể cơ chế tái cấu trúc xương dệt nhưng làm thay đổi thời gian của nó.
Từ khóa
#Cyclooxygenase-2 #ức chế #hình thành xương dệt #tái cấu trúc xương #tải cơ họcTài liệu tham khảo
Joldersma M, Burger EH, Semeins CM, Klein-Nulend J (2000) Mechanical stress induces COX-2 mRNA expression in bone cells from elderly women. J Biomech 33:53–61
Pavalko FM, Chen NX, Turner CH, Burr DB, Atkinson S, Hsieh YF, Qiu J, Duncan RL (1998) Fluid shear-induced mechanical signaling in MC3T3-E1 osteoblasts requires cytoskeleton-integrin interactions. Am J Physiol Cell Physiol 275:C1591–1601
Reich KM, Frangos JA (1991) Effect of flow on prostaglandin E2 and inositol trisphosphate levels in osteoblasts. Am J Physiol Cell Physiol 261:C428–C432
Okada Y, Lorenzo JA, Freeman AM, Tomita M, Morham SG, Raisz LG, Pilbeam CC (2000) Prostaglandin G/H synthase-2 is required for maximal formation of osteoclast-like cells in culture. J Clin Invest 105:823–832
Simon A, Manigrasso M, O’Connor J (2002) Cyclo-oxygenase 2 function is essential for bone fracture healing. J Bone Miner Res 17:963–976
Zhang X, Schwarz EM, Young DA, Puzas JE, Rosier RN, O’Keefe RJ (2002) Cyclooxygenase-2 regulates mesenchymal cell differentiation into the osteoblast lineage and is critically involved in bone repair. J Clin Invest 109:1405–1415
Forwood MR, Owan I, Takano Y, Turner CH (1996) Increased bone formation in rat tibiae after a single short period of dynamic loading in vivo. Am J Physiol Endocrinol Metab 270:E419–E423
Li J, Burr DB, Turner CH (2002) Suppression of prostaglandin synthesis with NS-398 has different effects on endocortical and periosteal bone formation induced by mechanical loading. Calcif Tissue Int 70:320–329
Allen HL, Wase A, Bear WT (1980) Indomethacin and aspirin: effect of nonsteroidal anti-inflammatory agents on the rate of fracture repair in the rat. Acta Orthop Scand 51:595–600
Bo J, Sudmann E, Marton PF (1976) Effect of indomethacin on fracture healing in rats. Acta Orthop Scand 47:588–599
Dimar JR 2nd, Ante WA, Zhang YP, Glassman SD (1996) The effects of nonsteroidal anti-inflammatory drugs on posterior spinal fusions in the rat. Spine 21:1870–1876
Gerstenfeld LC, Thiede M, Seibert K, Mielke C, Phippard D, Svagr B, Cullinane D, Einhorn TA (2003) Differential inhibition of fracture healing by non-selective and cyclooxygenase-2 selective non-steroidal anti-inflammatory drugs. J Orthop Res 21:670–675
Long J, Lewis S, Kuklo T, Zhu Y, Riew KD (2002) The effect of cyclooxygenase-2 inhibitors on spinal fusion. J Bone Joint Surg Am 84:1763–1768
Sudmann E, Dregelid E, Bessesen A, Morland J (1979) Inhibition of fracture healing by indomethacin in rats. Eur J Clin Invest 9:333–339
Sudmann E, Hagen T (1976) Indomethacin-induced delayed fracture healing. Arch Orthop Unfallchir 85:151–154
Reuben SS, Ekman EF (2005) The effect of cyclooxygenase-2 inhibition on analgesia and spinal fusion. J Bone Joint Surg Am 87:536–542
Dahners LE, Mullis BH (2004) Effects of nonsteroidal anti-inflammatory drugs on bone formation and soft-tissue healing. J Am Acad Orthop Surg 12:139–143
Einhorn TA (2002) Do inhibitors of cyclooxygenase-2 impair bone healing? J Bone Miner Res 17:977–978
Gajraj NM (2003) The effect of cyclooxygenase-2 inhibitors on bone healing. Reg Anesth Pain Med 28:456–465
Goodman SB, Ma T, Genovese M, Lane Smith R (2003) COX-2 selective inhibitors and bone. Int J Immunopathol Pharmacol 16:201–205
Sudmann E, Bang G (1979) Indomethacin-induced inhibition of haversian remodelling in rabbits. Acta Orthop Scand 50:621–627
Altman RD, Latta LL, Keer R, Renfree K, Hornicek FJ, Banovac K (1995) Effect of nonsteroidal antiinflammatory drugs on fracture healing: a laboratory study in rats. J Orthop Trauma 9:392–400
Goodman S, Ma T, Trindade M, Ikenoue T, Matsuura I, Wong N, Fox N, Genovese M, Regula D, Smith RL (2002) COX-2 selective NSAID decreases bone ingrowth in vivo. J Orthop Res 20:1164–1169
Turner CH, Forwood M, Rho J, Yoshikawa T (1994) Mechanical loading thresholds for lamellar and woven bone formation. J Bone Miner Res 9:87–97
Forwood MR, Bennett MB, Blowers AR, Nadorfi RL (1998) Modification of the in vivo four-point loading model for studying mechanically induced bone adaptation. Bone 23:307–310
Turner CH, Akhter MP, Raab DM, Kimmel DB, Recker RR (1991) A noninvasive, in vivo model for studying strain adaptive bone modeling. Bone 12:73–79
Parfitt AM, Drezner MK, Glorieux FH, Kanis JA, Malluche H, Meunier PJ, Ott SM, Recker RR (1987) Bone histomorphometry: standardization of nomenclature, symbols, and units. Report of the ASBMR Histomorphometry Nomenclature Committee. J Bone Miner Res 2:595–610
Li XJ, Jee WS, Chow SY, Woodbury DM (1990) Adaptation of cancellous bone to aging and immobilization in the rat: a single photon absorptiometry and histomorphometry study. Anat Rec 227:12–24
Currey JD (1984) The Mechanical Adaptations of Bone. Princeton University Press, Princeton, NJ
Su X, Sun K, Cui FZ, Landis WJ (2003) Organization of apatite crystals in human woven bone. Bone 32:150–162
Kusuzaki K, Kageyama N, Shinjo H, Takeshita H, Murata H, Hashiguchi S, Ashihara T, Hirasawa Y (2000) Development of bone canaliculi during bone repair. Bone 27:655–659
Boppart MD, Kimmel DB, Yee JA, Cullen DM (1998) Time course of osteoblast appearance after in vivo mechanical loading. Bone 23:409–415
Goodship AE, Lanyon LE, McFie H (1979) Functional adaptation of bone to increased stress. An experimental study. J Bone Joint Surg Am 61:539–546
Turner CH, Woltman TA, Belongia DA (1992) Structural changes in rat bone subjected to long-term, in vivo mechanical loading. Bone 13:417–422
Sudmann E (1975) Effect of indomethacin on bone remodelling in rabbit ear chambers. Acta Orthop Scand Suppl 160:91–115
Forwood MR (1996) Inducible cyclo-oxygenase (COX-2) mediates the induction of bone formation by mechanical loading in vivo. J Bone Miner Res 11:1688–1693
Mackie EJ, Trechsel U (1990) Stimulation of bone formation in vivo by transforming growth factor-beta: remodeling of woven bone and lack of inhibition by indomethacin. Bone 11:295–300
Evans CB (2004) The influence on human osteoblasts in vitro of non-steroidal anti-inflammatory drugs which act on different cyclooxygenase enzymes. J Bone Joint Surg Am 86:444–449
Bakker AD, Klein-Nulend J, Burger EH (2003) Mechanotransduction in bone cells proceeds via activation of COX-2, but not COX-1. Biochem Biophys Res Commun 305:677–683
Keller J, Klamer A, Bak B, Suder P (1993) Effect of local prostaglandin E2 on fracture callus in rabbits. Acta Orthop Scand 64:59–63
Dekel S, Lenthall G, Francis MJ (1981) Release of prostaglandins from bone and muscle after tibial fracture. An experimental study in rabbits. J Bone Joint Surg Br 63:185–189
Iqbal J, Zaidi M (2005) Molecular regulation of mechanotransduction. Biochem Biophys Res Commun 328:751–755
Rubin CT, Gross TS, McLeod KJ, Bain SD (1995) Morphologic stages in lamellar bone formation stimulated by a potent mechanical stimulus. J Bone Miner Res 10:488–495
Enlow D (1963) Principles of Bone Remodelling. Charles C. Thomas, Springfield, IL