Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Xem lại phân bố không gian và thành phần sinh hóa của các tinh thể chứa canxi trong sụn khớp thoái hóa ở người
Tóm tắt
Các tinh thể chứa canxi (CaC), bao gồm phốt phát canxi cơ bản (BCP) và diphotphat canxi ngậm nước (CPP), có liên quan đến các dạng thoái hóa khớp (OA) tàn phá. Chúng tôi đã đánh giá sự phân bố cũng như các đặc điểm sinh hóa và hình thái của chúng trong sụn khớp gối của người bị OA. Chúng tôi đã tiến hành bao gồm 20 bệnh nhân trải qua phẫu thuật thay khớp gối toàn bộ (TKR) do OA nguyên phát. Việc xác định và phân loại các tinh thể CaC bao gồm kỹ thuật quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier và kính hiển vi điện tử quét tại 8 đến 10 vùng sụn của mỗi khớp gối, bao gồm các lồi cầu đùi phía trong và ngoài, mặt tiếp khớp chày và vùng giữa các lồi cầu. Sự biểu hiện khác nhau của các gen liên quan đến quá trình khoáng hóa giữa các vùng sụn có và không có sự khoáng hóa đã được đánh giá từ mẫu của 8 bệnh nhân khác nhau bằng phương pháp RT-PCR. Các nghiên cứu hóa mô miễn dịch và mô học đã được thực hiện trên 6 bệnh nhân khác nhau. Tuổi trung bình (SEM) và chỉ số khối cơ thể của bệnh nhân tại thời điểm TKR là 74,6 (1,7) năm và 28,1 (1,6) kg/m², tương ứng. Hình ảnh X-quang trước phẫu thuật cho thấy có sự khoáng hóa ở khớp (chondrocalcinosis) chỉ trong 4 trường hợp. Phân khu đùi-chày trong khớp gối là khu vực bị ảnh hưởng nặng nề nhất trong tất cả các trường hợp, và điểm số Kellgren-Lawrence trung bình (SEM) là 3,8 (0,1). Tất cả 20 sụn OA đều có tinh thể CaC. Hàm lượng khoáng chất chiếm 7,7% (8,1%) trọng lượng của sụn. Tất cả bệnh nhân đều cho thấy sự hiện diện của tinh thể BCP, mà có liên quan đến tinh thể CPP ở 8 khớp. Tinh thể CaC có mặt trong tất cả các khoang khớp gối và trung bình ở 4,6 (1,7) trong số 8 khu vực được nghiên cứu. Hàm lượng tinh thể tương tự giữa các lớp nông và sâu, và giữa các khoang phía trong và phía đùi. Mẫu BCP cho thấy cấu trúc hình cầu, điển hình của apatit sinh học, và mẫu CPP cho thấy cấu trúc hình que hoặc hình khối. Sự biểu hiện của một số gen liên quan đến quá trình khoáng hóa, bao gồm đồng loại của con người của ankylosis tiến triển, glycoprotein màng tế bào huyết tương 1 và phosphatase kiềm không chuyên biệt của mô, tăng cường trong các tế bào sụn OA được tách ra từ các sụn chứa tinh thể CaC. Sự lắng đọng tinh thể CaC là một hiện tượng phổ biến trong sụn khớp OA ở người liên quan đến toàn bộ sụn gối bao gồm các vùng bình thường về mặt vĩ mô và các vùng chịu tải trọng ít hơn. Sự khoáng hóa của sụn có liên quan đến sự biểu hiện thay đổi của các gen liên quan đến quá trình khoáng hóa.
Từ khóa
#các tinh thể chứa canxi #sụn khớp #thoái hóa khớp #phẫu thuật thay khớp gối #sự khoáng hóaTài liệu tham khảo
Zhang W, Doherty M, Bardin T, Barskova V, Guerne PA, Jansen TL, Leeb BF, Perez-Ruiz F, Pimentao J, Punzi L, Richette P, Sivera F, Uhlig T, Watt I, Bardin T: European League Against Rheumatism recommendations for calcium pyrophosphate deposition. Part I: terminology and diagnosis. Ann Rheum Dis. 2011, 70: 563-570. 10.1136/ard.2010.139105.
Swan A, Heywood B, Chapman B, Seward H, Dieppe P: Evidence for a causal relationship between the structure, size, and load of calcium pyrophosphate dihydrate crystals, and attacks of pseudogout. Ann Rheum Dis. 1995, 54: 825-830. 10.1136/ard.54.10.825.
McCarthy GM, Cheung HS: Point: Hydroxyapatite crystal deposition is intimately involved in the pathogenesis and progression of human osteoarthritis. Curr Rheumatol Rep. 2009, 11: 141-147. 10.1007/s11926-009-0020-6.
Pritzker KP: Counterpoint: Hydroxyapatite crystal deposition is not intimately involved in the pathogenesis and progression of human osteoarthritis. Curr Rheumatol Rep. 2009, 11: 148-153. 10.1007/s11926-009-0021-5.
Ea HK, Nguyen C, Bazin D, Bianchi A, Guicheux J, Reboul P, Daudon M, Liote F: Articular cartilage calcification in osteoarthritis: insights into crystal-induced stress. Arthritis Rheum. 2011, 63: 10-18.
Fuerst M, Bertrand J, Lammers L, Dreier R, Echtermeyer F, Nitschke Y, Rutsch F, Schafer FK, Niggemeyer O, Steinhagen J, Lohmann CH, Pap T, Rüther W: Calcification of articular cartilage in human osteoarthritis. Arthritis Rheum. 2009, 60: 2694-2703. 10.1002/art.24774.
Gordon GV, Villanueva T, Schumacher HR, Gohel V: Autopsy study correlating degree of osteoarthritis, synovitis and evidence of articular calcification. J Rheumatol. 1984, 11: 681-686.
Bazin D, Daudon M, Combes C, Rey C: Characterization and some physicochemical aspects of pathological microcalcifications. Chem Rev. 2012, 112: 5092-5120. 10.1021/cr200068d.
Scotchford CA, Greenwald S, Ali SY: Calcium phosphate crystal distribution in the superficial zone of human femoral head articular cartilage. J Anat. 1992, 181: 293-300.
Mitsuyama H, Healey RM, Terkeltaub RA, Coutts RD, Amiel D: Calcification of human articular knee cartilage is primarily an effect of aging rather than osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage. 2007, 15: 559-565. 10.1016/j.joca.2006.10.017.
Sun Y, Mauerhan DR, Honeycutt PR, Kneisl JS, Norton HJ, Zinchenko N, Hanley EN, Gruber HE: Calcium deposition in osteoarthritic meniscus and meniscal cell culture. Arthritis Res Ther. 2010, 12: R56-10.1186/ar2968.
Terkeltaub RA: Inorganic pyrophosphate generation and disposition in pathophysiology. Am J Physiol Cell Physiol. 2001, 281: C1-C11.
Hirose J, Ryan LM, Masuda I: Up-regulated expression of cartilage intermediate-layer protein and ANK in articular hyaline cartilage from patients with calcium pyrophosphate dihydrate crystal deposition disease. Arthritis Rheum. 2002, 46: 3218-3229. 10.1002/art.10632.
Johnson K, Vaingankar S, Chen Y, Moffa A, Goldring MB, Sano K, Jin-Hua P, Sali A, Goding J, Terkeltaub R: Differential mechanisms of inorganic pyrophosphate production by plasma cell membrane glycoprotein-1 and B10 in chondrocytes. Arthritis Rheum. 1999, 42: 1986-1997. 10.1002/1529-0131(199909)42:9<1986::AID-ANR26>3.0.CO;2-O.
Kellgren JH, Lawrence JS: Radiological assessment of osteo-arthrosis. Ann Rheum Dis. 1957, 16: 494-502. 10.1136/ard.16.4.494.
Nguyen C, Ea HK, Thiaudiere D, Reguer S, Hannouche D, Daudon M, Liote F, Bazin D: Calcifications in human osteoarthritic articular cartilage: ex vivo assessment of calcium compounds using XANES spectroscopy. J Synchrotron Radiat. 2011, 18: 475-480. 10.1107/S0909049511006984.
Cailotto F, Sebillaud S, Netter P, Jouzeau JY, Bianchi A: The inorganic pyrophosphate transporter ANK preserves the differentiated phenotype of articular chondrocyte. J Biol Chem. 2010, 285: 10572-10582. 10.1074/jbc.M109.050534.
Estepa-Maurice L, Daudon M: Contribution of Fourier transform infrared spectroscopy to the identification of urinary stones and kidney crystal deposits. Biospectroscopy. 1998, 3: 347-369.
Van Meerssche M, Feneau-Dupont J: Introduction á la cristallographie et á la chimie structurale. 1973, Louvain Cesson: Vander
Carpentier X, Daudon M, Traxer O, Jungers P, Mazouyes A, Matzen G, Veron E, Bazin D: Relationships between carbonation rate of carbapatite and morphologic characteristics of calcium phosphate stones and etiology. Urology. 2009, 73: 968-975. 10.1016/j.urology.2008.12.049.
Pritzker KP, Aigner T: Terminology of osteoarthritis cartilage and bone histopathology - a proposal for a consensus. Osteoarthritis Cartilage. 2010, 18: S7-S9.
Abreu M, Johnson K, Chung CB, De Lima JE, Trudell D, Terkeltaub R, Pe S, Resnick D: Calcification in calcium pyrophosphate dihydrate (CPPD) crystalline deposits in the knee: anatomic, radiographic, MR imaging, and histologic study in cadavers. Skeletal Radiol. 2004, 33: 392-398.
Touraine S, Ea HK, Bousson V, Cohen-Solal M, Laouisset L, Chappard C, Liote F, Laredo JD: Chondrocalcinosis of femoro-tibial and proximal tibio-fibular joints in cadaveric specimens: a high-resolution CT imaging study of the calcification distribution. PLoS One. 2013, 8: e54955-10.1371/journal.pone.0054955.
Thouverey C, Bechkoff G, Pikula S, Buchet R: Inorganic pyrophosphate as a regulator of hydroxyapatite or calcium pyrophosphate dihydrate mineral deposition by matrix vesicles. Osteoarthritis Cartilage. 2009, 17: 64-72. 10.1016/j.joca.2008.05.020.
Ea HK, Liote F: Advances in understanding calcium-containing crystal disease. Curr Opin Rheumatol. 2009, 21: 150-157. 10.1097/BOR.0b013e3283257ba9.
Terkeltaub RA: What does cartilage calcification tell us about osteoarthritis?. J Rheumatol. 2002, 29: 411-415.
Jubeck B, Gohr C, Fahey M, Muth E, Matthews M, Mattson E, Hirschmugl C, Rosenthal AK: Promotion of articular cartilage matrix vesicle mineralization by type I collagen. Arthritis Rheum. 2008, 58: 2809-2817. 10.1002/art.23762.
Hirose J, Masuda I, Ryan LM: Expression of cartilage intermediate layer protein/nucleotide pyrophosphohydrolase parallels the production of extracellular inorganic pyrophosphate in response to growth factors and with aging. Arthritis Rheum. 2000, 43: 2703-2711. 10.1002/1529-0131(200012)43:12<2703::AID-ANR10>3.0.CO;2-Y.
St Hilaire C, Ziegler SG, Markello TC, Brusco A, Groden C, Gill F, Carlson-Donohoe H, Lederman RJ, Chen MY, Yang D, Siegenthaler MP, Arduino C, Mancini C, Freudenthal B, Stanescu HC, Zdebik AA, Chaganti RK, Nussbaum RL, Kleta R, Gahl WA, Boehm M: NT5E mutations and arterial calcifications. N Engl J Med. 2011, 364: 432-442. 10.1056/NEJMoa0912923.
Nalbant S, Martinez JA, Kitumnuaypong T, Clayburne G, Sieck M, Schumacher HR: Synovial fluid features and their relations to osteoarthritis severity: new findings from sequential studies. Osteoarthritis Cartilage. 2003, 11: 50-54. 10.1053/joca.2002.0861.
Ea HK, Chobaz V, Nguyen C, Nasi S, van Lent P, Daudon M, Dessombz A, Bazin D, McCarthy G, Jolles-Haeberli B, Ives A, Van Linthoudt D, So A, Lioté F, Busso N: Pathogenic role of basic calcium phosphate crystals in destructive arthropathies. PLoS One. 2013, 8: e57352-10.1371/journal.pone.0057352.