晶體沉積在骨關節炎發病中的作用

在30-60％的骨關節炎患者中，檢測到關節液中的鹼性磷酸鈣（OFC）晶體。據A. Swan等人（1994），含鈣晶體在從骨關節炎患者數目大得多的滑液，然而，由於結晶或少量的過小尺寸，它們不能被通過常規技術鑑定。鹼性磷酸鈣晶體在滑液的存在下與相關聯的關節軟骨變性的放射性標誌，並用大量的滲出物在比較積液膝關節無晶體相關聯。的影響放射照相進展膝關節病因素的研究表明，焦磷酸鈣二水合物的晶體（PFKD）的沉積是不利的臨床和放射學結果的預測因子。在老年患者的研究發現，骨關節炎與chondrocalcinosis相關，特別是膝關節的外側tibiofemoralnom部門和前三的掌指關節。通常，在骨關節炎患者中，檢測到兩種類型的晶體 - OFC和PFCD。

臨床上，由含鈣晶體沉積引起的關節軟骨退化與原發性骨關節炎不同。如果晶體是軟骨變性的簡單附帶現象，則它們將在最常受原發性骨關節炎影響的關節中發現，即 在膝蓋，臀部，手的小關節。相反，晶體沉積疾病更多地影響原發性骨關節病關節 - 肩，腕，尺骨的非典型。關節（滲出物）液體中結晶的存在與關節軟骨更嚴重的退化有關。晶體的沉積或軟骨的退化是什麼原因和後果的問題。中間位置假定為以下假設：軟骨代謝的主要異常導致其退化，並且晶體的二次沉積加速其退化（所謂的擴增循環理論）。

用含鈣晶體損傷關節軟骨的確切機制尚不清楚，其單個成分如下。理論上，含鈣晶體可以直接損傷軟骨細胞。然而，通過組織學檢查，晶體很少局限在軟骨細胞附近，它們甚至不常被它們吸收。最可能的是吞噬作用晶體滑膜襯裡細胞與蛋白水解酶或細胞因子分泌，隨後分離，刺激酶的軟骨細胞的分泌。通過研究PFCD誘導的滑膜炎在焦磷酸鹽關節病中快速進展的骨關節炎的發展中的作用證實了這一概念。在這項研究中，由部分外側半月板切除術引起的骨關節炎兔，在右膝關節每週一次接受焦磷酸鈣二水合物（1或10mg）。事實證明，在右膝關節注射8次後，與左側相比，有顯著更嚴重的變化。關節內註射焦磷酸鈣晶體二水合物及其劑量與滑膜炎症強度有關。儘管本研究中使用的PFCD晶體的劑量超過體內的那些，但結果表明PFCD誘導的炎症在焦磷酸鹽關節病中的骨關節炎的進展中的作用。

含鈣晶體誘導關節軟骨損傷的潛在機制與它們的促有絲分裂性質，誘導MMP的能力和刺激前列腺素的合成有關。

含鈣晶體的促細胞效應。在結晶相關性關節病中，經常觀察到滑膜襯裡細胞的增殖，並且晶體本身僅部分負責該過程。增加伴隨著增加促進軟骨溶解並導致蛋白水解酶的分泌細胞因子的分泌滑液細胞的數目。OFC晶體在人劑量依賴性地刺激有絲分裂培養物擱皮膚成纖維細胞，滑膜成纖維細胞的狗和小鼠的關節的病理檢測濃度。焦磷酸鈣二水合物晶體，尿酸鹽，硫酸鹽，碳酸鹽和磷酸鈣是否能刺激細胞生長。與刺激血清細胞相比，由這些晶體誘導的發作和包合峰（³ H） - 胸苷移動了3小時。也許，這段時間對於晶體的吞噬和溶解是必要的。添加相同尺寸的對照晶體（例如金剛石粉塵或乳膠顆粒）不會刺激有絲分裂發生。尿酸鈉一水合物的晶體具有弱的促有絲分裂特性，並大大劣於鈣尿酸鹽的，表明有絲分裂的，在晶體鈣含量的重要性。合成晶體OFC具有與從軟骨軟骨症患者獲得的晶體相同的促有絲分裂性質。鈣晶體促有絲分裂效果不增加細胞周圍介質中的鈣含量的結果在體外，通過在介質中溶解磷酸鈣晶體沒有刺激的（摻入作為主要³ 1H） -胸苷的成纖維細胞。

一個提議的機制FCS誘導的線粒體起源的是以下內容：滑膜細胞的異常增殖可以被關聯（至少部分地）與胞吞作用和胞內溶解結晶，這導致增加的Ca的濃度²⁺在細胞質和鈣方式激活導致有絲分裂。為了支持這一概念的目的是為了在細胞直接接觸的需要-晶體刺激有絲分裂而引起細胞生長和細胞暴露晶體細胞培養的論述，被剝奪這種接觸的可能性，並沒有引起他們的成長。為了研究吞噬作用需要以下的細胞的相互作用的晶體-與培養的液晶單元⁴⁵的Ca-FCS和（³ 1H） -胸苷。原來，含⁴⁵的Ca CPCH細胞包括大得多的數目（³ 1H）胸苷比沒有標記的初級磷酸鈣細胞。巨噬細胞培養細胞鬆弛素的胞吞作用的晶體的抑制引起的晶體溶解，這也強調需要吞噬作用的抑制。

含鈣晶體可溶於酸。吞噬作用後的晶體溶解在酸性介質中的巨噬細胞吞噬溶酶體。氯喹，氯化銨，bafilomitsin lizosomotrofnye A1和增加pH值溶酶體劑量依賴性地抑制晶體的細胞內攝取和溶解所有代理（³ 1H） -胸苷成纖維母細胞用磷酸鈣的一次結晶培養。

向單層成纖維細胞培養物中加入OFC晶體導致細胞內鈣含量立即增加10倍，其在8分鐘後回到基線。鈣的來源主要是細胞外離子，因為鹼性磷酸鈣晶體被添加到無鈣營養培養基中。在60分鐘後觀察到細胞內鈣濃度的下一次增加，並且持續至少3小時。在這裡，鈣的來源是吞噬溶解在吞噬溶酶體中的晶體。

它建立FCS-晶體的促有絲分裂效果是類似的PDGF的作為生長因子; 就像後者一樣，OFC晶體對於IGF-1和血漿顯示出協同作用。IGF-1的阻斷降低了OF響應細胞的有絲分裂。PG Mitchell等人（1989）表明，有絲分裂發生的成纖維細胞的晶體FCS誘導的Balb / C- ₃ Ť ₃要求的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶C（PKC） -中的外部刺激的細胞激素，神經遞質和因素產生的信號的主要介質之一生長。降低PKC活性在Balb / C-的細胞₃ Ť ₃抑制原癌基因的FCS介導的誘導的c-fos和c-myc的，但對這些致癌基因通過PDGF介導的刺激沒有影響。

溶解吞噬的晶體後提高細胞內鈣含量 - 未用於信號有絲分裂發生的唯一路徑。當生長因子如PDGF，其膜受體結合刺激磷脂酶C（磷酸diesteraza），其gidroliziruetfosfatidilinozitol -4,5-二磷酸，以形成細胞內信使 - 肌醇-3-磷酸idiatsilglitserola。從內質網通過調節鈣依賴性和鈣/鈣調蛋白依賴型酶的活性，如蛋白激酶和蛋白酶第一釋放鈣。

R.Rothenberg和N.Cheung（1988）報導了響應於OFC晶體的刺激，兔滑膜細胞中磷脂酰肌醇4,5-二磷酸酯的磷脂酶C降解增加。最近顯著增加肌醇-1-磷酸的細胞中的與標記（內容³ 1H）肌醇; 在1分鐘內達到峰值並持續約1小時。

二酰基甘油是焦磷酸鈣二水合物的潛在活化劑。由於CRC晶體增加磷脂酶C的活性，導致二酰甘油的積累，因此可以預期PKC活化的增加。PG Mitchell等人（1989）相比，FCS-晶體和BALB / C-的PDGF對成纖維細胞的DNA合成的影響₃ Ť ₃。在細胞培養中，通過用二酰基甘油的類似物 - 腫瘤固定佛波醇二酯（TFD）孵育細胞使PKC失活。低劑量的TFA延長刺激降低了PKC的活性，而高劑量的單一刺激激活。在PKC失活後，RPC晶體對DNA合成的刺激被抑制，這表明該酶在OFC誘導的有絲分裂中的重要性。此前，GM McCarthy和合著者（1987）證實人成纖維細胞對OFC晶體的促有絲分裂反應與PKC激活的關係。然而，OFC晶體不激活磷脂酰肌醇-3-激酶或酪氨酸激酶，證實OPC晶體的細胞活化機制是選擇性的。

細胞增殖受一組稱為原癌基因的基因控制。原癌基因c-fos和c-shus的產物定位於細胞核並與特定的DNA序列相關。通過OCP晶體刺激ZT3-成纖維細胞導致c-fos表達數分鐘，其在刺激後30分鐘達到最大值。用小鼠 OFC晶體或PDGF 誘導轉錄在1小時內發生並在刺激後3小時達到最大值。至少5小時的細胞支持c-fos和c-myc轉錄水平的增加。在PKC失活的細胞中，RPA或TPD 的c-fos和c-muss晶體的刺激被顯著抑制，而這些PDGF基因的誘導不會改變。

促分裂原活化蛋白激酶家族（MAPK）的代表是各種細胞內信號級聯的關鍵調節因子。該家族的一個亞類p42 / p44通過涉及原癌基因c-fos和c-jun活化的機制來調節細胞增殖。OFC和PFCD晶體激活蛋白激酶信號傳導途徑，其中p42和p44都參與其中，這表明該途徑在含鈣晶體誘導的有絲分裂中的作用。

最後，在OFC誘導的有絲分裂過程中，涉及首先被描述為輕鏈免疫球蛋白（IgK）基因的轉錄核因子KB（NF-kB）。這是一種誘導轉錄因子，對許多信號傳導途徑很重要，因為它調節各種基因的表達。NF-kB的誘導通常與細胞質中稱為1kB的抑制性蛋白的釋放有關。在NF-kB誘導之後，發生活性轉錄因子向核的易位。OFC晶體誘導的NF-kB的在Balb / C- ₃ Ť ₃成纖維細胞和人皮膚成纖維細胞。

NF-κB活化後信號傳遞可能涉及幾種途徑，但它們都涉及磷酸化（並因此降解）1kB的蛋白激酶。基於體外研究的結果，先前假定1kB充當激酶（例如PKC和蛋白激酶A）的底物。然而，最近鑑定出具有大分子量的1kB激酶複合物。這些激酶特異性磷酸化1kB的絲氨酸殘基。激活NF-kV TNF-α和IL-1需要NF-KB誘導激酶（NIC）和1KB激酶的有效作用。NIC激活的分子機制目前尚不清楚。儘管OFC晶體同時激活PKC和NF-kV，但這兩種過程在何種程度上是可以相互連接的。由於GKB激酶的修飾是通過磷酸化進行的，因此不排除PKC在由NFC-NFC晶體通過磷酸化和激活GKB激酶誘導中的作用。為了支持這一概念，通過星形孢菌素OFC結晶誘導的有絲分裂和NF-κB表達抑制PKC可以作為對這一概念的支持。同樣，星形孢菌素可以抑制GKK激酶，因此抑制蛋白激酶A和其他蛋白激酶。

因此，成纖維細胞中RPC晶體誘導的有絲分裂的機制包括至少兩種不同的過程：

• 快速的膜結合事件，其導致PKC和MAPK的激活，NF-κB和原癌基因的誘導，
• 晶體的細胞內溶解更慢，導致細胞內Ca ²⁺含量增加，然後導致刺激有絲分裂發生的許多鈣依賴性過程的活化。

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MMP-含鈣晶體的誘導

用含鈣晶體進行組織損傷的介質是MMP-膠原酶-1，溶基質素，92kD明膠酶和膠原酶-3。

考慮到OFK晶體含量與關節組織破壞之間的關係，一種假設已經被提出，根據該假設，RPA晶體和可能的一些膠原蛋白被滑膜細胞吞噬。受刺激的synovvits增殖並分泌蛋白酶。該假設在體外通過將RPA，PFCD等的天然或合成晶體添加到人或狗滑膜培養物中進行測試。中性蛋白酶和膠原酶的活性水平以劑量依賴性增加，並且比沒有晶體培養的細胞的對照培養物高約5-8倍。

在含晶體培養基中培養的細胞中，檢測到膠原酶-1，溶基質素和明膠酶-92kD的mRNA的共誘導，隨後將酶分泌到培養基中。

OFC晶體還引起成熟豬軟骨細胞中膠原酶-1 mRNA和膠原酶-2的積累，隨後將酶分泌到培養基中。

GM McCarty和合著者（1998）研究了晶體胞內溶解在MMP晶體生產中的作用。增加溶酶體pH值bafilomitsina晶體的凹陷的細胞內溶解和削弱人成纖維細胞的增殖反應CPCH晶體，但不抑制MMPs的合成和分泌。

與尿酸鈉晶體相比，鹼性磷酸鈣晶體和PFCD都不能誘導體外產生IL-1 。

目前的數據清楚地表明當與含鈣晶體接觸時成纖維細胞和軟骨細胞對MMP產生的直接刺激。

骨關節炎的症狀證明了MMP在疾病進展中的重要作用。含鈣晶體的存在增強了受影響關節組織的退化。

刺激前列腺素合成

除了細胞生長的刺激，含有酶的鈣分泌晶體引起前列腺素的從哺乳動物細胞，特別是PGE的培養物中的釋放₂。所有情況下PGE- ₂的釋放發生在細胞暴露於晶體後的第一個小時內。R.羅森堡（升987）已經確定，花生四烯酸為PGE的合成的主要來源₂是磷脂酰膽鹼和磷脂酰乙醇胺，並也證實了磷脂酶A ₂和FOOT -主導路徑生產的PGE ₂。

為了響應CPC的晶體效應，PGE1也可以釋放。GM McCarty及其合著者（1993,1994 ）研究了PGE ₂，PGE及其類似物米索前列醇對人成纖維細胞對OFC晶體有絲分裂反應的影響。所有三種藥物以劑量依賴性方式抑制有絲分裂反應，PGE和misoprostal顯示更顯著的抑制活性。PGE和米索前列醇，但不是PGE ₂抑制了OFC晶體效應的膠原酶mRNA的積聚。

MG McCarty和N. Cheung（1994）研究了RPC介導的PGE細胞活化的機制。研究者發現PGE -細胞內cAMP比PGE的有效誘導₂和PGE抑制由cAMP依賴性信號傳導途徑OFC誘導的有絲分裂發生和MMP的產生。通過反饋機制，OFK晶體誘導的PGE產生增加可能削弱其他生物效應（有絲分裂發生和MMP產生）。

晶體誘發的炎症

鈣晶體常常在骨關節炎患者的滑液中發現，但與急性炎症發作如在骨關節病白細胞增多罕見和在kristallassotsiirovannyh關節病（例如，綜合症“肩關節密爾沃基”）。晶體的炎症潛力可以通過許多抑制因子進行修飾。R. Terkeltaub等人（1988）證明了血清和血漿的顯著抑制中性粒細胞響應granulotsitovov結晶鹼性磷酸鈣的能力。引起這種抑制的因素是晶體結合蛋白。一個-這些蛋白質中的一個的檢查₂ -HS糖蛋白（AHSr） -表明ANSG是中性粒細胞在響應晶體CPCH的最有力的和特異性的抑製劑。AHSr - 肝臟起源的乳清蛋白; 已知與其他血清蛋白相比，它在骨和礦化組織中含有相對較高的濃度。此外，本AHSr在“非炎症”滑液，和磷酸鈣的天然滑液的主要晶體被檢測。因此，不排除在體內條件下AHSr調節鹼性磷酸鈣晶體發熱潛力的可能性。

綜上所述，我們提出兩種方案骨關節炎的發病機制提出WB范登貝爾赫等人（1999）和M. Sarrabba等人，（1996），其結合機械，遺傳和生化因子。