Трансекція передньої хрестоподібної зв’язки змінює баланс жирних кислот n-3n-6 в лапіні
Анотація
Передумови
Інфрапателлярна жирова подушечка (ІФП) колінного суглоба останнім часом приділяється багато уваги завдяки її зростаючій ролі в патогенезі остеоартриту (ОА), де вона проявляє запальний фенотип. Метою цього дослідження було вивчення складу інфрапателлярної жирної кислоти (ФК) у кролика (Oryctolagus cuniculus) модель раннього ОА, створеного перерізом передньої хрестоподібної зв’язки (ACLT).
Методи
ОА індукували випадково в лівому або правому колінному суглобі скелетно зрілих новозеландських білих кроликів за допомогою ACLT, тоді як контралатеральне коліно залишали цілим. Окремою групою неоперованих кроликів служили контролі. IFP ACLT, контралатерального та контрольного колін збирали після евтаназії через 2 або 8 тижнів після ACLT і їх склад FA визначали за допомогою газової хроматографії – мас-спектрометрії.
Результати
Коефіцієнт поліненасичених FA (PUFA) n-3/n-6 змістився у протизапальний напрямок після ACLT, що спостерігалося вже через 2 тижні після операції (0,20 ± 0,008 проти 0,18 ± 0,009). Через 8 тижнів профіль FA групи ACLT характеризувався підвищеними відсотками 20: 4n-6 (0,44 ± 0,064 проти 0,98 ± 0,339 моль.%) І 22: 6n-3 (0,03 ± 0,014 проти 0,07 ± 0,015 моль-%) та зі зменшеними сумами мононенасичених FA (MUFA) (37,19 ± 1,586 проти 33,20 ± 1,068 моль-%) та співвідношеннями PUFA n-3/n-6 (0,20 ± 0,008 проти 0,17 ± 0,008). Підпис ФА контралатеральних колін у більшості аспектів нагадував підпис неоперованого контролю, але мав збільшені пропорції загальної кількості ПНЖК n-3 і зменшену суму MUFA.
Висновки
Ці висновки дають нову інформацію про вплив раннього ОА на інфрапателлярний профіль ФА в моделі кролика ACLT. Зниження співвідношення ПНЖК n-3/n-6 IFP відповідає запаленню та деградації хряща на ранніх стадіях ОА та може сприяти патогенезу захворювання.
Передумови
Артроз (ОА) є дегенеративним захворюванням суглобів та основною причиною болю та інвалідності у людей похилого віку [1]. Характеризується прогресуючою деградацією суглобового хряща, реконструкцією субхондральної кістки та синовітом. Основними факторами ризику розвитку ОА є вік, стать жінок, ожиріння, травматична травма суглоба та професійне навантаження на суглоби [2]. Вважається, що ожиріння є фактором, що схильний до ОА через механічні перевантаження, але інфільтрація жирової тканини та імунних клітин також може сприяти патогенезу ОА, виробляючи адипокіни та цитокіни [3, 4]. Як правило, ожиріння характеризується системним запальним станом та незбалансованим профілем поліненасичених жирних кислот (ПНЖК) в організмі [5, 6]. Крім того, збільшення співвідношення n-6/n-3 PUFA у плазмі пов'язане із посиленням болю в коліні та зниженням функції [7], що свідчить про потенційні наслідки для ОА. З іншого боку, переріз передньої хрестоподібної зв’язки (ACL) - це добре встановлена хірургічна модель ОА [8]. Пошкодження ACL може призвести до утворення медіаторів запалення через ненормальне, травматичне навантаження на хрящ, що сприяє прогресуванню ОА [9].
Жирова подушечка Гоффи, або інфрапателлярна жирова подушечка (ІФП), нещодавно з’явилася як джерело запалення в ОА коліна [4]. Це внутрішньокапсульна, але екстрасиновіальна структура жирової тканини колінного суглоба, де 98% жиру складається з нейтральних ліпідів (переважно триацилгліцеринів, ТАГ) та 1% фосфоліпідів (PL) [10]. Раніше вважалося, що ІФП є переважно структурною жировою тканиною, необхідною для належної роботи коліна, але останні дані вказують на те, що це метаболічно активна ділянка суглоба, яка може впливати на цілісність сусідніх тканин [4]. IFP може взаємодіяти з синовіоцитами та хрящами та викликати як захисну, так і активізуючу діяльність при ОА. Як ендокринний орган, він виділяє адипокіни, цитокіни, жирні кислоти (FA) та ліпідні медіатори, отримані з PUFA (LM). ІФП пацієнтів з ОА має запальний фенотип, що характеризується секрецією адипокінів та цитокінів, а також складом імунних клітин [3].
Оскільки ФА виявляє імуномодулюючі властивості, було висловлено гіпотезу про те, що їх профілі в циркуляції та синовіальній рідині можуть змінюватися при ОА, що сприяє прогресуванню захворювання [11]. N-3 та n-6 PUFA є важливими гравцями багатьох захворювань, оскільки вони перетворюються в різні серії ейкозаноїдів за допомогою циклооксигеназ (COX), ліпоксигеназ та монооксигеназ цитохрому P450 [12]. N-6 PUFA є попередниками прозапальної LM, тоді як n-3 PUFA виробляє менше запальної або розсмоктуючої LM. N-3 PUFA також частково замінює 20: 4n-6 з мембрани PL і конкурує з n-6 PUFA для десатураз, елонгаз та COX [13]. Збільшення кількості дієтичного n-3 PUFA може зрушити баланс продукованих ейкозаноїдів у більш корисний напрямок [5]. N-3 PUFA також може пригнічувати запалення, регулюючи експресію генів шляхом взаємодії з ядерними рецепторами та факторами транскрипції. Риб’ячий жир, що містить довголанцюговий ПНЖК n-3, можна вважати нутрицевтиками з потенційно сприятливим впливом на циркулюючі ліпідні профілі [14].
Методи
Усі експериментальні процедури були затверджені Комітетом з догляду за тваринами в Університеті Калгарі (№ AC11–0035) та проводились відповідно до рекомендацій Канадської ради з догляду за тваринами. Скелетно зрілі новозеландські білі кролики (штам 052 CR, = 22 жінки, вік 12 місяців, 4,8 ± 0,08 кг) були отримані від Charles River Laboratories Inc. (Saint-Constant, QC, Канада). Кроликів транспортували до Університету Калгарі, де їх розміщували в окремих клітках (76 × 64 × 41 см) при 12 L: 12D і ≈ 23 ° C протягом 4 тижнів до експерименту. Кролики мали вільний доступ до води та гранульовану підтримуючу дієту (5326 * Laboratory Rabbit Diet HF, LabDiet, St. Louis, MO, USA; http://www.labsupplytx.com/wp-content/uploads/2013/07/ 5326-Laboratory-Rabbit-Diet-HF.pdf).
Через 2 або 8 тижнів тваринам знеболювали ізофлуран, як описано вище, згодом евтаназували внутрішньосерцевою ін’єкцією пентобарбіталу натрію (200 мг/кг; Euthanyl, Bimeda-MTC Animal Health Inc., Cambridge, ON) та відбирали проби в 07.00–12.00 год. Коліна розсікали на 2–3 см вище і нижче колінного суглоба, а м’язи видаляли, дозволяючи чітко візуалізувати всі зв’язки. IFP розсікали ножицями за зв'язкою надколінка, поміщали в пробірку для зразків об'ємом 1,5 мл, заморожували в рідкому азоті та зберігали при -80 ° C. Кількість контрольних, ACLT та контралатеральних зразків становила 6, 8 та 8 через 2 тижні та 8, 7 та 7 через 8 тижнів після ACLT, відповідно. Зразки транспортували на сухому льоду до Фінляндії для подальшої переробки. Раніше повідомлялося, що у тих самих експериментальних тварин виявляються ознаки раннього ОА [22].
Для аналізів FA підпроби IFP трансметилювали в метанольній H2SO4 в атмосфері азоту [23], а утворені метилові ефіри FA (FAME) екстрагували гексаном та аналізували газовим хроматографом Shimadzu GC-2010 Plus (Shimadzu, Кіото, Японія ) оснащений автоматичним інжектором, детектором полум'яної іонізації (FID) та ZB-восковими капілярними колонками (Phenomenex, Torrance, CA, USA). Ідентичність структур FAME була підтверджена за допомогою електронних мас-спектрів удару, записаних Shimadzu GCMS-QP2010 Ultra з селективним детектором мас. Отримані хроматографічні піки від FID інтегрували вручну із програмним забезпеченням GCsolution (v2.41.00) Шимадзу. Результати представлені у вигляді складу FA (мовляв.%) Загальних ліпідів IFP. Співвідношення продукт/попередник n-3 та n-6 PUFA розраховувались наступним чином: (20: 5n-3 + 22: 6n-3)/18: 3n-3 та 20: 4n-6/18: 2n-6.