Parti 2 Mard Kroniku tal-Kliewi U Tixjiħ Tnaqqas B'mod Differenzjali Materjal tal-Għadam U Mikroarkitettura fil-ġrieden C57Bl/6

Kuntatt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Pls ikklikkja hawn għall-Parti 1

Cistanche jista' jgħin fil-mard tal-kliewi tajjeb ħafna

3. Riżultati

3.1 Konferma ta' mard tal-kliewi

Fl-endpoint tal-istudju tliet xhur mill-kirurġija, ġrieden b'5/6 Nx kellhom urea fis-serum elevata b'mod sinifikanti u urea fl-awrina mnaqqsa, konsistenti mal-funzjoni tal-kliewi indebolita (Tabella 1). PTH u fosfat fis-serum żdiedu b'mod sinifikanti bħala l-effetti ewlenin ta 'CKD. Il-kalċju fis-serum ma kienx affettwat b'mod sinifikanti minn CKD. Għall-miżuri kollha tas-serum u l-awrina, l-età ma kinitx effett ewlieni sinifikanti.

3.2 It-tixjiħ u CKD inaqqsu l-mikroarkitettura kortikali u trabekulari

Tixjiħu CKD kemm affettwaw b'mod negattiv il-ġeometrija kortikali u l-mikroarkitettura trabekulari (Tabelli 2 – 3, Figura 1).Tixjiħminn 6 mo. sa 24 mo. żdied b'mod sinifikanti kortikaligħadamdimensjonijiet trasversali (żieda fil-mument polari ta 'inerzja, PMI), porożità (Ct. Po) u densità minerali tat-tessut (TMD), u tnaqqis fil-ħxuna tal-għadam kortikali (Ct. Th), kortikaligħadamvolum (frazzjoni mnaqqsa tal-volum tal-għadam (BV/TV),għadamfrazzjoni taż-żona (BA/TA). It-tixjiħ naqqsu wkoll in-numru trabekulari (Tb. N) u l-ħxuna (Tb. Th), il-frazzjoni tal-volum tal-għadam trabekulari (BV/TV), u d-densità minerali volumetrika tal-għadam (vBMD). Bħal fil-każ tat-tixjiħ, CKD kellha wkoll effett ewlieni negattiv sinifikanti fuqgħadamvolum permezz ta' tnaqqis fil-BV/TV, Tb. N, BA/TA, Ct. Th, u miżjuda Ct.Po. Dawn l-effetti kienu addittivi, b'tali mod li l-agħar volum tal-għadam kien osservat għall-ġrieden qodma b'CKD. B'differenza għat-tixjiħ, CKD naqqset b'mod sinifikanti l-BMI u TMD. Tixjiħ u CKD ma kellhomx interazzjoni sinifikanti għal xi miżura ta 'mikroarkitettura kortikali jew trabekulari.

3.3 It-tixjiħ u CKD inaqqsu b'mod differenti l-proprjetajiet mekkaniċi u materjali tal-għadam kollu

Fil-livell tal-għadam kollu, il-proprjetajiet materjali u mekkaniċi tnaqqsu t-tnejn bit-tixjiħ u CKD (Tabella 4, Tabella Supplimentari 1).Tixjiħminn 6 mo. sa 24 mo. naqqas b'mod sinifikanti l-biċċa l-kbira tal-proprjetajiet tal-materjal tal-għadam kollu (eż., modulu, stress ta' rendiment, stress massimu) iżda ma affettwax it-toughness. CKD naqqset b'mod sinifikanti x-xogħol għal ksur, iżda l-biċċa l-kbira tal-materjali u l-parametri mekkaniċi l-oħra ma ġewx affettwati minn CKD bħala l-effett ewlieni. It-toughness, l-analogu indipendenti mill-ġeometrija tax-xogħol għall-ksur, kellha interazzjoni sinifikanti bejn it-tixjiħ u CKD (p=0.011). Mill-ittestjar post-hoc, deher fi 18 mo li CKD jista 'jnaqqas it-toughness (-47.9 fil-mija, p=0.023) (Figura 2d).

3.4 It-tixjiħ u CKD inaqqsu l-ebusija strutturali tal-FEA fit-tibja prossimali

Aħna utilizzajna l-FEA biex nevalwaw kif it-tixjiħ u CKD jaffettwaw il-proprjetajiet mekkaniċi permezz ta 'bidliet fl-istruttura trabekulari u kortikali. L-ebusija strutturali tal-FEA fit-tibja prossimali naqset b'mod sinifikanti max-xjuħija u CKD (Tabella 4). Ma kienx hemm interazzjoni sinifikanti bejntixjiħu CKD. L-ebusija tal-FEA kkorrelata b'mod pożittiv ma 'l-ebusija tal-femoral minn liwi fi tliet punti (r2=0.67).

3.5 It-tixjiħ inaqqas l-ebusija tal-għadam fuq mikroskala filwaqt li CKD tnaqqas il-varjazzjoni spazjali tat-tessut tal-għadam fuq mikroskala

Biex tevalwa kiftixjiħu CKD jaffettwaw il-proprjetajiet tal-materjal fuq skala tat-tessuti tal-kortikaligħadam, użajna nanoindentation u spettroskopija Raman f'siti mqabbla biex nevalwaw mikroskalagħadammodulu tat-tessut u kompożizzjoni (Tabella 5). L-eteroġeneità tat-tessut tal-għadam ġiet evalwata permezz tal-valutazzjoni tal-varjanza spazjali ta 'dawn il-proprjetajiet. Il-modulus medju mnaqqas (Er) u d-devjazzjoni standard ta 'Er kienu naqsu u żdiedu b'mod sinifikanti, rispettivament, bl-età. CKD naqqas b'mod sinifikanti d-devjazzjoni standard, iżda mhux il-medja, ofEr. Il-kompożizzjoni tat-tessut tal-għadam fuq mikroskala evalwata bl-ispettroskopija Raman (jiġifieri, minerali medja: matriċi, karbonat: fosfat, kristallinità) ma nbidlitx b'mod sinifikanti la bl-età jew CKD. Madankollu, id-devjazzjoni standard tal-kristallinità tnaqqset b'mod sinifikanti b'CKD.

3.6 It-tixjiħ u CKD jaffettwaw b'mod differenti n-nanomekkaniċi tal-fibril tal-kollaġen

Aħna evalwajna jekk is-CKD u t-tixjiħ jaffettwawx in-nanomekkaniċi tal-kollaġen permezz tat-tifrix tar-raġġi-x b'angolu żgħir (SAXS) fl-istess ħin mat-tagħbija tat-tensjoni. Bi qbil mar-riżultati mill-liwi, il-kejl tat-tensjoni wera li t-tixjiħ naqqas b'mod sinifikanti l-istress tal-produzzjoni tat-tessut u l-istress massimu. In-nanomekkaniċi tal-kollaġen kienu affettwati b'mod differenti mill-età u CKD (Tabella 6, Figura 2).Tixjiħnaqqas ir-razza tal-kollaġen imkejla f'tensjoni massima tat-tessut iżda ma affettwax ir-razza tal-collagen perċentwali (razza tal-kollaġen / razza tat-tessut totali, fil-mija ColMax). B'kuntrast, CKD żiedet b'mod sinifikanti l-perċentwali ColMax.

3.7 Il-crosslinks tal-collagen ma kinux differenti mat-tixjiħ u CKD

Fittixna nifhmu jekk in-nanomekkaniċi tal-kollaġen mibdula osservati fis-CKD jistgħux jiġu attribwiti għal bidliet fil-crosslinks skeletriċi. Aħna, għalhekk, ikkaratterizzajna enżimatiċi (hydroxyl lysyl pyridinoline, HP, u lysyl pyridinoline, LP) u cross-linking mhux enżimatiku (pentosidine) b'kromatografija likwida ta 'prestazzjoni għolja (HPLC). Il-crosslinks HP, LP, u pentosidine kellhom konċentrazzjonijiet medji ogħla maż-żieda fl-età, iżda dawn il-bidliet ma kinux sinifikanti (Tabella 7). Bl-istess mod, kien hemm tendenza ta 'LP aktar baxx b'CKD, iżda dan l-effett ma kienx sinifikanti. Aħna kkwantifikajna aktar il-prodotti finali fluworexxenti avvanzati tal-glikazzjoni (AGEs) u sibna li l-AGEs fluworexxenti totali ma kinux differenti mat-tixjiħ jew CKD.

3.8 Bidliet fil-ġeometrija lakunari tal-osteoċiti relatati mal-età mhumiex osservati fi ġrieden li qed jixjieħu b'CKD

Osteocyte perilacunar/canalicular remodeling (PLR) jirrispondi għal bidliet fl-omeostażi minerali u huwa importanti fid-determinazzjonigħadamreżistenza għall-ksur. Aħna evalwajna l-ġeometrija lacunar tal-osteocyte biex niddeterminaw jekktixjiħb'CKD tbiddel il-PLR (Tabella 8). L-effetti tat-tixjiħ waħdu (mingħajr CKD) għal dawn il-ġrieden Sham kienu rrappurtati qabel (21). Fil-qosor, għall-ġrieden Sham, il-lakuni saru iżgħar, aktar sferiċi, u inqas numerużi maż-żieda fl-età. Meta t-tixjiħ u CKD ġew analizzati flimkien għall-istudju preżenti, ix-xjuħija naqset b'mod sinifikanti d-densità tan-numru lacunar, il-volum u l-erja tal-wiċċ, u żiedet l-isferiċità, l-oblateness, u l-medda theta. Ma kien hemm effett sinifikanti ta' CKD għal kwalunkwe miżura. Madankollu, kien hemm interazzjoni sinifikanti bejn l-età u CKD għall-isferiċità. Filwaqt li l-isferiċità żdiedet bl-età għall-ġrieden Sham, din il-miżura kienet l-akbar għal ġrieden ta 'età medja b'CKD u mbagħad naqset għal ġrieden qodma għal valur simili għal dak osservat fil-ġrieden żgħar. Fi kliem ieħor, il-lakuni saru iżgħar u tond biss fitixjiħĠrieden simulati, u mhux fi ġrieden li qed jixjieħu b'CKD. Dan il-mudell kien osservat ukoll b'CKD għal densità tan-numru lakunar, volum, u erja tal-wiċċ, għalkemm l-interazzjoni bejn ix-xjuħija u CKD ma kinitx sinifikanti.

Id-daqs tal-lakuna tal-osteocyte ma żdiedx mal-età għall-ġrieden b'CKD iżda minflok żdied b'disregolazzjoni tal-fosfat. Speċifikament, għall-ġrieden b'CKD, il-volum lakunari tal-osteocyte (Spearman ρ {{0}} flimkien ma' 0.584, p=0.017), l-erja tal-wiċċ (ρ=flimkien ma '0.603 p=0.013), u sferiċità (ρ=- 0.500, p=0.048) kienu korrelatati mal-fosfat tas-serum evalwat fl-aħħar punt tal-istudju. B'kuntrast, miżuri relatati mal-prevalenza u l-orjentazzjoni tal-lakuni (jiġifieri, id-densità tan-numru tal-osteoċiti, l-eqreb ċentru tal-massa, span theta) ma kinux jikkorrelataw b'mod sinifikanti mal-fosfat li jiċċirkola. L-ebda kejl lakunari tal-osteocyte ma kien korrelatat b'mod sinifikanti mal-kalċju fis-serum, urea fis-serum, jew urea fl-awrina. Għall-ġrieden Sham, id-densità tan-numru lakunari tal-osteocyte kienet korrelatata b'mod pożittiv mal-kalċju fis-serum (ρ=flimkien ma' 0.681, p=0.004). Il-kejl l-ieħor kollu tal-osteocyte lacunar biss kien korrelatat b'mod dgħajjef mal-kimika tas-serum u tal-awrina.

Ir-relazzjoni bejn id-daqs tal-lakuna tal-osteocyte u l-fosfat tas-serum għall-ġrieden b'CKD ma kinitx ikkawżata direttament minn żieda fil-PTH. Meta wieħed iqis il-ġrieden Sham u CKD flimkien, il-fosfat ikkorrelata b'mod sinifikanti ma 'żieda ta' PTH (Spearman ρ {{0}} flimkien ma' 0.562, p=0.001). Madankollu, għalkemm il-fosfat u PTH żdiedu t-tnejn bħala effett ewlieni ta 'CKD, dawn il-miżuri ma kinux korrelatati b'mod sinifikanti ma' xulxin għall-ġrieden CKD (p> 0.05). L-ebda kejl tal-ġeometrija lakunar tal-osteocyte ma kkorrelata b'mod sinifikanti ma 'PTH għal ġrieden Sham jew CKD.

3.9 L-analiżi tar-rigressjoni tiżvela li n-nanomekkaniċi tal-kollaġen mibdula jinfluwenzaw it-toughness

Fittixna li nidentifikaw kif il-bidliet fit-toughness tal-għadam kollu mill-liwi kienu relatati ma’ bidliet fil-miżuri minn nano għal mikroskala ta’għadamkwalità għall-ġrieden Sham u CKD. Aħna wettaqna rigressjoni ta 'ebusija ta' l-għadam kollu bħala kejl tal-kwalità ta 'l-għadam fi skali ta' tul iżgħar għal ġrieden Sham u CKD bl-użu ta 'età bħala kovarjata. Għall-ġrieden Sham, l-ebda miżura tal-kwalità tal-għadam ma kienet varjabbli ta 'spjegazzjoni sinifikanti għat-toughness. Għal CKD, l-uniku tbassir sinifikanti tat-toughness (T) kien il-mija ColMax (ln(T)=2.437 – 0.{00371* fil-mija ColMax; r2=49 .4 fil-mija , p < 0.05).="" is-saħħa="" tar-rigressjoni="" ma="" ġietx="" imtejba="" bl-aġġustament="">

3.10 Il-bidliet fil-kwalità tal-għadam mhumiex spjegati b'varjazzjoni fil-PTH

Aħna vvalutajna l-korrelazzjonijiet ta’ Spearman bejn il-miżuri tal-kwalità tal-għadam u l-PTH biex nifhmu jekk ġrieden b’PTH ogħla kellhomx agħargħadamkwalità. Għalkemm PTH kien ogħla b'mod sinifikanti b'5/6 Nx, ma kien hemm l-ebda korrelazzjoni sinifikanti bejn il-PTH u l-kwalità tal-għadam fuq mikroskala.

4. Diskussjoni

L-iskop ta 'dan l-istudju kien li jinvestiga kif 5/6 Nx - indotta CKD utixjiħkull wieħed inaqqas il-kwalità tal-għadam, inklużgħadammikroarkitettura kif ukoll proprjetajiet tal-materjal tat-tessut tal-għadam. CKD naqqset il-kwalità tal-għadam, inklużi l-mikroarkitettura u l-materjal, mill-iskala tat-tul tal-mikrometru għall-iskala tal-għadam kollu. Fl-istudju tagħna, tnaqqis fil-kwalità tal-għadam kien osservat f'diversi modalitajiet u skali tat-tul. L-effett ta 'CKD kien li jnaqqas il-mikroarkitettura kortikali u trabekulari, tbiddel il-varjazzjoni spazjali fil-proprjetajiet tal-materjal ta' mikroskala, u wkoll tbiddel in-nanomekkaniċi tal-kollaġen. Barra minn hekk, CKD u tixjiħ kellhom

effett interattiv fuq toughness li kien l-akbar għall-ġrieden ta 'età medja. Ir-riżultati tagħna jenfasizzaw li bosta komponenti ewlenin tal-kwalità tal-għadam huma indeboliti fis-CKD. Dawn l-osservazzjonijiet jappoġġjaw korp dejjem jikber ta 'evidenza minn studji kliniċi u annimali gerriema li l-kwalità tal-għadam hija mnaqqsa f'CKD u x'aktarx tikkontribwixxi għal telf ta' reżistenza għall-ksur.

It-telf tagħadammikroarkitettura b'CKD seħħet minbarra l-effetti ta 'ħsara ta'tixjiħu kkontribwixxa għat-telf ta'għadamsaħħa. F'dan l-istudju, sibna litixjiħu CKD it-tnejn naqsu b'mod sinifikanti l-mikroarkitettura kortikali u trabekulari. It-tixjiħ u CKD kull wieħed irriżulta f'għadam kortikali irqaq, aktar poruż, u trabekulae inqas u irqaq. L-unika eċċezzjoni kienet il-minerali tal-għadam evalwati bil-microCT (jiġifieri, TMD), li żdiedu mal-età u naqas f'CKD. Għall-metriċi kortikali u trabekolari kollha, l-agħar mikroarkitettura tal-għadam dehret fil-ġrieden qodma b'CKD. It-telf tagħadamil-mikroarkitettura influwenzat l-integrità strutturali tal-għadam kollu. Mill-FEA, instab li t-tixjiħ naqqas il-mikroarkitettura tal-għadam fit-tibja prossimali filwaqt li CKD naqqset l-ebusija strutturali.

Għal miżuri relatati ma’għadamkwalità tal-materjal, età u CKD kellhom effetti differenti (Figura 2). B'età miżjuda, il-modulu ta 'l-għadam kollu u l-istress massimu tnaqqsu t-tnejn, kif kien il-modulu tat-tessut fuq skala mikrometrika. Ir-rendiment u l-istress massimu mill-ittestjar tat-tensjoni tal-ulna-radius naqsu wkoll bl-età. Barra minn hekk, konsistenti ma' kampjuni umani studjati b'SAXS,tixjiħkienet assoċjata ma 'żieda fir-razza tal-kollaġen f'tensjoni massima, li timplika ebusija tal-fibri tal-kollaġen (26). CKD ma affettwax il-modulu jew is-saħħa ta 'l-għadam kollu, iżda minflok naqqset b'mod sinifikanti x-xogħol għal ksur, u bidlet il-varjazzjoni spazjali tal-materjal fuq skala tat-tessut. Barra minn hekk, CKD jista 'jnaqqas it-toughness fil-ġrieden ta' età medja, peress li b'din il-marda l-piż tat-tensjoni tat-tensjoni ġie mċaqlaq għal fibri tal-kollaġen. Żieda fil-perċentwali ta 'kollaġen f'tagħbija massima kienet l-unika varjabbli ta' spjegazzjoni sinifikanti għal toughness mnaqqsa f'CKD, li tissuġġerixxi li t-telf ta 'ebusija ta' l-għadam kollu jista 'jkun mill-inqas parzjalment spjegat minn mekkaniżmi ta' kollaġen mibdula.

L-oriġini tal-imġieba mekkanika fuq skala nanoskala tal-kollaġen mibdula hija inċerta. Kien hemm tendenza ta 'crosslinks skeletriċi aktar baxxi ma' CKD. Madankollu, HP u LP imkejla mill-umerus ma kkorlatawx mal-proprjetajiet mekkaniċi tal-kollaġen minn SAXS imkejla fil-kumpless tal-ulna/raġġ, forsi minħabba siti differenti ta 'analiżi. Din il-bidla fir-razza tista' tirriżulta wkoll minn kontenut jew distribuzzjoni minerali mibdula, jew bidliet fir-rabta bejn il-kollaġen u l-minerali. Żieda fil-mija ColMax jista 'ma jkunx direttament responsabbli għat-telf ta' toughness f'CKD iżda jista 'jkun sintomu relatat ma' fatturat mibdul u nuqqasijiet fl-organizzazzjoni tal-minerali. Pereżempju, mineralizzazzjoni mibdula tista' tagħmel il-kollaġen aktar mobbli, jew tista' tinħela inqas enerġija permezz tal-mikrocracking. Dawn il-bidliet jistgħu jipproduċu t-telf osservat ta 'ebusija b'CKD kif ukoll iż-żieda fil-piż tar-razza fuq il-fibri tal-kollaġen. Fi studji futuri, se jkun importanti li jiġi identifikat għaliex is-CKD tbiddel ir-razza għal fibri tal-kollaġen, iżda hawnhekk ninnutaw li din il-bidla fl-imġieba tal-kollaġen tidher li għandha rwol importanti fil-mod kif CKD inaqqas il-proprjetajiet tal-materjal tal-għadam kollu.

Peress li jseħħu bidliet fil-proprjetajiet tal-materjal tal-għadam b'CKD u l-osteocyte huwa magħruf li jimmodula l-iskala tat-tessutgħadamkwalità permezz ta 'remodeling perilacunar / kanalikulari (PLR), aħna wkoll immiraw li nifhmu jekk il-morfoloġiji lakunari tal-osteocyte 3D ġewx modifikati f'CKD (15, 16). Filwaqt li l-lakuni tal-osteocyte saru iżgħar, aktar skarsi, u inqas allinjati ma 'età akbar għall-ġrieden Sham, il-lakuni baqgħu prevalenti u kbar għall-ġrieden qodma b'CKD.

Minflok, għall-ġrieden b'CKD, il-fosfat tas-serum kien korrelatat b'mod sinifikanti u pożittiv mad-daqs tal-lakuna tal-osteocyte. Għalkemm kemm il-fosfat kif ukoll il-PTH kienu elevati b'mod sinifikanti

b'CKD, ġrieden b'PTH ogħla ma kellhomx fosfat ogħla. Dawn ir-riżultati mhumiex neċessarjament diskordanti. Il-fosfat tas-serum huwa r-riżultat nett tal-fosfat miżjud mill-assorbiment intestinali ugħadamassorbiment mill-ġdid inqas fosfat imneħħi mill-eskrezzjoni renali u l-formazzjoni tal-għadam. Għalhekk, għalkemm il-ġrieden CKD tagħna ġeneralment kellhom PTH elevati, dawk b'fosfat ogħla jistgħu jkunu eżawrew mekkaniżmi ta 'kumpens sistemiċi oħra.

Osteocytes jesprimu FGF23 akbar fil-kuntest ta 'mineralizzazzjoni indebolita (eż., knockout DMP1, ipofosfatemja x-linked) (20,48,49) kif ukoll f'mard kroniku tal-kliewi (14,48,50). Evidenza reċenti tissuġġerixxi li minbarra dan ir-rwol endokrinali, l-osteocyte jista 'jipparteċipa direttament fl-omeostażi minerali tal-fosfat permezz ta'PLR (20). Il-volumi ta' lakuni ta' l-osteoċiti nstabu li jiżdiedu b'ipofosfatemja x-linked. Trattament b'antikorpi li jimblukkaw jew FGF23 jew 1,25 dihydroxyvitamin D reġgħu rrestawraw il-volumi lakunari tal-osteocyte għal valuri eqreb għal paraguni tat-tip selvaġġ (20). F'CKD, id-disregolazzjoni minerali hija inizjalment xprunata mit-tnaqqis fil-filtrazzjoni tal-fosfat tal-kliewi morda. Żiedagħadamit-turnover huwa reazzjoni ħażina li tindika li l-mekkaniżmi kompensatorji sistemiċi għaż-żamma tal-kontroll tal-fosfat huma megħlub (6,7). F'dan il-każ, ir-relazzjoni bejn il-fosfat miżjud u l-volum lacunar tal-osteocyte miżjud tissuġġerixxi li PLR jista 'jkun strateġija ta' regolazzjoni tal-omeostażi minerali addizzjonali. Huwa meħtieġ studju addizzjonali biex jiġi investigat kif il-ġeometriji lakunari tal-osteocyte u l-PLR huma relatati ma 'fatturat tal-għadam mibdul, kwalità tal-materjal tat-tessut tal-għadam, u reżistenza għall-ksur f'CKD.

Is-sejbiet tagħna jissuġġerixxu li l-proċessi jaffettwawgħadammaterjal huma differenti fitixjiħkontra CKD. Fil-bnedmin li qed jixjieħu kif ukoll fil-ġrieden,għadamit-turnover (jiġifieri, assorbiment mill-ġdid osteoklastiku u formazzjoni osteoblastika) jonqos, u l-maturità tat-tessut tiżdied. F'dan l-istudju, 5/6 Nx ipproduċa difetti distinti tal-kwalità tal-għadam mit-tixjiħ, bħal densità tal-għadam aktar baxxa minn microCT, varjabilità mibdula tal-proprjetajiet tal-materjal fuq skala tat-tessuti, u parteċipazzjoni akbar tal-kollaġen fit-tagħbija tat-tensjoni. Għalkemm PTH kien ogħla b'mod sinifikanti b'CKD, ġrieden b'PTH ogħla ma kellhomx kwalità tal-għadam aktar baxxa. Diversi raġunijiet jistgħu jispjegaw din is-sejba. L-ewwel, il-ġrieden fl-istudju tagħna kellhom PTH ħafna aktar baxxi milli fi studji b'CKD severa u iperparatirojdiżmu sekondarju konkomitanti (9, 12). Huwa possibbli li l-bidliet fit-tibdil tal-għadam kienu relattivament modesti fl-istudju tagħna. Madankollu, aħna ma vvalutajnax direttament it-tibdil tal-għadam, għalhekk din il-possibbiltà hija spekulattiva. It-tieni, CKD, irrispettivament mill-istatus ta 'fatturat, ġiet assoċjata b'mod sperimentali ma' kwalità tal-għadam mibdula. Iwasaki u sħabhom irrappurtaw li CKD b'fatturat għoli minn 5/6 Nx kif ukoll CKD b'fatturat baxx minn 5/6 Nx u thyroparathyroidectomy it-tnejn irriżultaw f'mekkaniżmi tal-għadam mibdula bl-istess mod, u attribwixxu dawn il-bidliet għall-uremija (11). Huwa possibbli li t-telf tal-kwalità tal-għadam ma jkunx bbażat biss fuq iperfosfatemja sekondarja iżda huwa wkoll influwenzat minn bidliet aktar modesti fit-tibdil tal-għadam u akkumulazzjoni ta 'tossini uremiċi.

Aħna nistennew li diversigħadammetriċi ta' kwalità, inklużi sħaħgħadamtoughness, pentosidine, minerali: matriċi, u karbonat: fosfat jinbidel minn 6 għal 24 xahar (25,26,30,51,52). Filwaqt li kull waħda minn dawn il-metriċi nbidlet fid-direzzjoni mistennija maż-żieda fl-età, l-effett tal-età ma kienx statistikament sinifikanti. Analiżi ta’ qawwa post-hoc bl-użu ta’ G*Power (53) tissuġġerixxi li t-toughness, il-pentosidine, u l-minerali: matriċi kellhom qawwa baxxa biex jiskopru l-effett ta’tixjiħ, filwaqt li karbonat: il-fosfat x'aktarx ma kienx affettwat mill-età f'dan l-istudju. Barra minn hekk, il-crosslink tal-collagen LP kellu qawwa baxxa għall-iskoperta ta 'effett ta' CKD (Tabella Supplimentari 2). Hemm diversi possibbiltajiet għaliex xi miżuri tal-kwalità tal-għadam fl-aħħar mill-aħħar kellhom qawwa baxxa f'dan l-istudju. L-ewwel, użajna strument Raman-nanoindentation apposta bil-vantaġġ uniku ta 'kejl ko-lokalizzat. L-intensità tas-sinjal hija aktar baxxa fuq dan l-istrument tad-dwana minn strumenti Raman waħedhom, u għalhekk huwa possibbli li l-proporzjon tas-sinjal: il-ħoss tagħna ma kienx biżżejjed biex jagħraf bidliet relatati mal-età. It-toughness (ikkalkulat mix-xogħol sal-ksur) hija miżura suxxettibbli għal varjabbiltà għolja (54), u l-varjabbiltà fil-proprjetajiet mekkaniċi tiżdied aktar għall-ġrieden ġerjatriċi (25). Ġiet osservata wkoll varjabilità akbar fil-pentosidine b'età miżjuda fi studji fuq il-bnedmin u l-annimali gerriema (52,55,56). Għalhekk huwa probabbli li varjanza għolja f'dawn il-miżuri joskuraw id-differenzi bejn il-gruppi evalwati.

Diversi limitazzjonijiet influwenzaw ir-riżultati ta 'dan l-istudju. L-istomorfometrija kwantitattiva dinamika ma twettqitx, iżda studji futuri jippermettu l-evalwazzjoni tal-attivitajiet tal-osteoblast, osteoclast, u osteocyte kif ukollgħadamfatturat. Filwaqt li identifikajna diversi indebolimenti tal-kwalità tal-għadam li joħorġu b'CKD u jaffettwaw b'mod deleterarju t-toughness tal-għadam kollu, hemm bżonn ta 'aktar ħidma biex tikkonferma l-oriġini ta' dawn l-indebolimenti, kif ukoll ir-rwol tal-osteocyte fl-okkorrenza tagħhom. Analiżi tal-espressjoni tal-ġeni u tal-proteini tkun utli fl-identifikazzjoni tal-oriġini tan-nanomekkaniċi tal-kollaġen indeboliti, peress li dan l-indeboliment ma kienx influwenzat minn bidliet fil-crosslinks tal-kollaġen. Barra minn hekk, l-interpretazzjoni tagħna ta 'kif l-osteocyte jista' jipparteċipa fir-regolazzjoni tal-omeostażi minerali u ż-żamma tal-kwalità tal-għadam f'CKD teħtieġ kejl globali addizzjonali (jiġifieri, espressjoni tal-ġeni) u lokali (jiġifieri, valutazzjoni istoloġika tar-riassorbiment u l-formazzjoni tal-għadam).

Fil-qosor, sibna li CKD tbaxxi l-kwalità tal-għadam minbarra l-effetti ta 'tixjiħwaħdu. Is-CKD u t-tixjiħ bl-istess mod inaqqsu kortikali u trabekolarigħadammikroarkitettura tali li l-aktar telf profond ta 'mikroarkitettura kien osservat fil-ġrieden qodma mamard tal-kliewi. CKD naqqset ukoll il-proprjetajiet tal-materjal tal-għadam, li rriżulta f'għadam b'maturità tat-tessut apparenti mnaqqsa b'nanomekkaniċi tal-kollaġen mibdula. Dan it-tnaqqis figħadamkwalità, inklużi l-mikroarkitettura u l-proprjetajiet tal-materjal tal-għadam, jipprovdu għarfien dwar kif ir-reżistenza għall-ksur tintilef fis-CKD. Barra minn hekk, l-effetti magħquda ta 'tixjiħu CKD fuq il-kwalità tal-għadam jgħinu jispjegaw għaliex individwi anzjani b'CKD għandhom l-ogħla riskju ta 'ksur.

Materjal Supplimentari

Irreferi għall-verżjoni tal-Web fuq PubMed Central għal materjal supplimentari.

Rikonoxximenti:

Nixtiequ nirringrazzjaw lil William Schroeder għall-kura eċċellenti tagħhom tal-annimali tal-istudju, u lil William Schroeder u Ryan Clark għall-analiżi tal-kimika tas-serum. Ġie pprovdut appoġġ għal CMH permezz ta’ NIHT32 AG000279. Il-finanzjament għal dan ix-xogħol ġie pprovdut ukoll lil KBK u VLF minn NIH/NCATS Colorado CTSA Grant Number UL1 TR001082, Co-Pilot Team Science Award. Il-finanzjament lil TA kien ipprovdut minn R01 DE019284. Analiżi kombinata bl-użu ta 'nanoindentation u spettroskopija Raman saret possibbli permezz tal-użu ta' strument personalizzat iffinanzjat mill-premju NSF Major Research Instrumentation #1338154. It-tifrix tar-raġġi X fil-Beamline 7.3.3 tas-Sors tad-Dawl Avvanzat kien appoġġjat mid-Dipartiment tal-Enerġija tal-Uffiċċju tax-Xjenzi tal-Enerġija bażiċi tal-Istati Uniti taħt il-Kuntratt Nru DE-AC02– 05CH11231. Nirringrazzjaw ukoll lill-grupp AZ Weber f'LBL talli pprovda l-istadju tat-tensjoni tagħhom, li kien appoġġjat minn DOE EERE Fuel-Cell Performance and Durability Consortium (FC-PAD).

Referenzi

1. Nickolas TL, McMahon DJ, Shane E. Relazzjoni bejn moderata għal severamard tal-kliewiu ksur tal-ġenbejn fl-Istati Uniti. J Am Soc Nephrol 2006 11;17(11):3223–32. [PubMed: 17005938]

2. Nitsch D, Mylne A, Roderick PJ, Smeeth L, Hubbard R, Fletcher A.Mard kroniku tal-kliewiu l-mortalità relatata mal-ksur tal-ġenbejn fl-anzjani fir-Renju Unit. Nephrol Dial Trapjant 2009 5;24(5):1539–

44. [PubMed: 19075194]

3. Yenchek RH, Ix JH, Shlipak MG, Bauer DC, Rianon NJ, Kritchevsky SB, et al. Densità Minerali tal-għadam u Riskju tal-Ksur f'Individwi Anzjani b'CKD. Clin J Am Soc Nephrol 2012;7(Marzu 1997).

4. Naylor KL, Mcarthur E, Leslie WD, Fraser L, Jamal SA, Cadarette SM, et al. L-inċidenza ta’ tliet snin ta’ ksur fimard kroniku tal-kliewi. Kidney Int 2014;86(4):810–8. [PubMed: 24429401]

5. Kim SM, Long J, Montez-rath M, Leonard M, Chertow GM. J BMR Frattura tal-ġenbejn f'Pazjenti b'Dijaliżi li Ma JeħtiġuxMard Kronika tal-Kliewi

6. Moe S, Drüeke T, Cunningham J, Goodman W, Martin K, Olgaard K, et al. Definizzjoni, evalwazzjoni, u klassifikazzjoni ta 'osteodistrofija renali: dikjarazzjoni ta' pożizzjoni minnMard tal-Kliewi: Titjib tar-Riżultati Globali (KDIGO). Kidney Int 2006 6;69(11):1945–53. [PubMed: 16641930]

7. Hruska K, Teitelbaum S. Osteodistrofija renali. N Engl J Med 1999;30(3):773–773.

8. Supplimenti KI. KDIGO 2017 AĠĠORNAMENT TAL-LINJA GWIDA TAL-PRATTIĊI KLINIĊI GĦAD-DJANJOŻI, EVALWAZZJONI, PREVENZJONI, U TRATTAMENT TA'MARD KRONIKA TAL-KLIEI– MINERALI U 2017;1–59.

9. Moe SM, Chen NX, Newman CL, Gattone VH, Organ JM, Chen X, et al. Paragun ta 'kalċju ma' aċidu zoledronic għal titjib ta 'għadam kortikali f'mudell ta' annimali ta 'CKD. J Bone Miner Res 2014;29(4):902–10. [PubMed: 24038306]

10. Heveran CM, Ortega AM, Cureton A, Clark R, Livingston EW, Bateman TA, et al. Moderatmard kroniku tal-kliewitfixkel il-kwalità tal-għadam fil-ġrieden C57Bl/6J. Għadam 2016;86:1–9. [PubMed: 26860048]

11. Iwasaki Y, Kazama JJ, Yamato H, Matsuzaki A, Nakano T, Fukagawa M. Il-proprjetajiet tal-materjal mibdula huma responsabbli għall-fraġilità tal-għadam fil-firien b'korriment kronika tal-kliewi. Għadam 2015;81:247–54. [PubMed: 26187196]

12. Allen MR, Newman CL, Chen N, Granke M, Nyman JS, Moe SM. Bidliet fil-cross-links tal-kollaġen skeletriċi u l-idratazzjoni tal-matriċi f'fatturat għoli u baxxmard kroniku tal-kliewi. Osteoporos Int 2015 3;26(3):977–85. [PubMed: 25466530]

13. Kadokawa S, Matsumoto T, Naito H, Tanaka M. Valutazzjoni Oriġinali tal-Arkitettura tal-għadam trabekulari u l-Proprjetajiet Intrinsiċi tal-CorticalgħadamTessut f'Mudell tal-Ġurdien ta'Mard Kronika tal-Kliewi. J Hard Tissue Biol 2011;20(2):79–86.

14. Stubbs JR, He N, Idicilla A, Gillihan R, Liu S, David V, et al. Evalwazzjoni lonġitudinali tal-bidliet FGF23 u anormalitajiet fil-metaboliżmu minerali f'mudell tal-ġrieden ta 'kronikumard tal-kliewi. J Bone Miner Res 2012;27(1):38–46. [PubMed: 22031097]

15. Tang SY, Herber RP, Ho SP, Alliston T. Matrix metalloproteinase -13 hija meħtieġa għal remodeling perilacunar osteocytic u żżomm ir-reżistenza għall-ksur tal-għadam. J Bone Miner Res 2012;27(9): 1936–50. [PubMed: 22549931]

16. Dole NS, Mazur CM, Acevedo C, Lopez JP, Monteiro DA, Fowler TW, et al. Osteocyte-Intrinsiku TGF- RQP c / c RR 2017;21(9):2585–96.

17. Alliston T Regolament bijoloġiku tal-kwalità tal-għadam. Curr Osteoporos Rep 2014;12(3):366–75. [PubMed: 24894149]

18. Kaya S, Basta-Pljakic J, Seref-Ferlengez Z, Majeska RJ, Cardoso L, Bromage T, et al. Bidliet Ikkaġunati minn Treddigħ fil-Volum tal-Ispazju Lacunar-Canalicular Osteocyte Ibdel Proprjetajiet Mekkaniċi fit-Tessut tal-għadam kortikali. J Bone Miner Res 2017;32(4):688–97. [PubMed: 27859586]

19. Bonewald LF. L-osteocyte aqwa. JGħadamMiner Res 2011;26(2):229–38. [PubMed: 21254230]

20. Tokarz D, Martins JS, Petit ET, Lin CP, Liu ES, Program M, et al. Ir-regolazzjoni ormonali ta 'l-osteocyte perilacunar u kanalikulari remodeling fil-mudell tal-ġurdien hyp ta' ipofosfatemia x-linked. J Bone Miner Res 2018;33(3):499–509. [PubMed: 29083055]

21. Heveran CM, Rauff A, King KB, Carpenter RD, Ferguson VL. Għodda ġdida ta 'sors miftuħ għall-kejl tal-ġeometriji lakunari tal-osteoċiti 3D minn mikroskopija tal-iskannjar tal-laser konfokali tiżvela bidliet relatati mal-età fid-daqs u l-għamla lakunari fl-għadam tal-ġrieden kortikali. Għadam 2018;110.

22. Lewis LMT, Xie Y, Hulbert MA, Campos R, Dallas MR, Bonewald LF, et al. Deġenerazzjoni tan-netwerk tal-osteoċiti fil-mudell tal-ġrieden C57Bl/6 tat-tixjiħ.Tixjiħ(Albany NY) 2017;9(10):2190–

208. [PubMed: 29074822]

23. Hemmatian H, Laurent MR, Bakker AD, Vanderschueren D, Klein-Nulend J, van Lenthe GH. Bidliet relatati mal-età fil-mikroporożità tal-għadam kortiku tal-ġurdien femminili.Għadam2018;113(April):1–8. [PubMed: 29738854]

24. Hemmatian H, Bakker AD, Klein-Nulend J, van Lenthe GH.Tixjiħ, Osteocytes, u Mechanotransduction. Curr Osteoporos Rep 2017;15(5):401–11. [PubMed: 28891009]

25. Ferguson VL, Ayers RA, Bateman TA, Simske SJ. Żvilupp tal-għadam u telf tal-għadam relatat mal-età fil-ġrieden maskili C57BL/6J. Bone 2003;33(3):387–98. [PubMed: 13678781]

26. Zimmerman EA, Schaible E, Bale H, Barth HD, Tang SY, Reichert P, et al. Bidliet relatati mal-età fil-plastiċità u l-ebusija tal-għadam kortikali tal-bniedem fuq skali ta 'tul multipli. Proc Natl Acad Sci 2011;108(35):14416–21. [PubMed: 21873221]

27. Seeman E, Delmas PD. Kwalità tal-għadam - Il-Bażi Materjal u Strutturali ta 'Qawwa u Fraġilità waħda. N Engl J Med 2006;354:2250–61. [PubMed: 16723616]

28. Halloran BP, Ferguson VL, Simske SJ, Burghardt A, Venton LL, Majumdar S. Bidliet fl-istruttura tal-għadam u l-massa b'età avvanzata fil-ġurdien C57BL/6J maskili. J Bone Miner Res 2002;17(6):1044–50. [PubMed: 12054159]

29. Lauretani F, Bandinelli S, Griswold ME, Maggio M, Semba R, Guralnik JM, et al. Bidliet lonġitudinali fil-BMD ugħadamġeometrija fi studju bbażat fuq il-popolazzjoni. J Bone Miner Res 2008;23(3): 400–8. [PubMed: 17997708]

30. Yerramshetty JS, Lind C, Akkus O. L-omoġeneità tal-kompożizzjoni u fiżikokimika tal-kortiċi femorali maskili tiżdied wara s-sitt deċennju. Għadam 2006 12;39(6):1236–43. [PubMed: 16860007]

31. Currey JD. Ir-relazzjoni bejn l-ebusija u l-kontenut minerali tal-għadam. J Biomech 1969;2:477–80. [PubMed: 16335147]

32. Szulc P, Seeman E. Thinking inside and outside the envelopes of bone: Dedicated to PDD Osteoporos Int 2009;20(8):1281–8. [PubMed: 19590836]

33. Miyazaki-Anzai S, Levi M, Kratzer A, Ting TC, Lewis LB, Miyazaki M. Farnesoid × attivazzjoni tar-riċettur tipprevjeni l-iżvilupp ta 'kalċifikazzjoni vaskulari f'ApoE-/-ġrieden b'mard kroniku tal-kliewi. Circ Res 2010;106(12):1807–17. [PubMed: 20431060]

34. Bouxsein ML, Boyd SK, Christiansen BA, Guldberg RE, Jepsen KJ, Müller R. Linji gwida għall-valutazzjoni tal-mikrostruttura tal-għadam f'annimali gerriema bl-użu ta' mikro-tomografija kompjuterizzata. J Bone Miner Res 2010;25(7):1468–86. [PubMed: 20533309]

35. Turner CH, Burr DB. Kejl bijomekkaniku bażiku tal-għadam: Tutorial.Għadam1993;14(4): 595–608. [PubMed: 8274302]

36. Lau AG, Kindig MW, Kent RW. Morfoloġija, distribuzzjoni, densità minerali, u frazzjoni tal-volum tal-qarquċa kostali kalċifikata tal-bniedem. Acta Biomater 2011;7(3):1202–9. [PubMed: 20974298]

37. Lau AG, Kindig MW, Salzar RS, Kent RW. Immudellar mikromekkaniku ta 'kalċifikazzjoni tal-qarquċa kostali tal-bniedem bl-użu tal-metodu ġeneralizzat taċ-ċelloli. Acta Biomater 2015;18:226–35. [PubMed: 25712387]

38. Hexemer A, Bras W, Glossinger J, Schaible E, Gann E, Kirian R, et al. Beamline SAXS/WAXS/GISAXS b'monokromatur b'ħafna saffi. J Phys Conf Ser 2010;247.

39. Barth HD, Zimmermann EA, Schaible E, Tang SY, Alliston T, Ritchie RO. Karatterizzazzjoni tal-effetti tal-irradjazzjoni tar-raġġi fuq l-istruttura ġerarkika u l-proprjetajiet mekkaniċi tal-għadam kortikali tal-bniedem. Bijomaterjali 2011;32(34):8892–904. [PubMed: 21885114]

40. Acevedo C, Bale H, Gludovatz B, Wat A, Tang SY, Wang M, et al. It-trattament bl-alendronat jibdel it-tessuti tal-għadam f'livelli strutturali multipli f'għadam kortiku tal-klieb b'saħħtu.Għadam2015;81:352–63. [PubMed: 26253333]

41. Abramoff MD, Magalhães PJ, Ram SJ. Bijofotonika internazzjonali. Biophotonics Int 2004;11(7): 36–42.

42. Oliver WC, Pharr GM. Teknika mtejba biex tiddetermina l-ebusija u l-modulu elastiku bl-użu ta 'esperimenti ta' indentazzjoni ta 'sensing ta' tagħbija u spostament. Vol. 7, Ġurnal tar-Riċerka tal-Materjali 1992

p. 1564–83.

43. Bushby a. J, Ferguson VL, Boyde A. Nanoindentation ta 'l-għadam: Tqabbil ta' kampjuni ttestjati f'likwidu u inkorporati fil-polymethylmethacrylate. J Mater Res 2004 3;19(01):249–59.

44. Bank RA, Beekman B, Verzijl N, De Roos JADM, Nico Sakkee A, Tekoppele JM. Kwantifikazzjoni fluworimetrika sensittiva ta 'crosslinks ta' pyridinium u pentosidine f'kampjuni bijoloġiċi f'run waħda kromatografika likwida ta 'prestazzjoni għolja. J Chromatogr B Biomed Appl 1997;703(1–2):37–44.

45. Oren TW, Botolin S, Williams A, Bucknell A, King KB. Artroplastija f'veterani: Analiżi tal-qarquċa, għadam, serum u fluwidu sinovjali tiżvela differenzi u xebh fl-osteoartrite bi u mingħajr dijabete komorbidita. J Rehab Res Dev 2015;48(10):1195–210.

46. ​​Bank RA, Jansen EJ, Beekman B, Te Koppele JM. Analiżi tal-aċidu amminiku permezz ta' kromatografija likwida ta' prestazzjoni għolja b'fażi inversa: kundizzjonijiet imtejba ta' derivatizzazzjoni u skoperta bi 9- fluorenylmethyl chloroformate. Anal Biochem 1996;240(2):167–76. [PubMed: 8811901]

47. Burr DB, Hooser M. Alterations to the en bloc basic fuchsin tbajja protokoll għad-dimostrazzjoni tal-mikrodannu prodott in vivo.Għadam1995;17(4):431–3. [PubMed: 8573418]

48. Feng JQ, Ye L, Schiavi S. L-osteoċiti jikkontribwixxu għall-omeostażi tal-fosfat? Curr Opin Nephrol Hypertens 2009;18(4):285–91. [PubMed: 19448536]

49. Feng JQ, Ward JM, Liu S, Lu Y, Xie Y, Yuan B, et al. Telf ta 'DMP1 jikkawża rickets u osteomalacia u jidentifika rwol għall-osteocytes fil-metaboliżmu minerali. Nat Genet 2006;38(11): 1310–5. [PubMed: 17033621]

50. Komaba H, Fukagawa M. FGF23-interazzjoni paratirojde: implikazzjonijiet f'mard kroniku tal-kliewi. Kidney Int 2010;77(4):292–8. [PubMed: 20010546]

51. Boskey A, Coleman R. Tixjiħ u għadam. J Dent Res 2010 12;89(12):1333–48. [PubMed: 20924069]

52. Wang X, Shen X, Li X, Mauli Agrawal C. Bidliet relatati mal-età fin-netwerk tal-kollaġen u toughness tal-għadam.Għadam2002;31(1):1–7. [PubMed: 12110404]

53. Faul F, Erdfelder E, Lang AG, Buchner A. G * Power 3: Programm ta 'analiżi tal-qawwa statistika flessibbli għax-xjenzi soċjali, tal-imġieba u bijomediċi. IEEE Int Symp Inf Theory - Proc 2007;39(2):175–91.

54. Ritchie RO, Koester KJ, Ionova S, Yao W, Lane NE, Ager JW. Kejl tal-ebusija tal-għadam: Tutorial b'referenza speċjali għal studji fuq annimali żgħar. Bone 2008;43(5):798–812. [PubMed: 18647665]

55. Nyman JS, Roy A, Acuna RL, Gayle HJ, Reyes MJ, Tyler JH, et al. Effett relatat mal-età fuq il-konċentrazzjoni ta 'crosslinks tal-kollaġen fit-tessut tal-għadam osteonali u interstizjali tal-bniedem.Għadam2006;39(6):1210–7. [PubMed: 16962838]

56. Saito M, Fujii K, Mori Y, Marumo K. Rwol ta 'kollaġen enżimatiku u glycation indotti cross-links bħala determinanti tal-kwalità tal-għadam fil-firien WBN / Kob spontanjament dijabetiċi 2006; 1514-23.