Остеоартроз, болезнь суставов, поражает более 30 миллионов взрослых людей только в США и является пятой по значимости причиной инвалидности в этой стране. В новом исследовании ученые обнаружили клеточный путь, который приводит к остеоартрозу, и определили известный антидепрессант - пароксетин, который подавляет этот путь, помогая снижать скорость развития заболевания.
Авторы исследования
Ссылка на исследование: https://stm.sciencemag.org
Обратите внимание, что цифры в скобках (1, 2, 3 и т.д.) являются кликабельными ссылками на рецензируемые научные исследования. Вы можете перейти по этим ссылкам и ознакомиться с первоисточником информации для статьи.
Внимание! Все статьи на сайте носят информационный характер. Перед использованием тех или иных техник или рекомендаций обязательно проконсультируйтесь со своим врачом или профильным специалистом.
Как связаны остеоартроз и фермент GRK2
Что такое остеоартроз?
Остеоартроз (или остеоартрит) - это распространенное хроническое заболевание суставов. Остеоартроз чаще всего встречается у пожилых людей, хотя может встречаться и у взрослых любого возраста. Его также называют дегенеративным заболеванием суставов, дегенеративным артритом или артритом износа.
Сустав - это место, где сходятся две кости. Концы этих костей покрыты защитной тканью, называемой хрящом. При остеоартрозе этот хрящ разрушается, в результате чего кости внутри сустава трутся друг о друга. Такое нарушение здоровья хряща может вызвать боль, скованность в суставе и другие симптомы.
Хрящ - это жесткое, эластичное вещество, которое является гибким и более мягким, чем кость. Его задача состоит в том, чтобы защитить концы костей внутри сустава и позволить им легко двигаться, соприкасаясь друг с другом.
Когда хрящ поражается остеоартрозом, эти костные поверхности становятся колючими и шероховатыми. Это может вызвать боль в суставе и раздражение окружающих тканей. Поврежденный хрящ сустава не может восстановиться сам. Это связано с тем, что хрящ не содержит никаких кровеносных сосудов и не получает полезные вещества для регенерации.
Когда хрящ полностью изнашивается, амортизирующий буфер, который он формирует, исчезает, обеспечивая контакт кости с костью. Это вызывает сильную боль и другие симптомы, которые связывают с остеоартрозом.
Остеоартроз отличается от ревматоидных артритов
Остеоартрит и ревматоидный артрит имеют одни и те же симптомы, но являются очень разными заболеваниями. Остеоартроз - это дегенеративное состояние, а это означает, что с течением времени его тяжесть течения возрастает. Артриты, в том числе ревматоидный артрит, являются аутоиммунными заболеваниями.
У людей с ревматоидным артритом иммунная система ошибочно принимает клетки хрящей суставов как угрозу для организма, заставляя иммунные клетки атаковать эту область. Эта мягкая подкладка между костями включает в себя синовиальную жидкость, называется синовиальной оболочкой. Когда иммунная система начинает свою атаку, происходит накопление жидкости в суставе, вызывая жесткость, боль, отек и воспаление.
Остеоартроз и фермент GRK2
Фермент GRK2 (или ген ARBK1) - кодирует членов семейства G-белков - связанных рецепторных киназ. Кодируемый белок фосфорилирует бета-адренергический рецептор, а также широкий спектр других субстратов, включая рецепторы клеточной поверхности без GPCR, а также белки цитоскелета, митохондрий и транскрипционных факторов. Данные, полученные в экспериментах на грызунах, подтверждают роль этого гена в эмбриональном развитии, функции сердца и метаболизме. Повышенная экспрессия этого гена наблюдалась у пациентов с сердечной недостаточностью, болезнью Альцгеймера, гипертонией и резистентностью к инсулину. (1, 5)
Важным парологом гена GRK2 (дупликация в пределах одного генома) является ген GRK3, который имеет сходство аминокислот на 95%. (2) Заболевания, связанные с геном GRK3, включают синдром бородавок (каприза) и биполярное расстройство. (3)
В более ранних исследованиях ученые из Кафедры ортопедии и реабилитации в Медицинском колледже штата Пенсильвания (США) обнаружили, что повышенная экспрессия и активность фермента G-белок-связанной рецепторной киназы 2 (GRK2) приводит к патологическому росту клеток при заболеваниях сердца и почек.
Но остеоартроз также вызван патологическим ростом хрящевых клеток, процессом, называемым гипертрофией хондроцитов. Но как это происходит было загадкой для ученых. Учитывая свои знания о роли GRK2 при болезнях сердца и почек, команда ученых решили исследовать этот фермент у пациентов с остеоартрозом. Они увидели, что пациенты с остеоартрозом или острой травмой сустава имели высокий уровень экспрессии гена GRK2 в их хрящевых клетках или хондроцитах.
Оказалось, что активность гена GRK2 толкает хондроциты разрушать окружающий их хрящевой матрикс вместо того, чтобы пополнять и поддерживать его. Ученые смогли подтвердить роль активности гена GRK2 при дегенерации хряща в 2-х экспериментах: в одном они выполнили генетическую делецию GRK2 из клеток хряща у мышей, а в другом они вводили пароксетин (известный антидепресант, селективный ингибитор обратного захвата серотонина), который является мощным ингибитором GRK2 у мышей.
В обоих случаях ученые выявили, что удаление (или подавление активности) гена GRK2 не только предотвращает гипертрофию хондроцитов и останавливает развитие остеоартроза, но и способствует регенерации хряща.
В последующих экспериментах с человеческими клетками хряща, пораженного остеоартрозом, ученые подтвердили, что антидепрессант пароксетин подавляет ген GRK2 и снижает гипертрофию хондроцитов вместе с деградацией хряща. (4)
Ингибиторы и активаторы гена GRK2
Кроме антидепрессанта пароксетина существуют и другие вещества или действия, способные снижать активность гена GRK2. Известно также и то, что увеличивает экспрессию гена GRK2, способствуя развитию остеоартроза.
Перечень ингибиторов (подавителей) гена GRK2
- Астрагалозид IV (сапонин из корня Астрагала) (6)
- Дидимин (didymin) - цитрусовый флавоноид. Обладает противоопухолевыми, антиоксидантными, нейропротекторными, гепатопротекторными, противо-воспалительными и поддерживающими сердечно-сосудистую систему свойствами. (7, 8)
- Физическая активность (10)
Перечень активаторов гена GRK2
- Метаболический синдром и резистентность к инсулину (9)
- Диета с высоким содержанием жиров (9)
- Ожирение (9)
- Диабет (9)
