Abstraktne

Eesmärk:
Uurida akteosiidi mõju osteoblastide ja osteoklastide aktiivsusele munasarjade eemaldatud (OVX) hiirtel.

Meetodid:
Menopausijärgne osteoporoosi hiiremudel loodi ovariektoomiaga (OVX). Viiskümmend C57BL/6 hiirt jagati juhuslikult viide rühma: võltsoperatsiooniga rühm, mudelrühm, östrogeenirühm, väikese annuse akteosiidi rühm ja suure annuse akteosiidi rühm, igas rühmas oli 10 hiirt.

Kehakaal registreeriti. Luu histomorfomeetriline analüüs viidi läbi mikro-kompuutertomograafia (mikro-CT) abil. Östradiooli (E2), CTX-1, PINP ja ALP tasemeid seerumis mõõdeti vastavate analüüsikomplektide abil. Emaka kaal registreeriti. Osteoklastide arvu jälgimiseks kasutati TRAP-värvimist. Runx2 valgu ekspressiooni tuvastamiseks kasutati immunohistokeemiat. Luu moodustumise ja luu resorptsiooniga seotud markerite ekspressiooni hindamiseks kasutati reaalajas kvantitatiivset RT-PCR (qRT-PCR) ja Western blot analüüsi.

Tulemused:
Võrreldes võltsoperatsiooni saanud rühmaga näitasid mudelrühma hiirtel märkimisväärselt suurenenud kehakaal, emakakaal ja seerumi E2, PINP ja ALP tase ning seerumi CTX-1 tase märkimisväärselt suurenenud. Luu parameetrid, sealhulgas BMD, BV/TV, Tb.N, Tb.Th, PINP, ALP, Runx2, OCN ja Col1, vähenesid oluliselt, samas kui Tb.Sp suurenes oluliselt. Reieluukoes vähenes oluliselt ALP, OCN ja Col1 mRNA ekspressioon, samas kui NFATc1 ja c-fos mRNA ekspressioon, samuti Runx2, p-IκB ja p-Akt valgu ekspressioon suurenes oluliselt (P<0.05P < 0.05P<0.05). The number of osteoclasts was also increased.

Võrreldes mudelrühmaga vähenes kõigis ravirühmades oluliselt kehakaal, suurenes oluliselt seerumi PINP ja ALP tase ning vähenes oluliselt seerumi CTX-1 tase. BMD, BV/TV, Tb.N, Tb.Th, PINP, ALP, Runx2, OCN ja Col1 suurenesid oluliselt, samas kui Tb.Sp vähenes oluliselt. Reieluukoes suurenes oluliselt ALP, OCN ja Col1 mRNA ekspressioon, samas kui NFATc1 ja c-fos mRNA ekspressioon, samuti Runx2, p-IκB ja p-Akt valgu ekspressioon vähenes oluliselt (P<0.05P < 0.05P<0.05). The number of osteoclasts was reduced.

Järeldus:
Akteosiid avaldab OVX hiirte luude ümberkujunemisele kahekordset reguleerivat toimet. See võib parandada OVX-indutseeritud luukadu, inhibeerides osteoklastide vahendatud luu resorptsiooni NF-κB/Akt/NFATc1/c-fos raja pärssimise kaudu, soodustades samal ajal osteoblastide poolt juhitud luu moodustumist Runx2/OCN/Col1 telje aktiveerimise kaudu.

Märksõnad:
akteosiid; menopausijärgne osteoporoos; osteoblastid; osteoklastid

Mis on osteoporoos?

Osteoporoos (OP) on levinud ja sageli vaikne skeletihaigus, mida iseloomustab luu mineraalse tiheduse vähenemine, luude mikrostruktuuri halvenemine, luude suurenenud haprus ja suurem luumurdude risk. Ülemaailmselt mõjutab see ligikaudu 18,3% elanikkonnast, eriti haavatavad on postmenopausis naised. Seda seisundit nimetatakse menopausijärgseks osteoporoosiks (PMOP) [1].

Östrogeen mängib luude remodelleerimisel võtmerolli mitme mehhanismi kaudu. Luu remodelleerumise ajal säilitavad osteoklastid ja osteoblastid dünaamilise tasakaalu luu resorptsiooni ja luu moodustumise vahel. Kui osteoblastide aktiivsus väheneb ja/või osteoklastide aktiivsus muutub ülemääraseks, siis see tasakaal rikutakse, mis toob kaasa tõsise luumaatriksi kadu [2].

Seetõttu võib osteoblastide ja osteoklastide funktsiooni ja moodustumise reguleerimine olla tõhus strateegia östrogeenipuudusega seotud osteoporoosi raviks.

Miks vaadata taimseid ühendeid osteoporoosi jaoks?

Praegused peamised osteoporoosi ravimid on bisfosfonaadid, teriparatiid, raloksifeen ja selektiivsed östrogeeniretseptori modulaatorid. Need ravimid võivad olla tõhusad, kuid võivad põhjustada ka kõrvaltoimeid, nagu ebamugavustunne seedetraktis ja harvadel juhtudel lõualuu osteonekroosi. Need probleemid võivad pikaajalist kasutamist piirata.

Viimastel aastatel on üha enam tähelepanu pööratud traditsioonilisele taimsele meditsiinile luu tervise toetamiseks, eriti menopausijärgse osteoporoosi korral.

Rehmannia juur, traditsiooniline Hiina ravimtaim, on tuntud neerude toitmise ja vereringe soodustamise poolest. Seda kasutatakse sageli osteoporoosi ravimtaimedes [3]. Mitmed kliinilised uuringud on teatanud, et Rehmanniat sisaldavad Hiina ravimtaimed võivad aidata parandada luu mineraalset tihedust, leevendada valu ja parandada osteoporoosiga patsientide kliinilisi sümptomeid [4].

Akteosiid on vees lahustuv fenüületanoidglükosiid, mida leidub Rehmannia, Cistanche, Plantago seemnetes ja teistes ravimtaimedes. On teatatud, et sellel on antioksüdantne, põletikuvastane, diabeedivastane ja luu moodustumist soodustav toime [5].

Mitme andmebaasi süstemaatilisel läbivaatamisel ja andmete hankimisel põhinev uuring näitas, et akteosiid võib olla üks peamisi aktiivseid komponente menopausijärgse osteoporoosi ravis kasutatavates Hiina ravimtaimedes [6]. Võrgufarmakoloogilised uuringud on samuti näidanud, et akteosiid võib olla menopausijärgse osteoporoosi ravis taimsete koostiste, nagu Qigu kapsel ja Zuogui/Yougui pillid, peamine toimeaine [7,8].

Need leiud viitavad sellele, et akteosiid võib olla luude tervise jaoks paljulubav looduslik ühend. Selle täpset toimemehhanismi pole aga veel täielikult välja selgitatud.

Selle uuringu eesmärk oli uurida akteosiidi mõju osteoblastide ja osteoklastide aktiivsusele munasarjade eemaldamisega hiiremudelis, eesmärgiga luua teaduslik alus akteosiidi edasiseks arendamiseks osteoporoosiga seotud uuringutes.

 

1. Materjalid ja instrumendid

1.1 Katseloomad

Viiskümmend SPF-klassi 6-nädalast emast C57BL/6 hiirt osteti Hebei katseloomade keskusest, litsentsinumber SCXK (Hebei) 2022-001. Hiired kaalusid 20–23 g.

Kõiki hiiri hoiti 12-tunnise valguse/pimeduse tsükli all, toatemperatuuri reguleeriti 22±3°C22 \\pm 3^\\umbes C22±3°C, niiskuse 55±5%55 \\pm 5\\%55±5% juures ning piisavat toitu ja vett. Pärast ühenädalast adaptiivset toitmist viidi katse läbi.

1.2 Ravimid ja reaktiivid

Akteosiid puhtusega 98% ja partiinumbriga CFN97048 osteti ettevõttelt Wuhan ChemFaces.

Östradioolvaleraadi tabletid, spetsifikatsioon 1 mg × 21 tabletti, osteti firmalt Bayer Healthcare Co., Ltd., Guangzhou.

Hiire seerumi östradiooli (E2), aluselise fosfataasi (ALP), I tüüpi kollageeniga ristseotud C-terminaalse telopeptiidi (CTX-1) ja prokollageeni I tüüpi N-terminaalse propeptiidi (PINP) testikomplektid osteti ettevõttest Beyotime Biotechnology, Shanghai.

RIPA lüüsipuhver saadi firmast Sigma, USA. Bio-Rad DC valguanalüüsi komplekt saadi ettevõttest Bio-Rad Laboratories, USA. Anti-fosfo-Akt, anti-Akt, anti-fosfo-IκB ja anti-IKB antikehad osteti ettevõttest Cell Signaling Technology, USA. Anti-Runt-seotud transkriptsioonifaktor 2 (Runx2) antikeha osteti ettevõttest Santa Cruz Biotechnology, USA. TRAP värvimiskomplekt osteti firmast Sigma, USA. TRIzol reaktiiv ja RevertAid First Strand cDNA sünteesikomplekt osteti firmast Thermo Fisher Scientific, USA.

1.3 Peamised instrumendid

Peamised kasutatavad vahendid olid järgmised:

SKYSCAN 1276 mikrokompuutertomograafia skanner, Bruker Technology, Peking

SpectraMax M mikroplaadi lugeja, Molecular Devices, Shanghai

Elektrooniline analüütiline kaal FA2004N, Sailun Instruments, Peking

WMP-6105 optiline mikroskoop, Wumo Optical Instruments, Shanghai

VeritiPro reaalajas kvantitatiivne PCR-süsteem ja PowerEase elektroforeesiaparaat, Thermo Fisher Scientific, Shanghai

 

2. Meetodid

2.1 Mudeli loomine ja rühmitamine

C57BL/6 hiired jagati juhuslikult viide rühma:

Näidisopereeritud rühm

Mudelirühm

Östrogeenirühm, 1 mg/kg1 \\text{ mg/kg}1 mg/kg

Väikese annuse akteosiidi rühm, 50 mg/kg50 \\text{ mg/kg}50 mg/kg

Suure annuse akteosiidi rühm, 150 mg/kg150 \\text{ mg/kg}150 mg/kg

Igas rühmas oli 10 hiirt.

Kõik loomad anesteseeriti 2% naatriumpentobarbitaaliga. Munasarjade paljastamiseks tehti väike sisselõige. Munasarjad määrati õrnalt ja eemaldati OVX mudeli loomiseks. Näidisoperatsiooni saanud rühmas eemaldati ainult munasarjade lähedal asuv rasvkude.

Pärast operatsiooni said kõik hiired intramuskulaarset penitsilliini 50 000 U/päevas 3 järjestikuse päeva jooksul.

Pärast operatsiooni:

Östrogeenirühm sai östradioolvaleraati annuses 1 mg/kg1 \\text{ mg/kg} 1 mg/kg sondiga üks kord päevas.

Väikese ja suure annuse akteosiidi rühmad said akteosiidi sondiga üks kord päevas.

Näidisopereeritud ja mudelrühmad said puhastatud vett 10 mg/kg10 \\text{ mg/kg} 10 mg/kg sondiga.

Hiired surmati 4 nädalat pärast operatsiooni. Koguti reieluu koe ja vereproovid. Reieluud fikseeriti 4% paraformaldehüüdis 48 tundi ja hinnati mikro-CT abil.

2.2 Mikro-CT tuvastamine

Iga hiire vasak reieluu skaneeriti kõrge eraldusvõimega mikro-CT abil. Skaneerimise parameetrid olid:

Pinge: 50 kV

Voolutugevus: 55 μA

Isotroopne eraldusvõime: 6 μm

Reieluu skaneerimine viidi läbi kasvuplaadist 2 mm proksimaalselt, iga kord skaneeriti 720 sektsiooni.

Mikro-CT andmeid analüüsiti tarkvara INFINITT-Xelis abil. Hinnatud struktuuriparameetrid hõlmasid järgmist:

Luu mineraalne tihedus (BMD)

Luu maht / kogumaht (BV / TV)

Trabekulaarne paksus (Tb.Th)

Trabekulaarne eraldamine (Tb.Sp)

Trabekulaarne arv (Tb.N)

2.3 Vere biokeemilised näitajad

Vereproovid koguti ja tsentrifuugiti kiirusel 1300 p/min 15 minutit temperatuuril 4°C4^\\umbes C4°C. ELISA komplekte kasutati seerumitasemete mõõtmiseks:

CTX-1, luu resorptsiooni marker

PINP, luu moodustumise marker

ALP, luu moodustumise marker

2.4 TRAP värvimine

Pärast fikseerimist dekaltsifitseeriti hiire reieluud EDTA-s 10 päeva. Seejärel need dehüdreeriti, sisestati parafiini ja valmistati 6 μm sektsioonideks.

Sektsioonid allutati ksüleeni vahatustamisele, etanooli rehüdratsioonile ja TRAP-värvimisele. Seejärel sektsioonid dehüdreeriti, puhastati ja paigaldati.

2.5 Immunohistokeemia (IHC) värvimine

Runx2 immunohistokeemia jaoks lõigati mikrotoomi abil 5 μm lõigud, seejärel vahastati ja hüdreeriti.

Endogeenne peroksidaas blokeeriti 0,3% vesinikperoksiidiga PBS-is 30 minutit.

Mittespetsiifilise värvumise vähendamiseks inkubeeriti sektsioone 1 tund PBS-is, mis sisaldas 10% normaalset hobuseseerumit ja 0,1% Tritonit X-100.

Sektsioone inkubeeriti üleöö temperatuuril 4°C4^\\circ C4°C anti-Runx2 primaarse antikehaga lahjenduses 1:1000.

Järgmisena pesti sektsioone PBS-ga ja inkubeeriti biotinüülitud küüliku anti-kitse IgG-ga lahjenduses 1:200 2 tundi, millele järgnes inkubeerimine avidiin-biotiin-peroksidaasi kompleksiga 1 tund.

Antigeeni värvuse arendamiseks kasutati 3,3'-diaminobensidiintetrahüdrokloriidi lahust, mis sisaldas 0,003% vesinikperoksiidi. Vastuvärvimiseks kasutati hematoksüliini lahust.

2.6 Reaalajas kvantitatiivne RT-PCR (qRT-PCR)

RNA ekstraheeriti TRIzol reagendiga. RNA kogus igas proovis normaliseeriti cDNA sünteesiks 1 ug-ni.

cDNA sünteesiti RevertAid First Strand cDNA sünteesikomplekti abil.

qRT-PCR viidi läbi Exicycler-96 reaalajas kvantitatiivse termilise tsükleri abil.

Võimendi parameetrid olid:

Esialgne denatureerimine temperatuuril 95°C95^\\umbes C95∘C 5 minutit

40 kolmeastmelise PCR tsüklit:

Denatureerimine temperatuuril 95°C95^\\umbes C95∘C 1 minut

Lõõmutamine temperatuuril 60°C60^\\umbes C60∘C 30 sekundit

Lõplik pikendamine temperatuuril 72∘C72^\\umbes C72∘C 1 minut

Andmed normaliseeriti GAPDH abil ja hinnati keskmiste kordade muutustena. Suhteline geeniekspressioon arvutati 2-ΔΔCt2^{-\\Delta\\Delta Ct}2-ΔΔCt meetodil.

2.7 Western blot analüüs

Rakud lüüsiti, kasutades proteaasi inhibiitoreid ja fosfataasi inhibiitoreid I ja II sisaldavat RIPA lüüsipuhvrit.

Valgu kontsentratsioon määrati Bio-Rad DC Protein Assay Kit abil.

Võrdsed kogused valku, 20 ug 20 µg 20 ug raja kohta, kanti 10% naatriumdodetsüülsulfaat-polüakrüülamiidi geelelektroforeesi (SDS-PAGE) geelidele ja kanti üle Immobilon-P polüvinülideenfluoriidmembraanidele.

Membraanid blokeeriti 5% kooritud piimaga 1 tund ja inkubeeriti seejärel üleöö temperatuuril 4°C4^\\umbes C4°C primaarsete antikehadega.

Pärast kolmekordset pesemist Tris-puhverdatud soolalahusega, mis sisaldas 0,1% Tween-20 (TBST), inkubeeriti membraane hiire või küülikuvastase IgG mädarõika peroksidaasiga konjugeeritud sekundaarse antikehaga lahjenduses 1:3000 1 tund.

Valgud visualiseeriti kemoluminestsentsi abil, kasutades ECL komplekti.

2.8 Statistiline analüüs

Kõik eksperimentaalsed testid viidi läbi vähemalt kolm korda.

Mitme rühma võrdlus viidi läbi ühesuunalise dispersioonanalüüsi abil. Rühmade paaridevahelised võrdlused viidi läbi, kasutades Tukey mitmekordse võrdluse testi.

Statistiliseks analüüsiks kasutati SPSS 14.0 tarkvara. P väärtus<0.05P < 0.05P<0.05 was considered statistically significant.

 

3. Tulemused

3.1 Akteosiidi mõju seerumi E2 tasemele, emaka kaalule, kehakaalule ja emakaindeksile OVX osteoporoosiga hiirtel

Nagu on näidatud joonisel 1, oli mudelrühma hiirtel võltsoperatsiooni saanud rühmaga võrreldes oluliselt madalam seerumi E2 tase, emaka kaal ja emaka indeks, samas kui kehakaal oli oluliselt suurenenud (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Võrreldes mudelrühmaga oli kõigis ravirühmades hiirtel oluliselt vähenenud kehakaal (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Joonis 1. Akteosiidi mõju seerumi E₂ tasemele, emaka kaalule, kehakaalule ja emakaindeksile OVX osteoporoosiga hiirtel

A. Näidisopereeritud rühm
B. Mudelirühm
C. Östrogeenirühm
D. Väikese annuse akteosiidirühm
E. Suure annuse akteosiidi rühm

Märkus.
∗P<0.05*P < 0.05∗P<0.05 vs. sham-operated group;
#P < 0,05 vs mudelirühm;
△P<0.05\triangle P < 0.05△P<0.05 vs. estrogen group;
▲P<0.05\blacktriangle P < 0.05▲P<0.05 vs. low-dose acteoside group.

 

3.2 Akteosiidi mõju luu histomorfomeetrilistele parameetritele OVX osteoporoosiga hiirtel

Nagu on näidatud joonisel 2, oli mudelrühma hiirtel võrreldes võltsoperatsiooni saanud rühmaga oluliselt vähenenud BMD, BV/TV, Tb.N ja Tb.Th, samas kui Tb.Sp oli oluliselt suurenenud (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Võrreldes mudelrühmaga näitasid kõik ravirühmad oluliselt suurenenud BMD, BV/TV, Tb.N ja Tb.Th, samas kui Tb.Sp oli oluliselt vähenenud (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Joonis 2. Akteosiidi mõju luu histomorfomeetrilistele parameetritele OVX osteoporoosiga hiirtel

A. Näidisopereeritud rühm
B. Mudelirühm
C. Östrogeenirühm
D. Väikese annuse akteosiidirühm
E. Suure annuse akteosiidi rühm

Märkus.
∗P<0.05*P < 0.05∗P<0.05 vs. sham-operated group;
#P < 0,05 vs mudelirühm;
△P<0.05\triangle P < 0.05△P<0.05 vs. estrogen group;
▲P<0.05\blacktriangle P < 0.05▲P<0.05 vs. low-dose acteoside group.

 

3.3 Akteosiidi mõju seerumi luude ainevahetusega seotud näitajatele OVX osteoporoosiga hiirtel

Nagu on näidatud joonisel 3, vähenesid mudelrühma hiirtel seerumi PINP ja ALP tase märkimisväärselt, samas kui CTX-1 tase oli märkimisväärselt suurenenud (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Võrreldes mudelrühmaga suurenesid kõigis ravirühmades seerumi PINP ja ALP tase märkimisväärselt, samas kui CTX-1 tase oli oluliselt langenud (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Joonis 3. Akteosiidi mõju seerumi luu ainevahetusega seotud näitajatele OVX osteoporoosiga hiirtel

A. Näidisopereeritud rühm
B. Mudelirühm
C. Östrogeenirühm
D. Väikese annuse akteosiidirühm
E. Suure annuse akteosiidi rühm

Märkus.
∗P<0.05*P < 0.05∗P<0.05 vs. sham-operated group;
#P < 0,05 vs mudelirühm;
△P<0.05\triangle P < 0.05△P<0.05 vs. estrogen group;
▲P<0.05\blacktriangle P < 0.05▲P<0.05 vs. low-dose acteoside group.

Joonis 4. Akteosiidi mõju osteoklastide arvule OVX osteoporootiliste hiirte reieluus (TRAP-värvimine)

A. Näidisopereeritud rühm
B. Mudelirühm
C. Östrogeenirühm
D. Väikese annuse akteosiidirühm
E. Suure annuse akteosiidi rühm

Joonis 5. Akteosiidi mõju Runx2 valgu ekspressioonile OVX osteoporoosiga hiirte reiukoes (IHC, × 400)

A. Näidisopereeritud rühm
B. Mudelirühm
C. Östrogeenirühm
D. Väikese annuse akteosiidirühm
E. Suure annuse akteosiidi rühm

Joonis 6. Akteosiidi mõju ALP, OCN, Col1, NFATc1 ja c-fos mRNA ekspressioonile OVX osteoporoosiga hiirte reiukoes

A. Näidisopereeritud rühm
B. Mudelirühm
C. Östrogeenirühm
D. Väikese annuse akteosiidirühm
E. Suure annuse akteosiidi rühm

Märkus.
∗P<0.05*P < 0.05∗P<0.05 vs. sham-operated group;
#P < 0,05 vs mudelirühm;
△P<0.05\triangle P < 0.05△P<0.05 vs. estrogen group;
▲P<0.05\blacktriangle P < 0.05▲P<0.05 vs. low-dose acteoside group.

3.4 Akteosiidi mõju OVX osteoporootiliste hiirte reiukoe osteoklastide arvule

Nagu on näidatud joonisel 4, suurenes TRAP-positiivsete osteoklastide arv mudelrühmas võrreldes võltsoperatsiooni saanud rühmaga.

Võrreldes mudelrühmaga vähenes TRAP-positiivsete osteoklastide arv kõigis ravirühmades.

3.5 Akteosiidi mõju Runx2 valgu ekspressioonile OVX osteoporootiliste hiirte reiukoes

Nagu on näidatud joonisel 5, oli näidisoperatsiooniga rühmaga võrreldes Runx2 valgupositiivne ekspressioon reieluukoes mudelrühmas vähenenud.

Võrreldes mudelrühmaga suurenes Runx2 valgu-positiivne ekspressioon reieluukoes kõigis ravirühmades.

3.6 Akteosiidi mõju ALP, OCN, Col1, NFATc1 ja c-fos mRNA ekspressioonile OVX osteoporootiliste hiirte reiukoes

Nagu on näidatud joonisel 6, oli näidisoperatsiooniga rühmaga võrreldes reieluu ALP, OCN ja Col1 mRNA ekspressioon mudelrühmas oluliselt vähenenud, samas kui NFATc1 ja c-fos mRNA ekspressioon oli oluliselt suurenenud (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Võrreldes mudelrühmaga näitasid kõik ravirühmad märkimisväärselt suurenenud ALP, OCN ja Col1 mRNA ekspressiooni, samas kui NFATc1 ja c-fos mRNA ekspressioon oli oluliselt vähenenud (P<0.05P < 0.05P<0.05).

 

Joonis 7. Akteosiidi mõju p-IκB ja p-Akt valgu ekspressioonile OVX osteoporoosiga hiirte reiukoes

A. Näidisopereeritud rühm
B. Mudelirühm
C. Östrogeenirühm
D. Väikese annuse akteosiidirühm
E. Suure annuse akteosiidi rühm

Märkus.
∗P<0.05*P < 0.05∗P<0.05 vs. sham-operated group;
#P < 0,05 vs mudelirühm;
△P<0.05\triangle P < 0.05△P<0.05 vs. estrogen group;
▲P<0.05\blacktriangle P < 0.05▲P<0.05 vs. low-dose acteoside group.

 

4. Arutelu

Osteoporoos on tavaline metaboolne luuhaigus, mida iseloomustab luu mineraalse tiheduse vähenemine, luude mikrostruktuuri hävimine, luude suurenenud haprus ja suurenenud luumurdude risk.

Osteoporoosi all kannatab maailmas ligikaudu 200 miljonit inimest. Rahvastiku vananemisega koormab selle kõrge esinemissagedus ja suremus ühiskonnale suure koormuse.

Postmenopausaalne osteoporoos on peamiselt põhjustatud östrogeenipuudusest ja on kõige levinum osteoporoosi tüüp. Selle tüüpilisteks tunnusteks on östrogeeni taseme langus ja pidev kaltsiumi kadu vananemisega.

Osteoporoosi patoloogilist mehhanismi iseloomustab luumassi vähenemine ja trabekulaarse mikrostruktuuri hävimine. See tuleneb otseselt osteoklastide moodustumise ja osteoblastide moodustumise vahelisest tasakaalustamatusest [9].

Arvestades östrogeenipuuduse olulist mõju osteoporoosile, kasutati selles uuringus ovariektoomiaga indutseeritud hiiremudelit, et hinnata akteosiidi osteoporoosivastast toimet.

Esiteks kinnitas see uuring, et OVX põhjustas hiirtel östrogeeni puudulikkust, emaka atroofiat ja luukadu, samas kui eksogeenne E2 lisamine parandas emaka atroofiat ja luukadu OVX hiirtel.

Lisaks leiti selles uuringus, et akteosiid ei muutnud OVX hiirtel seerumi E2 taset ega emaka kaalu, kuid parandas oluliselt luu mineraalset tihedust ja luude mikrostruktuuri, parandades seeläbi luukadu.

See kajastus reieluu BMD, BV/TV, Tb.N ja Tb.Th suurenemises, samuti vähenenud Tb.Sp.

Nende parameetrite hulgas:

BMD hindab tõhusalt luuhõrenemise astet.

BV/TV peegeldab käsnjas luumassi.

Tb.N, Tb.Sp ja Tb.Th kasutatakse peamiselt trabekulaarluu ruumilise morfoloogia hindamiseks [10].

 

Kuidas Acteoside võib toetada luude ümberkujundamist

Luude moodustumise ja luu resorptsiooni vahelist tasakaalustamatust peetakse osteoporoosi peamiseks mehhanismiks.

Praegused osteoporoosi ravimeetodid hõlmavad peamiselt:

Resorptsioonivastased ravimid, nagu bisfosfonaadid, mis pärsivad osteoklastide aktiivsust

Anaboolsed ained, nagu paratüreoidhormoon, mis soodustavad osteoblastide funktsiooni

Kuigi neil ravimitel on luu tervisele selge kasu, võib neid seostada ka kõrvaltoimetega, sealhulgas iivelduse, oksendamise, kõhuvalu ning suurenenud riskidega, mis on seotud rinnavähi ja endomeetriumi vähiga [11].

Ideaalne osteoporoosi strateegia oleks ühend, millel on kahekordne regulatiivne aktiivsus ja vähem kõrvaltoimeid: see, mis võib inhibeerida osteoklastide diferentseerumist, suurendades samal ajal osteoblastide aktiivsust.

Selles uuringus leiti, et akteosiid vähendas seerumi CTX-1 taset ning suurendas seerumi PINP ja ALP taset.

Seerumi ALP ja PINP on luu moodustumise markerid, samas kui CTX-I on luu resorptsiooni markerid [12].

Need tulemused viitavad sellele, et akteosiid võib reguleerida luu metabolismi OVX hiirtel, soodustades luu moodustumist ja pärssides luu resorptsiooni, näidates potentsiaalset kahekordset regulatiivset mõju luude ringlusele.

 

Akteosiid võib aidata vähendada osteoklastide vahendatud luu resorptsiooni

Histoloogiline analüüs näitas, et ravi akteosiidiga vähendas TRAP-positiivsete rakkude, nimelt osteoklastide arvu trabekulaarses luus OVX hiirte reieluu kasvuplaadi lähedal.

See viitab sellele, et akteosiid võib pärssida OVX-indutseeritud osteoklastide aktivatsiooni.

Luu mikrokeskkonnas on osteoklastid spetsialiseerunud mitmetuumalised makrofaagid, mis moodustuvad RANKL-i ja makrofaagide kolooniaid stimuleeriva faktori poolt indutseeritud monotsüütide diferentseerumisel.

RANKL-i indutseeritud signaalikaskaad mängib osteoklastide aktiivsuse reguleerimisel põhirolli. Pärast seda, kui RANKL seondub oma retseptoriga RANK, värbab see TNF retseptoriga seotud faktori 6, mis aktiveerib veelgi allavoolu NF-κB rada.

Klassikalises NF-κB rajas seondub IκB NF-κB-ga ja takistab selle tuuma translokatsiooni. Osteoklastide diferentseerumise ajal IκB fosforüülitakse ja laguneb, mille tulemusena aktiveerub NF-κB rada.

Lisaks mängib Akt olulist rolli osteoklastide diferentseerumises [13]. RANKL ja M-CSF stimulatsioon võib aktiveerida Akt, mis soodustab NFATc1 tuuma lokaliseerimist glükogeeni süntaasi kinaasi 3 fosforüülimise kaudu, indutseerides seeläbi osteoklastide moodustumist.

NF-κB ja Akt aktiveerimine käivitab peamiste osteoklastide diferentseerumisfaktorite c-fos ja NFATc1 ekspressiooni. Need kaks põhiregulaatorit mõjutavad osteoklastide prekursorite diferentseerumist küpseteks osteoklastideks, reguleerides osteoklastispetsiifiliste geenide ekspressiooni.

Selles uuringus leiti, et ravi akteosiidiga inhibeeris IKB lagunemist OVX hiirte reieluukoes, blokeerides seeläbi NF-KB raja aktivatsiooni. Samuti vähendas see spetsiifiliselt Akt fosforüülimist ja inhibeeris c-fos ja NFATc1 valgu ekspressiooni.

Need tulemused näitavad, et akteosiid võib inhibeerida osteoklastide diferentseerumist ja takistada OVX-indutseeritud luu resorptsiooni, blokeerides NF-KB ja Akt radu ning vähendades NFATc1 ja c-fos ekspressiooni.

 

Akteosiid võib soodustada osteoblastide põhjustatud luude moodustumist

Runx2 on luu moodustumise peamine transkriptsioonifaktor. Seda ekspresseeritakse ainult osteoblastides ja mineraliseerunud kudedes ning see mängib olulist rolli osteoblastide diferentseerumisel, indutseerides peamisi osteoblastispetsiifilisi markergeene, sealhulgas ALP, OCN ja Col1 [14].

Nende hulgas:

ALP on osteoblastide diferentseerumise varane fenotüübiline marker. Selle aktiivsus peegeldab osteoblastide diferentseerumise algstaadiumit ja mängib olulist rolli luu mineralisatsioonis, algatades ja/või soodustades hüdroksüapatiidi kristallide moodustumist osteoblasti maatriksi vesiikulites.

OCN ja Col1 ekspresseeruvad osteoblastide diferentseerumise hilisemates etappides, millega kaasneb rakuvälise maatriksi mineralisatsiooni algus [15].

Immunohistokeemilise analüüsi abil leiti selles uuringus, et akteosiid suurendas osteogeense markeri Runx2 valgu ekspressiooni reieluukoes, mis viitab sellele, et see võib soodustada luude moodustumist OVX hiirtel.

Samal ajal täheldati OVX hiirte reieluu koes osteoblastispetsiifiliste markergeenide ALP, OCN ja Col1 allareguleerimist, samas kui ravi akteosiidiga muutis osaliselt OVX-indutseeritud osteoblastispetsiifilise geeni transkriptsiooni pärssimise.

Need tulemused viitavad sellele, et akteosiid võib soodustada osteogeneesi, suurendades nii osteoblastide diferentseerumise varajast kui ka hilist etappi, toetades seeläbi osteoblastide diferentseerumist ja mineraalide ladestumist.

 

Mida see tähendab inimestele, kes on huvitatud osteoporoosi ravimtaimedest?

Inimestele, kes otsivad taimseid või looduslikke lähenemisviise luude tervise toetamiseks, pakub see uuring sisuka teadusliku suuna.

Akteosiid ei ole lihtsalt "kaltsiumilisand". Selle asemel näitavad need uuringud, et see võib töötada sügavamalt, aidates reguleerida tasakaalu kahe olulise luurakkude tüübi vahel:

Osteoblastid, mis ehitavad luud

Osteoklastid, mis lagundavad luud

Terved luud sõltuvad nende kahe protsessi vahelisest tasakaalust. Postmenopausaalse osteoporoosi korral muutub luude resorptsioon sageli tugevamaks kui luu moodustumine, mis põhjustab luude järkjärgulist kadu.

Selle hiireuuringu kohaselt võib akteosiid aidata seda tasakaalu taastada:

Osteoblastidega seotud luu moodustumise toetamine

Osteoklastidega seotud luu resorptsiooni vähendamine

Luu mineraalse tiheduse ja trabekulaarse luu struktuuri parandamine

Luu ümberkujundamisega seotud peamiste molekulaarsete radade reguleerimine

Taimsete luude tervisetoodetest huvitatud klientidele annab see paljulubava uurimisaluse akteosiidirikaste botaaniliste ainete, nagu Rehmannia ja Cistanche, jaoks.

Siiski on oluline olla vastutustundlik ja realistlik: see uuring viidi läbi hiirtel, mitte inimestel. Seetõttu ei tohiks akteosiidi kujutada inimese osteoporoosi tõestatud ravivahendina. Osteoporoosi diagnoosiga inimesed peaksid konsulteerima kvalifitseeritud tervishoiutöötajaga, eriti kui nad juba kasutavad retseptiravimeid või hormoonravi.

Siiski on neile, kes otsivad loomulikku luude toetamise strateegiat, akteosiid ühend, millele tasub tähelepanu pöörata, kuna seda toetavad uued mehhaanilised uuringud.

 

Järeldus

Kokkuvõttes näib, et akteosiid avaldab OVX hiirte luude remodelleerumisele kahekordset regulatiivset toimet.

See võib pärssida osteoklastide vahendatud luu resorptsiooni, pärssides NF-κB/Akt/NFATc1/c-fos raja aktivatsiooni.

Samal ajal võib see soodustada osteoblastide poolt juhitud luude moodustumist, aktiveerides Runx2/OCN/Col1 telje.

Nende mehhanismide kaudu parandas akteosiid OVX-indutseeritud luu resorptsiooni suurenemist ja luu moodustumise vähenemist, aidates lõpuks vähendada luukadu hiirtel.

Kuid see uuring viidi läbi ainult loommudelil. Tulevased uuringud peaksid looma vastavad rakumudelid, et täiendavalt uurida, kuidas akteosiid reguleerib osteoblastide ja osteoklastide funktsiooni in vitro. Enne kui akteosiidi saab soovitada osteoporoosi ravivõimalusena, on vaja ka rohkem kliinilisi uuringuid inimestel.

Praegu on akteosiid paljulubav looduslik ühend luu tervise ja osteoporoosiga seotud uuringute edasiseks arendamiseks.

---

Viited

[1] Brown JP. Pikaajaline menopausijärgse osteoporoosi ravi.Endokrinoolmetab (Soul), 2021, 36(3): 544–552.

[2] Fischer V, Haffner-Luntzer M. Luu- ja immuunrakkude interaktsioon: mõju menopausijärgsele osteoporoosile.Semin Cell Dev Biol, 2022, 123: 14–21.

[3] He Yuchi, Liu Ya. Liuwei Dihuang Pilli molekulaarse mehhanismi uurimine diabeediga seotud osteoporoosi ravis võrgufarmakoloogia ja molekulaarse dokkimise põhjal.Traditsiooniline Hiina meditsiin, 2025, 14(7): 6.

[4] Tan Xiaoyan, Li Xinhua, Chen Guanghua jt. Liuwei Dihuangi pillide kliiniline efektiivsus koos zoledroonhappega menopausijärgse osteoporoosi ravis.China Journal of Pharmaceutical Economics, 2024, 19(10): 47–51.

[5] Xiao Y, Ren Q, Wu L. Akteosiidi farmakokineetilised omadused ja farmakoloogiline aktiivsus: ülevaade.Biomed Pharmacother, 2022, 153: 113296.

[6] Zhou Yu. Traditsioonilise hiina meditsiini kombineeritud retseptide süstemaatiline hindamine ja ravimireeglite uurimine menopausijärgse osteoporoosi ja Gujindani sekkumisteraapia mehhanismi kohta. Väitekiri. Changchun: Changchuni Hiina meditsiini ülikool, 2023.

[7] Wu Tingyu, Yu Pei, Liu Zhiqiang jt. Qigu kapsli mehhanism osteoporoosi vastu, mis põhineb võrgufarmakoloogial.Xinyu ülikooli ajakiri, 2021, 26(5): 29–37.

[8] Sun Qianhui. Uuring Zuogui pillide ja Yougui pillide mõju kohta luuüdi mesenhümaalsete tüvirakkude osteogeneesile, adipogeneesile ja apoptoosile munasarjade eemaldamisega rottidel. Väitekiri. Shenyang: Liaoningi traditsioonilise hiina meditsiini ülikool, 2017.

[9] Zhang QY, Gong HB, Jiang MY jt. Ensümaatilise lipiidide peroksüdatsiooni reguleerimine osteoblastides kaitseb menopausijärgse osteoporoosi eest.Nat Commun, 2025, 16(1): 758.

[10] Wang Dongdong, Ren Weimin, Chen Kai jt. Mikro-CT parameetrite ennustav väärtus kordumise jaoks pärast osteoporoosi lülisamba kompressioonmurru operatsiooni.Pildindusteadus ja fotokeemia, 2022, 40(1): 22–27.

[11] Brown JP. Pikaajaline menopausijärgse osteoporoosi ravi.Endokrinoolmetab (Soul), 2021, 36(3): 544–552.

[12] Migliorini F, Maffulli N, Spiezia F jt. Biomarkerid menopausijärgse osteoporoosi ravi jälgimisena: süstemaatiline ülevaade.J Orthop Surg Res, 2021, 16(1): 318.

[13] Udagawa N, Koide M, Nakamura M jt. Osteoklastide diferentseerimine RANKL-i ja OPG signaaliradade järgi.J Bone Miner Metab, 2021, 39(1): 19–26.

[14] Gomathi K, Akshaya N, Srinaath N jt. Runx2 reguleerimine translatsioonijärgsete modifikatsioonidega osteoblastide diferentseerumises.Life Sci, 2020, 245: 117389.

[15] Sharma AR, Lee YH, Gankhuyag B jt. Alumiiniumoksiidi osakeste mõju osteoblastide osteogeensele võimele.J Funct Biomater, 2022, 13(3): 105.