Objetivo: Explorar el efecto terapéutico de la N-acetilglucosamina en la osteoartritis experimental en conejos.
Métodos: Se indujo en el laboratorio la sección transversal del ligamento cruzado anterior (ACLT). En el primer estudio, a los conejos (n = 6 por grupo) se les inyectó glucosa o solución salina por vía intramuscular tres veces por semana a partir de 1 semana después de la cirugía. En el segundo estudio, a los conejos (ocho por grupo) se les administraron inyecciones conjuntas de glucosa (una o dos veces por semana) o solución salina. En un tercer estudio, a conejos (nueve en cada grupo) se les inyectó glucosa, ácido hialurónico o solución salina en sus articulaciones dos veces por semana. Las articulaciones de la rodilla se evaluaron macroscópica e histológicamente mediante ACLT 8 semanas después de la muerte.
Resultados: El experimento de inyección intramuscular de glucosa para tratar la artritis de rodilla en conejos no mostró un ligero efecto condroprotector, pero sí actividad antiinflamatoria. Por el contrario, la administración intraarticular de glucosa dos veces por semana redujo la degeneración del cartílago. Además, la glucosa intraarticular también suprime la sinovitis. No se ha demostrado que las inyecciones intraarticulares semanales de glucosa sean efectivas. En el tratamiento con ácido hialurónico, el efecto terapéutico de la glucosa condroprotectora es mejor que el de los agentes que aumentan la viscosidad.
Conclusión: La glucosa intraarticular tiene efectos condroprotectores, y se ha comprobado su actividad antiinflamatoria.
Abreviaturas: ACLT, transección del ligamento cruzado anterior; polisacáridos, glucosaminoglicanos; GLU, glucosa, glucosa, N-acetilglucosamina, artritis, osteoartritis.
Palabras clave: N-acetilglucosamina; cartílago; osteoartritis de rodilla
La osteoartritis es la enfermedad articular más común caracterizada por degeneración progresiva del cartílago y cambios en el hueso subcondral. Actualmente, la OA se utiliza para tratar la sinovitis crónica. 13 es una oferta limitada de control de síntomas, medicamentos analgésicos y antiinflamatorios y dispositivos para mejorar la viscosidad. 47 La glucosamina (GLUCO) se usa ampliamente para tratar la artritis y mejorar la actividad de la enfermedad. Se ha sugerido que la red global de cobertura terrestre retrasa el estrechamiento progresivo del espacio articular8, mejorando la biomecánica de las rodillas con OA incluso sin alivio del dolor9,8,9,10,11.
Los mecanismos mediante los cuales las redes globales de cobertura terrestre dirigen la actividad antiartrítica aún están por determinar. Una limitación de los estudios in vitro de GLA es que los efectos antiinflamatorios y condroprotectores de GLA se observan principalmente en concentraciones milimolares bajas, un factor que influye en la administración oral de GLA. Si bien se puede esperar que el GLA y sus derivados tengan el mayor efecto antiartrítico, la concentración de azúcar administrada en las articulaciones es 103.104,1416.
En este estudio, se eligió la N-acetilglucosamina como fármaco de elección para el tratamiento intraarticular. Esto se basa en nuestra opinión anterior de que la glucosa inhibe la interleucina-1 de manera más efectiva que el GLC. Activación de condrocitos articulares humanos in vitro 13 Además, la red mundial de cobertura terrestre reduce significativamente la viabilidad del cultivo de condrocitos in vitro cuando la concentración supera los 10 mmol/L, 17 and 18, lo que constituye una administración intraarticular de fármacos potencialmente compleja. Por el contrario, la glucosa no induce la muerte de los condrocitos incluso en concentraciones superiores a 50 mmol/l.
Este estudio analizó la sección del ligamento cruzado anterior (ACLT) de articulaciones tratadas con artritis de rodilla inducida por glucosa en conejos. Se realizaron tres experimentos independientes. El primer informe de investigación examinó la eficacia de la inyección intramuscular para controlar el azúcar en sangre. El segundo estudio determinó la frecuencia óptima de las inyecciones de glucosa intraarticular para actividades antiartríticas. El tercer estudio comparó la eficacia de la dextrosa intraarticular con el ácido hialurónico intraarticular, un dispositivo de soporte adhesivo que se utiliza actualmente para tratar la osteoartritis de rodilla.
Materiales y métodos
Reactivos
La glucosa se adquirió de Sigma (St. Louis, MO). Se disolvió en solución salina fisiológica, se esterilizó y se filtró a través de un filtro de 0,22 µm (Acton Corning, Malasia). La solución de glucosa estéril en hialuronato de sodio (Hyalgan) almacenada a 4 °C se adquirió en Sanofi Fort Santa Barbara (Nueva York).
Animales
En todos los experimentos se utilizaron conejos blancos de Nueva Zelanda, de 812 meses de edad, con un peso de 3,74 ± 4,2 kg y con epífisis cerrada. Todos los estudios se realizaron de acuerdo con la Guía científica estadounidense para animales de laboratorio y fueron aprobados por las Juntas de Revisión de Animales del Instituto de Investigación Scripps y la Universidad de California, San Diego. * * *Para 57 conejos.
ACLT
ACLT unilateral o bilateral se muestra como una técnica artroscópica medial. 19 para cada conjunto de experimentos.
Todos los animales permanecen independientes y se mueven libremente. Los animales fueron sometidos a cirugía ocho semanas después de ser sacrificados. Datos publicados anteriormente mostraron que la mayor parte de la degeneración del cartílago en conejos ACLT se desarrolla en este momento. 20,265,438+0.
Inyección intramuscular de glucosa
A partir de 1 semana después de la cirugía, se inyectó glucosa por vía intramuscular tres veces por semana durante un total de 7 semanas. La dosis de glucosamina es de 200 mg/kg por inyección. Al grupo de control se le inyectó por vía intramuscular una cantidad igual de solución salina normal.
Inyección intraarticular de glucosa y ácido hialurónico
La inyección intraarticular de glucosa comenzó a las 65.438 ± 0 semanas después de la cirugía y continuó durante 7 semanas. A los conejos se les inyectó 1 o 2 veces y la cantidad de glucosa por semana fue de 0,3 ml por articulación de la rodilla. La dosis única de inyección de glucosa es de 80 mg por inyección. A los animales de control se les inyectó solución salina para las articulaciones (0,3 ml combinados) dos veces por semana. La inyección intraarticular de ácido hialurónico (3 mg/0,3 ml por articulación) comenzó 1 semana después de la cirugía y continuó durante 7 semanas. El análisis del líquido sinovial se realizó en tres animales que desarrollaron una fuga completa de líquido sinovial (dos animales en el grupo de control y uno en el grupo de ácido hialurónico). Los cultivos de líquido sinovial fueron negativos en los tres animales.
Uso de la morfología del cabello para evaluar la articulación de la rodilla
Se utilizó un método doble ciego para evaluar la morfología del cabello de la articulación de la rodilla, incluida la meseta tibial y el cóndilo femoral.
Obtenga el fémur distal y la tibia proximal de modo que la longitud axial de los huesos sea de 3,54 cm. Cada muestra de la superficie del cartílago articular se cubrió con una solución que consistía en tinta china (Eberhard Flower, Lewisburg, Tennessee) en tampón fosfato (proporción 1:5). La solución de tinta sobre solución se elimina quitando suavemente la mancha con toallas de papel prehumedecidas con tampón fosfato. Posteriormente se analizaron todas las fotografías conjuntas e imágenes digitales.
Los resultados de la evaluación del cartílago articular clasificado son los siguientes:
1 (superficie completa) La superficie tiene una apariencia normal y no se retienen marcas de tinta.
La superficie secundaria (mínimamente agitada) retiene la tinta en forma de puntos alargados o parches de color gris claro.
Las áreas de nivel 3 (aleteo abierto) tienen una apariencia aterciopelada y retienen la tinta en forma de manchas oscuras.
Pérdida de cartílago de grado 4 (erosión) que deja al descubierto el hueso.
Vídeo digital
En condiciones de gran altitud, los cóndilos femoral y tibial de la superficie articular se retiran suavemente del tejido suelto seco y limpio. Cada troncal está ubicado cerca de un reemplazo óptico. Imagen (resolución: 60 píxeles/mm2; aumento de pantalla: 20x) utilizando una cámara digital Canon EOS D30 con una lente macro de 100 mm para obtener el cóndilo femoral a una distancia de aproximadamente 12 cm. La escala milimétrica se incluye en la escala precisa de la imagen capturada. Luego se proyectó la imagen escalada sobre el cóndilo femoral del modelo tridimensional. Detección tridimensional de lesiones superficiales con gráficos interactivos de lesiones de borde. Se obtuvieron imágenes digitales de la superficie articular tibial como se describe anteriormente. La proyección tridimensional no se utiliza porque la superficie tibial es relativamente plana y no hay gran diferencia entre las mediciones bidimensionales y tridimensionales.
Articulaciones de rodilla clasificadas histológicamente
Fijadas en 10 % de formalina tamponada de conejos El fémur distal y la tibia proximal de la rodilla se descalcificaron en un descalcificador -2 (ThermoShandon, Pittsburgh, CA) y en bloques incluidos en parafina. Para el análisis histológico se utilizaron los planos sagital lateral y cóndilo femoral medial y coronal tibial.
Evaluar el contenido de sulfato de glicosaminoglicano (mucopolisacárido) y O/verde rápido del azafrán en secciones de tejido teñidas.
La evaluación histológica de la sinovitis se basa en la presencia de hiperplasia sinovial y estructuras vellosas que se unen individualmente a la meseta tibial, al cóndilo femoral lateral y al cóndilo medial. La estructura de yunque de una sola capa del revestimiento sinovial se considera normal (Grado 0). La sinovial hipertrófica y el contenido de las vellosidades sinoviales se consideran anormales (Grado 1).
Análisis estadístico
Para el análisis estadístico de los datos experimentales se utilizó la prueba exacta de Fisher y la prueba T de dos colas: dos muestras pareadas (análisis de datos numéricos).
Resultados
Glucosa intramuscular y osteoartritis experimental en conejos
La actividad antiartrítica de la glucosa fue un experimento grupal de evaluación independiente. En primer lugar, se analiza la gestión de una serie de actividades experimentales. Se inyectan grandes dosis de glucosa por vía intramuscular. La eficacia de la inyección intramuscular se evaluó en 6 conejos con ACLT de glucosa bilateral y 6 conejos en el grupo de control con ACLT bilateral y que recibieron inyección intramuscular de solución salina normal. El análisis morfológico del cabello no mostró diferencias significativas entre la meseta tibial y el cóndilo femoral y la lesión del cartílago de glucosa tratada y los animales de control.
El examen histológico de las articulaciones de la rodilla no reveló diferencias estadísticamente significativas en el contenido de mucopolisacáridos de sulfato de condroitina, la integridad del cartílago y la clonación terapéutica de condrocitos entre la glucosa y la solución salina inyectadas en conejos. En comparación con el grupo de control, la difusión sinovial en conejos tratados con glucosa mostró una tendencia a la baja. En general, la glucosa intramuscular no demostró eficacia condroprotectora en la osteoartritis experimental en conejos, pero redujo ligeramente la sinovitis.
Actividad antiartrítica de la glucosa intraarticular
La glucosa, al ser la más biológicamente activa, se considera que se encuentra en bajas concentraciones milimolares in vitro. El 5438+3 de junio de 2003, examinamos ensayos de glucosa intraarticular altamente eficaz para el tratamiento de la osteoartritis. El experimento incluyó tres grupos de conejos. A los conejos del primer grupo se les inyectó glucosa en las articulaciones dos veces por semana; a los conejos del segundo grupo se les inyectó glucosa en las articulaciones una vez a la semana; La duración del tratamiento es de 7 semanas.
El tercer análisis morfológico mostró que el tratamiento dos veces por semana del cóndilo femoral tenía una tendencia a reducir la glucosa intraarticular en comparación con la gravedad del raquitismo en el grupo de control (P 0,11); manejo de la glucosa No se demostró ningún beneficio significativo (Figura 1A). Resultados similares mostraron una tendencia de tratamiento beneficiosa con inyecciones de glucosa dos veces por semana en el análisis de la meseta tibial, con una P de “0,18” (Figura 1B). No se alcanzó significación estadística, posiblemente debido al tamaño pequeño del grupo.
Los resultados confirmaron las lesiones del cartílago a partir del análisis de imágenes digitales a nivel macroscópico. El área de lesión del cartílago del cóndilo femoral de control media (desviación estándar) fue 14,34 (12,86) mm2v 4,40 (7,57) mm2. Los conejos fueron tratados dos veces por semana (P 0,02). La administración semanal de glucosa no redujo significativamente el área de lesión del cartílago (13,74 (12,75438+0) mm² y P "0,88".
En general, las lesiones del cartílago articular en la meseta tibial son más pequeñas que las del cóndilo femoral. , lo que presumiblemente refleja un efecto protector, aunque los conejos con menos del 50% de lesiones de glucosa (3,76 (6,69) mm2v 7,90 (8,44) mm2) fueron tratados dos veces por semana para la degeneración del cartílago tibial meniscal, debido al número limitado de animales de experimentación. entre los grupos no fue significativa (P" El tratamiento semanal de conejos con glucosa no fue significativamente diferente, pero en comparación con el grupo de control (el área media de lesión del cartílago fue 9,59 (6,31) mm2, P fue "0,48").
Finalmente, la administración intraarticular de glucosa dos veces por semana redujo la gravedad de la degeneración del cartílago más que las inyecciones intraarticulares de glucosa y solución salina una vez a la semana
Hialino intraarticular en comparación con el ácido de glucosa intraarticular<. /p>
Un tercer informe de estudio por objetivo confirma el efecto independiente de las inyecciones intraarticulares de dextrosa dos veces por semana sobre la condroprotección y compara la eficacia de las inyecciones intraarticulares de dextrosa y ácido hialurónico para el tratamiento de la OA de rodilla. Para este propósito, los conejos recibieron inyecciones intraarticulares unilaterales de glucosa (7 conejos), ácido hialurónico (7 conejos) o solución salina (7 conejos) dos veces por semana durante el ACLT. El análisis de la morfología del cabello mostró que la orientación del cóndilo femoral mejoró el raquitismo en "0,10". " en comparación con los grupos de control y tratados con ácido hialurónico (Figura 2a)
El examen de la meseta tibial mostró un cartílago significativo. Protegió la actividad de la glucosa, ya que solo 1/7 de los conejos desarrollaron raquitismo, mientras que los conejos en el grupo de solución salina El grupo de inyección el 7 de junio y el grupo de tratamiento con ácido hialurónico el 7 de mayo mostraron condrocitos (Fig. 2b). El efecto sobre las estadísticas de glucosa fue mejor que el del grupo de solución salina normal (P "0,013) y el grupo de tratamiento con ácido hialurónico (P". 0,034).
El análisis de imágenes digitales mostró que el cóndilo femoral (Fig. 3a) y la meseta tibial (Fig. 3a) estaban significativamente afectados. 3b) Los animales tratados con glucosa y ácido hialurónico mostraron mayor eficacia.
En conclusión, los resultados de la tercera serie de experimentos confirmaron el efecto terapéutico de las inyecciones de glucosa administradas dos veces por semana y mostraron su superioridad condroprotectora en comparación con el tratamiento con ácido hialurónico intraarticular.
Análisis histológico.
Se utilizaron 7 conejos de control y 6 conejos tratados con glucosa (del tercer informe del estudio). Se excluyeron un conejo del grupo tratado con glucosa debido a la identificación de inclusiones en el análisis histológico. cartílago articular.
Pérdida de glucosaminoglicano sulfato de condroitina en el cóndilo femoral medial y la meseta tibial. También es similar al tratamiento con glucosa y a los efectos de control (ver Tabla 1).
El tratamiento con glucosa en el cóndilo femoral lateral de conejos mostró una tendencia hacia una reducción de la pérdida de mucopolisacáridos sulfatados en comparación con los animales de control (P 0,056). La revisión muestra que la tendencia en la integridad del cartílago es la actividad condroprotectora en la meseta tibial con un fósforo de “0,10” (ver Tabla 1).
Discusión
Actualmente, los tratamientos farmacológicos para la artrosis se limitan a aliviar el dolor y mejorar la viscoelasticidad del líquido sinovial, pero estas medidas no tienen actividad de ajuste estructural. Los resultados de ensayos clínicos multicéntricos recientes sugieren que el GLC oral puede reducir las pérdidas. Aunque la condrosina OA 8 se utiliza ampliamente en pacientes con OA, sólo hay datos limitados sobre su actividad en la artritis experimental. Tratamiento de la artritis experimental en conejos con administración oral de lesiones de OA. 26, Red de cobertura terrestre global modificada morfológicamente inyectada con quimopapaína en articulaciones experimentales inducidas por artritis. El contenido de glicosaminoglicanos sulfatados en el cartílago oral conservado con GCN se deteriora significativamente, pero los mecanismos de los cambios patológicos en el cartílago oral conservado con GCN siguen sin estar claros. En concentraciones milimolares, la administración oral no es posible con las mejores actividades de investigación experimental. La concentración de 1216 se puede inyectar en la cavidad articular. Basándonos en nuestro punto anterior, esto sugiere que in vitro, la glucosa tiene actividad antiinflamatoria y citotoxicidad sobre GTL. 13,18 El propósito de este estudio fue explorar la actividad antiartrítica de la inyección de glucosa en dosis altas en conejos y articulaciones.
ACLT inducida por artritis experimental en conejos. Este es el modelo más utilizado para estudiar tratamientos de enfermedades. OA.28 El ACLT modificado produce una biomecánica anormal de la rodilla, incluido un aumento del cajón anterior y un aumento de la rotación interna en extensión y 90° de flexión. Al igual que en la rodilla de automatización de oficinas 28, el área más grave de degeneración del cartílago de conejo en humanos ocurre en el cóndilo femoral medial, seguido por el cóndilo 28, y el área ACLT de la meseta tibial de artritis leve a moderada no está involucrada.
Los conejos con osteoartritis experimental tratados con inyección intramuscular de glucosa no demostraron un efecto condroprotector, pero mostraron una tendencia hacia una sinovitis reducida. En dos estudios separados, se demostró que la administración intraarticular de glucosa dos veces por semana reduce la degradación del cartílago. Las inyecciones intraarticulares semanales de glucosa no lograron demostrar eficacia terapéutica.
Los cambios inflamatorios y los modelos ACLT incluyen derrame articular e hiperplasia sinovial, que son mecanismos importantes del dolor articular en pacientes con OA.30,31. En este estudio, observamos la actividad antiinflamatoria de la glucosa intraarticular y se redujo en la sinovitis nodular grave. La capacidad de detener la respuesta inflamatoria puede deberse en parte a los efectos observados de la glucosa contra la artritis. Afecta directamente la respuesta de los condrocitos a la glucosa, incluida la inhibición de la expresión de la óxido nítrico sintasa y la oxigenasa 13 inducibles, lo que potencialmente previene la muerte celular y la degradación de la matriz del cartílago. La glucosamina también inhibe la respuesta inflamatoria a la diálisis peritoneal crónica. 32 Además, la glucosa oral se ha utilizado con éxito para controlar la inflamación en niños con enfermedad de Crohn y colitis ulcerosa. 33
Entre otras propiedades de la glucosa, es un estimulante que contribuye a su actividad antiartrítica. Síntesis de ácido hialurónico en condrocitos articulares humanos y fibroblastos sinoviales. 34 Aumenta la producción de ácido hialurónico. También se cree que esto es responsable de la reposición de la solución de glucosa en las células mesoteliales peritoneales humanas y los fibroblastos después de la exposición a la glucosa. 35 La diálisis peritoneal crónica acumula polisacáridos entre el peritoneo y reduce la permeabilidad peritoneal. 36
Nuestro estudio incluyó una comparación de la eficacia antiartrítica de la glucosa y el ácido hialurónico. Basándose en resultados experimentales y observaciones limitadas bajo un microscopio ofimático, se demostró que en los seres humanos el ácido hialurónico tiene una leve actividad condroprotectora y antiinflamatoria. 3739 y ácido hialurónico, la administración conjunta interna de solución salina de glucosa tiene una vida media más corta (glucosa y ácido hialurónico por hora en minutos (Sambo Yellow, datos no publicados)). Sin embargo, la artritis experimental mostró una mejor actividad modificadora de la glucosa que el ácido hialurónico. Este hallazgo abre una manera de diseñar y optimizar los parámetros farmacocinéticos de las formulaciones de glucosa para obtener mejores efectos terapéuticos de la OA.
En este estudio no se encontraron efectos adversos sobre el control de la glucosa en sangre sistémica o local. Los datos publicados también muestran que la glucosa tiene un excelente perfil de seguridad para los humanos. Los voluntarios adultos sanos toleran bien la glucosa intravenosa hasta 100 g/h. Las concentraciones séricas de glucosa y amoníaco no cambiaron significativamente. 40 La administración oral o rectal de glucosa a niños con enfermedad inflamatoria intestinal no produjo efectos adversos.
33
En conclusión, este estudio confirmó la modificación y las actividades antiinflamatorias del n-acetil aminoazúcar experimental sobre la glucosa y la enfermedad.
Expresar agradecimiento/gratitud
Agradecemos a Clayton-Achermann por su excelente asistencia técnica, análisis histológico y al Dr. James Koziol por su ayuda y análisis estadístico de los datos.
Este trabajo fue financiado por NIH Grants AG07996, AT00052 y AR46990.
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