Участие глюкозы в ремоделировании суставного хряща

Участие глюкозы в ремоделировании суставного хряща

Автор: Самитова Алина Фаритовна, Крылов Павел Андреевич

Журнал: Природные системы и ресурсы @ns-jvolsu

Рубрика: Биология и биотехнология

Статья в выпуске: 3 т.9, 2019 года.

Бесплатный доступ

В настоящее время наблюдается значительный рост интереса к исследованиям глюкозы как сигнальной молекулы и регулятора метаболизма в хондроцитах. На данный момент мало экспериментальных данных о способности хондроцитов отвечать на изменения концентрации внеклеточной глюкозы, и, таким образом, избегать вредных эффектов, возникающих в результате недостатка или внутриклеточного накопления глюкозы. Данное исследование посвящено сбору и анализу информации о механизме влиянии глюкозы на хондроциты суставного хряща. Было выяснено, что хондроциты способны адаптироваться к высоким и низким концентрациям глюкозы, модулируя синтез и деградацию GluT1. Из этого следует, что глюкоза в разных концентрациях способна влиять на многие фундаментальные клеточные функции такие, как синтез и разрушение хрящевого матрикса, пролиферация и дифференцировка, и апоптоз.

Еще

Суставной хрящ, хондроциты, хрящевой матрикс, глюкоза, пролиферация

Короткий адрес: https://sciup.org/149131462

IDR: 149131462   |   DOI: 10.15688/nsr.jvolsu.2019.3.1

Список литературы Участие глюкозы в ремоделировании суставного хряща

  • Морфология суставного хряща при экспериментальном остеоартрозе при коррекции состава синовиальной жидкости сурфактант-ассоцииро-ванными белками/ П.А. Крылов [и др.] // Клиническая и экспериментальная морфология. - 2017. -Т. 3, № 23. - С. 50-55.
  • Морфология тибиофеморального сустава крысы при экспериментальном остеоартрозе: 3D-реконструкция на основе техники высокоточного сошлифовывания / П.А. Крылов [и др.] // Журнал анатомии и гистопатологии. - 2017. - Т. 6, № 3. -С. 44-49.
  • Оценка эффективности лубриканта на основе легочного сурфактанта при экспериментальном остеоартрозе коленного сустава у крыс: анализ 3D-реконструкций / П.А. Крылов [и др.] // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. -2019. - Т. 168, № 9. - С. 343-346.
  • Articular Cartilage Proteoglycans as Boundary Lubricants: Structure and Frictional Interaction of Surface-Attached Hyaluronan and Hyaluronan-Aggrecan Complexes / J. Seror [et al.] // Biomacromolecules. - 2011. - Vol. 12, №> 10. - P. 34323443. - DOI: https://doi.org/10.1021/bm2004912.
  • Bhosale, A. M. Articular Cartilage: Structure, Injuries and Review of Management / A. M. Bhosale, J. B. Richardson // Brit. Med. Bull. - 2008. - Vol. 87. -P. 77-95. - DOI: https://doi.org/10.1093/bmb/ldn025.
  • Characterization of Diabetic Osteoarthritic Cartilage and Role of High Glucose Environment on Chondrocyte Activation: Toward Pathophysiological Delineation of Diabetes Mellitus-Related Osteoarthritis / M.C. Laiguillon [et al.] // Osteoarthritis Cartil. - 2015. - Vol. 23, №№ 9. - P. 1513-1522. - DOI: https://doi.org/10.1016/jjoca.2015.04.026.
  • Coates, E. E. Matrix Molecule Influence on Chondrocyte Phenotype and Proteoglycan 4 Expression by Alginate-Embedded Zonal Chondrocytes and Mesenchymal Stem Cells / E. E. Coates, C. N. Riggin, J. P. Fisher // J. Orthop. Res. - 2012. - Vol. 30, №№ 12. -P. 1886-1897. - DOI: https://doi.org/10.1002/jor.22166.
  • Defining the Roles of Inflammatory and Anabolic Cytokines in Cartilage Metabolism / M. B. Goldring [et al.] // Ann. Rheum. Dis. - 2008. -Vol. 67. - P. 75-82. - DOI: https://doi.org/10.1136/ ard.2008.098764.
  • Expression and Function of Visfatin (Nampt), an Adipokine-Enzyme Involved in Inflammatory Pathways of Osteoarthritis / M. C. Laiguillon [et al.] // Arthritis Res. Ther. - 2014. - Vol. 16, №№ 1. - P. 38. -DOI: https://doi.org/10.1186/ar4467.
  • Facilitative Glucose Transporters in Articular Chondrocytes. Expression, Distribution and Functional Regulation of GLUT Isoforms by Hypoxia, Hypoxia Mimetics, Growth Factors and Pro-inflammatory Cytokines / A. Mobasheri [et al.] // Adv. Anat. Embryol. Cell Biol. - 2008. - Vol. 200, №> 1. - P. 1-84.
  • Glucosamine Modulates Chondrocyte Proliferation, Matrix Synthesis, and Gene Expression / S. Varghese [et al.] // Osteoarthritis Cartil. - 2007. -Vol. 15, №> 1. - P. 59-68. - DOI: https://doi.org/10.1016/ j.joca.2006.06.008.
  • Glucose Transport and Metabolism in Chondrocytes: a Key to Understanding Chondrogenesis, Skeletal Development and Cartilage Degradation in Osteoarthritis / A. Mobasheri [et al.] // Histol. Histopathol. - 2002. - Vol. 17, №> 4. - P. 1239. -DOI: https://doi.org/10.14670/HH-17.1239.
  • Heywood, H. K. Rate of Oxygen Consumption by Isolated Articular Chondrocytes is Sensitive to Medium Glucose Concentration / H. K. Heywood, D. L. Bader, D. A. Lee // J. Cell Physiol. - 2006. - Vol. 206, №№ 2. - P. 402-410. - DOI: https://doi.org/10.1002/ jcp.20491.
  • High Doses of Glucosamine-HCl Have Detrimental Effects on Bovine Articular Cartilage Expiants Cultured in Vitro / M. de Mattei [et al.] // Osteoarthritis Cartil. -2006. - Vol. 10, № 10. - P. 816-825. - DOI: https:/ /doi.org/10.1053/joca.2002.0834.
  • Impaired Glucose Transporter-1 Degradation and Increased Glucose Transport and Oxidative Stress in Response to High Glucose in Chondrocytes from Osteoarthritic Versus Normal Human Cartilage / S. C. Rosa [et al.] // Arthritis Res. Ther. - 2009. - Vol. 11, № 3. - P. 80. - DOI: https:// doi.org/10.1186/ar2713.
  • Increased Accumulation of Superficial Zone Protein (SZP) in Articular Cartilage in Response to Bone Morphogenetic Protein-7 and Growth Factors / A. Khalafi [et al.] // J. Orthop. Res. - 2007. - Vol. 25, № 3. - P. 293-303. - DOI: https://doi.org/10.1002/ jor.20329.
  • Kartogenin, Transforming Growth Factor-B1 and Bone Morphogenetic Protein-7 Coordinately Enhance Lubricin Accumulation in Bone-Derived Mesenchymal Stem Cells / C. Liu [et al.] // Cell Biol. Int. - 2015. - Vol. 39, № 9. - P. 1026-1035. - DOI: https:/ /doi.org/10.1002/cbin. 10476.
  • Krylov, P. A. The Grouping of Chondrocyte Receptors According to Their Control Over Cartilage Tissue Remodeling / P. A. Krylov // Eur. J. Mol. Biotech. - 2014. - Vol. 3, № 1. - P. 4-10. - DOI: https://doi.org/ 10.13187/ejmb.2014.3.4.
  • Lubricin is Expressed in Chondrocytes Derived from Osteoarthritic Cartilage Encapsulated in Poly (Ethylene Glycol) Diacrylate Scaffold / G. Musumeci [et al.] // Eur. J. Histochem.: EJH. - 2011. - Vol. 55, № 3. - P. 31. - DOI: https://doi.org/10.4081/ ejh.2011.e31.
  • McNary, S. M .Transforming Growth Factor B-Induced Superficial Zone Protein Accumulation in the Surface Zone of Articular Cartilage is Dependent on the Cytoskeleton / S. M. McNary, K. A. Athanasiou, A. H. Reddi // Tissue Eng. Pt. A. - 2014. - Vol. 20, № 5-6. - P. 921-929. - DOI: https://doi.org/10.1089/ ten.TEA.2013.0043.
  • Mitochondrial Dysfunction Increases Inflammatory Responsiveness to Cytokines in Normal Human Chondrocytes / C. Vaamonde-Garcia [et al.] // Arthritis Rheum. - 2012. - Vol. 64, № 9. - P. 29272936. - DOI: https://doi.org/10.1002/art.34508.
  • Mobasheri, A. Glucose: an Energy Currency and Structural Precursor in Articular Cartilage and Bone with Emerging Roles as an Extracellular Signaling Molecule and Metabolic Regulator / A. Mobasheri // Front. Endocrinol (Lausanne). - 2012. - Vol. 3, № 153. - P. 153. - DOI: https://doi.org/10.3389/ fendo.2012.00153.
  • New Insights Into GluT1 Mechanics During Glucose Transfer / T. Galochkina [et al.] // Sci. Rep. - 2019. - Vol. 9, № 1. - P. 998. - DOI: https://doi.org/ 10.1038/s41598-018-37367-z.
  • Nutrient Utilization by Bovine Articular Chondrocytes: a Combined Experimental and Theoretical Approach / B. G. Sengers [et al.] // J. Biomech. Eng. - 2005. - Vol. 127, № 5. - P. 758-766. - DOI: https://doi.org/10.1115/1.1993664.
  • Physical Activity, Alignment and Knee Osteoarthritis: Data from MOST and the OAI / D.T. Felson [et al.] // Osteoarthritis Cartil. - 2013. -Vol. 21, № 6. - P. 789-795. - DOI: https://doi.org/ 10.1016/j .joca.2013.03.001.
  • Role of Lubricin and Boundary Lubrication in the Prevention of Chondrocyte Apoptosis / K. A. Waller [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. -2013. - Vol. 110, № 15. - P. 5852-5857. - DOI: https:// doi.org/10.1073/pnas. 1219289110.
  • Rotenone Prevents Impact-Induced Chondrocyte Death / W. Goodwin [et al.] // J. Orthop. Res. - 2010. - Vol. 28, № 8. - P. 1057-1063. - DOI: https://doi.org/10.1002/jor.21091.
  • Sophia Fox, A. J. The Basic Science of Articular Cartilage: Structure, Composition, and Function / A. J. Sophia Fox, A. Bedi, S. A. Rodeo // Sports Health. - 2009. - Vol. 1, № 6. - P. 461-468. -DOI: https://doi.org/10.1177/1941738109350438.
  • Surface Zone Articular Chondrocytes Modulate the Bulk and Surface Mechanical Properties of the Tissue-Engineered Cartilage / G. Peng [et al.] // Tissue Eng. Pt. A. - 2014. - Vol. 20, № 23-24. - P. 33323341. - DOI: https://doi.org/10.1089/ten.tea.2014.0099.
  • Yunsup, L. Regulation of Lubricin for Functional Cartilage Tissue Regeneration: a Review / L. Yunsup, J. Choi, N. S. Hwang // Biomaterials Res. -2018. - Vol. 22, № 9. - P. 9. - DOI: https://doi.org/ 10.1186/s40824-018-0118-x.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp