Главная / Статьи / Физические упражнения помогают предотвратить разрушение суставных хрящей

Физические упражнения помогают предотвратить разрушение суставных хрящей

Многие люди беспокоятся, что физические нагрузки могут приводить к повреждению суставов, однако недавние исследования показали, как механические силы, испытываемые клетками в суставах во время упражнений, предотвращают разрушение хряща, подавляя действие воспалительных молекул.

«Мы уже давно знаем, что физические упражнения полезны для здоровья – теперь мы знаем процесс, благодаря которому упражнения предотвращают деградацию хряща»© Su Fu

Специалисты оценили роль первичных ресничек хондроцитов и связанного с ними интрафлагеллярного транспорта (IFT) в механической регуляции передачи сигналов интерлейкина-1β (IL-1β).

В данном исследовании изолированные хондроциты и экспланты хряща подвергали циклическим механическим нагрузкам в присутствии и в отсутствие цитокина IL-1β. Высвобождение оксида азота (NO) и простагландина Е2 (PGE2) использовали для мониторинга передачи сигналов IL-1β, тогда как высвобождение сульфатированного гликозаминогликана (sGAG) обеспечивало измерение деградации хряща. Были проведены измерения активности HDAC6 (гистондеацетилаза 6), полимеризации и ацетилирования тубулина. Влияние на первичные реснички контролировалось с помощью конфокальной микроскопии и микроскопии с высоким разрешением. Участие IFT анализировали с использованием клеток ORPK с гипоморфной мутацией IFT88.

Механическая нагрузка подавляла высвобождение NO и PGE2 и предотвращала деградацию хряща. При нагрузке активируется HDAC6 и нарушается ацетилирование тубулина и удлинение ресничек, вызванное IL-1β. Ингибирование HDAC6 тубацином блокировало противовоспалительные эффекты нагрузки и восстанавливало ацетилирование тубулина и удлинение ресничек. Гипоморфная мутация IFT88 снижала передачу сигналов IL-1β и устраняла противовоспалительные эффекты нагрузки, указывая на то, что механизм является IFT-зависимым. Нагрузка уменьшала пул неполимеризованного тубулина, который был воспроизведен таксолом, который также имитировал противовоспалительные эффекты механической нагрузки и предотвращал удлинение ресничек.

Это исследование показывает, что механическая нагрузка подавляет воспалительную передачу сигналов, зависящую от IFT, путем активации HDAC6 и посттранскрипционной модуляции тубулина.

Данные результаты не только демонстрируют, что физические упражнения положительно влияют на хрящи и могут уменьшать риск развития воспалительных заболеваний суставов, но также открывают пути к совершенно новому терапевтическому подходу – механо-медицина, в котором лекарства имитируют действие механических сил, чтобы предотвратить разрушительные последствия воспаления.

Источник: Su Fu (MD), Clare L. Thompson (PhD), Ahmed Ali, Wen Wang (PhD), Paul Chapple (PhD), Hannah M. Mitchison (Phd), Phil L. Beales, Angus K. Wann (PhD), Martin M. Knight (PhD). Mechanical loading inhibits cartilage inflammatory signalling via an HDAC6 and IFT-dependent mechanism regulating primary cilia elongation. Osteoarthritis and Cartilage, 2019