2 dalis C57Bl/6 pelių lėtinė inkstų liga ir senėjimas skirtingai mažina kaulų medžiagą ir mikroarchitektūrą

Kontaktas:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Pls spustelėkite čia, kad pamatytumėte 1 dalį

Cistanche gali labai gerai padėti sergant inkstų ligomis

3. Rezultatai

3.1 Inkstų ligos patvirtinimas

Tyrimo baigiamuoju tašku, praėjus trims mėnesiams po operacijos, pelėms, kurių 5/6 Nx buvo žymiai padidėjęs karbamido kiekis serume ir sumažėjęs šlapalo kiekis šlapime, o tai atitinka inkstų funkcijos sutrikimą (1 lentelė). PTH ir fosfatų kiekis serume buvo reikšmingai padidėjęs kaip pagrindinis CKD poveikis. Serumo kalcio kiekis ŠKL reikšmingos įtakos neturėjo. Visiems serumo ir šlapimo matavimams amžius nebuvo reikšmingas pagrindinis poveikis.

3.2 Senėjimas ir CKD sumažina žievės ir trabekulinę mikroarchitektūrą

Senėjimasir CKD neigiamai paveikė žievės geometriją ir trabekulinę mikroarchitektūrą (2–3 lentelės, 1 pav.).Senėjimasnuo 6 mėn. iki 24 mėn. žymiai padidėjo žievėkaulųskerspjūvio matmenys (padidėjęs polinis inercijos momentas, PMI), poringumas (Ct. Po) ir audinių mineralinis tankis (TMD) ir sumažėjęs žievės kaulo storis (Ct. Th), žievėskaulųtūris (sumažėjusi kaulų tūrio frakcija (BV/TV),kaulųploto dalis (BA/TA). Senėjimas taip pat sumažino trabekulų skaičių (Tb. N) ir storį (Tb. Th), trabekulinio kaulo tūrio frakciją (BV/TV) ir tūrinį kaulų mineralinį tankį (vBMD). Kaip ir senstant, CKD taip pat turėjo reikšmingą neigiamą pagrindinį poveikįkaulųgarsumas per sumažintą BV/TV, Tb. N, BA/TA, Ct. Th, ir padidintas Ct.Po. Šie poveikiai buvo adityvūs, todėl blogiausias kaulų tūris buvo pastebėtas senoms pelėms, sergančioms CKD. Skirtingai nuo senėjimo, CKD žymiai sumažino KMI ir TMD. Senėjimas ir CKD neturėjo reikšmingos sąveikos jokioms žievės ar trabekulinės mikroarchitektūros priemonėms.

3.3 Senėjimas ir CKD skirtingai sumažina viso kaulo mechanines ir medžiagų savybes

Viso kaulo lygiu medžiagos ir mechaninės savybės sumažėjo dėl senėjimo ir CKD (4 lentelė, 1 papildoma lentelė).Senėjimasnuo 6 mėn. iki 24 mėn. žymiai sumažino daugumą viso kaulo medžiagų savybių (pvz., modulį, takumo įtempį, didžiausią įtempį), bet neturėjo įtakos kietumui. CKD žymiai sumažino darbą iki lūžių, tačiau daugumai kitų medžiagų ir mechaninių parametrų CKD neturėjo įtakos kaip pagrindinis poveikis. Tvirtumas, nuo geometrijos nepriklausomas darbo ir lūžimo analogas, turėjo reikšmingą senėjimo ir ŠKL sąveiką (p=0,011). Atlikus post-hoc testavimą, buvo pastebėta, kad 18 mėn. CKD gali sumažinti atsparumą (–47,9 proc., p=0,023) (2d pav.).

3.4 Senėjimas ir CKD sumažina FEA struktūrinį standumą ties proksimaliniu blauzdikauliu

Mes panaudojome FEA, kad įvertintume, kaip senėjimas ir CKD veikia mechanines savybes keičiant trabekulinę ir žievės struktūrą. FEA struktūrinis standumas ties proksimaliniu blauzdikauliu žymiai sumažėjo senstant ir CKD (4 lentelė). Tarp jų nebuvo reikšmingos sąveikossenėjimoir CKD. FEA standumas teigiamai koreliavo su šlaunikaulio standumu dėl trijų taškų lenkimo (r2=0.67).

3.5 Senėjimas sumažina mikroskopinį kaulų standumą, o CKD sumažina mikroskopinį kaulinio audinio erdvinį kitimą

Norėdami įvertinti, kaipsenėjimoir CKD turi įtakos žievės audinių masto medžiagų savybėmskaulų, mes naudojome nanoindentaciją ir Ramano spektroskopiją suderintose vietose, kad įvertintume mikroskaląkaulųaudinių modulis ir sudėtis (5 lentelė). Kaulinio audinio nevienalytiškumas buvo įvertintas įvertinus šių savybių erdvinę dispersiją. Vidutinis sumažintas modulis (Er) ir standartinis Er nuokrypis atitinkamai sumažėjo ir padidėjo su amžiumi. CKD žymiai sumažino Er standartinį nuokrypį, bet ne vidurkį. Mikroskalės kaulinio audinio sudėtis, įvertinta Ramano spektroskopija (ty vidutinis mineralas: matrica, karbonatas: fosfatas, kristališkumas), reikšmingai nepasikeitė nei su amžiumi, nei su CKD. Tačiau naudojant CKD, standartinis kristališkumo nuokrypis buvo žymiai sumažintas.

3.6 Senėjimas ir CKD skirtingai veikia kolageno fibrilių nanomechaniką

Įvertinome, ar CKD ir senėjimas veikia kolageno nanomechaniką per mažo kampo rentgeno spindulių sklaidą (SAXS) kartu su tempimo apkrova. Remiantis lenkimo rezultatais, tempimo matavimai parodė, kad senėjimas žymiai sumažino audinių tekėjimo įtampą ir didžiausią įtampą. Kolageno nanomechaniką skirtingai paveikė amžius ir ŠKL (6 lentelė, 2 pav.).Senėjimassumažino kolageno padermę, išmatuotą esant maksimaliai audinių įtampai, bet nepaveikė kolageno štamo procento (kolageno padermė / bendras audinio padermė, procentas ColMax). Priešingai, CKD žymiai padidino ColMax procentą.

3.7 Kolageno kryžminiai ryšiai nesiskyrė su senėjimu ir CKD

Siekėme suprasti, ar pasikeitusi kolageno nanomechanika, pastebėta sergant CKD, gali būti siejama su skeleto kryžminių ryšių pokyčiais. Todėl mes apibūdinome fermentinį (hidroksillizilpiridinoliną, HP ir lizilpiridinoliną, LP) ir nefermentinį kryžminį susiejimą (pentosidiną) su didelio efektyvumo skysčių chromatografija (HPLC). Kryžminių ryšių HP, LP ir pentosidino vidutinė koncentracija didėjant amžiui buvo didesnė, tačiau šie pokyčiai nebuvo reikšmingi (7 lentelė). Panašiai buvo mažesnė LP tendencija sergant CKD, tačiau šis poveikis nebuvo reikšmingas. Toliau kiekybiškai įvertinome visus fluorescencinius pažangius glikacijos galutinius produktus (AGE) ir nustatėme, kad bendras fluorescencinis AGE nesiskyrė su senėjimu ar CKD.

3.8 Senstančiose pelėse, sergančiose CKD, su amžiumi susijusių osteocitų lakūninės geometrijos pokyčių nepastebėta

Osteocitų perilacunar/canalicular remodeliavimas (PLR) reaguoja į mineralų homeostazės pokyčius ir yra svarbus nustatantkaulųatsparumas lūžiams. Mes įvertinome osteocitų lacunar geometriją, kad nustatytų, arsenėjimosu CKD keičia PLR (8 lentelė). Anksčiau buvo pranešta apie vien tik senėjimo (be CKD) poveikį šioms netikroms pelėms (21). Trumpai tariant, Sham pelėms spragos tapo mažesnės, labiau sferinės ir sumažėjusios su amžiumi. Šiame tyrime kartu išanalizavus senėjimą ir CKD, senėjimas žymiai sumažino lakūnų skaičiaus tankį, tūrį ir paviršiaus plotą bei padidino sferiškumą, pailgėjimą ir intervalo teta. Jokiai priemonei reikšmingo CKD poveikio nebuvo. Tačiau buvo reikšminga amžiaus ir CKD sąveika dėl sferiškumo. Nors Sham pelių sferiškumas didėjo su amžiumi, šis rodiklis buvo didžiausias vidutinio amžiaus pelėms, sergančioms CKD, o tada sumažėjo senoms pelėms iki vertės, panašios į pastebėtą jaunoms pelėms. Kitaip tariant, spragos tapo mažesnės ir apvalesnės tik msenėjimoApgaulingos pelės, o ne senstančios pelės, sergančios CKD. Šis modelis taip pat buvo pastebėtas naudojant CKD dėl lakūnų skaičiaus tankio, tūrio ir paviršiaus ploto, nors senėjimo ir CKD sąveika nebuvo reikšminga.

Pelių, sergančių CKD, osteocitų spragų dydis nepadidėjo su amžiumi, bet padidėjo dėl fosfatų disreguliacijos. Tiksliau, pelių, sergančių ŠKL, osteocitų lakūnų tūris (Spearmano ρ {0}} plius 0.584, p=0.017), paviršiaus plotas (ρ).=plius 0,603 p=0,013) ir sferiškumas (ρ=- 0,500, p=0,048) buvo koreliuojami su fosfato kiekiu serume, įvertintu tyrimo baigties taške. Priešingai, priemonės, susijusios su spragų paplitimu ir orientacija (ty osteocitų skaičiaus tankis, artimiausias masės centras, intervalo teta), reikšmingai nesusiję su cirkuliuojančiu fosfatu. Jokie osteocitų lakūnų matavimai nebuvo reikšmingai koreliuojami su serumo kalcio, karbamido ar šlapimo karbamido kiekiu. Apgaulingoms pelėms osteocitų lakūnų tankis teigiamai koreliavo su kalcio kiekiu serume (ρ=plius 0,681, p=0,004). Visi kiti osteocitų lakunariniai matavimai tik silpnai koreliavo su serumo ir šlapimo chemija.

Ryšys tarp osteocitų spragų dydžio ir fosfato serume pelėms, sergančioms CKD, nebuvo tiesiogiai susijęs su padidėjusiu PTH. Kartu vertinant fiktyvias ir CKD peles, fosfatas reikšmingai koreliavo su padidėjusiu PTH (Spearman ρ {{0}} plius 0.562, p=0.001). Tačiau, nors fosfatų ir PTH kiekis buvo padidėjęs kaip pagrindinis CKD poveikis, šios priemonės reikšmingai nesusijusios viena su kita CKD pelėms (p > 0,05). Jokie osteocitų lacunar geometrijos matai reikšmingai koreliavo su PTH fiktyvioms arba CKD pelėms.

3.9 Regresinė analizė rodo, kad pakitusi kolageno nanomechanika turi įtakos kietumui

Siekėme nustatyti, kaip viso kaulo kietumo pokyčiai dėl lenkimo buvo susiję su nano-mikro skalės matavimų pokyčiais.kaulųkokybė, skirta Sham ir CKD pelėms. Mes atlikome viso kaulo kietumo regresiją, nes kaulo kokybė matuojama mažesnėmis Sham ir CKD pelių ilgio skalėmis, naudojant amžių kaip kovariaciją. Apgaulingoms pelėms jokie kaulų kokybės rodikliai nebuvo reikšmingi tvirtumo kintamieji. CKD atveju vienintelis reikšmingas kietumo (T) rodiklis buvo procentas ColMax (ln(T)=2.437 – 0.00371* proc. ColMax; r2=49 .4 proc., p < 0,05).="" koreguojant="" pagal="" amžių="" regresijos="" stiprumas="">

3.10 Kaulų kokybės pokyčiai nėra paaiškinami PTH pokyčiais

Mes įvertinome Spearman koreliaciją tarp kaulų kokybės rodiklių ir PTH, kad suprastume, ar pelėms, kurių PTH yra didesnis, buvo blogiaukaulųkokybės. Nors PTH buvo žymiai didesnis, kai 5/6 Nx, reikšmingos koreliacijos tarp PTH ir mikroskopinio kaulų kokybės nebuvo.

4. Diskusija

Šio tyrimo tikslas buvo ištirti, kaip 5/6 Nx – sukėlė ŠKL irsenėjimokiekvienas sumažina kaulų kokybę, įskaitantkaulųmikroarchitektūra, taip pat kaulinio audinio medžiagos savybės. CKD sumažino kaulų kokybę, įskaitant mikroarchitektūrą ir medžiagą, nuo mikrometro ilgio skalės iki viso kaulo skalės. Mūsų tyrime buvo pastebėtas kaulų kokybės pablogėjimas pagal keletą būdų ir ilgio skalių. CKD poveikis sumažino žievės ir trabekulinę mikroarchitektūrą, pakeitė erdvinius mikroskopinių medžiagų savybių pokyčius ir taip pat pakeitė kolageno nanomechaniką. Be to, CKD ir senėjimas turėjo

interaktyvus poveikis kietumui, kuris buvo didžiausias vidutinio amžiaus pelėms. Mūsų rezultatai rodo, kad sergant CKD yra pažeisti keli pagrindiniai kaulų kokybės komponentai. Šie stebėjimai patvirtina vis daugiau įrodymų, gautų iš graužikų ir klinikinių tyrimų, kad kaulų kokybė pablogėja sergant CKD ir greičiausiai prisideda prie atsparumo lūžiams praradimo.

Praradimaskaulųmikroarchitektūra su CKD atsirado be žalingo poveikiosenėjimoir prisidėjo prie visumos praradimokaulųstiprumas. Šiame tyrime mes nustatėme, kadsenėjimoir CKD žymiai sumažino žievės ir trabekulinę mikroarchitektūrą. Senėjimas ir CKD lėmė plonesnį, porėtesnį žievės kaulą ir mažiau bei plonesnių trabekulių. Vienintelė išimtis buvo kaulų mineralas, įvertintas mikroCT (ty TMD), kuris didėjo su amžiumi ir sumažėjo sergant CKD. Visų žievės ir trabekulinių rodiklių atveju blogiausia kaulų mikroarchitektūra buvo akivaizdi senoms pelėms, sergančioms CKD. Praradimaskaulųmikroarchitektūra paveikė viso kaulo struktūrinį vientisumą. Remiantis FEA, buvo nustatyta, kad senėjimas sumažino kaulų mikroarchitektūrą proksimalinėje blauzdikaulio dalyje, o CKD sumažino struktūrinį standumą.

Dėl priemonių, susijusių sukaulųmedžiagos kokybė, amžius ir CKD turėjo skirtingą poveikį (2 pav.). Didėjant amžiui, sumažėjo viso kaulo modulis ir didžiausias stresas, taip pat mikrometro masto audinių modulis. Alkūnkaulio stipinkaulio išeiga ir didžiausias įtempis taip pat mažėjo su amžiumi. Be to, remiantis žmonių mėginiais, tirtais naudojant SAXS,senėjimobuvo susijęs su padidėjusia kolageno įtampa esant maksimaliai įtampai, o tai reiškia, kad kolageno skaidulos sustingsta (26). CKD neturėjo įtakos viso kaulo moduliui ar stiprumui, tačiau žymiai sumažino darbą iki lūžių ir pakeitė audinių masto medžiagos erdvinius pokyčius. Be to, CKD gali sumažinti vidutinio amžiaus pelių atsparumą, nes sergant šia liga tempimo įtempimo našta buvo perkelta ant kolageno skaidulų. Padidėjęs kolageno procentas esant maksimaliai apkrovai buvo vienintelis reikšmingas kintamasis, lemiantis sumažėjusį CKD atsparumą, o tai rodo, kad viso kaulo kietumo praradimą bent iš dalies galima paaiškinti pakitusia kolageno mechanika.

Pasikeitusio kolageno nanoskalės mechaninio elgesio kilmė neaiški. Pastebėta apatinių skeleto kryžminių ryšių su CKD tendencija. Tačiau HP ir LP, išmatuoti iš žastikaulio, nekoreliavo su kolageno mechaninėmis savybėmis iš SAXS, išmatuotų alkūnkaulio / stipinkaulio komplekse, galbūt dėl ​​​​skirtingų analizės vietų. Šis įtampos pokytis taip pat gali atsirasti dėl pakitusio mineralų kiekio ar pasiskirstymo arba kolageno ir mineralų jungimosi pokyčių. Padidėjęs procentas ColMax negali būti tiesiogiai atsakingas už CKD kietumo praradimą, bet gali būti simptomas, susijęs su pakitusiomis apyvartomis ir mineralų organizavimo trūkumais. Pavyzdžiui, pakitusi mineralizacija gali padaryti kolageną judresnį arba gali išsklaidyti mažiau energijos per mikrokrekingą. Šie pokyčiai gali sukelti pastebėtą kietumo praradimą sergant CKD, taip pat padidėjusį kolageno skaidulų įtempimą. Būsimuose tyrimuose bus svarbu nustatyti, kodėl CKD perkelia įtampą į kolageno skaidulas, tačiau čia atkreipiame dėmesį, kad šis kolageno elgesio pokytis vaidina svarbų vaidmenį, kaip CKD mažina viso kaulo medžiagos savybes.

Kadangi sergant CKD atsiranda kaulų medžiagos savybių pokyčių, žinoma, kad osteocitai moduliuoja audinių mastelįkaulųkokybę per perilacunar / canalicular remodeliavimą (PLR), mes taip pat siekėme suprasti, ar 3D osteocitų lacunar morfologijos buvo pakeistos sergant CKD (15, 16). Nors „Sham“ pelių osteocitų spragos tapo mažesnės, retesnės ir mažiau suderintos su padidėjusiu amžiumi, senų pelių, sergančių CKD, spragos išliko paplitusios ir didelės.

Vietoj to, pelėms, turinčioms CKD, serumo fosfatas reikšmingai ir teigiamai koreliavo su osteocitų spragų dydžiu. Nors ir fosfatų, ir PTH kiekis buvo žymiai padidėjęs

su CKD, pelėms, turinčioms didesnį PTH, nebuvo didesnio fosfato kiekio. Šie rezultatai nebūtinai yra nesuderinami. Serumo fosfatas yra grynasis fosfato, pridėto dėl absorbcijos žarnyne irkaulųrezorbcija mažiau fosfatų, pašalinamų per inkstus ir formuojantis kaulams. Taigi, nors mūsų CKD pelėms paprastai buvo padidėjęs PTH, tos, kurių fosfatas buvo didesnis, galėjo išnaudoti kitus sisteminius kompensacinius mechanizmus.

Osteocitai išreiškia didesnį FGF23, kai sutrikusi mineralizacija (pvz., DMP1 išmušimas, su x susijusi hipofosfatemija) (20, 48, 49), taip pat lėtinės inkstų ligos atveju (14, 48, 50). Naujausi įrodymai rodo, kad be šio endokrininio vaidmens, osteocitai gali tiesiogiai dalyvauti fosfatų mineralų homeostazėje per PLR (20). Nustatyta, kad dėl x susietos hipofosfatemijos padidėja osteocitų spragų tūris. Gydymas FGF23 arba 1,25 dihidroksivitaminą D blokuojančiais antikūnais atkūrė osteocitų lakūnų tūrį iki verčių, artimesnių laukinio tipo palyginimams (20). Sergant CKD, mineralų reguliavimo sutrikimą iš pradžių skatina sumažėjusi sergančio inksto fosfatų filtracija. Padidėjęskaulųapyvarta yra netinkamai prisitaikantis atsakas, rodantis, kad sisteminiai kompensaciniai mechanizmai fosfatų kontrolei palaikyti yra perkrauti (6,7). Šiuo atveju ryšys tarp padidėjusio fosfato ir padidėjusio osteocitų lakūno tūrio rodo, kad PLR galėtų būti papildoma mineralų homeostazės reguliavimo strategija. Reikalingas papildomas tyrimas, siekiant ištirti, kaip osteocitų lacunar geometrija ir PLR yra susiję su pakitusia kaulų apykaita, kaulinio audinio medžiagos kokybe ir atsparumu lūžiams sergant CKD.

Mūsų išvados rodo, kad procesai turi įtakoskaulųmedžiaga skiriasisenėjimopalyginti su CKD. Senstant žmonėms ir pelėms,kaulųapykaita (ty osteoklastų rezorbcija ir osteoblastų susidarymas) sulėtėja, o audinių branda didėja. Šiame tyrime 5/6 Nx sukėlė skirtingus kaulų kokybės defektus dėl senėjimo, pvz., Mažesnį kaulų tankį dėl mikroCT, pakitusią audinių masto medžiagų savybių kintamumą ir didesnį kolageno dalyvavimą tempimo apkrovoje. Nors PTH buvo žymiai didesnis sergant CKD, pelėms, kurių PTH buvo didesnis, kaulų kokybė nebuvo prastesnė. Šį atradimą gali paaiškinti kelios priežastys. Pirma, mūsų tyrime dalyvavusių pelių PTH buvo daug mažesnis nei tyrimų, sergančių sunkia LIL ir kartu antriniu hiperparatiroidizmu, metu (9, 12). Gali būti, kad mūsų tyrime kaulų apykaitos pokyčiai buvo palyginti nedideli. Tačiau mes tiesiogiai neįvertinome kaulų apykaitos, todėl ši galimybė yra spekuliacinė. Antra, CKD, neatsižvelgiant į apyvartos būklę, buvo eksperimentiškai siejamas su pakitusia kaulų kokybe. Iwasaki ir bendradarbiai pranešė, kad didelės apyvartos CKD nuo 5/6 Nx, taip pat mažos apyvartos CKD nuo 5/6 Nx ir tiroparatiroidektomija lėmė panašiai pakitusią kaulų mechaniką, ir šiuos pokyčius priskyrė uremijai (11). Gali būti, kad kaulų kokybės pablogėjimas nėra nulemtas tik antrinės hiperfosfatemijos, bet ir mažesnių kaulų apykaitos pokyčių bei ureminių toksinų kaupimosi.

Tikėjomės, kad kelikaulųkokybės rodikliai, įskaitant visumąkaulųkietumas, pentozidinas, mineralas: matrica ir karbonatas: fosfatas pasikeistų nuo 6 iki 24 mėnesių (25,26,30,51,52). Nors kiekviena iš šių metrikų pasikeitė laukiama kryptimi didėjant amžiui, amžiaus poveikis nebuvo statistiškai reikšmingas. Post-hoc galios analizė naudojant G*Power (53) rodo, kad kietumas, pentozidinas ir mineralinė matrica buvo nepakankamai galingi, kad būtų galima nustatytisenėjimo, o karbonatas: fosfatas šiame tyrime tikriausiai neturėjo įtakos amžiaus. Be to, kolageno kryžminio ryšio LP buvo nepakankamas norint nustatyti CKD poveikį (2 papildoma lentelė). Yra keletas galimybių, kodėl kai kurie kaulų kokybės rodikliai šiame tyrime galiausiai buvo nepakankami. Pirma, mes panaudojome pasirinktinį Ramano nanoindentacijos instrumentą su unikaliu bendro lokalizavimo matavimų pranašumu. Šio pasirinktinio instrumento signalo intensyvumas yra mažesnis nei atskirų Ramano instrumentų, todėl gali būti, kad mūsų signalo: triukšmo santykis nebuvo pakankamas, kad būtų galima pastebėti su amžiumi susijusius pokyčius. Tvirtumas (skaičiuojamas nuo darbo iki lūžių) yra matas, linkęs į didelį kintamumą (54), o senyvų pelių mechaninių savybių kintamumas dar labiau padidėja (25). Didesnis pentosidino kintamumas taip pat buvo pastebėtas didėjant amžiui žmonių ir graužikų tyrimų metu (52, 55, 56). Taigi tikėtina, kad didelė šių priemonių dispersija užtemdė skirtumus tarp vertinamų grupių.

Keletas apribojimų turėjo įtakos šio tyrimo rezultatams. Dinaminė kiekybinė histomorfometrija nebuvo atlikta, tačiau būsimi tyrimai leistų įvertinti osteoblastų, osteoklastų ir osteocitų veiklą beikaulųapyvarta. Nors nustatėme keletą kaulų kokybės sutrikimų, atsirandančių dėl CKD ir neigiamai veikiančių viso kaulo tvirtumą, reikia toliau dirbti, kad būtų patvirtinta šių sutrikimų kilmė ir osteocitų vaidmuo jų atsiradime. Genų ir baltymų ekspresijos analizė būtų naudinga nustatant sutrikusios kolageno nanomechanikos kilmę, nes šiam sutrikimui neturėjo įtakos kolageno kryžminių ryšių pokyčiai. Be to, mūsų aiškinimui, kaip osteocitai gali dalyvauti reguliuojant mineralų homeostazę ir palaikant kaulų kokybę sergant CKD, reikalingi papildomi visuotiniai (ty genų ekspresijos) ir vietiniai matavimai (ty histologinis kaulų rezorbcijos ir formavimosi įvertinimas).

Apibendrinant, mes nustatėme, kad CKD mažina kaulų kokybę, be poveikiosenėjimovienas. CKD ir senėjimas panašiai mažina žievės ir trabekulinękaulųmikroarchitektūra tokia, kad didžiausias mikroarchitektūros praradimas buvo pastebėtas senoms pelėmsinkstų liga. CKD taip pat sumažino kaulų medžiagos savybes, todėl kaulai sumažėjo tariamas audinių brandumas ir pasikeitė kolageno nanomechanika. Šie sumažinimaikaulųkokybė, įskaitant mikroarchitektūrą ir kaulinės medžiagos savybes, leidžia suprasti, kaip CKD prarandamas atsparumas lūžiams. Be to, bendras poveikissenėjimoir CKD dėl kaulų kokybės padeda paaiškinti, kodėl vyresnio amžiaus asmenims, sergantiems CKD, yra didžiausia lūžių rizika.

Papildoma medžiaga

Norėdami gauti papildomos medžiagos, žr. žiniatinklio versiją PubMed Central.

Padėkos:

Norėtume padėkoti Williamui Schroederiui už puikią tiriamųjų gyvūnų priežiūrą ir Williamui Schroederiui bei Ryanui Clarkui už serumo chemijos analizę. CMH palaikymas buvo suteiktas per NIHT32 AG000279. Šiam darbui finansavimą KBK ir VLF taip pat suteikė NIH / NCATS Colorado CTSA dotacijos numeris UL1 TR001082, Co-Pilot Team Science Award. Finansavimą TA skyrė R01 DE019284. Kombinuota analizė naudojant nanoindentaciją ir Ramano spektroskopiją buvo įmanoma naudojant pasirinktinį instrumentą, finansuotą pagal NSF pagrindinių tyrimų instrumentų apdovanojimą Nr. 1338154. Rentgeno spindulių sklaidą pažangiojo šviesos šaltinio Beamline 7.3.3 palaikė JAV Energetikos biuro pagrindinių energetikos mokslų departamentas pagal sutartį Nr. DE-AC02–05CH11231. Taip pat dėkojame AZ Weber grupei LBL už savo tempimo etapą, kurį palaikė DOE EERE kuro elementų efektyvumo ir patvarumo konsorciumas (FC-PAD).

Nuorodos

1. Nickolas TL, McMahon DJ, Shane E. Ryšys tarp vidutinio sunkumo ir sunkausinkstų ligair šlaunikaulio lūžius Jungtinėse Amerikos Valstijose. J Am Soc Nephrol 2006 11;17(11):3223–32. [PubMed: 17005938]

2. Nitsch D, Mylne A, Roderick PJ, Smeeth L, Hubbard R, Fletcher A.Lėtinė inkstų ligair su šlaunikaulio lūžiais susijęs vyresnio amžiaus žmonių mirtingumas Jungtinėje Karalystėje. Nephrol Dial Transplant 2009 5;24(5):1539–

44. [PubMed: 19075194]

3. Yenchek RH, Ix JH, Shlipak MG, Bauer DC, Rianon NJ, Kritchevsky SB ir kt. Kaulų mineralų tankis ir lūžių rizika vyresnio amžiaus žmonėms, sergantiems CKD. Clin J Am Soc Nephrol 2012; 7 (1997 m. kovo mėn.).

4. Naylor KL, Mcarthur E, Leslie WD, Fraser L, Jamal SA, Cadarette SM ir kt. Trejų metų lūžių dažnis inlėtinė inkstų liga. Kidney Int 2014;86(4):810–8. [Pubmed: 24429401]

5. Kim SM, Long J, Montez-rath M, Leonard M, Chertow GM. J BMR klubo lūžis pacientams, kuriems nereikia dializėsLėtinė inkstų liga

6. Moe S, Drüeke T, Cunningham J, Goodman W, Martin K, Olgaard K ir kt. Inkstų osteodistrofijos apibrėžimas, įvertinimas ir klasifikavimas: pozicijos pareiškimas išInkstų liga: Pasaulinių rezultatų gerinimas (KDIGO). Kidney Int 2006 6;69(11):1945–53. [Pubmed: 16641930]

7. Hruska K, Teitelbaum S. Inkstų osteodistrofija. N Engl J Med 1999;30(3):773–773.

8. Papildai KI. KDIGO 2017 M. KLINIKINĖS PRAKTIKOS GAIRĖS, DĖL DIAGNOZĖS, ĮVERTINIMO, PREVENCIJOS IR GYDYMO ATNAUJINIMASLĖTINĖ INKSTŲ LIGA– MINERALAS IR 2017;1–59.

9. Moe SM, Chen NX, Newman CL, Gattone VH, Organ JM, Chen X ir kt. Kalcio palyginimas su zoledrono rūgštimi, siekiant pagerinti žievės kaulą CKD gyvūnų modelyje. J Bone Miner Res 2014;29(4):902–910. [PubMed: 24038306]

10. Heveran CM, Ortega AM, Cureton A, Clark R, Livingston EW, Bateman TA ir kt. Vidutinislėtinė inkstų ligapablogina C57Bl / 6J pelių kaulų kokybę. Bone 2016;86:1–9. [PubMed: 26860048]

11. Iwasaki Y, Kazama JJ, Yamato H, Matsuzaki A, Nakano T, Fukagawa M. Pakitusios medžiagos savybės lemia kaulų trapumą žiurkėms, turinčioms lėtinį inkstų pažeidimą. Bone 2015;81:247–54. [Pubmed: 26187196]

12. Allen MR, Newman CL, Chen N, Granke M, Nyman JS, Moe SM. Skeleto kolageno kryžminių ryšių ir matricos hidratacijos pokyčiai didelės ir mažos apyvartos metulėtinė inkstų liga. Osteoporos Int 2015 3;26(3):977–85. [Pubmed: 25466530]

13. Kadokawa S, Matsumoto T, Naito H, Tanaka M. Originalus trabecular Bone Architecture and Intrinsic Properties of Cortical Assessment of Trabecular Bone Architecture and Intrinsic Properties of CorticalkaulųAudinys pelėje modelisLėtinė inkstų liga. J Hard Tissue Biol, 2011;20(2):79–86.

14. Stubbs JR, He N, Idiculla A, Gillihan R, Liu S, David V ir kt. Išilginis FGF23 pokyčių ir mineralinių medžiagų apykaitos sutrikimų įvertinimas lėtinio pelės modelyjeinkstų liga. J Bone Miner Res, 2012; 27 (1): 38–46. [PubMed: 22031097]

15. Tang SY, Herber RP, Ho SP, Alliston T. Matricos metaloproteinazė-13 reikalinga osteocitiniam perilakūniniam remodeliavimui ir palaiko atsparumą kaulų lūžiams. J Bone Miner Res, 2012; 27 (9): 1936–50. [PubMed: 22549931]

16. Dole NS, Mazur CM, Acevedo C, Lopez JP, Monteiro DA, Fowler TW ir kt. Osteocitų vidinis TGF-RQP c / c RR 2017;21(9):2585–96.

17. Alliston T Biologinis kaulų kokybės reguliavimas. Curr Osteoporos Rep 2014;12(3):366–75. [PubMed: 24894149]

18. Kaya S, Basta-Pljakic J, Seref-Ferlengez Z, Majeska RJ, Cardoso L, Bromage T ir kt. Žindymo sukeltas osteocitų lacunar-kanalikulinės erdvės tūrio pokyčiai keičia žievės kaulinio audinio mechanines savybes. J Bone Miner Res, 2017; 32 (4): 688–97. [PubMed: 27859586]

19. Bonewald LF. Nuostabus osteocitas. JKaulasMiner Res 2011;26(2):229–38. [Pubmed: 21254230]

20. Tokarz D, Martins JS, Petit ET, Lin CP, Liu ES, Program M ir kt. Osteocitų perilacunar ir kanalų remodeliavimo hormoninis reguliavimas naudojant x-susijusios hipofosfatemijos hip pelės modelį. J Bone Miner Res, 2018; 33 (3): 499–509. [PubMed: 29083055]

21. Heveranas CM, Rauff A, King KB, Carpenter RD, Ferguson VL. Naujas atvirojo kodo įrankis, skirtas 3D osteocitų lakūnų geometrijoms matuoti iš konfokalinės lazerinės skenavimo mikroskopijos, atskleidžia su amžiumi susijusius žievės pelės kaulų sprando dydžio ir formos pokyčius. Kaulas 2018;110.

22. Lewis LMT, Xie Y, Hulbert MA, Campos R, Dallas MR, Bonewald LF ir kt. Osteocitų tinklo degeneracija C57Bl / 6 pelės senėjimo modelyje.Senėjimas(Albanis, NY) 2017; 9 (10): 2190–

208. [PubMed: 29074822]

23. Hemmatian H, Laurent MR, Bakker AD, Vanderschueren D, Klein-Nulend J, van Lenthe GH. Su amžiumi susiję pelių patelių žievės kaulų mikroporingumo pokyčiai.Kaulas2018;113(balandžio mėn.):1–8. [PubMed: 29738854]

24. Hemmatian H, Bakker AD, Klein-Nulend J, van Lenthe GH.Senėjimas, Osteocitai ir mechaninė transdukcija. Curr Osteoporos Rep 2017;15(5):401–11. [PubMed: 28891009]

25. Ferguson VL, Ayers RA, Bateman TA, Simske SJ. Kaulų vystymasis ir su amžiumi susijęs kaulų praradimas C57BL / 6J pelių patinuose. Bone 2003;33(3):387–98. [Pubmed: 13678781]

26. Zimmerman EA, Schaible E, Bale H, Barth HD, Tang SY, Reichert P ir kt. Su amžiumi susiję žmogaus žievės kaulo plastiškumo ir kietumo pokyčiai įvairiomis ilgio skalėmis. Proc Natl Acad Sci 2011;108(35):14416–21. [Pubmed: 21873221]

27. Seeman E, Delmas PD. Kaulų kokybė – vienos stiprybės ir trapumo materialinis ir struktūrinis pagrindas. N Engl J Med 2006;354:2250–61. [Pubmed: 16723616]

28. Halloran BP, Ferguson VL, Simske SJ, Burghardt A, Venton LL, Majumdar S. C57BL/6J pelių patinų kaulų struktūros ir masės pokyčiai su amžiumi. J Bone Miner Res 2002;17(6):1044–50. [Pubmed: 12054159]

29. Lauretani F, Bandinelli S, Griswold ME, Maggio M, Semba R, Guralnik JM ir kt. Išilginiai KMT pokyčiai irkaulųgeometrija populiaciniame tyrime. J Bone Miner Res, 2008; 23 (3): 400–8. [Pubmed: 17997708]

30. Yerramshetty JS, Lind C, Akkus O. Vyrų šlaunikaulio žievės kompozicinis ir fizikinis ir cheminis homogeniškumas didėja po šeštojo dešimtmečio. Kaulas 2006 12;39(6):1236–43. [PubMed: 16860007]

31. Currey JD. Ryšys tarp kaulų standumo ir mineralų kiekio. J Biomech, 1969; 2:477–80. [Pubmed: 16335147]

32. Szulc P, Seeman E. Mąstymas kaulo apvalkalų viduje ir išorėje: skirta PDD Osteoporos Int 2009;20(8):1281–8. [Pubmed: 19590836]

33. Miyazaki-Anzai S, Levi M, Kratzer A, Ting TC, Lewis LB, Miyazaki M. Farnesoid × receptorių aktyvacija neleidžia vystytis kraujagyslių kalcifikacijai ApoE−/−pelėms, sergančioms lėtine inkstų liga. Circ Res 2010;106(12):1807–17. [Pubmed: 20431060]

34. Bouxsein ML, Boyd SK, Christiansen BA, Guldberg RE, Jepsen KJ, Müller R. Graužikų kaulų mikrostruktūros įvertinimo gairės naudojant mikrokompiuterinę tomografiją. J Bone Miner Res 2010;25(7):1468–86. [PubMed: 20533309]

35. Turner CH, Burr DB. Pagrindiniai biomechaniniai kaulų matavimai: pamoka.Kaulas1993;14(4): 595–608. [PubMed: 8274302]

36. Lau AG, Kindig MW, Kent RW. Žmogaus kalcifikuotos šonkaulio kremzlės morfologija, pasiskirstymas, mineralinis tankis ir tūrio dalis. Acta Biomater 2011;7(3):1202–9. [PubMed: 20974298]

37. Lau AG, Kindig MW, Salzar RS, Kent RW. Kalcifikuojančių žmogaus šonkaulių kremzlių mikromechaninis modeliavimas apibendrintu ląstelių metodu. Acta Biomater 2015;18:226–35. [Pubmed: 25712387]

38. Heksemeras A, Bras W, Glossinger J, Schaible E, Gann E, Kirian R ir kt. SAXS / WAXS / GISAXS spindulių linija su daugiasluoksniu monochromatoriumi. J Phys Conf Ser 2010;247.

39. Barth HD, Zimmermann EA, Schaible E, Tang SY, Alliston T, Ritchie RO. Spindulinio apšvitinimo poveikio žmogaus žievės kaulo hierarchinei struktūrai ir mechaninėms savybėms apibūdinimas. Biomedžiagos 2011;32(34):8892–904. [Pubmed: 21885114]

40. Acevedo C, Bale H, Gludovatz B, Wat A, Tang SY, Wang M ir kt. Gydymas alendronatu pakeičia kaulų audinius įvairiais struktūriniais sveikų šunų žievės kaulų lygiais.Kaulas2015;81:352–63. [PubMed: 26253333]

41. Abramoff MD, Magalhães PJ, Ram SJ. Tarptautinė biofotonika. Biophotonics Int 2004;11(7): 36–42.

42. Oliveris WC, Pharr GM. Patobulintas kietumo ir tamprumo modulio nustatymo metodas, naudojant apkrovos ir poslinkio jutimo įdubimo eksperimentus. t. 7, Medžiagų tyrimų žurnalas 1992 m

p. 1564–83.

43. Bushby a. J, Ferguson VL, Boyde A. Kaulo nanoindentacija: mėginių, tirtų skystyje ir įterptų į polimetilmetakrilatą, palyginimas. J Mater Res 2004 3;19(01):249–59.

44. Bankas RA, Beekman B, Verzijl N, De Roos JADM, Nico Sakkee A, Tekoppele JM. Jautrus fluorimetrinis piridinio ir pentosidino kryžminių jungčių biologiniuose mėginiuose nustatymas per vieną didelio efektyvumo skysčių chromatografiją. J Chromatogr B Biomed Appl 1997; 703 (1–2): 37–44.

45. Oren TW, Botolin S, Williams A, Bucknell A, King KB. Artroplastika veteranams: kremzlės, kaulo, serumo ir sinovinio skysčio analizė atskleidžia osteoartrito skirtumus ir panašumus su gretutiniu diabetu ir be jo. J Rehab Res Dev 2015;48(10):1195–210.

46. ​​Bank RA, Jansen EJ, Beekman B, Te Koppele JM. Aminorūgščių analizė atvirkštinės fazės efektyvios skysčių chromatografijos būdu: patobulintos derivatizacijos ir aptikimo sąlygos naudojant 9- fluorenilmetilchlorformiatą. Anal Biochem, 1996; 240(2):167–76. [Pubmed: 8811901]

47. Burr DB, Hooser M. Bendrojo pagrindinio fuksino dažymo protokolo pakeitimai, skirti parodyti in vivo padarytą mikropažeidimą.Kaulas1995;17(4):431–3. [Pubmed: 8573418]

48. Feng JQ, Ye L, Schiavi S. Ar osteocitai prisideda prie fosfatų homeostazės? Curr Opin Nephrol Hypertens 2009; 18 (4): 285–91. [Pubmed: 19448536]

49. Feng JQ, Ward JM, Liu S, Lu Y, Xie Y, Yuan B ir kt. DMP1 praradimas sukelia rachitą ir osteomaliaciją ir nustato osteocitų vaidmenį mineralų apykaitoje. Nat Genet 2006;38(11): 1310–5. [Pubmed: 17033621]

50. Komaba H, Fukagawa M. FGF23-prieskydinių liaukų sąveika: pasekmės lėtinei inkstų ligai. Kidney Int 2010;77(4):292–8. [PubMed: 20010546]

51. Boskey A, Coleman R. Senėjimas ir kaulai. J Dent Res 2010 12;89(12):1333–48. [PubMed: 20924069]

52. Wang X, Shen X, Li X, Mauli Agrawal C. Su amžiumi susiję kolageno tinklo pokyčiai ir kaulų tvirtumas.Kaulas2002;31(1):1–7. [Pubmed: 12110404]

53. Faul F, Erdfelder E, Lang AG, Buchner A. G*Power 3: lanksti statistinės galios analizės programa socialiniams, elgesio ir biomedicinos mokslams. IEEE Int Symp Inf Theory – Proc 2007;39(2):175–91.

54. Ritchie RO, Koester KJ, Ionova S, Yao W, Lane NE, Ager JW. Kaulų kietumo matavimas: pamoka, kurioje ypatingas dėmesys skiriamas tyrimams su mažais gyvūnais. Bone 2008;43(5):798–812. [Pubmed: 18647665]

55. Nyman JS, Roy A, Acuna RL, Gayle HJ, Reyes MJ, Tyler JH ir kt. Su amžiumi susijęs poveikis kolageno kryžminių ryšių koncentracijai žmogaus osteoniniame ir intersticiniame kauliniame audinyje.Kaulas2006;39(6):1210–7. [Pubmed: 16962838]

56. Saito M, Fujii K, Mori Y, Marumo K. Kolageno fermentinių ir glikacijos sukeltų kryžminių jungčių vaidmuo spontaniškai diabetu sergančių WBN / Kob žiurkių kaulų kokybę lemiantis veiksnys, 2006; 1514–23.