臭氧联合透明质酸钠腔内注射对膝骨关节炎炎症介质、氧化应激分子的影响
王曦宋晓明郑亚光
河北医院骨科
摘要：
目的:
研究臭氧联合透明质酸钠腔内注射对膝骨关节炎炎症介质、氧化应激分子的影响。
方法:
选择在本院诊断为中重度膝骨关节炎的患者并随机分为两组,试验组接受臭氧联合透明质酸钠腔内注射,对照组接受透明质酸钠腔内注射。治疗前及治疗后分别留取关节液标本,测定炎症及氧化应激信号分子、炎症介质、氧化应激分子的含量。
结果:
治疗后,两组患者关节液内p38MAPK、MEK-3/6、NFkB、TAK1、CXCL12、YKL40、IL1β、TNFα、PGE2、MDA、GRP78、CHOP的含量均显著低于治疗前,GPx的含量高于治疗前且试验组患者关节液中p38MAPK、MEK-3/6、NF-kB、TAK1、CXCL12、YKL40、IL1β、TNFα、PGE2、MDA、GRP78、CHOP的含量均显著低于对照组,GPx的含量高于对照组。
结论:
臭氧联合透明质酸钠腔内注射能够抑制膝骨关节炎患者局部的炎症反应和氧化应激反应。
关键词：
膝骨关节炎;臭氧;炎症反应;氧化应激反应;信号通路;
骨关节炎(osteoarthritis,OA)是老年人群常见的退行性骨关节疾病,关节疼痛、肿胀、活动受限是主要的临床表现,会对日常生活造成不利影响。膝关节是最常见的受累关节,膝关节软骨代谢紊乱以及退行性改变、细胞外基质降解是主要的病理特征,不及时治疗会影响膝关节的正常功能[1,2]。关节软骨细胞是关节软骨内唯一的细胞成分,在OA病程中会表现出过度的炎症反应以及氧化应激反应,进而影响细胞的正常功能[3]。氨基葡萄糖是临床上治疗OA常用的口服药物,能够通过调节关节软骨内蛋白多糖的合成与降解速度来保护关节功能,联合透明质酸钠关节腔内注射能够取得一定疗效。臭氧是近年来越来越多用于临床治疗的医用气体,具有抗炎、镇痛、清除氧自由基等作用,被认为是治疗OA的理想药物[4]。在下列研究中,我们分析了臭氧联合透明质酸钠腔内注射对膝骨关节炎炎症介质、氧化应激分子的影响。
1资料与方法
1.1一般资料
选择年7月~年3医院诊断为中重度膝骨关节炎的患者,共78例,所有患者均符合膝骨关节炎的诊断标准且参照Kellgren-Lawrence分级判断为中重度,排除合并自身免疫性疾病、既往有关节骨质及外伤病史的患者。采用随机数表法将入组的患者分为两组,每组各39例。试验组中男性15例、女性24例,年龄53~73岁,中度22例、重度17例;对照组中男性16例、女性23例,年龄52~75岁,中度23例、中度16例。两组患者一般资料的比较无显著性差异(P0.05)。
1.2治疗方法
对照组患者接受常规盐酸氨基葡萄糖联合透明质酸治疗,方法如下:盐酸氨基葡萄糖0.48g/次、口服、3次/日,透明质酸钠注射液2.5mL、膝关节腔内注射、1次/周,连续治疗6周;试验组患者在常规治疗的基础上进行臭氧治疗,方法如下:盐酸氨基葡萄糖口服及透明质酸钠注射液膝关节腔内注射的方法同对照组,在透明质酸钠注射前给予30μg/mL的医用臭氧30mL、膝关节腔内注射、1次/周,连续治疗6周。
1.3指标检测方法
第一次治疗时,在注射药物前留取关节液标本适量,作为治疗前临床样本;最后一次治疗时,在注射药物前留取关节液标本适量,作为治疗后临床样本。采用酶联免疫吸附试剂盒对关节液内p38MAPK、MEK-3/6、NF-kB、TAK1、CX-CL12、YKL40、IL1β、TNFα、PGE2、MDA、GPx、GRP78、CHOP的含量进行测定。
1.4统计学处理
采用SPSS20.0软件录入数据并进行分析,两组间计量资料的差异进行t检验,P0.05为差异有统计学意义。
2结果
2.1关节液内炎症及氧化应激信号分子的含量
两组治疗前关节液内p38MAPK、MEK-3/6、NF-kB、TAK1的含量无差异;两组治疗后关节液内p38MAPK、MEK-3/6、NF-kB、TAK1的含量低于治疗前且试验组患者治疗后关节液内p38MAPK、MEK-3/6、NF-kB、TAK1的含量低于对照组。见表1。
注:组内治疗前后比较,*P0.05;治疗后两组间比较,#P0.05。
2.2关节液内炎症介质的含量
两组患者治疗前关节液内CXCL12、YKL40、IL1β、TNFα、PGE2的含量无差异;两组患者治疗后关节液内CX-CL12、YKL40、IL1β、TNFα、PGE2的含量低于治疗前且试验组患者治疗后关节液内CXCL12、YKL40、IL1β、TNFα、PGE2的含量低于对照组。见表2。
注:组内治疗前后比较,*P0.05;治疗后两组间比较,#P0.05。
2.3关节液内氧化应激分子的含量
两组患者治疗前关节液内MDA、GPx、GRP78、CHOP的含量无差异;两组患者治疗后关节液内MDA、GRP78、CHOP的含量低于治疗前,GPx的含量高于治疗前且试验组患者治疗后关节液内MDA、GRP78、CHOP的含量低于对照组,GPx的含量高于对照组。见表3。
注:组内治疗前后比较,*P0.05;治疗后两组间比较,#P0.05。
3讨论
膝骨关节炎(OA)在老年人群的发病率较高,氨基葡萄糖口服以及透明质酸钠腔内注射是临床上治疗OA的常用方式[5,6]。氨基葡萄糖进入体内后能够参与关节基质及关节滑液内蛋白聚糖、糖胺聚糖等成分的合成过程,进而实现对关节软骨的保护。透明质酸是关节液及关节软骨基质内的主要成分,外源性补充透明质酸能够起到对关节滑膜的润滑以及对关节软骨的保护作用[7]。在OA的病情发展变化过程中,关节软骨内炎症反应以及氧化应激反应的过度激活是造成关节软骨损伤的重要病理因素,因此抗炎、抗氧化也被认为是治疗OA的重要手段。医用臭氧是具有抗炎、镇痛、清除氧自由基等作用的医用气体,局部给予臭氧对炎症细胞的激活、浸润以及炎症介质、疼痛介质的释放均具有抑制作用,同时也能够诱导多种抗氧化酶的生成和活化并促进氧自由基的清除[8,9]。在骨关节炎局部使用臭氧能够减轻炎症反应以及氧化应激反应对关节软骨的损伤和破坏,进而能够改善病情[10]。已有研究报道,臭氧用于OA的治疗能够改善病情,但关节炎症反应及氧化应激反应的变化仍未见报道[11,12]。
关节软骨内炎症反应和氧化应激反应的激活受到上游多种信号通路的调控,目前已知与之相关的通路包括p38MAPK、NF-kB信号通路。p38MAPK是MAPKs家族中的一类丝/苏氨酸蛋白激酶,上游MEK3/6的激活能够引起p38MAPK的苏氨酸和酪氨酸位点发生磷酸化,磷酸化后的p38MAPK具有信号转导活性并介导下游炎症和氧化应激反应的激活;NF-kB是一类核转录因子,与抑制蛋白IkB结合并处于未激活状态,上游TAK1能够引起IkB磷酸化并与NF-kB解离,游离的NF-kB具有转录活性并且能够启动下游多种炎症及氧化应激分子的转录[13]。我们通过分析治疗前后关节液内上述信号通路分子含量的变化可知:两组患者治疗后关节液内p38MAPK、MEK-3/6、NF-kB、TAK1的含量均降低且试验组患者治疗后关节液内p38MAPK、MEK-3/6、NF-kB、TAK1的含量低于对照组。这就说明透明质酸腔内注射+氨基葡萄糖口服能够抑制膝OA患者关节局部炎症反应和氧化应激反应的激活且联合使用臭氧腔内注射能够更进一步抑制炎症及氧化应激通路的激活。
p38MAPK、NF-kB信号通路所介导的炎症反应依赖于多种炎症细胞因子表达的增多,CXCL12、YKL40、IL1β、TNFα、PGE2是与OA病理改变密切相关的炎症细胞因子。CXCL12是具有趋化作用的细胞因子,不仅能够促进炎症细胞在关节软骨内的浸润,还能诱导蛋白酶的表达并促进关节软骨的破坏[14];YKL40是由软骨细胞分泌的一类具有黏附效应的细胞因子,能够促进炎症细胞向关节软骨的黏附以及炎症反应的激活[15];IL1β、TNFα是在炎症反应过程中发挥重要作用的促炎细胞因子,既能介导关节软骨的炎症损伤,又能引起炎症的级联放大[16,17];PGE2是由COX2催化生成的炎症介质,参与关节软骨的破坏以及周围组织疼痛的产生[18]。我们通过分析治疗前后关节液内上述炎症反应分子含量的变化可知:两组患者治疗后关节液内CX-CL12、YKL40、IL1β、TNFα、PGE2的含量均降低且试验组患者治疗后关节液内CXCL12、YKL40、IL1β、TNFα、PGE2的含量低于对照组。这就说明透明质酸腔内注射+氨基葡萄糖口服能够抑制膝OA患者关节局部炎症介质的释放且联合使用臭氧腔内注射能够更进一步抑制炎症介质的释放以及炎症反应的激活。
p38MAPK、NF-kB信号通路所介导的氧化应激反应主要依赖于氧自由基大量生成。关节腔内氧自由基的生成能够造成关节软骨以及软骨基质发生破坏,同时能够与组织和细胞结构中的脂质发生反应并生成MDA[19]。GPx则是关节软骨局部重要的抗氧化酶,具有清除自由基的作用,在氧自由基不断生成的过程中会被不断消耗[20]。氧化应激反应的激活多伴有内质网功能的改变,出现内质网应激及相应标志分子GRP78、CHOP的高表达[21,22]。我们通过分析治疗前后关节液内上述炎症反应分子含量的变化可知:两组患者治疗后关节液内MDA、GRP78、CHOP的含量均降低,GPx的含量显著升高且试验组患者治疗后关节液内MDA、GRP78、CHOP的含量低于对照组,GPx的含量高于对照组。这就说明透明质酸腔内注射+氨基葡萄糖口服能够抑制膝OA患者关节局部氧化产物的生成以及抗氧化物的消耗且且联合使用臭氧腔内注射能够更进一步抑制氧化应激反应的激活。
氨基葡萄糖口服基础上臭氧联合透明质酸钠腔内注射能够较单用透明质酸钠腔内注射更为有效地抑制膝骨关节炎患者局部的炎症反应和氧化应激反应。
参考文献
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