Metilen mavisi və skeletin yaşlanması: hüceyrə nəticələri niyə siçanlarda sümük nəticələrini proqnozlaşdırmadı

Sümüyü parçalayan hüceyrələrin öz fəaliyyətini zəiflədən bir birləşmə təsəvvür edin: laboratoriya qabında sınaqdan keçirilir və məhz gözlənildiyi kimi işləyir. Daha az çoxnüvəli osteoklast, aydın doza-cavab əlaqəsi və bunun arxasında inandırıcı mitoxondrial izah. Sonra eyni birləşmə siçanlara yetkin həyatlarının böyük hissəsi boyunca verilir, skeletləri üçölçülü skan edilir və heç bir fərq görünmür. Müdaxilə olub-olmamasından asılı olmayaraq, yaşlanmış sümüklər yaşlanmış görünür.

2024-cü ildə aparılmış bir tədqiqatın dürüst mənzərəsi budur və onu dəqiq başa düşməyə dəyər. Çünki bu tədqiqat qida əlavələrinin sümüklərə təsiri barədə iddiaların çoxunun sarsıldığı sərhəddə dayanır. Məqalə Poudel və həmkarlarınındır, 2024-cü ilin martında Aging jurnalında dərc edilib və açıq girişlidir; buna görə aşağıdakı hər bir ölçməni mənbə ilə tutuşdurmaq mümkündür. Əsas nəticə təsirin aşkar edilməməsidir. Təsirin aşkar edilməməsi uğursuzluq deyil. Bu da bir cavabdır və burada konkret bir suala yaxşı cavab verir: metilen mavisi və ya mitoxinonla uzunmüddətli sistemli antioksidant müdaxilə yaşlanan siçan skeletini qoruyurmu? Xeyr.

Sümüyün yaşlanması rəqəmlərdə necə görünür

Yaşla bağlı sümük itkisi tək bir dəyişiklik deyil, buna görə tədqiqatda da tək bir göstərici ölçülməyib. Tədqiqatçılar mikrokompüter tomoqrafiyasından istifadə edərək skeletin üç nahiyəsini skan ediblər: bud sümüyünün diafizinin ortasındakı kortikal sümük (sıx gövdə hissəsi), bud sümüyünün distal metafizindəki trabekulyar sümük (oynağa yaxın süngərəbənzər şəbəkə) və beşinci bel fəqərəsindəki trabekulyar sümük. Hər nahiyədə standart mikroarxitektura parametrləri qeydə alınıb. BV/TV həcmdə sümük iliyi boşluğu deyil, sümük olan hissənin payıdır. BMD mineral sıxlıqdır. Tb.Th, Tb.N və Tb.Sp trabekulların qalınlığını, sayını və aralarındakı məsafəni təsvir edir. Kortikal qalınlıq və en kəsik sahələri isə gövdəni təsvir edir.

Trabekulyar sümüyü anbarın içindəki dayaq karkası kimi düşünün. Yaşlanma bəzi dayaqları tamamilə aradan qaldırır, qalanlarını isə nazikləşdirir. Beləliklə, məkanın strukturla dolu hissəsinin payı azalır, qalan dayaqlar bir-birindən daha uzaq yerləşir və bütün karkas daha az yük daşıyır. Kortikal sümük isə anbarın nazikləşən divarının özüdür. Skeleti qoruyan müdaxilə bu rəqəmlərdə görünməlidir. Tədqiqatda tətbiq edilən yoxlama bu idi.

Laboratoriya qabında nə baş verdi

Hüceyrə təcrübələrində yaşlanma tədqiqatları üçün yetişdirilən, genetik baxımdan müxtəlif UM-HET3 xəttinə aid 6 ilə 7 aylıq siçanların bud və qamış sümüklərindən götürülmüş sümük iliyindən istifadə edildi. Dörd nəticə əldə olundu və onlar müxtəlif istiqamətlərə işarə etdiyindən hər birini ayrıca izah etmək lazımdır.

Birincisi, gələcək sümük əmələ gətirən hüceyrələrin də daxil olduğu mezenximal kök hüceyrə ehtiyatı 48 saat ərzində metilen mavisi və mitoxinonun 0.125 ilə 0.5 mikromolyar arasındakı konsentrasiyalarında canlılığını saxladı. Nə toksiklik, nə də artım müşahidə edildi. İkincisi, həmin kök hüceyrələrin osteogen mühitdə osteoblastlara çevrilməsi stimullaşdırıldıqda və 18-ci gündə qələvi fosfataza üçün boyandıqda, sınaqdan keçirilən heç bir konsentrasiyada bu birləşmələrin heç biri nəticəni dəyişmədi. Laboratoriya qabının sümük əmələ gətirən tərəfi cavab vermədi.

Üçüncüsü, sümüyü rezorbsiya edən tərəf cavab verdi. Osteoklast yaratmaq üçün standart üsul olan M-CSF və RANKL ilə stimullaşdırılmış sümük iliyi prekursorları konsentrasiya artdıqca daha az TRAP-müsbət çoxnüvəli hüceyrə əmələ gətirdi. Aydın azalma 0.25 mikromolyardan yuxarıda, praktik olaraq sınaqdan keçirilən ən yüksək 0.5 konsentrasiyasında görüldü. Saysız-hesabsız nikbin xülasələrə yol açan nəticə budur və öz sərhədləri daxilində realdır: kulturada birbaşa, fasiləsiz məruzqalma osteoklastların yaranmasını dozadan asılı şəkildə azaltdı.

Dördüncüsü, 48 saat ərzində bu birləşmələrə məruz qalan və mitoxondrial stress analizindən keçirilən yetkin osteoblastlarda hər iki birləşmə ilə bazal və ya maksimal oksigen istehlakında statistik əhəmiyyətli dəyişiklik müşahidə edilmədi. 0.5 mikromolyarda hər ikisi tənəffüsü bir qədər azaltmış kimi göründü, lakin dəyişiklik statistik əhəmiyyət həddinə çatmadı. Beləliklə, laboratoriya qabında antiosteoklast təsirlə yanaşı göstərilə biləcək, sümük əmələ gətirən hüceyrələrdə mitoxondrial funksiyanın bərpası müşahidə olunmadı. Təklif edilən mexanizm — mitoxondrial elektron nəqli zənciri vasitəsilə enerji mübadiləsinin yaxşılaşdırılması — tədqiqatçıların araşdırdığı yerdə ölçülə bilən tənəffüs artımı yaratmadı.

Siçanlarda nə baş verdi

Ardınca miqyasları çox fərqli olan iki heyvan təcrübəsi aparıldı.

Daha kiçik təcrübədə biotibbi tədqiqatlarda geniş istifadə olunan, inbrid C57BL/6J xəttinə aid dişi siçanlardan istifadə edildi. Siçan üçün təxminən orta yaşın sonlarına uyğun gələn 18 aylıq yaşdan başlayaraq, onların yarısı 6 və ya 12 ay ərzində, yəni 24 və ya 30 aylıq yaşa qədər 250 mikromolyar metilen mavisi olan su içdi. Müdaxilə edilməmiş 18 aylıq dişilər başlanğıc göstəricilərini, 5 aylıq dişilər isə gənc sümüyün necə göründüyünü göstərdi. Yaşlanma məhz özünə xas dəyişiklikləri yaratdı. Müdaxilədən asılı olmayaraq, L5 fəqərəsində sümük həcminin payı təxminən 35 faiz, mineral sıxlıq təxminən 18 faiz azaldı, trabekulların sayı isə təxminən yarıya endi. Kortikal qalınlıq 18 ilə 24 ay arasında təxminən 10 faiz, 30 aylıq yaşa qədər isə təxminən 30 faiz azaldı. Metilen mavisi bu əyrilərin heç birini dəyişmədi.

Daha böyük təcrübə ABŞ Milli Yaşlanma İnstitutunun Müdaxilələrin Sınağı Proqramı çərçivəsində aparıldı. Bu proqram namizəd birləşmələri hər iki cinsdən olan UM-HET3 siçanlarında, üç mərkəzdə sınaqdan keçirir. Yemdə milyon hissəyə 28 hissə metilen mavisi və milyon hissəyə 100 hissə mitoxinon ayrı-ayrılıqda erkən yetkinlik dövründən başlayaraq təxminən 22 ilə 24 aylıq yaşa qədər verildi. Skeletin eyni üç nahiyəsi mikro-KT ilə müayinə edildi. Dərc olunmuş cədvəldə hər parametr cins və müdaxilə üzrə, statistik düzəlişlərlə təqdim olunur və müdaxilə sütununda hər yerdə eyni nəticə görünür: heç bir nahiyədə statistik əhəmiyyətli təsir və ya müdaxilə ilə cins arasında qarşılıqlı təsir yoxdur. Kortikal və ya trabekulyar sümük, bud sümüyü və ya onurğa, erkək və ya dişi, metilen mavisi və ya mitoxinon — fərq etmirdi. Skelet öz adi gedişatı ilə yaşlandı.

Hər iki hissəni birləşdirən müqayisə cədvəli

Bütün məqalənin əsaslandığı cədvəl budur. Hər sətir tədqiqatın öz ölçmələrindən istifadə edərək eyni bioloji proses üçün laboratoriya qabında müşahidə edilənləri heyvanda müşahidə edilənlərlə yanaşı göstərir.

Sətir-sətir oxunduqda cədvəl paradoksu aradan qaldırır. Dörd hüceyrə prosesindən yalnız biri cavab verdi və bu cavab da yalnız fasiləsiz birbaşa məruzqalma şəraitində, sınaqdan keçirilmiş diapazonun yuxarı həddinə yaxın konsentrasiyalarda görüldü. Laboratoriya qabında qalan bütün nəticələr onsuz da təsirin olmadığını göstərirdi. Bundan sonra heyvan nəticəsi ziddiyyətdən çox təsdiq kimi görünür: kulturada üç təsirsiz nəticə və bir şərti təsir heyvanda bütün göstəricilər üzrə təsirsiz nəticəyə çevrildi.

Sümük quruluşu ömür müddəti deyil

Bir qarışıqlıq ayrıca bölməyə layiqdir, çünki metilen mavisinin ömür müddətinə dair nəticələri həqiqətən var və onları səhvən sümüyə dair nəticələr kimi qəbul etmək asandır. Müdaxilələrin Sınağı Proqramının əvvəlki kohortunda yemdə eyni dozada verilən metilen mavisi UM-HET3 dişilərində ömür müddətinin 90-cı persentilini təxminən 6 faiz artırmışdı. Bu, həyatın son dövründə sağqalma təsiri idi; median ömür müddətində dəyişiklik və erkəklərdə təsir yox idi. Mitoxinon hər iki cinsdə ömür müddətinə təsir göstərməmişdi. Bu sağqalma rəqəmləri sümük məqaləsindən deyil, proqramın dərc olunmuş uzunömürlülük qeydlərindən götürülüb.

Sümük məqaləsinin töhfəsi bu iki nəticə qrupunu ayrı saxlamaqdır. Bir birləşmə skeletin ölçülən heç bir xüsusiyyətini qorumadan bir cinsdə həyatın son dövründə sağqalmanı dəyişə bilər. Sağqalma göstəricisi bütün səbəblərdən ölümləri sayır; mikro-KT isə fəqərədəki dayaqları sayır. Ömrü uzatmaq üçün müdaxilənin mütləq sümük vasitəsilə təsir etməli olduğuna dair heç bir qayda yoxdur və bu tədqiqat metilen mavisinin dişilərdə həyatın son dövrünə aid siqnalının başqa bir yolla meydana çıxdığına birbaşa sübutdur. Metilen mavisi və osteoporoz barədə iddiaları dəstəkləmək üçün ömür müddəti nəticəsinə istinad edən hər kəs yanlış hesabın vəsaitini xərcləyir. Bu nəticələri bir-birindən ayırmağın ümumi prinsipləri metilen mavisi tədqiqatlarını necə oxumalı məqaləsində izah olunur.

Laboratoriya qabı niyə siçan nəticəsini proqnozlaşdırmadı

Məlumatlara uyğun gələn beş izah var və onlar bir-birini istisna etmir.

Birincisi məruzqalmadır. Kulturadakı hüceyrələr məlum konsentrasiyalarda fasiləsiz olaraq maddə ilə təmasda idi. Siçanlar aylarla maddə əlavə edilmiş yem yedi, lakin tədqiqat nə sümük iliyində maddənin səviyyəsini, nə də sümükdə oksidləşdirici zədələnmənin hər hansı markerini ölçdü. Birbaşa tətbiq edildikdə osteoklastları azaldan konsentrasiya sümük iliyindəki prekursorlara həmin səviyyədə heç vaxt çatmaya bilər. Məqalədə in vivo hər bir birləşmənin yalnız bir dozası sınaqdan keçirilib, buna görə heyvanda doza-cavab əlaqəsi naməlum qalır.

İkincisi kimyadır. Reaktiv oksigen növləri hüceyrə daxilində bərabər qarışmış vahid bir hovuz yaratmır. Onlar kiçik bölmələrdə, qısa zaman kəsiklərində fəaliyyət göstərir; mitoxondrial, sitozolik və membran redoks dövrələri qismən müstəqil davranır. Mitoxinon quruluşuna görə mitoxondrilərdə toplanır, osteoklastların yaranmasını təşviq edən oksidləşdirici siqnallar isə başqa yerlərdə yarana bilər. Bir hovuzun səviyyəsini azaltmaq bütün hüceyrənin fasiləsiz məruz qalmasının nəticəsini mütləq təkrarlamır.

Üçüncüsü proseslərin bir-birinə bağlılığıdır. Canlı sümükdə rezorbsiya və sümük əmələ gəlməsi əlaqəlidir: osteoklastlar və onların qonşu hüceyrələri sümük əmələ gətirən hüceyrələri yenicə rezorbsiya olunmuş nahiyəyə cəlb edən siqnallar buraxır. Osteoklastların yaranmasını azaltmaq eyni miqdarda sümük əlavə etmir, çünki bu, qurucu hüceyrələri çağıran siqnalları da aradan qaldıra bilər. Yalnız prekursorların olduğu laboratoriya qabı bu əks-əlaqəni göstərə bilməz. Skelet isə onu gizlədə bilməz.

Dördüncüsü yükdür. Osteositlər mexaniki gərginliyi hiss edir və bütün sümük üçün yenidən qurulma tarazlığını müəyyənləşdirir. Heyvanlar yaşlandıqca və daha az hərəkət etdikcə mexaniki siqnal zəifləyir və bir hüceyrə növünə göstərilən məhdud farmakoloji təsirdən asılı olmayaraq itki baş verir. Müəlliflərin özləri fiziki məşqi və anabolik yüklənməni daha ehtimallı təsir vasitəsi kimi göstərirlər. Bu, skeletin redoks kimyasından daha çox fizikaya qulaq asdığını nəzakətlə deməyin bir yoludur.

Beşincisi vaxt seçimidir, amma bir qeyd ilə. C57BL/6J təcrübəsində müdaxilə artıq əhəmiyyətli struktur itkisi baş verdiyi 18 aylıq yaşda başladı. Sümük əmələ gəlməsini uyğun şəkildə stimullaşdırmadan heç bir antirezorbtiv vasitə deşilib aradan qalxmış trabekulları yenidən qura bilməz. Lakin vaxt seçimi bütün izahı verə bilməz, çünki Müdaxilələrin Sınağı Proqramında maddə verilməsi erkən yetkinlik dövründə başladı və yenə də heç nə dəyişmədi. Gec başlanması bir təcrübənin bir hissəsini izah edir. Digər təcrübəni isə heç izah etmir.

Bu, metilen mavisi və osteoporoz barədə iddialar üçün nə deməkdir

Metilen mavisini sümük sağlamlığı və ya skeletin yaşlanması baxımından qiymətləndirən oxucu üçün praktik nəticə qısadır. Mövcud ən yaxşı uzunmüddətli siçan sübutları kulturada həqiqi antiosteoklast siqnala baxmayaraq, metilen mavisi və ya mitoxinonun davamlı verilməsinin skeletə fayda göstərmədiyini bildirir. Ömür müddətinə dair ədəbiyyat metilen mavisinin yalnız dişilərdə həyatın son dövrünə aid məhdud təsirini göstərir; bu tədqiqat həmin təsirin sümük vasitəsilə baş vermədiyini ortaya qoyur. Bu iki nəticə qrupunun heç biri insanlarda osteoporoz üçün istifadəni dəstəkləmir və burada insan sümüklərinə dair məlumat ümumiyyətlə yoxdur. İnsanlarda doza və məhsulun təhlükəsizliyi məsələləri bu siçan skeletinə deyil, metilen mavisinin təhlükəsizliyi və əlavə təsirləri mövzusuna aiddir.

Daha dərin dərs sübutların ardıcıllığı ilə bağlıdır. Hüceyrə nəticəsi bir birləşmənin nəzarət olunan məruzqalma şəraitində bir hüceyrə növünə nə edə biləcəyinə dair iddiadır. Sümük nəticəsi isə aylarla sistemli məruzqalmanın mexaniki nəzarət altında iki hüceyrə növünü əlaqələndirən bir orqana nə etdiyinə dair iddiadır. Birincisi fərziyyələrin yarandığı yerdir. İkincisi isə skeletin yaşlanması və bu iki antioksidant üçün həmin fərziyyənin bu tədqiqatda qüvvədən düşdüyü yerdir.