Մեթիլենային կապույտը և կմախքի ծերացումը․ ինչու բջջային արդյունքները չկանխատեսեցին մկների ոսկրային փոփոխությունները

Պատկերացրեք մի միացություն, որը զսպում է հենց այն բջիջները, որոնք քայքայում են ոսկրը․ այն փորձարկվում է լաբորատոր ամանում և գործում ճիշտ այնպես, ինչպես ակնկալվում էր։ Ավելի քիչ բազմակորիզ օստեոկլաստներ, դոզայից հստակ կախված արձագանք և դրա հիմքում ընկած հավանական միտոքոնդրիալ բացատրություն։ Հետո նույն միացությունը մկներին տալիս են նրանց հասուն կյանքի մեծ մասի ընթացքում, եռաչափ սկանավորում են նրանց կմախքները, և ոչ մի տարբերություն չկա։ Ծերացած ոսկրերը ծերացած տեսք ունեն՝ անկախ նրանից՝ միացությունը կիրառվել է, թե ոչ։

Հենց այսպիսին է 2024 թվականի մի հետազոտության անկողմնակալ պատկերը, և արժե այն ճշգրիտ հասկանալ, քանի որ այն գտնվում է այն սահմանագծին, որտեղ փլուզվում են ոսկրերի վերաբերյալ սննդային հավելումների պնդումների մեծ մասը։ Հոդվածը Պուդելի և գործընկերների աշխատանքն է՝ հրապարակված Aging-ում՝ 2024 թվականի մարտին, և այն բաց հասանելիությամբ է, ուստի ստորև ներկայացված յուրաքանչյուր չափում կարելի է ստուգել սկզբնաղբյուրում։ Դրա գլխավոր արդյունքը ազդեցության բացակայությունն է։ Զրոյական արդյունքները ձախողումներ չեն։ Դրանք պատասխաններ են, և այս մեկը հստակ պատասխանում է նեղ հարցի․ մեթիլենային կապույտով կամ միտոքինոնով երկարատև համակարգային հակաօքսիդանտային միջամտությունը պահպանո՞ւմ է ծերացող մկների կմախքը։ Ոչ։

Ինչպիսի տեսք ունի ոսկրերի ծերացումը թվերով

Տարիքի հետ ոսկրային կորուստը մեկ երևույթ չէ, ուստի հետազոտությունը չէր չափում միայն մեկ ցուցանիշ։ Միկրոհամակարգչային տոմոգրաֆիայի միջոցով հետազոտողները սկանավորել են կմախքի երեք հատված՝ ազդրոսկրի դիաֆիզի միջնամասի կորտիկալ ոսկրը՝ խիտ առանցքային հատվածը, ազդրոսկրի հեռադիր մետաֆիզի տրաբեկուլային ոսկրը՝ հոդի մոտ գտնվող սպունգանման ցանցը, և գոտկային հինգերորդ ողի տրաբեկուլային ոսկրը։ Յուրաքանչյուր հատվածում նրանք գրանցել են միկրոկառուցվածքի ստանդարտ ցուցանիշները։ BV/TV-ն ծավալի այն մասնաբաժինն է, որը զբաղեցնում է ոսկրը, ոչ թե ոսկրածուծային տարածությունը։ BMD-ն հանքային խտությունն է։ Tb.Th-ը, Tb.N-ը և Tb.Sp-ը նկարագրում են տրաբեկուլների հաստությունը, քանակը և նրանց միջև հեռավորությունը։ Կորտիկալ շերտի հաստությունն ու լայնական կտրվածքի մակերեսները նկարագրում են ոսկրի առանցքային հատվածը։

Տրաբեկուլային ոսկրը պատկերացրեք որպես պահեստի ներսում գտնվող կրող կառուցվածք։ Ծերացումը որոշ հենաձողեր ամբողջությամբ վերացնում է, իսկ մյուսները՝ բարակեցնում, ուստի կառուցվածքով զբաղեցված տարածության մասնաբաժինը նվազում է, մնացած հենաձողերն իրարից ավելի հեռու են գտնվում, և ամբողջ կմախքը կրում է ավելի փոքր բեռ։ Կորտիկալ ոսկրը պահեստի պատն է, որն ինքն էլ բարակում է։ Կմախքը պաշտպանող միջամտությունը պետք է արտացոլվեր այս թվերում։ Հենց այս ստուգումն է կիրառել հետազոտությունը։

Ինչ տեղի ունեցավ լաբորատոր ամանում

Բջջային փորձերում օգտագործվել է 6-ից 7 ամսական UM-HET3 մկների ազդրոսկրերից և մեծ ոլոքներից վերցված ոսկրածուծը։ Սա գենետիկորեն բազմազան մկնագիծ է՝ ստացված ծերացման հետազոտությունների համար։ Ստացվել է չորս արդյունք, որոնք մատնանշում են տարբեր ուղղություններ, ուստի յուրաքանչյուրն առանձին ներկայացնելու կարիք ունի։

Նախ՝ մեզենխիմային ցողունային բջիջները, որոնց պաշարը ներառում է ապագա ոսկրագոյացնող բջիջները, պահպանել են կենսունակությունը մեթիլենային կապույտի և միտոքինոնի 0.125-ից 0.5 միկրոմոլար կոնցենտրացիաների դեպքում՝ 48 ժամվա ընթացքում։ Ոչ թունավորություն, ոչ կենսունակության բարձրացում։ Երկրորդ՝ երբ այդ ցողունային բջիջները ոսկրագոյացման միջավայրում խթանվել են օստեոբլաստների վերածվելու համար և 18-րդ օրը ներկվել ալկալային ֆոսֆատազայի հայտնաբերման նպատակով, միացություններից ոչ մեկը փորձարկված որևէ կոնցենտրացիայի դեպքում չի փոխել արդյունքը։ Լաբորատոր ամանի ոսկրագոյացնող կողմը չի արձագանքել։

Երրորդ՝ ոսկրաքայքայող կողմն արձագանքել է։ M-CSF-ով և RANKL-ով խթանված ոսկրածուծային նախորդող բջիջները՝ օստեոկլաստներ ստանալու ստանդարտ եղանակով, կոնցենտրացիայի բարձրացմանը զուգընթաց առաջացրել են ավելի քիչ TRAP-դրական բազմակորիզ բջիջներ։ Հստակ նվազումը հայտնվել է 0.25 միկրոմոլարից բարձր՝ գործնականում փորձարկված ամենաբարձր՝ 0.5 կոնցենտրացիայի դեպքում։ Հենց այս արդյունքն է հազարավոր լավատեսական ամփոփումների առիթ տալիս, և այն իրական է իր սահմաններում․ բջջային կուլտուրայում անմիջական, շարունակական ազդեցությունը դոզայից կախված կերպով ճնշել է օստեոկլաստների առաջացումը։

Չորրորդ՝ հասուն օստեոբլաստները, որոնք միացությունների ազդեցությանն են ենթարկվել 48 ժամ և անցել միտոքոնդրիալ սթրեսի թեստ, միացություններից որևէ մեկի դեպքում չեն ցուցադրել թթվածնի բազալ կամ առավելագույն սպառման նշանակալի փոփոխություն։ 0.5 միկրոմոլարի դեպքում երկուսն էլ կարծես փոքր-ինչ նվազեցրել են շնչառությունը, բայց փոփոխությունը վիճակագրորեն նշանակալի չի եղել։ Այսպիսով, լաբորատոր ամանում ոսկրագոյացնող բջիջների միտոքոնդրիալ գործունեության բարելավում չի գրանցվել, որը կարելի էր համադրել հակաօստեոկլաստային ազդեցության հետ։ Առաջարկված մեխանիզմը՝ էներգետիկ գործունեության բարելավումը միտոքոնդրիալ էլեկտրոնների փոխադրման շղթայի միջոցով, շնչառության չափելի աճ չի առաջացրել այնտեղ, որտեղ հետազոտողները փնտրել են այն։

Ինչ տեղի ունեցավ մկների մոտ

Դրան հաջորդել են կենդանիների վրա երկու փորձ՝ շատ տարբեր ծավալներով։

Ավելի փոքր փորձն իրականացվել է ինբրեդ C57BL/6J էգ մկների վրա՝ կենսաբժշկական հետազոտություններում լայնորեն կիրառվող մկնագծով։ Սկսած 18 ամսականից, ինչը մկան համար մոտավորապես միջին տարիքի ուշ շրջանն է, նրանց կեսը 6 կամ 12 ամիս խմել է 250 միկրոմոլար մեթիլենային կապույտ պարունակող ջուր՝ մինչև 24 կամ 30 ամսական դառնալը։ Միջամտություն չստացած 18 ամսական էգերը տվել են ելակետային տվյալները, իսկ 5 ամսական էգերը ցույց են տվել երիտասարդ ոսկրի պատկերը։ Ծերացումն արել է հենց այն, ինչ սովորաբար անում է։ L5 ողում ոսկրի ծավալային մասնաբաժինը նվազել է մոտ 35 տոկոսով, հանքային խտությունը՝ մոտ 18 տոկոսով, իսկ տրաբեկուլների քանակը մոտավորապես կիսվել է՝ անկախ միջամտությունից։ Կորտիկալ շերտի հաստությունը 18-ից 24 ամսականների միջև նվազել է շուրջ 10 տոկոսով, իսկ մինչև 30 ամսականը՝ շուրջ 30 տոկոսով։ Մեթիլենային կապույտը չի փոխել այս կորերից որևէ մեկը։

Ավելի մեծ փորձն իրականացվել է Ծերացման ազգային ինստիտուտի Միջամտությունների փորձարկման ծրագրի շրջանակում, որը երեք հետազոտական կենտրոններում փորձարկում է թեկնածու միացությունները երկու սեռերի UM-HET3 մկների վրա։ Մեթիլենային կապույտը՝ կերի մեջ միլիոնին 28 մաս կոնցենտրացիայով, և միտոքինոնը՝ միլիոնին 100 մաս կոնցենտրացիայով, սկսել են տալ վաղ հասուն տարիքից և շարունակել մինչև մոտ 22-ից 24 ամսականը։ Կմախքի նույն երեք հատվածներն անցել են միկրո-ՀՏ հետազոտություն։ Հրապարակված աղյուսակը ներկայացնում է յուրաքանչյուր ցուցանիշն ըստ սեռի և միջամտության՝ ճշգրտված վիճակագրական գնահատականներով, իսկ միջամտության սյունակը բոլոր դեպքերում նույնն է ասում․ ոչ մի նշանակալի ազդեցություն, ոչ մի միջամտության և սեռի փոխազդեցություն՝ որևէ հատվածում։ Կորտիկալ թե տրաբեկուլային ոսկր, ազդրոսկր թե ողնաշար, արու թե էգ, մեթիլենային կապույտ թե միտոքինոն։ Կմախքը ծերացել է իր սովորական ընթացքով։

Երկու մասերի արդյունքները համադրող աղյուսակը

Սա այն առանցքային նյութն է, որի վրա հիմնված է ամբողջ հոդվածը։ Յուրաքանչյուր տող համադրում է նույն կենսաբանական գործընթացի վերաբերյալ լաբորատոր ամանում և կենդանու մոտ ստացված արդյունքները՝ օգտագործելով հենց հետազոտության չափումները։

Տող առ տող կարդալիս աղյուսակը վերացնում է թվացյալ հակասությունը։ Չորս բջջային գործընթացներից միայն մեկն է արձագանքել, այն էլ միայն փորձարկված միջակայքի վերին սահմանին մոտ՝ շարունակական անմիջական ազդեցության պայմաններում։ Լաբորատոր ամանում մնացած ամեն ինչ արդեն զրոյական արդյունք էր։ Այդ դեպքում կենդանական արդյունքը ավելի քիչ է նմանվում հակասության և ավելի շատ՝ հաստատման․ բջջային կուլտուրայի երեք զրոյական արդյունքներն ու մեկ պայմանական ազդեցությունը կենդանու մոտ դարձել են համատարած զրոյական արդյունք։

Ոսկրի կառուցվածքը կյանքի տևողությունը չէ

Մի շփոթություն առանձին բաժնի է արժանի, քանի որ մեթիլենային կապույտի վերաբերյալ իսկապես կան կյանքի տևողության տվյալներ, որոնք հեշտ է սխալմամբ ընկալել որպես ոսկրերի վերաբերյալ տվյալներ։ Միջամտությունների փորձարկման ծրագրի ավելի վաղ խմբում մեթիլենային կապույտը կերի մեջ նույն դոզայով մոտ 6 տոկոսով բարձրացրել է UM-HET3 էգերի կյանքի տևողության 90-րդ պերսենտիլը։ Սա կյանքի ուշ շրջանում գոյատևման ազդեցություն էր՝ առանց կյանքի տևողության մեդիանի փոփոխության և առանց արուների մոտ ազդեցության։ Միտոքինոնը որևէ սեռի մոտ չի ազդել կյանքի տևողության վրա։ Գոյատևման այդ թվերը վերցված են ծրագրի հրապարակված երկարակեցության տվյալներից, ոչ թե ոսկրերի վերաբերյալ հոդվածից։

Ոսկրերի վերաբերյալ հոդվածի ներդրումն այս տվյալների խմբերը միմյանցից առանձնացնելն է։ Միացությունը կարող է մեկ սեռի մոտ փոխել կյանքի ուշ շրջանի գոյատևումը՝ առանց կմախքի որևէ չափված հատկանիշ պահպանելու։ Գոյատևման գնահատումը հաշվում է բոլոր պատճառներով մահերը, իսկ միկրո-ՀՏ-ն՝ ողի հենաձողերը։ Չկա կանոն, ըստ որի միջամտությունը կյանքը երկարացնելու համար անպայման պետք է ազդի ոսկրի միջոցով, և այս հետազոտությունն ուղղակի ապացույց է, որ էգերի մոտ մեթիլենային կապույտի ուշ կյանքի ազդեցությունն անցել է այլ ճանապարհով։ Ով կյանքի տևողության արդյունքը մեջբերում է որպես մեթիլենային կապույտի և օստեոպորոզի վերաբերյալ հիմնավորում, միջոցներ է ծախսում սխալ հաշվից։ Այս տվյալները միմյանցից տարանջատելու ընդհանուր մոտեցումը քննարկված է ինչպես կարդալ մեթիլենային կապույտի հետազոտությունները հոդվածում։

Ինչու լաբորատոր ամանի արդյունքը չկանխատեսեց մկների արդյունքը

Տվյալներին համապատասխանում է հինգ բացատրություն, և դրանք միմյանց չեն բացառում։

Առաջինը ազդեցության պայմաններն են։ Բջջային կուլտուրայի բջիջներն անընդհատ գտնվում էին հայտնի կոնցենտրացիաներով միջավայրում։ Մկներն ամիսներ շարունակ ուտում էին միացություն պարունակող կեր, իսկ հետազոտությունը չի չափել ո՛չ ոսկրածուծում միացությունների մակարդակները, ո՛չ էլ ոսկրում օքսիդատիվ վնասման որևէ ցուցիչ։ Անմիջական կիրառման դեպքում օստեոկլաստները ճնշող կոնցենտրացիան կարող է երբեք այդ մակարդակով չհասնել ոսկրածուծի նախորդող բջիջներին։ Հոդվածում կենդանի օրգանիզմում յուրաքանչյուր միացության համար փորձարկվել է մեկ դոզա, ուստի կենդանու մոտ դոզայից կախված արձագանքը մնում է անհայտ։

Երկրորդը քիմիան է։ Թթվածնի ռեակտիվ ձևերը բջջի ներսում մեկ համասեռ խառնուրդ չեն կազմում։ Դրանք գործում են փոքր հատվածներում և կարճ ժամանակահատվածներում, իսկ միտոքոնդրիալ, ցիտոզոլային և թաղանթային օքսիդավերականգնման համակարգերը մասամբ անկախ են գործում։ Միտոքինոնն իր կառուցվածքի շնորհիվ կուտակվում է միտոքոնդրիաներում, մինչդեռ օստեոկլաստների առաջացումը խթանող օքսիդանտային ազդակները կարող են ծագել այլ տեղերում։ Մեկ հատվածում դրանց մակարդակը նվազեցնելը պարտադիր չէ, որ կրկնի այն, ինչին հասնում է ամբողջ բջջի շարունակական ենթարկումը միացության ազդեցությանը։

Երրորդը գործընթացների կապակցվածությունն է։ Կենդանի ոսկրում քայքայումն ու գոյացումը կապված են․ օստեոկլաստներն ու նրանց հարևան բջիջներն արձակում են ազդակներ, որոնք ոսկրագոյացնող բջիջներին բերում են հենց նոր քայքայված հատված։ Օստեոկլաստների առաջացման ճնշումը նույն չափով ոսկր չի ավելացնում, քանի որ այն կարող է նաև վերացնել կառուցող բջիջներին կանչող ազդակները։ Միայն նախորդող բջիջներ պարունակող լաբորատոր ամանը չի կարող ցույց տալ այս հետադարձ կապը։ Կմախքը չի կարող այն թաքցնել։

Չորրորդը բեռնավորումն է։ Օստեոցիտները զգում են մեխանիկական դեֆորմացիան և սահմանում ամբողջ ոսկրի վերակառուցման հավասարակշռությունը։ Երբ կենդանիները ծերանում են և քիչ են շարժվում, մեխանիկական ազդակը թուլանում է, և դրան հաջորդում է կորուստ՝ անկախ մեկ տեսակի բջջի վրա չափավոր դեղաբանական ազդեցությունից։ Հեղինակներն իրենք ֆիզիկական վարժություններն ու անաբոլիկ բեռնավորումն են նշում որպես ավելի հավանական լծակ։ Սա նրբանկատ ձև է ասելու, որ կմախքն ավելի շատ արձագանքում է ֆիզիկային, քան օքսիդավերականգնման քիմիային։

Հինգերորդը ժամանակն է՝ մի վերապահումով։ C57BL/6J փորձի դեպքում միջամտությունը սկսվել է 18 ամսականում, երբ կառուցվածքային զգալի կորուստն արդեն տեղի էր ունեցել, և ոչ մի հակառեզորբտիվ միջոց չի կարող վերակառուցել ծակված ու վերացած տրաբեկուլները՝ առանց համապատասխան ոսկրագոյացման խթանի։ Բայց ժամանակով հնարավոր չէ բացատրել ամեն ինչ, քանի որ Միջամտությունների փորձարկման ծրագրում միացությունների կիրառումը սկսվել է վաղ հասուն տարիքում և միևնույն է ոչինչ չի փոխել։ Ուշ մեկնարկը բացատրում է մեկ փորձի արդյունքի մի մասը։ Մյուս փորձի արդյունքից այն ոչինչ չի բացատրում։

Ինչ է սա նշանակում մեթիլենային կապույտի և օստեոպորոզի վերաբերյալ պնդումների համար

Ոսկրերի առողջության կամ կմախքի ծերացման համար մեթիլենային կապույտը գնահատող ընթերցողի գործնական եզրակացությունը կարճ է։ Մկների վերաբերյալ առկա լավագույն երկարատև ապացույցները ցույց չեն տալիս կմախքի որևէ օգուտ մեթիլենային կապույտի կամ միտոքինոնի շարունակական կիրառման դեպքում՝ չնայած բջջային կուլտուրայում իրական հակաօստեոկլաստային ազդեցությանը։ Կյանքի տևողության վերաբերյալ գրականության մեջ մեթիլենային կապույտի համար նկարագրված է կյանքի ուշ շրջանի համեստ ազդեցություն միայն էգերի մոտ, որը, ըստ այս հետազոտության, չի իրականացվել ոսկրի միջոցով։ Տվյալների այս խմբերից ոչ մեկը չի հիմնավորում մարդկանց մոտ օստեոպորոզի համար կիրառումը, իսկ մարդու ոսկրերի վերաբերյալ տվյալներ այստեղ ընդհանրապես չկան։ Մարդկանց մոտ դոզավորման և արտադրանքի անվտանգության հարցերը վերաբերում են մեթիլենային կապույտի անվտանգությանը և կողմնակի ազդեցություններին, ոչ թե այս մկների կմախքին։

Ավելի խորքային դասը վերաբերում է ապացույցների հաջորդականությանը։ Բջջային արդյունքը պնդում է, թե միացությունն ինչ կարող է անել մեկ տեսակի բջջի հետ վերահսկվող ազդեցության պայմաններում։ Ոսկրային արդյունքը պնդում է, թե համակարգային ազդեցության ամիսներն ինչ են անում մի օրգանի հետ, որը մեխանիկական վերահսկման ներքո կապակցում է երկու տեսակի բջիջների գործունեությունը։ Առաջինն այն տեղն է, որտեղ ծնվում են վարկածները։ Երկրորդն այն տեղն է, որտեղ կմախքի ծերացման և այս երկու հակաօքսիդանտների վերաբերյալ այս վարկածը մարեց։