Methylene blue at pagtanda ng kalansay: bakit hindi nahulaan ng mga natuklasan sa selula ang mga resulta sa buto ng mga daga

Isipin ang isang compound na nagpapahina sa mismong mga selulang kumakain ng buto, sinusubok sa isang dish at gumagana nang eksakto ayon sa inaasahan. Mas kaunting osteoclast na may maraming nucleus, malinaw na tugon ayon sa dosis, at isang kapani-paniwalang paliwanag na may kinalaman sa mitochondria. Pagkatapos, ibinibigay ang parehong compound sa mga daga sa halos buong panahon ng kanilang pagiging adulto, sinusuri ang kanilang mga kalansay gamit ang three-dimensional na pag-scan, at walang nagbago. Mukhang matanda pa rin ang mga tumandang buto, ginamot man o hindi.

Iyan ang tapat na paglalarawan ng isang pag-aaral noong 2024, at mahalagang maunawaan ito nang eksakto dahil nasa punto ito kung saan karaniwang hindi napapatunayan ang mga pahayag tungkol sa mga suplemento para sa buto. Ang papel ay mula kay Poudel at mga kasama, inilathala sa Aging noong Marso 2024, at malayang mababasa, kaya maaaring ihambing sa orihinal na sanggunian ang bawat sukat sa ibaba. Ang pangunahing resulta nito ay walang nakitang epekto. Ang mga resultang walang nakitang epekto ay hindi mga kabiguan. Mga sagot ang mga ito, at mahusay na sinasagot nito ang isang tiyak na tanong: napapanatili ba ng pangmatagalang sistemikong paggamot gamit ang mga antioxidant na methylene blue o mitoquinone ang tumatandang kalansay ng daga? Hindi.

Ano ang hitsura ng pagtanda ng buto sa mga numero

Hindi iisang bagay ang pagkawala ng buto dahil sa pagtanda, kaya hindi rin iisang bagay ang sinukat ng pag-aaral. Gamit ang micro-computed tomography, ini-scan ng mga mananaliksik ang tatlong bahagi ng kalansay: cortical bone sa gitnang diaphysis ng femur (ang siksik na katawan ng buto), trabecular bone sa distal na metaphysis ng femur (ang mala-esponghang network malapit sa kasukasuan), at trabecular bone sa ikalimang lumbar vertebra. Sa bawat bahagi, itinala nila ang mga karaniwang parameter ng microarchitecture. Ang BV/TV ay ang bahagi ng isang volume na binubuo ng buto sa halip na espasyo para sa bone marrow. Ang BMD ay densidad ng mineral. Inilalarawan ng Tb.Th, Tb.N, at Tb.Sp ang kapal, bilang, at pagitan ng mga trabecula. Inilalarawan naman ng kapal ng cortical bone at ng mga cross-sectional area ang katawan ng buto.

Isipin ang trabecular bone bilang balangkas ng suporta sa loob ng isang bodega. Tuluyang inaalis ng pagtanda ang ilang suporta at pinaninipis ang iba, kaya lumiliit ang bahagi ng espasyong napupuno ng istruktura, nagkakalayo ang mga natitirang suporta, at nababawasan ang bigat na kayang pasanin ng buong balangkas. Ang cortical bone naman ang mismong pader ng bodega, na unti-unting numinipis. Dapat makita sa mga numerong ito ang epekto ng isang paggamot na nagpoprotekta sa kalansay. Iyan ang pagsubok na ginamit ng pag-aaral.

Ano ang nangyari sa dish

Gumamit ang mga eksperimento sa selula ng bone marrow mula sa mga femur at tibia ng mga dagang UM-HET3 na 6 hanggang 7 buwang gulang, isang strain na may sari-saring genetic na katangian at pinalaki para sa pananaliksik sa pagtanda. May apat na natuklasan, at magkakaiba ang itinuturo ng mga ito, kaya kailangang ilahad nang hiwalay ang bawat isa.

Una, nanatiling buhay ang mga mesenchymal stem cell, ang pangkat na kinabibilangan ng mga selulang magiging tagabuo ng buto, sa mga konsentrasyon ng methylene blue at mitoquinone mula 0.125 hanggang 0.5 micromolar sa loob ng 48 oras. Walang toxicity, walang pagtaas sa viability. Ikalawa, nang pasiglahin ang mga stem cell na iyon upang maging mga osteoblast sa osteogenic medium at lagyan ng stain para sa alkaline phosphatase sa araw 18, walang binago sa resulta ang alinman sa dalawang compound sa anumang sinubok na konsentrasyon. Hindi tumugon ang panig ng dish na bumubuo ng buto.

Ikatlo, tumugon naman ang panig na sumisipsip ng buto. Ang mga precursor mula sa bone marrow na pinasigla gamit ang M-CSF at RANKL, ang karaniwang pamamaraan para makabuo ng mga osteoclast, ay nakabuo ng mas kaunting TRAP-positive na selulang may maraming nucleus habang tumataas ang konsentrasyon. Lumitaw ang malinaw na pagbawas sa higit sa 0.25 micromolar, na sa aktuwal ay nasa pinakamataas na sinubok na konsentrasyong 0.5. Ito ang natuklasang pinagmumulan ng napakaraming optimistikong buod, at totoo ito sa loob ng mga hangganan nito: ang direkta at tuloy-tuloy na pagkakalantad sa culture ay pumigil sa pagbuo ng osteoclast sa paraang nakadepende sa dosis.

Ikaapat, ang mga mature na osteoblast na inilantad sa loob ng 48 oras at isinailalim sa mitochondrial stress assay ay hindi nagpakita ng makabuluhang pagbabago sa estadistika sa basal o pinakamataas na pagkonsumo ng oxygen sa alinman sa dalawang compound. Sa 0.5 micromolar, parehong tila bahagyang nagpababa ng respiration, ngunit hindi naging makabuluhan sa estadistika ang pagbabago. Kaya walang ipinakitang pagpapanumbalik ng paggana ng mitochondria sa mga selulang bumubuo ng buto ang dish na maihahanay sa epekto nito laban sa pagbuo ng osteoclast. Ang iminungkahing mekanismo, ang pagpapahusay ng pagproseso ng enerhiya sa pamamagitan ng mitochondrial electron transport chain, ay hindi nagdulot ng nasusukat na pagtaas sa respiration sa bahaging sinuri ng mga mananaliksik.

Ano ang nangyari sa mga daga

Sumunod ang dalawang eksperimento sa hayop, na lubhang magkaiba ang laki.

Gumamit ang mas maliit na eksperimento ng mga babaeng dagang C57BL/6J na inbred, ang strain na karaniwang ginagamit sa biomedical na pananaliksik. Simula sa edad na 18 buwan, na humigit-kumulang katumbas ng huling bahagi ng katanghaliang-gulang para sa daga, kalahati sa mga ito ang uminom ng tubig na may 250 micromolar na methylene blue sa loob ng 6 o 12 buwan, hanggang umabot sa 24 o 30 buwan. Ang mga babaeng dagang 18 buwang gulang na hindi ginamot ang nagsilbing batayan, at ang mga babaeng dagang 5 buwang gulang ang nagpakita kung ano ang hitsura ng batang buto. Ginawa ng pagtanda ang karaniwang ginagawa nito. Sa L5 vertebra, bumaba ang bahaging binubuo ng buto sa kabuuang volume nang mga 35 porsiyento, ang densidad ng mineral nang mga 18 porsiyento, at ang bilang ng mga trabecula nang halos kalahati, anuman ang paggamot. Bumaba ang kapal ng cortical bone nang humigit-kumulang 10 porsiyento mula 18 hanggang 24 buwan at nang humigit-kumulang 30 porsiyento pagsapit ng 30 buwan. Hindi binago ng methylene blue ang alinman sa mga kurbang ito.

Isinagawa ang mas malaking eksperimento sa pamamagitan ng National Institute on Aging Interventions Testing Program, na sumusubok ng mga kandidatong compound sa mga dagang UM-HET3 ng parehong kasarian sa tatlong lugar. Ang methylene blue na 28 parts per million sa pagkain, at mitoquinone na 100 parts per million, ay kapwa sinimulan sa maagang yugto ng pagiging adulto at ipinagpatuloy hanggang sa edad na mga 22 hanggang 24 buwan. Isinailalim sa micro-CT ang parehong tatlong bahagi ng kalansay. Iniuulat ng inilathalang talahanayan ang bawat parameter ayon sa kasarian at paggamot, gamit ang mga inayos na pagsusuring estadistikal, at pare-pareho ang nakasaad sa kolum ng paggamot: walang makabuluhang epekto sa estadistika, walang interaksiyon sa pagitan ng paggamot at kasarian, sa alinmang bahagi. Cortical man o trabecular, femur man o gulugod, lalaki man o babae, methylene blue man o mitoquinone. Tumanda ang kalansay ayon sa karaniwang takbo nito.

Ang talahanayang nag-uugnay sa dalawang bahagi

Ito ang batayang pinagsasaligan ng buong artikulo. Itinatapat ng bawat hanay ang ipinakita ng dish sa ipinakita ng hayop para sa parehong biyolohikal na proseso, gamit ang mismong mga sukat ng pag-aaral.

Kapag binasa nang paisa-isang hanay, nililinaw ng talahanayan ang tila salungatan. Isa lamang sa apat na proseso ng selula ang tumugon, at tumugon lamang ito malapit sa pinakamataas na bahagi ng sinubok na saklaw sa ilalim ng tuloy-tuloy at direktang pagkakalantad. Wala nang nakitang epekto sa lahat ng iba pang sinukat sa dish. Kaya ang resulta sa hayop ay hindi gaanong mukhang pagsalungat, kundi mas mukhang pagpapatibay: ang tatlong resultang walang epekto at isang epektong nakasalalay sa mga kondisyon sa culture ay naging kawalan ng epekto sa lahat ng sinukat sa hayop.

Ang istruktura ng buto ay hindi haba ng buhay

May isang kalituhang nararapat sa sariling seksiyon, dahil mayroon ngang mga naitalang resulta ang methylene blue tungkol sa haba ng buhay, at madaling mapagkamalan ang mga iyon bilang mga resulta tungkol sa buto. Sa mas naunang pangkat ng Interventions Testing Program, pinataas ng methylene blue sa parehong dosis sa pagkain ang haba ng buhay sa ika-90 percentile ng mga babaeng dagang UM-HET3 nang mga 6 porsiyento. Isa itong epekto sa pananatiling buhay sa huling yugto ng buhay, na walang pagbabago sa median na haba ng buhay at walang epekto sa mga lalaki. Walang ipinakitang epekto sa haba ng buhay ang mitoquinone sa alinmang kasarian. Ang mga numerong iyon tungkol sa pananatiling buhay ay mula sa mga inilathalang tala ng programa tungkol sa haba ng buhay, hindi sa papel tungkol sa buto.

Ang ambag ng papel tungkol sa buto ay ang pagpapanatiling magkahiwalay ng mga talang ito. Maaaring baguhin ng isang compound ang pananatiling buhay sa huling yugto ng buhay sa isang kasarian nang hindi napapanatili ang alinmang sinukat na katangian ng kalansay. Binibilang sa pagsusuri ng pananatiling buhay ang mga pagkamatay mula sa lahat ng sanhi; binibilang naman ng micro-CT ang mga suporta sa isang vertebra. Walang tuntuning kailangang kumilos ang isang interbensiyon sa pamamagitan ng buto upang pahabain ang buhay, at ang pag-aaral na ito ay direktang ebidensiya na sa ibang daan dumaan ang senyal ng methylene blue sa huling yugto ng buhay ng mga babae. Sinumang gumagamit sa natuklasan tungkol sa haba ng buhay bilang suporta para sa methylene blue at osteoporosis ay kumukuha ng ebidensiya mula sa maling talaan. Tinatalakay ang pangkalahatang disiplina ng pagpapanatiling magkahiwalay ng mga talaang ito sa kung paano basahin ang pananaliksik tungkol sa methylene blue.

Bakit hindi nahulaan ng dish ang resulta sa daga

May limang paliwanag na umaayon sa datos, at maaaring higit sa isa ang totoo nang sabay.

Ang pagkakalantad ang una. Tuloy-tuloy na nakababad ang mga selula sa culture sa mga kilalang konsentrasyon. Kumain ang mga daga ng pagkaing may itinakdang dosis nang ilang buwan, at hindi sinukat ng pag-aaral ang antas ng gamot sa bone marrow o ang anumang palatandaan ng pinsalang dulot ng oxidation sa buto. Ang konsentrasyong pumipigil sa mga osteoclast kapag direktang inilapat ay maaaring hindi kailanman makarating sa mga precursor sa bone marrow sa parehong antas. Isang dosis lamang bawat compound ang sinubok ng papel sa buhay na hayop, kaya hindi pa alam ang tugon ayon sa dosis sa hayop.

Ang kimika ang ikalawa. Hindi bumubuo ang reactive oxygen species ng iisang lubos na nahalong pool sa loob ng selula. Kumikilos ang mga ito sa maliliit na kompartimento sa maiikling panahon, at bahagyang magkakahiwalay ang kilos ng mga redox circuit sa mitochondria, cytosol, at membrane. Sadyang idinisenyo ang mitoquinone upang maipon sa mitochondria, samantalang maaaring magmula sa ibang bahagi ang mga senyal ng oxidant na nagtutulak sa pagbuo ng osteoclast. Hindi kailangang magkapareho ang resulta ng pagpapababa sa isang pool at ng tuloy-tuloy na pagbabad ng buong selula.

Ang pagkakaugnay ang ikatlo. Sa buhay na buto, magkaugnay ang resorption at pagbuo: naglalabas ang mga osteoclast at mga kalapit nitong selula ng mga senyal na humihikayat sa mga selulang bumubuo ng buto na pumunta sa bahaging katatapos lamang sumailalim sa resorption. Hindi nagdaragdag ng katumbas na dami ng buto ang pagpigil sa pagbuo ng osteoclast, dahil maaari rin nitong alisin ang mga senyal na tumatawag sa mga tagabuo. Hindi maipapakita ng dish na mga precursor lamang ang laman ang feedback na ito. Hindi naman ito maitatago ng isang kalansay.

Ang mekanikal na pagkarga ang ikaapat. Nararamdaman ng mga osteocyte ang mekanikal na strain at itinatakda nila ang balanse ng remodeling para sa buong buto. Habang tumatanda ang mga hayop at nababawasan ang kanilang paggalaw, humihina ang mekanikal na senyal, at sumusunod ang pagkawala ng buto anuman ang katamtamang impluwensiya ng gamot sa isang uri ng selula. Ang mga may-akda mismo ang tumukoy sa ehersisyo at anabolic loading bilang mas malamang na mabisang salik. Isa itong maingat na paraan ng pagsasabing mas nakikinig ang kalansay sa pisika kaysa sa kimika ng redox.

Ang panahon ng pagsisimula ang ikalima, ngunit may dapat tandaan. Sa eksperimento sa C57BL/6J, nagsimula ang paggamot sa edad na 18 buwan, nang nagkaroon na ng malaking pagkawala sa istruktura, at walang pangontra sa resorption na makabubuo muli ng mga trabeculang nabutas at nawala nang walang katumbas na pagpapasigla sa pagbuo. Ngunit hindi maipapaliwanag ng panahon ng pagsisimula ang lahat, dahil nagsimula ang pagbibigay ng dosis sa Interventions Testing Program sa maagang yugto ng pagiging adulto at wala pa ring nabago. Naipapaliwanag ng huling pagsisimula ang isang bahagi ng isang eksperimento. Wala itong naipapaliwanag sa isa pa.

Ano ang ibig sabihin nito para sa mga pahayag tungkol sa methylene blue at osteoporosis

Para sa mambabasang sinusuri ang methylene blue para sa kalusugan ng buto o pagtanda ng kalansay, maikli ang praktikal na pagbasa. Iniulat ng pinakamahusay na makukuhang pangmatagalang ebidensiya sa mga daga na walang pakinabang sa kalansay mula sa pangmatagalang methylene blue o mitoquinone, sa kabila ng tunay na senyal ng pagpigil sa pagbuo ng osteoclast sa culture. Ipinapakita ng literatura tungkol sa haba ng buhay ang isang katamtamang epekto ng methylene blue sa huling yugto ng buhay ng mga babae lamang, na ipinakita ng pag-aaral na ito na hindi dumaan sa buto. Wala sa dalawang talaan ang sumusuporta sa paggamit nito sa tao para sa osteoporosis, at wala ring anumang datos tungkol sa buto ng tao na kasama rito. Ang mga tanong tungkol sa dosis at kaligtasan ng produkto sa mga tao ay saklaw ng kaligtasan at mga side effect ng methylene blue, hindi ng kalansay ng dagang ito.

Ang mas malalim na aral ay tungkol sa pagkakasunod ng ebidensiya. Ang resulta sa selula ay isang pahayag tungkol sa kayang gawin ng isang compound sa isang uri ng selula sa ilalim ng kontroladong pagkakalantad. Ang resulta sa buto ay isang pahayag tungkol sa nagagawa ng ilang buwan ng sistemikong pagkakalantad sa isang organong nag-uugnay sa dalawang uri ng selula sa ilalim ng mekanikal na kontrol. Sa una nabubuo ang mga haypotesis. Sa ikalawa, para sa pagtanda ng kalansay at sa dalawang antioxidant na ito, dito namatay ang haypotesis na ito.