Dołącz do czytelników
Brak wyników

Testy i badania

10 grudnia 2021

NR 24 (Listopad 2021)

Metabolizm i przemiany białkowe w błonie maziowej stawu kolanowego w przebiegu reumatoidalnego zapalenia stawów i choroby zwyrodnieniowej stawów
The metabolism and protein turn-over of the synovial membrane in the course of rheumatoid arthritis and osteoarthritis of the knee joint

0 254

W przebiegu chorób układu ruchu, takich jak reumatoidalne zapalenie stawów czy choroba zwyrodnieniowa stawów, dochodzi do rozwoju przewlekłego procesu zapalnego, który uszkadza wszystkie elementy stawowe, doprowadzając do upośledzenia sprawności chorego. W przypadku obu tych schorzeń etiologia jest wieloczynnikowa i nadal do końca nie poznana. Sugeruje się, iż w procesie degradacji chrząstki stawowej, biorą udział reaktywne formy tlenu. Ich nadmierna produkcja powoduje zaburzenie równowagi oksydacyjnej komórek i wystąpienie stresu oksydacyjnego. Pod wpływem działania wolnych rodników dochodzi m.in. do aktywacji enzymów proteolitycznych uczestniczących w degradacji kolagenu. Celem niniejszej pracy było porównanie parametrów charakteryzujących metabolizm komórkowy oraz przemiany białkowe zachodzące w przebiegu wymienionych chorób układu ruchu. Materiał badany stanowiły fragmenty błony maziowej stawu kolanowego pobrane od 36 kobiet chorych na reumatoidalne zapalenie stawów oraz 24 kobiet chorych na chorobę zwyrodnieniową stawów podczas zabiegu endoprotezoplastyki stawu kolanowego. Następnie zostały poddane autorskiej metodyce przygotowania błony maziowej do oznaczeń biochemicznych. W grupie chorych na reumatoidalne zapalenie stawów uzyskano znamiennie wyższe stężenie białka oraz grup sulfhydrylowych. Ponadto zaobserwowano wzrost aktywności izoenzymu manganowego dysmutazy ponadtlenkowej, dehydrogenazy glutaminianowej oraz enzymów uczestniczących w procesie degradacji kolagenu – prolidazy i fosfatazy kwaśnej. Wnioski: (1) w przebiegu reumatoidalnego zapalenia stawów dochodzi do zwiększenia tempa metabolizmu komórkowego; (2) wpływa to również na nasilenie obrotu białkowego w komórkach.

Reumatoidalne zapalenie stawów (rheumatoid arthritis, RA) jest chorobą zapalną, w przebiegu której dochodzi do rozwoju przewlekłego stanu zapalnego symetrycznych stawów, występują także zmiany pozastawowe oraz objawy układowe. Charakterystyczne dla tej choroby obrzęki stawowe, bolesność oraz postępująca destrukcja stawów prowadzą do niepełnosprawności, a także przedwczesnej śmierci. Ze względu na możliwość wykrycia we krwi chorych autoprzeciwciał, takich jak czynnik reumatoidalny (RF, rheumatoid factor), czy przeciwciał przeciwko cyklicznemu cytrulinowanemu peptydowi (anty-CCP), 
RA zalicza się do grupy chorób autoimmunologicznych. Schorzenie to dotyczy ok. 1–2% populacji i występuje trzy razy częściej u kobiet niż u mężczyzn [1, 2, 3]. 
Choroba zwyrodnieniowa stawów (osteoarthritis, OA) jest to najczęściej występująca choroba stawów i jednocześnie najczęstsza przyczyna bólu i niepełnosprawności wśród ludności krajów rozwiniętych. W przebiegu OA dochodzi do zaburzenia równowagi pomiędzy procesami degeneracji i regeneracji chrząstki stawowej. Towarzyszy temu rozwój stanu zapalnego w obrębie błony maziowej oraz sklerotyzacja warstwy podchrzęstnej kości z tworzeniem osteofitów, torbieli zwyrodnieniowych i zwężeniem szpary stawowej [3, 4].
 Patogeneza obu schorzeń nie jest do końca wyjaśniona. W rozwoju choroby zwyrodnieniowej dużą rolę odgrywają zarówno czynniki metaboliczne, jak i mechaniczne, a ryzyko zachorowania zwiększają starzenie się, płeć żeńska, nadmierne obciążenie stawów i ich urazy, nadwaga oraz otyłość czy predyspozycje genetyczne [5]. Natomiast w przypadku RA zapoczątkowanie autoimmunologicznego procesu zapalnego ma związek z odpowiedzią organizmu na nieznany czynnik infekcyjny lub antygen własny [2]. Istnieje również coraz więcej dowodów na udział reaktywnych form tlenu (reactive oxygen species, ROS) w procesie degradacji chrząstki stawowej, a tym samym – w patogenezie schorzeń układu ruchu [6]. 
ROS są wysoce reaktywnymi cząsteczkami, powstającymi w procesach metabolizmu tlenowego w komórkach w warunkach fizjologicznych. Ich źródłem jest przede wszystkim łańcuch oddechowy, ale mogą one powstawać również w reakcjach z udziałem oksydazy NADPH, oksydazy ksantynowej czy cyklooksygenazy. Także granulocyty kwasochłonne i obojętnochłonne, monocyty i makrofagi wydzielają ROS w wyniku „wybuchu tlenowego” w przebiegu reakcji zapalnej [7]. W warunkach fizjologicznych wolne rodniki biorą udział w procesach wewnątrzkomórkowego przekazywania sygnału, indukują różnicowanie się i apoptozę komórek, uczestniczą w eliminacji różnego rodzaju patogenów, a także regulują procesy odpornościowe poprzez nasilanie aktywacji limfocytów T i adhezji leukocytów do śródbłonka, jednakże w wysokich stężeniach ROS mają działanie toksyczne. Powodują wtedy utlenianie białek z następową utratą ich aktywności enzymatycznej czy regulatorowej. Uszkadzają ponadto DNA oraz utleniają lipidy. Powstałe produkty peroksydacji lipidów zmieniają właściwości fizyczne błon komórkowych, hamując aktywność enzymów błonowych i białek transportujących, a także indukują ekspresję cyklooksygenazy 2 (COX-2) w makrofagach, co aktywuje proces zapalny [8]. 
Szkodliwemu działaniu wolnych rodników przeciwdziałają antyoksydanty, które przekształcają ROS w nieaktywne pochodne. Wyróżnić można dwa mechanizmy obrony komórek przed rodnikami tlenowymi. Pierwszy z nich to system nieenzymatyczny, w skład którego wchodzą glutation, albuminy, witaminy E, C, A wraz z beta karotenem, koenzym Q, flawonoidy, kreatynina czy hormony płciowe. Z kolei do systemu enzymatycznego zalicza się dysmutazę ponadtlenkową (SOD), która jest głównym enzymem antyoksydacyjnym, katalizującym reakcję dysmutacji anionorodnika ponadtlenkowego do nadtlenku wodoru. W następnym etapie nadtlenek wodoru jest rozkładany do wody i tlenu z udziałem katalazy i peroksydazy glutationowej [7, 8, 9, 10]. 
Nadmierna produkcja ROS w warunkach patologicznych zaburza równowagę pomiędzy procesami oksydacyjnymi, a zdolnościami antyoksydacyjnymi organizmu. Stan ten określa się mianem stresu oksydacyjnego. Dowiedziono, iż zjawisko to przyczynia się do rozwoju szeregu zespołów chorobowych, w tym chorób układu ruchu. Pod wpływem działania ROS dochodzi m.in. do aktywacji enzymów proteolitycznych uczestniczących w degradacji kolagenu. Ostatni etap tego procesu katalizowany jest przez prolidazę (E.C.3.4.13.9). Enzym ten, zaliczany do grupy cytozolowych egzopeptydaz, pełni ważną rolę w procesie hydrolizy imidopeptydów z C.-końcową proliną lub hydroksyproliną. Odzyskana prolina może być wykorzystana ponownie w procesie resyntezy kolagenu, a powstały C.-telopeptyd kolagenu typu I użyty jako marker procesu resorpcji kostnej. Uwalnianie ROS w procesie zapalnym, jaki rozwija się w przebiegu OA i RA, powoduje nasilenie zmian zapalno-degradacyjnych w obrębie błony maziowej stawu. Błona maziowa stanowi wewnętrzną warstwę torebki stawowej, wyściełając jamę stawową za wyjątkiem powierzchni chrząstek stawowych. Odpowiada ona za produkcję i absorpcję płynu stawowego, odżywianie chrząstki stawowej czy zmniejszanie współczynnika tarcia powierzchni [11, 12]. 
Błona maziowa pełni ważną rolę w prawidłowym funkcjonowaniu stawów. Procesy, jakie zachodzą w obrębie tej tkanki w przebiegu chorób układu ruchu, nie są jednak dobrze poznane. Dlatego też celem niniejszej pracy było oznaczenie wybranych parametrów biochemicznych pozwalających na ocenę metabolizmu i przemian białkowych zachodzących w obrębie błony maziowej pobranej od pacjentów chorych na OA oraz RA. 

POLECAMY

Materiał i metody

Na badanie otrzymano zgodę Komisji Bioetycznej z roku 2003 (NN-013-157/03).
Materiał badany stanowiły fragmenty błony maziowej pobrane od 36 kobiet (grupa RA) chorych na reumatoidalne zapalenie stawów (średni wiek: 51,52 ± 15,85 lat; średnia masa ciała: 73,29 ± 11,63 kg) oraz od 24 kobiet (grupa OA) chorych na chorobę zwyrodnieniową stawów (średni wiek: 64,13 ± 6,60 lat; średnia masa ciała: 76,46 ± 10,59 kg). Skrawki błony maziowej zostały pobrane podczas zabiegu endoprotezoplastyki stawu kolanowego, przeprowadzonego w Śląskim Szpitalu Reumatologiczno-Rehabilitacyjnym im. gen. Jerzego Ziętka w Ustroniu oraz w Samodzielnym Publicznym Wojewódzkim Szpitalu Chirurgii Urazowej im. dr. Janusza Daaba w Piekarach Śląskich.
Uzyskane skrawki błony maziowej zostały poddane autorskiej metodzie przygotowania błon maziowych do badań biochemicznych [13]. W początkowym etapie dokonano makroskopowej oceny morfologii uzyskanych wycinków, odrzucając najbardziej zwłókniałe fragmenty tkanek. Następnie odważone skrawki błony maziowej rozdrobniono mechanicznie i umieszczono w roztworze 0,9% NaCl w stosunku wagowym 1 do 9. Uzyskane w ten sposób 10% zawiesiny poddano homogenizacji z wykorzystaniem homogenizatora obrotowego. Następnie materiał został zamrożony w temperaturze -20˚C, a po rozmrożeniu ponownie poddany homogenizacji za pomocą homogenizatora ultradźwiękowego. Po eksperymentalnym doborze rozcieńczeń w uzyskanych supernatantach dokonano analizy biochemicznej obejmującej: stężenie białka wg Lowry’ego, aktywność izoenzymu manganowego dysmutazy ponadtlenkowej (SOD) wg Oyanagui, aktywność prolidazy wg Myara, aktywność fosfatazy kwaśnej, aktywność dehydrogenazy glutaminianowej (GLDH), stężenie grup sulfhydrylowych wg Kostera [14, 15, 16, 17, 18].
Analiza statystyczna została przeprowadzona przy użyciu programu Statistica 10.0 PL. Dla badanych parametrów wyznaczono wskaźniki statystyki opisowej: średnią, odchylenie standardowe – SD – w tabeli i standardowy błąd średniej – SEM na wykresie. Normalność rozkładu sprawdzono testem Shapiro-Wilka, a jednorodność wariancji – testem Levene’a. Do porównania pomiędzy grupami wykorzystano test t dla prób niezależnych lub test t z niezależną estymacją wariancji, bądź też test U Manna-Whitney’a. Do oceny korelacji wykorzystano test Spearmana. Za znamienne statystycznie przyjęto zmiany przy poziomie istotności p < 0,05.

Wyniki

Grupy badane nie różniły się znamiennie pod względem wagi, różniły się natomiast co do wieku – pacjentki cierpiące na RA były znamiennie młodsze od pacjentek cierpiących na OA. 
W grupie chorych na reumatoidalne zapalenie stawów (RA) w porównaniu do grupy chorych na chorobę zwyrodnieniową (OA) stwierdzono znamiennie wyższe stężenie białka o 136% oraz grup sulfhydrylowych o 81%. Aktywność izoenzymu manganowego dysmutazy ponadtlenkowej (Mn-SOD), prolidazy (PRO), fosfatazy kwaśnej (ACP) oraz dehydrogenazy glutaminianowej (GLDH) były znamiennie wyższe w grupie RA odpowiednio o 92%, 106%, 145% i 183% (tab. 1, ryc. 1, 2).
 

Tab. 1. Zestawienie uzyskanych wartości porównywanych parametrów w obu grupach badanych
Parametr OA
średnia
SD RA
średnia
SD p
Białko [mg/g tkanki] 13,02 6,59 30,72 7,92 <0,001
Mn-SOD [NU/100 mg tkanki] 62,12 37,98 119,38 28,70 <0,001
Mn-SOD [NU/mg białka] 49,66 28,27 40,30 10,34 0,074
SH [umol/100 g tkanki] 35,72 33,68 64,75 33,15 <0,001
SH [umol/g białka] 29,29 23,97 22,02 12,88 0,141
PRO [IU/g tkanki] 205 137 422 285 0,006
PRO [IU/mg białka] 164 131 139 97,25 0,413
ACP [IU/g tkanki] 2,88 1,85 7,07 4,00 <0,001
ACP [IU/g białka] 2,43 1,35 2,21 1,07 0,489
GLDH [IU/g tkanki] 10,75 13,74 30,41 12,68 <0,001
GLDH [IU/g białka] 6,51 6,98 10,56 5,11 0,013

(Mn-SOD – dysmutaza ponadtlenkowa, SH – grupy sulfhydrylowe, PRO – prolidaza, ACP – fosfataza kwaśna, GLDH – dehydrogenaza glutaminianowa)
 

Ryc. 1. Stężenie białka w grupach badanych RA i OA w przeliczeniu na 100% w odniesieniu do grupy OA (* p < 0,05; ** p < 0,01; *** p < 0,001)

 

Ryc. 2. Porównanie wybranych parametrów w grupach OA i RA w przeliczeniu na 100% w odniesieniu do grupy OA (* p < 0,05; ** p < 0,01; *** p < 0,001)


Po przeliczeniu uzyskanych wartości parametrów na jednostkę masy białka można stwierdzić, że udział grup sulfhydrylowych, Mn-SOD, prolidazy oraz fosfatazy kwaśnej w całkowitej puli białek okazał się nieznamiennie mniejszy w grupie RA. W tej grupie jedynie GLDH można przypisać znamienny wzrost udziału w całkowitej puli białek o 62% (ryc. 3).
 

Ryc. 3. Porównanie wybranych parametrów w grupach OA i RA w przeliczeniu na jednostkę masy białka. Wykres w przeliczeniu na 100% w odniesieniu do grupy OA (* p < 0,05; ** p < 0,01; *** p < 0,001)


Dyskusja

Reumatoidalne zapalenie stawów (RA) to przewlekła choroba wielonarządowa, jednak dominującym jej objawem jest proliferacja błony maziowej oraz destrukcja chrząstki stawowej. Etiopatogeneza tego schorzenia jest wieloczynnikowa i wciąż nie do końca poznana. Jednakże badania przeprowadzone w ostatnich latach sugerują udział wolnych rodników w patogenezie RA jako mediatorów uszkodzenia błony maziowej. 
W warunkach fizjologicznych błona maziowa zbudowana jest z tkanki łącznej właściwej oraz warstwy wewnętrznej (synovial intima) utworzonej z 1–3 warstw komórek zwanych synowiocytami [13]. W przebiegu RA, komórki błony maziowej produkują szereg czynników powodujących rozwój i nasilenie stanu zapalnego, a w dalszej kolejności – także destrukcję stawu. W przebiegu RA błona maziowa ulega hiperplazji. Dochodzi również do jej naciekania przez komórki jednojądrzaste, głównie limfocyty T. CD4+ i makrofagi, które wydzielają szereg cytokin oraz autoprzeciwciała, które dodatkowo tworzą kompleksy immunologiczne. Wydzielane cytokiny odpowiadają też za aktywację wewnątrzkomórkowych szlaków transdukcji sygnałów oraz za transkrypcję czynników takich jak NF-kappa B czy MAP (mitogen-activated protein kinases), co z kolei zwrotnie wpływa na transkrypcję cytokin prozapalnych oraz enzymów iNOS czy COX-2 [19, 20].
Naciekające błoną maziową makrofagi odpowiadają nie tylko za produkcję cytokin prozapalnych, ale także poprzez zjawisko „wybuchu tlenowego” przyczyniają się do generacji ROS. Oprócz komórek fagocytarnych źródłem ROS są również reakcje katalizowane przez oksydazę NADPH, oksydazę ksantynową czy cyklooksygenazy. Obecność oksydazy ksantynowej w błonie maziowej pacjentów cierpiących na chorobę zwyrodnieniową wykazali w swoich badaniach Chen i wsp [21]. Ponadto, do nasilenia produkcji ROS przyczynia się zjawisko niedokrwienie-reperfuzja, jakie zachodzi w przebiegu przewlekłego procesu zapalnego zarówno podczas OA, jak i RA [22]. 
Głównym źródłem wewnątrzkomórkowym ROS jest proces fosforylacji oksydacyjnej zachodzący na mitochondrialnym łańcuchu oddechowym. Wzmożona produkcja ROS, a zwłaszcza anionorodnika ponadtlenkowego, który jest wyznacznikiem tempa metabolizmu tlenowego komórki, koreluje bezpośrednio z aktywnością izoenzymu manganowego dysmutazy ponadtlenkowej (Mn-SOD). Dlatego też poprzez oznaczenie aktywności tego enzymu, można w sposób pośredni określić stopień nasilenia metabolizmu oraz procesów wolnorodnikowych w komórkach [23]. W przeprowadzonym badaniu zaobserwowano znamienny wzrost aktywności Mn-SOD w błonie maziowej w grupie RA w porównaniu do grupy OA, co świadczy o nasileniu wcześniej wspomnianych procesów w przebiegu RZS. 
Podobnie Tadashi i wsp. odnotowali znamiennie wyższą aktywność SOD w płynie stawowym pobranym od 46 pacjentów chorujących na RA, niż w płynie pobranym od 43 pacjentów chorujących na OA. Analogiczne porównanie aktywności SOD we krwi obwodowej tych pacjentów nie wykazało znamiennych różnic. Natomiast badania przeprowadzone przez Taysi i wsp. oraz Cimen i wsp. wykazały wzrost aktywności SOD w surowicy krwi obwodowej u pacjentów z RA. Autorzy przytoczonych powyżej badań stwierdzili, że zaobserwowany wzrost aktywności SOD świadczy o wzmożonej produkcji ROS, potwierdzając ich znaczenie jako czynników patogenetycznych chorób układu ruchu [24, 25, 26].
Podczas gdy dysmutaza ponadtlenkowa jest głównym enzymem antyoksydacyjnym, zaliczanym do tzw. pierwszej linii obrony antyoksydacyjnej organizmu, w skład drugiej linii obrony wchodzą antyoksydanty nieenzymatyczne, takie jak witaminy A, C, E czy glutation. Unieszkodliwiają one te wolne rodniki, które nie zostały wychwycone przez SOD czy inne enzymy [8]. Szczególnie ważnym elementem tej grupy są związki zawierające grupy sulfhydrylowe, gdyż wpływają one na równowagę oksydo-redukcyjną komórek, chroniąc je przed działaniem ROS. Zalicza się do nich m.in. cysteinę, metioninę, koenzym Q, glutation czy tioredoksynę (TRX). Hassan i wsp. zaobserwowali znamienny spadek stężenia GSH we krwi [27]. Podobne wyniki otrzymali Jaswal i wsp. dla stężenia glutationu oraz stężenia tioli [28]. W przeciwieństwie do wyżej wymienionych prac, Kiziltunc i wsp. zaobserwowali znamiennie wyższe stężenie GSH w osoczu krwi pacjentów chorych na RA. Wzrost ten tłumaczony jest tym, iż wzmożona produkcja ROS pociąga za sobą także zwiększenie zapotrzebowania na związki antyoksydacyjne, które unieszkodliwiałyby wolne rodniki [29]. Z kolei Maurice i wsp. poddali badaniu 22 pacjentów z RA, 15 z OA, 13 z dną moczanową oraz
9 z reaktywnym zapaleniem stawów. W grupach badanych oznaczono stężenie tioredoksyny (TRX) we krwi oraz płynie stawowym (synovial fluid, SF), a ponadto dokonano histologicznej oceny skrawków błony maziowej, wybarwiając je w kierunku obecności tioredoksyny w synowiocytach. W grupie RA autorzy zanotowali znamienny wzrost stężenia tioredoksyny w SF w porównaniu do jej stężenia w osoczu krwi. Natomiast w pozostałych grupach badanych różnice w stężeniach tioredoksyny w SF i osoczu były nieznamienne. Potwierdzono także obecność TRX w badaniu histologicznym błony maziowej pochodzącej od chorych na RA. Przedstawione przez Maurice’a i wsp. wyniki dowodzą, iż w przebiegu RA, na skutek stresu oksydacyjnego oraz wzmożonej produkcji TNF-alfa, dochodzi do zwiększenia produkcji TRX przez synowiocyty. Biorąc pod uwagę funkcje immunomodulacyjne TRX, wzrost jej stężenia może być czynnikiem sprzyjającym rozwojowi przewlekłego procesu zapalnego [30]. 
W pracy stwierdzono znamiennie wyższe stężenie grup sulfhydrylowych w błonie maziowej pobranej od pacjentek chorych na RA. Może być to związane z ekspozycją błony maziowej na działanie ROS, co z kolei pobudza synowiocyty do syntezy cząsteczek białkowych zawierających grupy sulfhydrylowe, m.in. metalotionein czy właśnie tioredoksyny.
Ponadto w przebiegu RA błona maziowa ulega naciekowi przez szereg immunoglobulin oraz białek o właściwościach antyoksydacyjnych zawierających grupy sulfhydrylowe (np. albuminy). Z drugiej jednak strony nieznamienny spadek stężenia tych grup, gdy przeliczy się je na jednostkę masy białka, świadczy o ich nasilonym utlenianiu przez ROS oraz częściowej niewydolności proponowanych wyżej mechanizmów kompensacyjnych. Ponadto wspomniany wyżej znamienny wzrost zawartości białek w błonie maziowej zmienionej w przebiegu RA (potwierdzony w wykonanym badaniu) skutkuje nieznamiennym spadkiem aktywności Mn-SOD, prolidazy oraz fosfatazy kwaśnej w grupie RA, gdy ich wartości przeliczy się na jednostkę masy białka i porówna uzyskane wyniki w grupach badanych. Jedynie wzrost aktywności GLDH jest na tyle wysoki w grupie RA, że nawet po jej przeliczeniu na jednostkę masy białka trend zostaje zachowany.
Jednakże nie tylko ROS, lecz także szereg enzymów z grupy metaloproteinaz przyczynia się do degradacji kolagenu. Jednym z takich enzymów jest prolidaza, która katalizuje końcowy etap metabolizmu kolagenu, czyli proces hydrolizy imidopeptydów z C.-końcową proliną lub hydroksyproliną. Aktywność tego enzymu wzrasta w warunkach wzmożonej degradacji kolagenu oraz w przebiegu przewlekłego procesu zapalnego czy chorób przewlekłych [31, 32]. W przeprowadzonym badaniu zaobserwowano znamiennie wyższą aktywność prolidazy w przypadku pacjentek z grupy RA. W przeprowadzonych dotychczas badaniach aktywność prolidazy oznaczano we krwi, a następnie była ona porównywana pomiędzy grupą chorych na OA i osobami zdrowymi. Altindag i wsp. zaobserwowali spadek aktywności tego enzymu w grupie chorych na OA. Według autorów przyczyną tego faktu jest zahamowanie procesu resyntezy kolagenu, który ulega degradacji pod wpływem działania ROS [12]. Z kolei w badaniu przeprowadzonym przez Deberg i wsp. porównywano grupę pacjentów chorych na RA z pacjentami chorymi na OA oraz z osobami zdrowymi.
Przedmiotem zainteresowania badaczy były fragmenty peptydów wchodzących w skład kolagenu typu II, który w przebiegu procesu zapalnego zachodzącego w przebiegu OA i RA podlega procesowi nitrowania. Autorzy zaobserwowali wzrost stężenia oznaczanych markerów w obu grupach badanych w porównaniu do osób zdrowych. Jednakże w grupie RA wzrost stężenia nitrowanych peptydów był znacznie większy, niż miało to miejsce w grupie OA. Na podstawie uzyskanych wyników wywnioskowano, iż w przebiegu chorób układu ruchu dochodzi do wzmożonej degradacji kolagenu, a proces ten jest znacznie bardziej nasilony w przypadku reumatoidalnego zapalenia stawów, niż w przebiegu choroby zwyrodnieniowej [11]. 

Prolidaza, uczestnicząc w procesach degradacji

kolagenu, stanowi ważny element metabolizmu białkowego. Innym istotnym dla tego zjawiska enzymem jest dehydrogenaza glutaminianowa, GLDH (E.C. 1.4.1.2). Katalizuje ona odwracalną reakcję oksydacyjnej deaminacji glutaminianu, w wyniku czego powstają amoniak oraz alfa-ketoglutaran. Ten ostatni jest następnie włączany do cyklu Krebsa, co czyni go ważnym źródłem energii. Reakcja przebiegająca w odwrotnym kierunku, czyli synteza glutaminianu, jest punktem wyjścia do powstania glutaminy, z której w dalszej kolejności powstają inne aminokwasy. Zatem dehydrogenaza glutaminianowa to enzym odgrywający ważną rolę zarówno w procesie syntezy, jak i degradacji białek. W przeprowadzonym badaniu zaobserwowano znamienny wzrost aktywności GLDH w grupie RA w porównaniu do grupy OA. Na tej podstawie można więc wnioskować, iż w przebiegu reumatoidalnego zapalenia stawów dochodzi do nasilenia tempa metabolizmu białkowego na skutek wzmożonej degradacji kolagenu oraz innych składników białkowych przez ROS oraz enzymy proteolityczne [33]. 
Oprócz degradacji elementów chrzęstnych stawu, w przebiegu chorób układu ruchu dochodzi również do uszkodzenia elementów kostnych. W procesie tym uczestniczy m.in. winiano-oporna fosfataza kwaśna (fosfataza typu 5, TRAP – EC 3.1.3.2), która katalizuje procesy hydrolizy estrów fosforanowych w kwaśnym środowisku. Jej nazwa wywodzi się z faktu, iż jest oporna na działanie wysokich stężeń 
L.-winianu, co wyróżnia ją spośród pozostałych fosfataz. TRAP odgrywa bardzo ważną rolę w procesie resorpcji tkanki kostnej, a wzrost jej aktywności można zaobserwować m.in. u rosnących dzieci, kobiet po menopauzie, w przebiegu choroby Gauchera czy choroby Pageta. Na uwagę zasługuje również fakt, iż fosfataza kwaśna ma zdolność do generowania ROS, co dodatkowo nasila degradację kolagenu i destrukcję elementów chrzęstno-kostnych stawu [34, 35]. TRAP występuje w postaci dwóch izoform – 5a oraz 5b. Izoforma 5b najlepiej koreluje  z aktywnością osteoklastów, czego potwierdzeniem jest wzrost jej aktywności w przebiegu chorób związanych z nasiloną resorpcją kostną (choroba zwyrodnieniowa stawów czy końcowe stadium przewlekłej choroby nerek) oraz spadek w trakcie terapii antyosteoklastycznej. Z kolei izoforma 5a nie jest zaliczana do grupy markerów metabolizmu kostnego [34, 36, 37]. 
Obecność TRAP w synowiocytach mających styczność z powierzchnią chrząstki zauważyli w badaniu histologicznym Tsuboi i wsp., potwierdzając jej rolę w procesie destrukcji chrząstki w przebiegu tej choroby [38]. Z przeprowadzonych do tej pory badań wynika, iż na wzrost aktywności fosfatazy kwaśnej w surowicy krwi pacjentów RA wpływają dwa czynniki. Pierwszym z nich jest wzrost aktywności izoformy 5a, co stanowi skutek wydzielania tego enzymu przez bardzo liczne makrofagi uczestniczące w rozwoju przewlekłego procesu zapalnego w przebiegu RA. Z kolei zaobserwowane zwiększenie zarówno aktywności, jak i stężenia izoformy 5b, wynika z nasilonego procesu resorpcji kostnej [36, 37, 39, 40]. Zaobserwowany wzrost aktywności w błonie maziowej potwierdza fakt wzmożonej resorpcji kostnej w przebiegu reumatoidalnego zapalenia stawów. 

Wnioski

Porównując zmiany patogenetyczne zachodzące w obrębie błony maziowej u chorych na RA oraz u chorych na OA, można stwierdzić, że w przebiegu RA tempo przemian metabolicznych synowiocytów jest większe, co wiąże się z nasilonym obrotem białkowym.

Przypisy

    Beata Hapeta-Zeman

    Katedra i Zakład Biochemii, Wydział Nauk Medycznych w Zabrzu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Jordana 19, 41–808 Zabrze

    Agnieszka Jakubowska

    Katedra i Zakład Biochemii, Wydział Nauk Medycznych w Zabrzu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Jordana 19, 41–808 Zabrze

    Tomasz Stołtny

    Samodzielny Publiczny Wojewódzki Szpital Chirurgii Urazowej im. dr Janusza Daaba w Piekarach Śląskich, ul. Bytomska 62, 41–940 Piekary Śląskie

    Jakub Jakubowski

    Katedra i Zakład Biochemii, Wydział Nauk Medycznych w Zabrzu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Jordana 19, 41–808 Zabrze

    Michał Dobrakowski

    Katedra i Zakład Biochemii, Wydział Nauk Medycznych w Zabrzu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Jordana 19, 41–808 Zabrze

    Alina Ostałowska

    Katedra i Zakład Biochemii, Wydział Nauk Medycznych w Zabrzu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Jordana 19, 41–808 Zabrze

    Aleksander Augustyn

    Samodzielny Publiczny Wojewódzki Szpital Chirurgii Urazowej im. dr Janusza Daaba w Piekarach Śląskich, ul. Bytomska 62, 41–940 Piekary Śląskie

    Bogdan Koczy

    Samodzielny Publiczny Wojewódzki Szpital Chirurgii Urazowej im. dr Janusza Daaba w Piekarach Śląskich, ul. Bytomska 62, 41–940 Piekary Śląskie

    Małgorzata Cisowska-Babraj

    Katedra i Zakład Biochemii, Wydział Nauk Medycznych w Zabrzu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Jordana 19, 41–808 Zabrze

    Paweł Kamiński

    Katedra i Zakład Biochemii, Wydział Nauk Medycznych w Zabrzu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Jordana 19, 41–808 Zabrze; Zakład Radiologii Lekarskiej i Radiodiagnostyki, Samodzielny Publiczny Szpital Kliniczny nr 1 im. prof. Stanisława Szyszko Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach, ul. 3-go Maja 13–15, 41–800 Zabrze

    Sławomir Kasperczyk

    Katedra i Zakład Biochemii, Wydział Nauk Medycznych w Zabrzu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Jordana 19, 41–808 Zabrze