Bölüm 2 Kronik Böbrek Hastalığı ve Yaşlanma, C57Bl/6 Farelerinde Farklı Şekilde Azalan Kemik Malzemesi ve Mikromimarisi

İletişim:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Lütfen Bölüm 1 için buraya tıklayın

Cistanche böbrek hastalığına çok iyi yardımcı olabilir

3. Sonuçlar

3.1 Böbrek hastalığının doğrulanması

Ameliyattan üç ay sonraki çalışma son noktasında, 5/6 Nx'li fareler, bozulmuş böbrek fonksiyonu ile tutarlı olarak serum üresini önemli ölçüde yükseltti ve idrar üresini azalttı (Tablo 1). Serum PTH ve fosfat, CKD'nin ana etkileri olarak önemli ölçüde arttı. Serum kalsiyumu CKD'den önemli ölçüde etkilenmedi. Tüm serum ve idrar ölçümleri için yaş önemli bir ana etki değildi.

3.2 Yaşlanma ve CKD, kortikal ve trabeküler mikromimariyi azaltır

yaşlanmave CKD'nin her ikisi de kortikal geometriyi ve trabeküler mikromimariyi olumsuz etkiledi (Tablo 2 – 3, Şekil 1).yaşlanma6 aydan itibaren 24 aya kadar. önemli ölçüde artmış kortikalkemikkesit boyutları (artan polar atalet momenti, PMI), gözeneklilik (Ct. Po) ve doku mineral yoğunluğu (TMD) ve azalmış kortikal kemik kalınlığı (Ct. Th), kortikalkemikhacim (azalmış kemik hacmi fraksiyonu (BV/TV),kemikalan kesri (BA/TA). Yaşlanma ayrıca trabeküler sayıyı (Tb. N) ve kalınlığını (Tb. Th), trabeküler kemik hacim fraksiyonunu (BV/TV) ve hacimsel kemik mineral yoğunluğunu (vBMD) azalttı. Yaşlanmada olduğu gibi, KBH'nin de önemli bir olumsuz ana etkisi oldu.kemikazaltılmış BV/TV aracılığıyla ses seviyesi, Tb. N, BA/TA, Ct. Th ve artan Ct.Po. Bu etkiler, CKD'li yaşlı fareler için en kötü kemik hacminin gözlendiği şekilde katkı maddesiydi. Yaşlanmanın aksine, CKD, BMI ve TMD'yi önemli ölçüde azalttı. Yaşlanma ve CKD, herhangi bir kortikal veya trabeküler mikromimari önlemi için önemli bir etkileşime sahip değildi.

3.3 Yaşlanma ve CKD, tüm kemiğin mekanik ve malzeme özelliklerini farklı şekilde azaltır

Tüm kemik düzeyinde, hem malzeme hem de mekanik özellikler yaşlanma ve CKD ile azaldı (Tablo 4, Ek Tablo 1).yaşlanma6 aydan itibaren 24 aya kadar. çoğu tüm kemik malzeme özelliklerini (örn. modül, akma gerilimi, maksimum gerilim) önemli ölçüde azalttı, ancak tokluğu etkilemedi. CKD, işi kırılmaya kadar önemli ölçüde azalttı, ancak diğer birçok malzeme ve mekanik parametre, ana etki olarak CKD'den etkilenmedi. Çalışmanın kırılmaya yönelik geometriden bağımsız analoğu olan tokluk, yaşlanma ile CKD arasında önemli bir etkileşime sahipti (p=0.011). Post-hoc testten 18 ayda CKD'nin tokluğu düşürebileceği görüldü (-yüzde 47.9 , p=0.023) (Şekil 2d).

3.4 Yaşlanma ve CKD, proksimal tibiada FEA yapısal sertliğini azaltır

Yaşlanmanın ve CKD'nin trabeküler ve kortikal yapıdaki değişiklikler yoluyla mekanik özellikleri nasıl etkilediğini değerlendirmek için FEA'yı kullandık. Proksimal tibiadaki FEA yapısal sertliği, yaşlanma ve CKD ile önemli ölçüde azaldı (Tablo 4). arasında önemli bir etkileşim yoktu.yaşlanmave CKD. FEA sertliği, üç noktalı bükülmeden kaynaklanan femur sertliği ile pozitif korelasyon gösterdi (r2=0.67).

3.5 Yaşlanma mikro ölçekli kemik sertliğini azaltırken CKD mikro ölçekli kemik dokusu uzamsal varyasyonunu azaltır

Nasıl olduğunu değerlendirmek içinyaşlanmave CKD, kortikal doku ölçeğindeki materyal özelliklerini etkiler.kemik, mikro ölçeği değerlendirmek için eşleşen sitelerde nanoindentasyon ve Raman spektroskopisi kullandıkkemikdoku modülü ve bileşimi (Tablo 5). Kemik dokusu heterojenliği, bu özelliklerin uzaysal varyansının değerlendirilmesi yoluyla değerlendirildi. Ortalama azaltılmış modül (Er) ve Er'in standart sapması, yaşla birlikte sırasıyla önemli ölçüde azaldı ve arttı. CKD, Er'in standart sapmasını önemli ölçüde azalttı, ancak ortalamasını düşürmedi. Raman spektroskopisi ile değerlendirilen mikro ölçekli kemik dokusu bileşimi (yani ortalama mineral: matris, karbonat: fosfat, kristallik) ne yaş ne de CKD ile önemli ölçüde değişmedi. Bununla birlikte, kristalliğin standart sapması CKD ile önemli ölçüde azaldı.

3.6 Yaşlanma ve CKD, kolajen fibril nanomekaniğini farklı şekilde etkiler

CKD ve yaşlanmanın, küçük açılı x-ışını saçılımı (SAXS) ile çekme yüklemesi ile eşzamanlı olarak kolajen nanomekaniği etkileyip etkilemediğini değerlendirdik. Bükülmeden elde edilen sonuçlarla uyumlu olarak, çekme ölçümleri, yaşlanmanın doku verimi stresini ve maksimum stresi önemli ölçüde azalttığını göstermiştir. Kollajen nanomekaniği, yaş ve CKD'den farklı şekilde etkilenmiştir (Tablo 6, Şekil 2).yaşlanmamaksimum doku suşunda ölçülen kolajen suşu azalttı, ancak kolajen suşu yüzdesini etkilemedi (kollajen suşu / toplam doku suşu, yüzde ColMax). Buna karşılık, CKD ColMax yüzdesini önemli ölçüde artırdı.

3.7 Kollajen çapraz bağları yaşlanma ve CKD ile farklılık göstermedi

CKD'de gözlemlenen değiştirilmiş kollajen nanomekaniğinin iskelet çapraz bağlarındaki değişikliklere atfedilip atfedilmeyeceğini anlamaya çalıştık. Bu nedenle, yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC) ile enzimatik (hidroksil lisil piridinolin, HP ve lisil piridinolin, LP) ve enzimatik olmayan çapraz bağlanmayı (pentosidin) karakterize ettik. HP, LP ve pentosidin çapraz bağları artan yaşla birlikte daha yüksek ortalama konsantrasyonlara sahipti, ancak bu değişiklikler anlamlı değildi (Tablo 7). Benzer şekilde, KBH ile daha düşük LP eğilimi vardı, ancak bu etki anlamlı değildi. Toplam flüoresan gelişmiş glikasyon son ürünlerini (AGE'ler) daha da ölçtük ve toplam flüoresan AGE'lerin yaşlanma veya CKD ile farklılık göstermediğini bulduk.

3.8 CKD'li yaşlanan farelerde yaşa bağlı osteosit laküner geometri değişiklikleri gözlenmez

Osteosit perilakunar/kanaliküler yeniden şekillenme (PLR), mineral homeostazındaki değişikliklere yanıt verir ve bunu belirlemede önemlidir.kemikkırılma direnci. olup olmadığını belirlemek için osteosit laküner geometrisini değerlendirdik.yaşlanmaCKD ile PLR'yi değiştirir (Tablo 8). Bu Sham fareleri için tek başına yaşlanmanın (CKD'siz) etkileri daha önce bildirilmiştir (21). Kısaca, Sham fareleri için boşluklar daha küçük, daha küresel ve artan yaşla birlikte daha az sayıda hale geldi. Yaşlanma ve CKD bu çalışma için birlikte analiz edildiğinde, yaşlanma laküner sayı yoğunluğunu, hacmini ve yüzey alanını önemli ölçüde azalttı ve küreselliği, yassılığı ve yayılma tetasını artırdı. Herhangi bir önlem için CKD'nin anlamlı bir etkisi yoktu. Bununla birlikte, küresellik için yaş ve KBH arasında anlamlı bir etkileşim vardı. Küresellik Sham fareler için yaşla birlikte artarken, bu ölçü CKD'li orta yaşlı fareler için en yüksekti ve daha sonra yaşlı fareler için genç farelerde gözlenene benzer bir değere düştü. Başka bir deyişle, boşluklar sadece daha küçük ve yuvarlak hale geldi.yaşlanmaSham fareler ve CKD'li yaşlanan farelerde değil. Yaşlanma ve CKD arasındaki etkileşim önemli olmasa da, bu model laküner sayı yoğunluğu, hacim ve yüzey alanı için CKD ile de gözlendi.

Osteosit lakuna boyutu, CKD'li farelerde yaşla birlikte artmadı, bunun yerine fosfat düzensizliği ile arttı. Spesifik olarak, CKD'li fareler için, osteosit laküner hacmi (Spearman ρ {{0}} artı 0.584, p=0.017), yüzey alanı (ρ=artı 0.603 p=0.013) ve küresellik (ρ=- 0.500, p=0.048), çalışma son noktasında değerlendirilen serum fosfat ile ilişkilendirildi. Buna karşılık, boşluk prevalansı ve oryantasyonu ile ilgili ölçümler (yani, osteosit sayısı yoğunluğu, en yakın kütle merkezi, span teta) dolaşımdaki fosfat ile önemli ölçüde ilişkili değildi. Hiçbir osteosit laküner ölçümü serum kalsiyumu, serum üresi veya idrar üresi ile önemli ölçüde korele değildi. Sham fareleri için, osteosit laküner sayı yoğunluğu, serum kalsiyumu ile pozitif korelasyon gösterdi (ρ=artı 0.681, p=0.004). Diğer tüm osteosit laküner ölçümleri, serum ve idrar kimyası ile yalnızca zayıf bir şekilde ilişkilidir.

CKD'li fareler için osteosit lakuna boyutu ve serum fosfat arasındaki ilişki, doğrudan artan PTH'den kaynaklanmadı. Sham ve CKD fareleri birlikte düşünüldüğünde, fosfat, artan PTH ile önemli ölçüde ilişkiliydi (Spearman ρ {{0}} artı 0.562, p=0.001). Bununla birlikte, CKD'nin ana etkisi olarak fosfat ve PTH'nin her ikisi de artmış olsa da, bu ölçümler CKD fareler için birbirleriyle önemli ölçüde ilişkili değildi (p > 0.05). Sham veya CKD fareleri için PTH ile önemli ölçüde ilişkili hiçbir osteosit laküner geometrisi ölçümü yoktur.

3.9 Regresyon analizi, değiştirilmiş kolajen nanomekaniğinin tokluğu etkilediğini ortaya koyuyor

Bükülmeden tüm kemik tokluğundaki değişikliklerin, nano-mikro ölçekli ölçümlerdeki değişikliklerle nasıl ilişkili olduğunu belirlemeye çalıştık.kemikSham ve CKD fareler için kalite. Ortak değişken olarak yaşı kullanarak Sham ve CKD fareler için daha küçük uzunluk ölçeklerinde kemik kalitesi ölçümleri olarak tüm kemik tokluğunda bir gerileme gerçekleştirdik. Sham fareleri için, hiçbir kemik kalitesi ölçümü, dayanıklılık için önemli açıklayıcı değişkenler değildi. CKD için, tokluğun (T) tek önemli yordayıcısı ColMax yüzdesiydi (ln(T)=2.437 – 0.00371* yüzde ColMax; r2=49 yüzde .4, p < 0.05).="" regresyonun="" gücü,="" yaşa="" göre="" ayarlanarak="">

3.10 Kemik kalitesi değişiklikleri PTH'deki varyasyonla açıklanmaz

Daha yüksek PTH'li farelerin daha kötü olup olmadığını anlamak için kemik kalitesi ölçümleri ile PTH arasındaki Spearman korelasyonlarını değerlendirdik.kemikkalite. PTH, 5/6 Nx ile anlamlı olarak daha yüksek olmasına rağmen, PTH ile mikro ölçekli kemik kalitesi arasında anlamlı bir korelasyon yoktu.

4. Tartışma

Bu çalışmanın amacı, 5/6 Nx ile indüklenen CKD veyaşlanmaher biri, dahil olmak üzere kemik kalitesini azaltırkemikmikromimarinin yanı sıra kemik dokusu malzeme özellikleri. CKD, mikromimari ve malzeme dahil olmak üzere kemik kalitesini mikrometre uzunluk ölçeğinden tam kemik ölçeğine düşürdü. Çalışmamızda, çeşitli modaliteler ve uzunluk ölçeklerinde kemik kalitesinde düşüşler gözlendi. CKD'nin etkisi, kortikal ve trabeküler mikromimariyi azaltmak, mikro ölçekli malzeme özelliklerindeki uzaysal varyasyonu değiştirmek ve ayrıca kolajen nanomekaniklerini değiştirmekti. Ek olarak, KBH ve yaşlanmanın

orta yaşlı fareler için en büyük dayanıklılık üzerinde etkileşimli etki. Sonuçlarımız, CKD'de kemik kalitesinin birkaç temel bileşeninin bozulduğunu vurgulamaktadır. Bu gözlemler, kemirgenlerde ve klinik çalışmalardan elde edilen ve KBH'de kemik kalitesinin düştüğüne ve muhtemelen kırılma direnci kaybına katkıda bulunduğuna dair artan sayıda kanıtı desteklemektedir.

kaybıkemikzararlı etkilerine ek olarak CKD ile mikromimari meydana geldi.yaşlanmave bütünün kaybına katkıda bulunmuştur.kemikkuvvet. Bu çalışmada bulduk kiyaşlanmave CKD'nin her ikisi de kortikal ve trabeküler mikromimariyi önemli ölçüde azalttı. Yaşlanma ve CKD'nin her biri daha ince, daha gözenekli kortikal kemik ve daha az ve daha ince trabeküllerle sonuçlandı. Tek istisna, yaşla birlikte artan ve KBH'de azalan mikroCT (yani TMD) ile değerlendirilen kemik mineraliydi. Tüm kortikal ve trabeküler ölçümler için, en kötü kemik mikromimarisi, CKD'li yaşlı farelerde belirgindi. kaybıkemikmikromimari tüm kemik yapısal bütünlüğünü etkiledi. FEA'dan, yaşlanmanın proksimal tibiadaki kemik mikromimarisini azalttığı, CKD'nin ise yapısal sertliği azalttığı bulundu.

ile ilgili önlemler içinkemikmalzeme kalitesi, yaş ve CKD farklı etkilere sahipti (Şekil 2). Artan yaşla birlikte, mikrometre ölçekli doku modülü gibi tüm kemik modülü ve maksimum stres azaldı. Ulnaradiusun çekme testinden elde edilen verim ve maksimum stres de yaşla birlikte azaldı. Ayrıca, SAXS ile çalışılan insan örnekleriyle tutarlı olarak,yaşlanmamaksimum gerilmede artan kolajen suşu ile ilişkiliydi, bu da kolajen liflerinin sertleştiğini gösterir (26). CKD, tüm kemik modülünü veya gücünü etkilemedi, bunun yerine kırılmaya giden işi önemli ölçüde azalttı ve doku ölçeğindeki malzeme uzaysal varyasyonunu değiştirdi. Ayrıca, CKD orta yaştaki farelerde dayanıklılığı azaltabilir, çünkü bu hastalıkta çekme geriliminin yükü kolajen liflerine kaydırılmıştır. Maksimum yükte artan kolajen yüzdesi, CKD'de azalmış sertlik için tek önemli açıklayıcı değişkendi, bu da tüm kemik sertliği kaybının en azından kısmen değişen kolajen mekaniği ile açıklanabileceğini düşündürdü.

Değiştirilmiş kolajen nano ölçekli mekanik davranışın kökeni belirsizdir. CKD ile alt iskelet çapraz bağları eğilimi vardı. Bununla birlikte, humerustan ölçülen HP ve LP, belki de farklı analiz bölgelerinden dolayı, ulna/yarıçap kompleksinde ölçülen SAXS'den alınan kollajen mekanik özellikleri ile korelasyon göstermedi. Gerilimdeki bu kayma, değişen mineral içeriği veya dağılımından veya kolajen ve mineral arasındaki bağlanma değişikliklerinden de kaynaklanabilir. Artan yüzde ColMax, CKD'deki tokluk kaybından doğrudan sorumlu olmayabilir, ancak değişen devir ve mineral organizasyonundaki eksikliklerle ilgili bir semptom olabilir. Örneğin, değiştirilmiş mineralizasyon, kolajeni daha hareketli hale getirebilir veya mikro çatlama yoluyla daha az enerji harcayabilir. Bu değişiklikler, CKD ile gözlenen tokluk kaybını ve ayrıca kollajen lifleri üzerindeki artan gerilme yükünü üretebilir. Gelecekteki çalışmalarda, CKD'nin gerilimi neden kolajen liflerine kaydırdığını belirlemek önemli olacaktır, ancak burada, kolajen davranışındaki bu değişikliğin CKD'nin tüm kemik materyal özelliklerini nasıl azalttığı konusunda önemli bir rol oynadığına dikkat çekiyoruz.

CKD ile kemik materyali özelliklerinde değişiklikler meydana geldiğinden ve osteositin doku ölçeğini modüle ettiği bilinmektedir.kemikperilakunar/kanaliküler yeniden şekillenme (PLR) yoluyla kaliteyi incelerken, KBH'de 3B osteosit laküner morfolojilerinin modifiye edilip edilmediğini de anlamayı amaçladık (15, 16). Sham fareler için osteosit boşlukları küçülür, seyrekleşir ve artan yaşla daha az hizalanırken, boşluklar CKD'li yaşlı fareler için yaygın ve büyük kalmıştır.

Bunun yerine, CKD'li fareler için serum fosfat, osteosit lakuna boyutu ile anlamlı ve pozitif korelasyon gösterdi. Hem fosfat hem de PTH önemli ölçüde yükselmiş olsa da

CKD ile, daha yüksek PTH'li farelerde daha yüksek fosfat yoktu. Bu sonuçlar mutlaka uyumsuz değildir. Serum fosfat, bağırsak emiliminden eklenen fosfatın net sonucudur vekemikrezorpsiyon böbrek atılımı ve kemik oluşumu ile daha az fosfat uzaklaştırılır. Bu nedenle, CKD farelerimiz genel olarak PTH'yi yükseltmiş olsa da, daha yüksek fosfata sahip olanlar diğer sistemik telafi mekanizmalarını tüketmiş olabilir.

Osteositler, bozulmuş mineralizasyon bağlamında (örneğin, DMP1 nakavt, x-bağlı hipofosfatemi) (20,48,49) ve ayrıca kronik böbrek hastalığında (14,48,50) daha fazla FGF23 eksprese eder. Son kanıtlar, bu endokrin rolüne ek olarak, osteositin PLR yoluyla doğrudan fosfat mineral homeostazına katılabileceğini düşündürmektedir (20). Osteosit lakuna hacimlerinin x'e bağlı hipofosfatemi ile arttığı bulundu. FGF23 veya 1,25 dihidroksivitamin D bloke edici antikorlarla tedavi, osteosit laküner hacimlerini vahşi tip karşılaştırmalara daha yakın değerlere geri getirdi (20). CKD'de, mineral düzensizliği başlangıçta hastalıklı böbreğin azalmış fosfat filtrasyonu tarafından teşvik edilir. Artırılmışkemikciro, fosfat kontrolünü sürdürmek için sistemik telafi edici mekanizmaların aşırı yüklendiğini gösteren uyumsuz bir yanıttır (6,7). Bu durumda, yükselmiş fosfat ve artmış osteosit laküner hacmi arasındaki ilişki, PLR'nin ek bir mineral homeostazı düzenleme stratejisi olabileceğini düşündürmektedir. Osteosit laküner geometrileri ve PLR'nin değişen kemik döngüsü, kemik dokusu materyal kalitesi ve CKD'de kırılma direnci ile nasıl ilişkili olduğunu araştırmak için ek çalışma gereklidir.

Bulgularımız, süreçleri etkileyenkemikmalzeme farklıdıryaşlanmaCKD'ye karşı. Yaşlanan insanlarda ve farelerde,kemikdevir (yani, osteoklastik rezorpsiyon ve osteoblastik oluşum) yavaşlar ve doku olgunluğu artar. Bu çalışmada, 5/6 Nx, mikroCT'den daha düşük kemik yoğunluğu, doku ölçeğinde malzeme özelliklerinin değişkenliği ve gerilme yüklemesine kollajenin daha fazla katılımı gibi yaşlanmadan kaynaklanan belirgin kemik kalitesi kusurları üretti. PTH, CKD ile önemli ölçüde daha yüksek olmasına rağmen, daha yüksek PTH'ye sahip farelerde daha düşük kemik kalitesi yoktu. Bu bulguyu birkaç neden açıklayabilir. İlk olarak, çalışmamızdaki farelerde, şiddetli KBH ve eşlik eden sekonder hiperparatiroidizm olan çalışmalardan çok daha düşük PTH vardı (9, 12). Çalışmamızda kemik döngüsündeki değişikliklerin nispeten mütevazı olması mümkündür. Ancak, kemik döngüsünü doğrudan değerlendirmedik, bu nedenle bu olasılık spekülatiftir. İkincisi, CKD, ciro durumundan bağımsız olarak, deneysel olarak değiştirilmiş kemik kalitesi ile ilişkilendirilmiştir. Iwasaki ve çalışma arkadaşları, 5/6 Nx'ten yüksek devirli CKD'nin yanı sıra 5/6 Nx'ten düşük devirli CKD'nin ve tiroparatiroidektominin her ikisinin de benzer şekilde değiştirilmiş kemik mekaniğine yol açtığını bildirmiş ve bu değişiklikleri üremiye bağlamıştır (11). Kemik kalitesi kaybının yalnızca sekonder hiperfosfatemiye dayanmaması, aynı zamanda kemik döngüsündeki daha mütevazı değişikliklerden ve üremik toksinlerin birikmesinden de etkilenmesi mümkündür.

Birkaç tane olmasını bekliyordukkemikbütün dahil olmak üzere kalite metriklerikemiktokluk, pentosidin, mineral: matris ve karbonat: fosfat 6 ila 24 ay arasında değişir (25,26,30,51,52). Bu metriklerin her biri artan yaşla birlikte beklenen yönde değişirken, yaşın etkisi istatistiksel olarak anlamlı değildi. G*Power (53) kullanılarak yapılan post-hoc güç analizi, tokluk, pentosidin ve mineral: matrisin,yaşlanma, karbonat: Bu çalışmada fosfat muhtemelen yaştan etkilenmedi. Ek olarak, kolajen çapraz bağ LP, CKD'nin bir etkisinin saptanması için yetersizdi (Ek Tablo 2). Bu çalışmada bazı kemik kalitesi ölçümlerinin nihai olarak yetersiz kalmasının çeşitli olasılıkları vardır. İlk olarak, ortak lokalize ölçümlerin benzersiz avantajına sahip özel bir Raman-nanoindentasyon aleti kullandık. Bu özel cihazda sinyal yoğunluğu, bağımsız Raman cihazlarına göre daha düşüktür ve bu nedenle sinyal: gürültü oranımızın yaşa bağlı değişiklikleri ayırt etmek için yeterli olmaması mümkündür. Tokluk (işten kırılmaya kadar hesaplanmıştır) yüksek değişkenliğe yatkın bir ölçüdür (54) ve mekanik özelliklerdeki değişkenlik geriatrik fareler için daha da artar (25). İnsan ve kemirgen çalışmalarında artan yaşla birlikte pentosidinde daha fazla değişkenlik de gözlenmiştir (52,55,56). Bu nedenle, bu ölçümlerdeki yüksek varyansın, değerlendirilen gruplar arasındaki farklılıkları gizlemesi muhtemeldir.

Çeşitli sınırlamalar bu çalışmanın sonuçlarını etkilemiştir. Dinamik kantitatif histomorfometri yapılmadı, ancak gelecekteki çalışmalar osteoblast, osteoklast ve osteosit aktivitelerinin yanı sıra değerlendirilmesini de mümkün kılacaktır.kemikdevir. KBH ile ortaya çıkan ve tüm kemiğin dayanıklılığını zararlı şekilde etkileyen birkaç kemik kalitesi bozukluğu tespit etmiş olsak da, bu bozuklukların kökenlerini ve bunların ortaya çıkmasında osteositin rolünü doğrulamak için daha fazla çalışmaya ihtiyaç vardır. Gen ve protein ekspresyonunun analizi, bozulmuş kolajen nanomekaniğinin kökenini belirlemede faydalı olacaktır, çünkü bu bozulma, kolajen çapraz bağlarındaki değişikliklerden etkilenmez. Ek olarak, osteositin CKD'de mineral homeostazının düzenlenmesine ve kemik kalitesinin korunmasına nasıl katılabileceğini yorumlamamız ek global (yani gen ekspresyonu) ve lokal ölçümler (yani kemik rezorpsiyonu ve oluşumunun histolojik değerlendirmesi) gerektirir.

Özetle, CKD'nin kemik kalitesinin etkilerine ek olarak düşürdüğünü bulduk.yaşlanmayalnız. KBH ve yaşlanma benzer şekilde kortikal ve trabekülerkemikmikromimari öyle ki en derin mikromimari kaybı yaşlı farelerde gözlendi.böbrek hastalığı. CKD ayrıca kemik materyali özelliklerini de azalttı, bu da değiştirilmiş kollajen nanomekaniği ile azalmış görünen doku olgunluğuna sahip kemiğe neden oldu. Bu azalmalarkemikmikromimari ve kemik materyali özelliklerini içeren kalite, CKD'de kırılma direncinin nasıl kaybolduğuna dair fikir verir. Ayrıca, birleşik etkilerinyaşlanmave kemik kalitesine ilişkin CKD, CKD'li yaşlı bireylerin neden en yüksek kırık riskine sahip olduğunu açıklamaya yardımcı olur.

Ek materyal

Ek materyal için PubMed Central'daki Web sürümüne bakın.

Teşekkür:

Çalışma hayvanlarına gösterdikleri mükemmel bakım için William Schroeder'e ve serum kimyası analizleri için William Schroeder ve Ryan Clark'a teşekkür ederiz. NIHT32 AG000279 aracılığıyla CMH için destek sağlandı. Bu çalışma için finansman da NIH/NCATS Colorado CTSA Hibe Numarası UL1 TR001082, Yardımcı Pilot Takım Bilim Ödülü tarafından KBK ve VLF'ye sağlandı. TA'ya finansman R01 DE019284 tarafından sağlanmıştır. Nanoindentasyon ve Raman spektroskopisi kullanılarak birleştirilmiş analiz, NSF Major Research Instrumentation ödülü #1338154 tarafından finanse edilen özel bir enstrümanın kullanılmasıyla mümkün olmuştur. Gelişmiş Işık Kaynağının Işın Hattı 7.3.3'teki X-ışını saçılması, ABD Enerji Bakanlığı Temel Enerji Bilimleri Bakanlığı tarafından DE-AC02–05CH11231 Sözleşme No. Ayrıca, DOE EERE Yakıt Hücresi Performansı ve Dayanıklılık Konsorsiyumu (FC-PAD) tarafından desteklenen gerilme aşamasını sağladıkları için LBL'deki AZ Weber grubuna teşekkür ederiz.

Referanslar

1. Nickolas TL, McMahon DJ, Shane E. Orta ila şiddetli arasındaki ilişkiböbrek hastalığıve Amerika Birleşik Devletleri'nde kalça kırığı. J Am Soc Nephrol 2006 11;17(11):3223–32. [PubMed: 17005938]

2. Nitsch D, Mylne A, Roderick PJ, Smeeth L, Hubbard R, Fletcher A.Kronik böbrek hastalığıve Birleşik Krallık'taki yaşlı insanlarda kalça kırığı ile ilişkili ölüm oranı. Nefrol Kadran Nakli 2009 5;24(5):1539–

44. [PubMed: 19075194]

3. Yenchek RH, Ix JH, Shlipak MG, Bauer DC, Rianon NJ, Kritchevsky SB, et al. KBH'li Yaşlı Bireylerde Kemik Mineral Yoğunluğu ve Kırılma Riski. Clin J Am Soc Nephrol 2012;7(Mart 1997).

4. Naylor KL, Mcarthur E, Leslie WD, Fraser L, Jamal SA, Cadarette SM, et al. Üç yıllık kırık insidansıkronik böbrek hastalığı. Böbrek Uluslararası 2014;86(4):810–8. [PubMed: 24429401]

5. Kim SM, Long J, Montez-rath M, Leonard M, Chertow GM. Diyaliz Gerektirmeyen Hastalarda J BMR Kalça KırığıKronik böbrek hastalığı

6. Moe S, Drüeke T, Cunningham J, Goodman W, Martin K, Olgaard K, et al. Renal osteodistrofinin tanımı, değerlendirilmesi ve sınıflandırılması:Böbrek hastalığı: Küresel Sonuçların İyileştirilmesi (KDIGO). Böbrek Uluslararası 2006 6;69(11):1945–53. [PubMed: 16641930]

7. Hruska K, Teitelbaum S. Renal Osteodistrofi. N Engl J Med 1999;30(3):773–773.

8. KI'yi Takviyeler. KDIGO 2017 KLİNİK UYGULAMA KILAVUZU GÜNCELLEMESİNİN TANI, DEĞERLENDİRİLMESİ, ÖNLENMESİ VE TEDAVİSİKRONİK BÖBREK HASTALIĞI– MİNERAL VE 2017;1–59.

9. Moe SM, Chen NX, Newman CL, Gattone VH, Organ JM, Chen X, et al. Bir CKD hayvan modelinde kortikal kemiğin iyileştirilmesi için kalsiyumun zoledronik asit ile karşılaştırılması. J Bone Miner Res 2014;29(4):902–10. [PubMed: 24038306]

10. Heveran CM, Ortega AM, Cureton A, Clark R, Livingston EW, Bateman TA, et al. Ilımankronik böbrek hastalığıC57Bl/6J farelerinde kemik kalitesini bozar. Kemik 2016;86:1–9. [PubMed: 26860048]

11. Iwasaki Y, Kazama JJ, Yamato H, Matsuzaki A, Nakano T, Fukagawa M. Değişen materyal özellikleri, kronik böbrek hasarı olan sıçanlarda kemik kırılganlığından sorumludur. Kemik 2015;81:247–54. [PubMed: 26187196]

12. Allen MR, Newman CL, Chen N, Granke M, Nyman JS, Moe SM. Yüksek ve düşük devirde iskelet kollajen çapraz bağlarındaki ve matris hidrasyonundaki değişikliklerkronik böbrek hastalığı. Osteoporos Int 2015 3;26(3):977–85. [PubMed: 25466530]

13. Kadokawa S, Matsumoto T, Naito H, Tanaka M. Trabeküler Kemik Mimarisi ve Kortikalin İçsel Özelliklerinin Orijinal DeğerlendirmesikemikFare Modelinde DokuKronik böbrek hastalığı. J Hard Tissue Biol 2011;20(2):79–86.

14. Stubbs JR, He N, Idiculla A, Gillihan R, Liu S, David V, et al. Kronik bir fare modelinde FGF23 değişikliklerinin ve mineral metabolizması anormalliklerinin uzunlamasına değerlendirilmesiböbrek hastalığı. J Bone Miner Res 2012;27(1):38–46. [PubMed: 22031097]

15. Tang SY, Herber RP, Ho SP, Alliston T. Matrix metalloproteinase-13 osteositik perilakunar yeniden şekillenme için gereklidir ve kemik kırılma direncini korur. J Bone Miner Res 2012;27(9): 1936–50. [PubMed: 22549931]

16. Dole NS, Mazur CM, Acevedo C, Lopez JP, Monteiro DA, Fowler TW, et al. Osteosit-İç TGF- RQP c / c RR 2017;21(9):2585–96.

17. Alliston T Kemik kalitesinin biyolojik düzenlenmesi. Curr Osteoporos Temsilcisi 2014;12(3):366–75. [PubMed: 24894149]

18. Kaya S, Basta-Pljakic J, Şeref-Ferlengez Z, Majeska RJ, Cardoso L, Bromage T, et al. Laktasyona Bağlı Osteosit Hacimindeki Değişiklikler Lakunar-Kanalküler Boşluk Kortikal Kemik Dokusundaki Mekanik Özellikleri Değiştirir. J Bone Miner Res 2017;32(4):688–97. [PubMed: 27859586]

19. Bonewald LF. Muhteşem osteosit. JKemikMadenci Res 2011;26(2):229–38. [PubMed: 21254230]

20. Tokarz D, Martins JS, Petit ET, Lin CP, Liu ES, Program M, et al. X'e bağlı hipofosfateminin hip fare modelinde osteosit perilakunar ve kanaliküler yeniden yapılanmanın hormonal düzenlenmesi. J Kemik Madenci Res 2018;33(3):499–509. [PubMed: 29083055]

21. Heveran CM, Rauff A, King KB, Carpenter RD, Ferguson VL. Konfokal lazer tarama mikroskobundan 3D osteosit laküner geometrilerini ölçmek için yeni bir açık kaynaklı araç, kortikal fare kemiğindeki laküner boyutunda ve şeklinde yaşa bağlı değişiklikleri ortaya koymaktadır. Kemik 2018;110.

22. Lewis LMT, Xie Y, Hulbert MA, Campos R, Dallas MR, Bonewald LF, et al. Yaşlanmanın C57Bl/6 fare modelinde osteosit ağının dejenerasyonu.yaşlanma(Albany NY) 2017;9(10):2190–

208. [PubMed: 29074822]

23. Hemmatian H, Laurent MR, Bakker AD, Vanderschueren D, Klein-Nulend J, van Lenthe GH. Dişi fare kortikal kemik mikro gözenekliliğinde yaşa bağlı değişiklikler.Kemik2018;113(Nisan)::1–8. [PubMed: 29738854]

24. Hemmatian H, Bakker AD, Klein-Nulend J, van Lenthe GH.yaşlanma, Osteositler ve Mekanotransdüksiyon. Curr Osteoporos Temsilcisi 2017;15(5):401–11. [PubMed: 28891009]

25. Ferguson VL, Ayers RA, Bateman TA, Simske SJ. Erkek C57BL/6J farelerinde kemik gelişimi ve yaşa bağlı kemik kaybı. Kemik 2003;33(3):387–98. [PubMed: 13678781]

26. Zimmerman EA, Schaible E, Bale H, Barth HD, Tang SY, Reichert P, et al. Birden fazla uzunluk ölçeğinde insan kortikal kemiğinin plastisitesinde ve sertliğinde yaşa bağlı değişiklikler. Proc Natl Acad Sci 2011;108(35):14416–21. [PubMed: 21873221]

27. Seeman E, Delmas PD. Kemik Kalitesi — Bir Güç ve Kırılganlığın Malzeme ve Yapısal Temeli. N Engl J Med 2006;354:2250–61. [PubMed: 16723616]

28. Halloran BP, Ferguson VL, Simske SJ, Burghardt A, Venton LL, Majumdar S. Erkek C57BL/6J farede ilerleyen yaşla birlikte kemik yapısı ve kütlesindeki değişiklikler. J Bone Miner Res 2002;17(6):1044–50. [PubMed: 12054159]

29. Lauretani F, Bandinelli S, Griswold ME, Maggio M, Semba R, Güralnik JM, et al. BMD'deki uzunlamasına değişiklikler vekemikPopülasyon temelli bir çalışmada geometri. J Bone Miner Res 2008;23(3): 400–8. [PubMed: 17997708]

30. Yerramshetty JS, Lind C, Akkus O. Erkek femoral korteksin bileşimsel ve fizikokimyasal homojenliği altıncı on yıldan sonra artar. Kemik 2006 12;39(6):1236–43. [PubMed: 16860007]

31. Currey JD. The relationship between the stiffness and the mineral content of bone. J Biomech 1969;2:477–80. [PubMed: 16335147]

32. Szulc P, Seeman E. Kemik zarflarının içinde ve dışında düşünmek: PDD Osteoporos Int 2009;20(8):1281–8'e adanmıştır. [PubMed: 19590836]

33. Miyazaki-Anzai S, Levi M, Kratzer A, Ting TC, Lewis LB, Miyazaki M. Farnesoid × reseptör aktivasyonu, kronik böbrek hastalığı olan ApoE-/-farelerde vasküler kalsifikasyon gelişimini önler. Circ Res 2010;106(12):1807–17. [PubMed: 20431060]

34. Bouxsein ML, Boyd SK, Christiansen BA, Guldberg RE, Jepsen KJ, Müller R. Mikro bilgisayarlı tomografi kullanarak kemirgenlerde kemik mikro yapısının değerlendirilmesi için kılavuzlar. J Bone Miner Res 2010;25(7):1468–86. [PubMed: 20533309]

35. Turner CH, Burr DB. Kemiğin temel biyomekanik ölçümleri: Bir öğretici.Kemik1993;14(4): 595–608. [PubMed: 8274302]

36. Lau AG, Kindig MW, Kent RW. İnsan kalsifiye kostal kıkırdağının morfolojisi, dağılımı, mineral yoğunluğu ve hacim oranı. Açta Biomater 2011;7(3):1202–9. [PubMed: 20974298]

37. Lau AG, Kindig MW, Salzar RS, Kent RW. Genelleştirilmiş hücre yöntemi kullanılarak kalsifiye insan kostal kıkırdağının mikromekanik modellemesi. Acta Biomater 2015;18:226–35. [PubMed: 25712387]

38. Hexemer A, Bras W, Glossinger J, Schaible E, Gann E, Kirian R, et al. Çok katmanlı monokromatörlü bir SAXS/WAXS/GISAXS ışın hattı. J Phys Conf Ser 2010;247.

39. Barth HD, Zimmermann EA, Schaible E, Tang SY, Alliston T, Ritchie RO. Işın ışınımının insan kortikal kemiğinin hiyerarşik yapısı ve mekanik özellikleri üzerindeki etkilerinin karakterizasyonu. Biyomalzemeler 2011;32(34):8892–904. [PubMed: 21885114]

40. Acevedo C, Bale H, Gludovatz B, Wat A, Tang SY, Wang M, et al. Alendronat tedavisi, sağlıklı köpek kortikal kemiğinde kemik dokularını çoklu yapısal seviyelerde değiştirir.Kemik2015;81:352–63. [PubMed: 26253333]

41. Abramoff MD, Magalhães PJ, Ram SJ. Biyofotonik uluslararası. Biophotonics Int 2004;11(7): 36–42.

42. Oliver Tuvalet, Pharr GM. Yük ve yer değiştirme algılama girinti deneylerini kullanarak sertlik ve elastik modülü belirlemek için geliştirilmiş bir teknik. Cilt 7, Malzeme Araştırmaları Dergisi 1992

p. 1564–83.

43. Bushby a. J, Ferguson VL, Boyde A. Kemikte nano girinti: Sıvı içinde test edilen ve polimetilmetakrilat içine gömülü örneklerin karşılaştırılması. J Mater Res 2004 3;19(01):249–59.

44. Bank RA, Beekman B, Verzijl N, De Roos JADM, Nico Sakkee A, Tekoppele JM. Tek bir yüksek performanslı sıvı kromatografik çalışmada biyolojik numunelerde piridinyum ve pentosidin çapraz bağlarının hassas florimetrik ölçümü. J Chromatogr B Biomed Appl 1997;703(1–2):37–44.

45. Ören TW, Botolin S, Williams A, Bucknell A, King KB. Gazilerde artroplasti: Kıkırdak, kemik, serum ve eklem sıvısının analizi, eşlik eden diyabetli ve diyabetsiz osteoartritteki farklılıkları ve benzerlikleri ortaya koymaktadır. J Rehab Res Dev 2015;48(10):1195–210.

46. ​​Bank RA, Jansen EJ, Beekman B, Te Koppele JM. Ters fazlı yüksek performanslı sıvı kromatografisiyle amino asit analizi: 9- florenilmetil kloroformat ile iyileştirilmiş türevlendirme ve saptama koşulları. Anal Biyokimya 1996;240(2):167-76. [PubMed: 8811901]

47. Burr DB, Hooser M. İn vivo üretilen mikro hasarın gösterilmesi için en blok temel fuksin boyama protokolünde değişiklikler.Kemik1995;17(4):431–3. [PubMed: 8573418]

48. Feng JQ, Ye L, Schiavi S. Osteositler fosfat homeostazına katkıda bulunur mu? Curr Opin Nefrol Hipertens 2009;18(4):285–91. [PubMed: 19448536]

49. Feng JQ, Ward JM, Liu S, Lu Y, Xie Y, Yuan B, et al. DMP1 kaybı, raşitizm ve osteomalaziye neden olur ve osteositlerin mineral metabolizmasındaki rolünü tanımlar. Nat Genet 2006;38(11): 1310–5. [PubMed: 17033621]

50. Komaba H, Fukagawa M. FGF23-paratiroid etkileşimi: kronik böbrek hastalığındaki etkileri. Böbrek Uluslararası 2010;77(4):292–8. [PubMed: 20010546]

51. Boskey A, Coleman R. Yaşlanma ve kemik. J Dent Res 2010 12;89(12):1333–48. [PubMed: 20924069]

52. Wang X, Shen X, Li X, Mauli Agrawal C. Kollajen ağındaki yaşa bağlı değişiklikler ve kemiğin sertliği.Kemik2002;31(1):1–7. [PubMed: 12110404]

53. Faul F, Erdfelder E, Lang AG, Buchner A. G*Power 3: Sosyal, davranışsal ve biyomedikal bilimler için esnek bir istatistiksel güç analizi programı. IEEE Uluslararası Semptom Bilgi Teorisi - Proc 2007;39(2):175–91.

54. Ritchie RO, Koester KJ, Ionova S, Yao W, Lane NE, Ager JW. Kemiğin dayanıklılığının ölçümü: Küçük hayvan çalışmalarına özel referanslı bir eğitim. Kemik 2008;43(5):798-812. [PubMed: 18647665]

55. Nyman JS, Roy A, Acuna RL, Gayle HJ, Reyes MJ, Tyler JH, et al. İnsan osteonal ve interstisyel kemik dokusundaki kollajen çapraz bağlarının konsantrasyonu üzerinde yaşa bağlı etki.Kemik2006;39(6):1210–7. [PubMed: 16962838]

56. Saito M, Fujii K, Mori Y, Marumo K. Spontan diyabetik WBN / Kob sıçanlarında kemik kalitesinin bir belirleyicisi olarak kollajen enzimatik ve glikasyon kaynaklı çapraz bağların rolü 2006;1514–23.