Diferentierea si activarea osteoclastelor

Diferentierea si activarea osteoclastelor

Functiile osteoclastelor:

Osteoclastelor sunt celule multinucleate gigante derivate din precursori hematopoetici si care sunt prezente doar in os (Suda et al 1999.) (Suda T, Takahashi N, Udagawa N, Jimi E, Gillespie MT, Martin TJ. Modulation of osteoclast differentiation and function by the new members of the tumor necrosis factor receptor and ligand families. Endocrine Reviews 1999;20:345-57.). Aceste celule sunt direct responsabile de resorbtia osoasa, fie ca este vorba despre resorbtia din timpul remodelarii osoase normale, fie de cea aparuta ca raspuns la presiunea exercitata de forte externe (de exemplu de catre fortele ortodontice). Dupa ce activitatea resorbtiva a osteoclastelor este indusa, aceste celule adera la matricea osoasa si formeaza o margine neregulata care permite eliberarea ionilor de hidrogen care este rapid dizolvat de catre componentele mineralizate ale osului. Dupa aceasta componenta colagenica a osului alveolar este degradata de lizozomii cisteinproteinazei si cathepsina secretate de catre osteoclaste (Sasaki 2003) (Sasaki T. Differentiation and functions of osteoclasts and odontoclasts in mineralized tissue resorption. Microscopy Res Technique 2003;61:483-95.). Osteoclastele active sunt, de asemenea, caracterizate prin eliberarea crescuta de fosfataza acida tartric rezistenta (TRAP) si catepsina K (Boyle si colab. 2003) (Boyle WJ, Simonet WS, Lacey DL. Osteoclast differentiation and activation. Nature 2003 -42.). Resorbtia osoasa osteoclastica este fundamentala pentru directionarea deplasarilor dentare deoarece osul alveolar de suport din dreptul zonelor de presiune din ligamentul parodontal trebuie sa fie inlaturate pentru a se produce deplasarea dentara (Roberts si colab.1981, Oshiro si colab. 2002) (Roberts WE, Goodwin WC Jr, Heiner SR. Cellular response to orthodontic force.

Dent Clin North Am 1981;25:3-17.), (Oshiro T, Shiotani A, Shibasaki Y, Sasaki T. Osteoclast induction in periodontal tissue during experimental movement of incisors in osteoprotegerindeficient mice. Anat Rec 2002;266:218-25.. In tandem, stabilitatea dentara depinde de formarea de os in dreptul zonele de tensiune din ligamentul parodontal.

RANKL si OPG in reglarea osteoclastelor:

Diferentierea si activitatea celulara a osteoblastelor si osteoclastelor sunt reglate de o varietate de molecule, inclusizind hormoni osteotropi, mediatori ai inflamatiei, si factori de crestere. In ultimii ani, intelegerea mecanismelor care stau la baza diferentierii osteoclastelor si activarii acestora a crescut considerabil datorita analizei factorului de necroza tumorala (TNF) receptor (legat de receptor) si TNF analog proteinelor, receptorul activator de NF-kB (RANK), RANK ligand (RANKL), si osteoprotegerin (OPG) (Boyle et al 2003.) (Boyle WJ, Simonet WS, Lacey DL. Osteoclast differentiation and activation. Nature 2003;423:337-42.).

Receptorul activator al factorului nuclear kappa B ligand (RANKL) este un membru al familiei TNF ligand (Lacey et al 1998.) (Lacey DL, Timms E,et all. Osteoprotegerin ligand is a cytokine that regulates osteoclast differentiation and activation. Cell 1998;93:165-76.) si s-a fost descoperit ca este o proteina legata de membrana, care este prezenta pe suprafata osteoblastelor, celulor stromale si a altor tipuri de celule. Ulterior a fost descoperita si o forma solubila a acestei proteine (RANKL3) (Ikeda et al. 2001) (Ikeda T, Kasai M, Utsuyama M, Hirokawa K. Determination of three isoforms of the receptor activator of nuclear factor-kappaB ligand and their differential expression in bone and thymus. Endocrinology 2001;142:1419-26.). RANKL actioneaza asupra celulelor prin intermediul receptorului activator de NF-kB (RANK), care este un membru al familiei receptorilor TNF legat de membrana.

Prin mecanismul de semnalizare celula-celula, RANKL are un puternic efect asupra diferentierii osteoclastelor din celulele precursoare hematopoietice si stimuleaza activitatea lor resorbtiva osoasa (Suda si colab.1999.) (Suda T, Takahashi N, Udagawa N, Jimi E, Gillespie MT, Martin TJ. Modulation of osteoclast differentiation and function by the new members of the tumor necrosis factor receptor and ligand families. Endocrine Reviews 1999;20:345-57.). Legarea de RANKL a osteoclastelor conduce la exprimarea intracelulara a variatilor factoriTNF asociati receptorilor (TRAF) (Wise si King 2008) (Wise GE, King GJ. Mechansims of tooth eruption and orthodontic tooth movement. J Dent Res 2008;87:414-34.). TRAF6 este considerat a fi unul dintre cei mai importanti dintre acesti factori, datorita functiei sale de activare a cailor de semnalizare pentru NF-kB (Boyle et al. 2003) (Boyle WJ, Simonet WS, Lacey DL. Osteoclast differentiation and activation. Nature 2003;423:337-42.). De asemenea, supravietuirea osteoclastelor mature depinde de prezenta RANKL (desi alti factori, cum ar fi IL-1, are de asemenea rol in supravietuirea osteoclastelor), altfel se produce apoptoza acestora. O alta cale de reglare a osteoclastogenezei este factorul de stimulare a coloniilor CSF-1. CSF-1 regleaza expresia genei RANK in precursorii osteoclastelor fiind, prin urmare, necesar osteoclastogenezei (Arai et al 1999.) (Arai F, Miyamoto T, Ohneda O, Inada T, Sudo T, Brasel K. Commitment and differentiation of osteoclast precursor cells by the sequential expression of c-Fms and receptor activator. of nuclear factor kappaB (RANK) receptors. JExp Med 1999;190:1741-54.).

Utilizarea tuturor acestor droguri se bazeaza pe continutul lor in principii activi care pot fi de natura foarte diferite ca: alcaloizi (Chinae Cortex), glucoside (Adonidis Herba), substante amare (Centauri Herba) antraglucozide (Frangulae Cortex), uleiuri volatile (Thymi Herba), diferite gudroane din distilarea cerora se prepara uleiuri speciale cu utilizad farmaceutice cunoscute sub numele de 'Pix' ca, de exemplu: Pix Liquida obtinut prin distilarea lemnului de la diferite specii de Pinus, apoi terebentina (o oelorezine) din distilarea cereia se obtine colofoniul, iar prin inciziile facute in tulpina unor plante se obtin gumele cu intrebuintari farmaceutice cum ar fi guma arabice din Acacia senegal, guma tragacanta din unele specii de Astragalus etc.

Drogurile provenite din tulpina se intrebuinteaza fie ca atare, fie ca intra in compozitia unor ceaiuri, fie ce din acestea se prepara extracte fluide sau uscate sau ce se prepare tincturi (de Aconit, de Jalapa, de Scilla etc), ori ca se prepara principiile acitive pe care le contine si se utilizeaza ca atare (chinina, chinidina, cinchonina, aconitina, taninul, uleiuri volatile etc).

3. FRUNZA - SURSA DE PRINCIPII ACTIVI

Drogurile de provenienta foliata poarta prefixul 'Folium', care se scrie dupa numele plantei de la care provine drogul respectiv. Exemplu: Althaeae Folium (frunza de nalba mare), Belladonnae Folium (frunza de matraguna), Digitalis Folium (frunza de degetel rosu), Eucalypti Folium (frunza de eucalipt), Hyoscyami Folium (frunza de meselarita), Menthae Folium (frunza de izma).

Frunza de nalba mare (Althaeae Folium) contine mucilagii, ceea ce face ca aceasta se fie prescrise ca expectorant, in afectiuni bronhice. Frunzele de metreguna (Belladonnae Folium) contin alcaloizi din care principal este atropina cu intrebuintari in oftalmologie. Frunza de degetel rosu (Digitalis Folium) contine glucisizi cardiotonici, fiind un remediu bun in tratamentul unor boli de inima. Frunza de eucalipt (Eucalypti Folium) este un produs de import cu intrebuintari datorate continutului sau in ulei volatil care are puternica actiune antiseptica. Frunza de izma (Menthae piperitae Folium) contine ulei volatil, alaturi de alti principii activi, eficace in actiuni hepatice.

In afara de utilizarea lor ca atare, frunzele se folosesc si pentru prepararea de extracte (de exemplu, Extractum Belladonnae siccum, Extractum Boldi fluidum, Extractum Hamamelidis Fluidum, Extractum Hyoscyami siccum etc), pentru preparare de tincturi (de exemplu, Tinctura Belladonnae, Tinctura Digitalis, Tinctura Eucalypti etc) sau pentru separarea principiilor active pe care le contin aceste droguri si se folosesc ca atare (de exemplu, Atropinum sulfuricum, Digitoxinum, Oleum Hyoscyami, Eu

Osteoprotegerinul (OPG), in schimb, este un nou membru secretat al receptorului factorului de necroza tumorala care regleaza in sens invers (negativ) osteoclastogeneza (Vitovski et al. 2007) (Vitovski, S, Phillips, JS, Sayers, J, Croucher, PI. Investigating the interaction between osteoprotegerin and RANKL or TRAIL: evidence for a pivotal role for osteoprotegerin in regulating two distinct pathways. J Biol Chem 2007;282:31601-9.). OPG este de asemenea cunoscut ca un factor inhibitor al osteoclastelor, fiind un receptor capcana solubil numai pentru ca nu dispune de o membrana care sa-l acopere (Feige 2007) (Feige U. Osteoprotegerin. Ann Rheum Dis 2001;60:81-4.). Legarea OPG la site-ul RANK al preosteoclastelor concurente inhiba legarea lor de RANKL, determinand incetarea diferentierii lor in osteoclaste mature (Kanzaki et al. 2004) (Kanzaki H, Chiba M, Takahashi I, Haruyama N, Nishimura M, Mitani H. Local OPG gene transfer to periodontal tissue inhibits orthodontic tooth movement. J Dent Res 2004;83:920-5.). Cand se adauga OPG peste culturi de maduva osoasa este inhibat reversibil procesul de generare a osteoclastelor (Yasuda et al 1998.) (Yasuda H, Shima N, Nakagawa N, et all. Identity of osteoclastogenesis inhibitory factor (OCIF) and osteoprotegerin (OPG): a mechanism by which OPG/OCIF inhibits osteoclastogenesis in vitro. Endocrinology 1998;139:1329-37.). Feige (2001) (Feige U. Osteoprotegerin. Ann Rheum Dis 2001;60:81-4.) relateaza ca, la soarecii tratati intravenos cu 10mg / kg de OPG, toate osteoclastele dispar in 48 ore. Este de retinut ca osteoclastele revin la numarul normal in termen de 7-10 in locatiile tipice (Lacey et al 1998.) (Lacey DL, Timms E, Tan HL, et all. Osteoprotegerin ligand is a cytokine that regulates osteoclast differentiation and activation. Cell 1998;93:165-76.). Un studiu recent a stabilit ca resorbtia osoasa modulata de RANKL si OPG nu numai stimuleaza diferentierea osteoclastelor, dar influenteaza si modificarile survenite in proliferarea osteoblastelor' sugerand existenta unui mecanism de feedback intre osteoclaste si osteoblaste (Lin et al 2007:407.) (Lin JM, Callon KE, Lin CQ, et all. Alteration of bone cell function by RANKL and OPG in different in vitro models. Eur J Clin Invest 2007;37:407-15.).

Diferentierea si functiile osteoclastelor par a fi reglementate prin contrabalansarea sistemului RANKL / OPG (Boyle et al 2003.) (Boyle WJ, Simonet WS, Lacey DL. Osteoclast differentiation and activation. Nature 2003;423:337-42.). Acest sistem este controlat prin reglarea expresiei genelor specifice si serveste la mentinerea structurii si functiei osoase si a necesarului fiziologic al organismului de ioni sechestrati in os. In cazul in care raportul RANKL/OPG creste, favorizand diferentierea si activarea osteoclastelor resorbtia osoasa are loc. Cand raportul RANKL / OPG scade activitatea osteoclastica este inhibate si predomina formarea de os (Kanzaki et al 2002.) (Kanzaki H, Chiba M, Shimizu Y, Mitani H. Periodontal ligament cells under mechanical stress induce osteoclastogenesis by receptor activator of nuclear factor kappa B ligand up-regulation via prostaglandin E2 synthesis. J Bone Miner Res 2002;17:210-20.). Trebuie sa existe un control strict al axei RANKL/OPG pentru mentinerea unei functionalitati normala. De exemplu, atunci cand o forta ortodontica este aplicata la nivelul incisivilor soarecilor cu deficit  de OPG osul alveolar este grav distrus si partial perforat dupa 2-5 zile ca urmare a dezechilibrului survenit in resorbtia osteoclastica (Oshiro et al 2002.) (Oshiro T, Shiotani A, Shibasaki Y, Sasaki T. Osteoclast induction in periodontal tissue during experimental movement of incisors in osteoprotegerindeficient mice. Anat Rec 2002;266:218-25.).