Some of the universal characteristics of pre-agricultural hominin diets are strikingly different from the modern human diet. Hominin dietary choices were limited to wild plant and wild animal foods, ...while the modern diet includes more than 70 % of energy consumed from refined sugars, refined vegetable oils, and highly processed cereals and dairy products. The modern diet, with higher intake of fat has also resulted in a higher ratio of omega-6 (n-6) to omega-3 (n-3) polyunsaturated fatty acids (PUFA), contributing to low-grade chronic inflammation (LGCI) and thus promoting the development of many chronic diseases, including obesity and osteoporosis. In this review, we describe the changes in modern diet, focusing on the kind and amount of consumed fat; explain the shortcomings of the modern diet with regard to inflammatory processes; and delineate the reciprocity between adiposity and inflammatory processes, with inflammation being a common link between obesity and osteoporosis. We present the evidence that overconsumption of n-6 PUFA coupled with under-consumption of n-3 PUFA results in LGCI and, along with the increased presence of reactive oxygen species, leads to a shift in mesenchymal stem cells (precursors for both osteoblasts and adipocytes) lineage commitment toward increased adipogenesis and suppressed osteoblastogenesis. In turn, high n-6 to n-3 PUFA ratios in the modern diet, coupled with increased synthesis of pro-inflammatory cytokines due to adiposity, propagate obesity and osteoporosis by increasing or maintaining LGCI.
Pojedina univerzalna svojstva prehrane hominina prije pojave poljodjelstva izrazito se razlikuju od suvremene prehrane. Prehrambene navike hominina vjerojatno su bile ograničene na plodove divljeg bilja i lovinu; više od 70 % moderne prehrane odnosi se na konzumaciju rafiniranih šećera, biljnih ulja, žitarica i mliječnih prerađevina. Moderna je prehrana s višim unosom masti također dovela do nepovoljnijeg omjera omega-6 i omega-3 višestruko nezasićenih masnih kiselina (engl. krat. PUFA), koji pridonosi održavanju kronične upale niskoga stupnja, a time i nastanku mnogih kroničnih bolesti, uključujući pretilost i osteoporozu. U ovom se preglednom članku opisuju promjene uslijed modernog načina prehrane, s posebnim osvrtom na vrste i količine konzumirane masti. Također se objašnjavaju nedostatci moderne prehrane s obzirom na upalne procese te međusobna povezanost između pretilosti i upalnih procesa, koji su usto i poveznica između pretilosti i osteoporoze. U članku se iznose saznanja o tome da pretjerana konzumacija omega-6 masnih kiselina uz nedostatnu konzumaciju omega-3 masnih kiselina dovodi do kronične upale niskoga stupnja i povišenih vrijednosti reaktivnih kisikovih čestica (ROS), a time i do pomaka u mezenhimskih matičnih stanica (prekursora osteoblasta i adipocita) prema povećanoj adipogenezi i smanjenoj osteoblastogenezi. Uz povećanu sintezu upalnih citokina zbog pretilosti, moderna prehrana s nepovoljnim omjerom omega-6 i omega-3 kiselina u korist prvih nastavlja poticati pretilost i osteoporozu jer održava i pogoršava kroničnu upalu.
Pregradnja koštanog sustava Zoričić Cvek, Sanja; Bobinac, Dragica; Đudarić, Luka ...
Medicina fluminensis,
12/2015, Letnik:
51, Številka:
4
Journal Article
Recenzirano
Odprti dostop
Koštani sustav kralježnjaka vrši dvije glavne uloge: prva je biomehanička uloga koja uključuje podupiranje tijela i zaštitu unutarnjih organa i struktura te inzerciju mišićima u svrhu izvođenja ...pokreta, a druga uloga je metabolička koja uključuje održavanje mineralne homeostaze organizma. Zato, iako su smatrane „mrtvim” inertnim strukturama, kao što to studenti tijekom svog studija medicine doživljavaju, kosti su metabolički iznimno aktivni organi podvrgnuti kontinuiranim cjeloživotnim promjenama. Tijekom rasta i razvoja kosti se formiraju procesom oblikovanja (engl. bone modeling), što uključuje izgradnju i odlaganje koštanog matriksa na razvojno određenim i biomehanički induciranim mjestima skeleta. Čak i prije negoli se skelet u potpunosti razvije, kosti se počinju kontinuirano pregrađivati (engl. bone remodeling) u svrhu održavanja tkivnog integriteta i biomehaničke funkcije, prilagodbe koštane arhitekture prema mehaničkim zahtjevima i zbog popravaka mikrooštećenja, te ako je potrebno mobilizirati kalcij i fosfor. Proces pregradnje uključuje niz precizno reguliranih i tijesno spregnutih staničnih i molekularnih procesa koje omogućuje koordinirana aktivnost osteocita, osteoblasta i osteoklasta. Ova tri različita tipa stanica koštanog tkiva organizirana su u specifičnu morfološku i funkcionalnu višestaničnu jedinicu (engl. basic multicellular unit) koja obavlja i koordinira dva temeljna procesa u biologiji kosti: razgradnju i izgradnju kosti tijekom ciklusa nazvanog ciklus koštane pregradnje. Ovaj ciklus počinje fazom aktivacije koja uključuje mehanosenzaciju i mehanotransdukciju osteocita ili staničnim odgovorom na sistemski humoralni faktor kao što je paratireoidni hormon. Ovi startni signali potiču stvaranje specifične strukture nad koštanom površinom koju treba pregraditi i nazivamo je odjeljak koštane pregradnje (engl. bone remodeling compartment). Nadalje ovi startni signali aktiviraju osteoklastne prekursore na proliferaciju, diferencijaciju, pričvršćivanje i razgradnju određene koštane površine u sljedećoj fazi resorpcije. Nakon što se razgradi određena količina koštanog matriksa, počinje faza obrata koja uključuje oslobađanje brojnih, još uvijek nedovoljno poznatih činitelja koji povezuju razgradnju i osteoblastnu izgradnju s mineralizacijom kosti u sljedećoj fazi. Kada se stvori ista količina kosti koja se razgradila, slijedi završna faza ciklusa u kojoj se ciklus koštane pregradnje zaustavlja, a koštana površina ulazi u mirnu fazu.
Svrha ovog istraživanja bila je proučiti učinak deksketoprofen-trometamola, meloksikama i natrijeva diklofenaka na netretiranu alveolarnu kost kada se koriste lijekovi za neku drugu indikaciju. ...Materijali i metode: Dvadeset osam mužjaka štakora Spraque-Dawley randomizirano je u četiri grupe na sličan način: tretirani su deksketoprofen-trometamolom (grupa 1.), meloksikamom (grupa 2.) i natrijevim diklofenakom (grupa 3.), a u kontrolnoj grupi nije se primjenjivao nikakav lijek. Nesteroidne protuupalne lijekove (NSAID) dobivali su deset dana nakon frakture fibule. Netretiranoj alveolarnoj kosti histopatološki se procjenjivala gustoća spongiozne kosti te osteoklastična i osteoblastična gustoća. Rezultati: Gustoća spongiozne kosti bila je niža u eksperimentalnim grupama (grupe od 1 do 3) negoli u kontrolnoj (p < 0,05). Suprotno tome, u eksperimentalnim grupama uočeno je povećanje gustoće osteoklasta u odnosu prema kontrolnoj grupi (p < 0,05). Prema gustoći osteoblasta grupe 2 i 3 bile su niže od kontrolne (p < 0,05), ali je u grupi 1 gustoća bila ista kao i u kontrolnoj. Zaključak: Ovo istraživanje pokazalo je da sustavno korištenje NSAID-a može utjecati na netretiranu alveolarnu kost. To se treba uzeti u obzir u slučaju produljenog korištenja tih lijekova.
Osteoblasti (OB) imaju važnu ulogu u remodeliranju kostiju tako što izlučuju citokine, kao što su osteoprotegerin (OPG), ligand receptora aktivacije jezgrenog činitelja kappa-B (engl. receptor ...activator of nuclear factor kappa-B ligand; RANKL) i osteopontin (OPN). Cilj našeg istraživanja bio je vrednovanje učinaka ekstrakata kineske biljke Cistanche deserticola na in vitro ekspresiju tih citokina u OB štakora u staničnoj kulturi. Primarni OB bili su izdvojeni iz lubanje štakora digestijom pomoću tripsina i kolagenaze, a njihov je fenotip bio određen uporabom Swiss metode bojenja, bojenjem alkalnom fosfatazom, te bojenjem crvenom bojom po Von Kossi i alizarinom. Ekspresije gena za OPG; RANKL i OPN analizarne su pomoću kvantitativne RT-PCR metode. Svi su tretmani s biljnim iscrpcima biljke Cistanche povećali ekspresiju gena za OPG i RANKL nakon 72 sata kultiviranja, posebice u koncentraciji od 5×10-2 mg/mL, kad su one bile značajno različite u usporedbi s vrijednostima dobivenima za kontrolne kulture, dok je većina tretmana značajno umanjila ekspresiju OPG/RANKL nakon 48 sati te ekspresiju OPN mRNA nakon 72 sata kultiviranja. In vitro izlaganje OB biljnom pripravku Cistanche u primijenjenim koncentracijama potaknulo je ekspresiju gena za OPG i RANKL te umanjilo ekspresiju gena za OPG/RANKL i OPN, pa bi stoga moglo uspostaviti ravnotežu pri obnavljanju i resorbiranju kostiju tijekom koštanog metabolizma.
Pojedina univerzalna svojstva prehrane hominina prije pojave poljodjelstva izrazito se razlikuju od suvremene prehrane. Prehrambene navike hominina vjerojatno su bile ograničene na plodove divljeg ...bilja i lovinu; više od 70 % moderne prehrane odnosi se na konzumaciju rafiniranih šećera, biljnih ulja, žitarica i mliječnih prerađevina. Moderna je prehrana s višim unosom masti također dovela do nepovoljnijeg omjera omega-6 i omega-3 višestruko nezasićenih masnih kiselina (engl. krat. PUFA), koji pridonosi održavanju kronične upale niskoga stupnja, a time i nastanku mnogih kroničnih bolesti, uključujući pretilost i osteoporozu. U ovom se preglednom članku opisuju promjene uslijed modernog načina prehrane, s posebnim osvrtom na vrste i količine konzumirane masti. Također se objašnjavaju nedostatci moderne prehrane s obzirom na upalne procese te međusobna povezanost između pretilosti i upalnih procesa, koji su usto i poveznica između pretilosti i osteoporoze. U članku se iznose saznanja o tome da pretjerana konzumacija omega-6 masnih kiselina uz nedostatnu konzumaciju omega-3 masnih kiselina dovodi do kronične upale niskoga stupnja i povišenih vrijednosti reaktivnih kisikovih čestica (ROS), a time i do pomaka u mezenhimskih matičnih stanica (prekursora osteoblasta i adipocita) prema povećanoj adipogenezi i smanjenoj osteoblastogenezi. Uz povećanu sintezu upalnih citokina zbog pretilosti, moderna prehrana s nepovoljnim omjerom omega-6 i omega-3 kiselina u korist prvih nastavlja poticati pretilost i osteoporozu jer održava i pogoršava kroničnu upalu.
Provider: - Institution: - Data provided by Europeana Collections- Osteoporoza je bolest kostura karakterizirana smanjenjem koštane mineralne gustoće (BMD) i poremećajem mikroarhitekture koštanog ...tkiva. Rizik za osteoporozu može biti genetski ili stečeni. Stečenom riziku pridonose brojni lijekovi, uključujući 13-cis retinoičnu kiselinu (13cRA). U ovome radu dokazano je da 13cRA u dozi od 80 mg kg-1 tijekom 14 dana uspješno uzrokuje osteoporotske promjene u štakora putem mehanizama povećanog oksidativnog stresa (OS) i stvaranja reaktivnih radikala, smanjenja aktivnosti osteoblasta i povećanja aktivnosti osteoklasta, smanjenja razine estrogena i pojavnosti upalnih citokina koji aktiviraju osteoklaste i uzrokuju apoptozu osteoblasta, smanjenja aktivnosti receptora vitamina D, smanjenja apsorpcije Ca2+ u crijevima i povećanja izlučivanja Ca bubrezima i učincima na paratireoidni hormon. Kroz model osteoporoze prouzročen 13cRA (RMO) u ovom istraživanju prikazana su protuoksidativnna, protuupalna, fitoestrogenska i regenerativna svojstva flavonoida (krizina, proantocijanida, naringenina, ikarina i kvercetina ) na osteoblaste i inhibiciju osteoklasta, što je pokazano odnosima između biljega OS, biokemijskim biljezima koštanog preokreta, mjerenjima koštane mase i geometrijskih odrednica bedrenih kosti, mjerenjima proupalnih citokina i histopatoloških oštećenja kosti. Učinci flavonoida uspoređeni su kroz navedene odrednice sa alendronatom, danas lijekom izbora u liječenju osteoporoze, a prikazana je i procjena oštećenja DNA kod RMO štakora nakon obrade flavonoidima i alendronatom. Dobiveni rezultati pokazuju mogućnost novog farmakoterapijskog pristupa u terapiji osteoporotičnih promjena u kojem laka dostupnost, ekonomska isplativost i nedostatak toksičnosti mogu biti prednost u primjeni flavonoida u odnosu na alendronat. Nadalje ovo istraživanje pridonosi boljem razumijevanju odnosa između prehrane i zdravlja te razvoja koncepta funkcionalne hrane s temeljnim ciljem postizanja boljeg zdravstvenog statusa, spriječavanja i liječenja bolesti.- Osteoporosis is a skeletal disease characterized by decreased bone mineral density (BMD) and bone microarchitecture disorder. The risk of osteoporosis can be genetic or acquired. Numerous medications including 13-cis retinoic acid (13cRA) contribute to the acquired risk. In this PhD thesis it has been proved that 13cRA at a dose of 80 mg kg-1 during 14 days successfully causes osteoporotic changes in the rats through the mechanisms of increased oxidative stress (OS) and the formation of reactive radicals, reduced activity of osteoblasts and increased osteoclast activity, decreased estrogen levels and the appearance of inflammatory cytokines which activate osteoclasts and cause osteoblasts apoptosis, reduction in vitamin D receptor activity, decreased absorption of Ca2+ in the intestine, increase the Ca secretion by kidneys and the effects on the parathyroid hormone. Through the model of osteoporosis caused by 13cRA (RMO) in this study are shown antioxidative, anti-inflammatory, phytoestrogenic and regenerative features of flavonoids (chrysin, proanthocyanidins, naringenin, icariin and quercetin) on osteoblasts and osteoclasts inhibition, which has been shown by the relationships between markers of OS, biochemical markers of bone turnover, measurements of bone mass and geometric determinants of thigh bones, measurements of proinflammatory cytokines and histopathological bone damage. The effects of flavonoids are compared through these features with alendronate, nowadays the medication of choice to treat osteoporosis, and the evaluation of DNA damage at RMO rats after the treatment with flavonoids and alendronate is presented. The results show the possibility of a new pharmacological approach for the treatment of osteoporotic changes, where easy accessibility, cost-effectiveness and lack of toxicity may be an advantage in the application of flavonoids with respect to alendronate. Furthermore, this study contributes to a better understanding of the relationship between diet and health and development of the concept of functional foods with the fundamental aim of achieving better health status, prevention and treatment of disease.- All metadata published by Europeana are available free of restriction under the Creative Commons CC0 1.0 Universal Public Domain Dedication. However, Europeana requests that you actively acknowledge and give attribution to all metadata sources including Europeana
Provider: - Institution: - Data provided by Europeana Collections- Neuropeptid Y (NPY) izražavaju stanice iz loze osteoblasta. In vitro studije su pokazale da NPY ima negativan učinak na ...diferencijaciju osteoblasta. Vođeni pretpostavkom da NPY izražen u stanicama loze zrelih osteoblasta može kontrolirati diferencijaciju mezenhimskih progenitorskih stanica istražili smo in vivo ulogu neuropeptida Y kao regulatora osteogeneze. U tu svrhu uzgojili smo transgeničnog miša (Col2.3NPY-ires GFPtopaz). Lančana reakcija polimerazom u stvarnom vremenu (RT-qPCR) i NPY EIA analiza pokazali su pojačani izražaj NPY-a u transgeničnim miševima. Col2.3NPY miševi imali su 25% smanjen udio trabekularne kosti i 7-10% tanje trabekule. Analiza genske ekspresije nije pokazala nikakve razlike u ekspresiji OC, BSP i DMP-1 kod transgeničnih životinja. Col2.3NPY mCOB kulture imale su 6 puta manju površinu mineralizacije te smanjeni izražaj markera osteogeneze. Ovaj mišji model pokazao je da lokalno izražen NPY ima važnu ulogu u regulaciji koštane mase te regulira promjene u koštanoj masi. Svi ovi rezultati pokazali su da periferni signalni put NPY-a ima bitnu ulogu u koštanoj pregradnji.- Neuropeptide Y is expressed by osteoblast lineage cells and when administered in vitro can inhibit osteoblast lineage differentiation. We hypothesize that NPY, generated by mature osteoblast lineage cells, can control and modulate differentiation of osteoprogenitor cells. In this study we have evaluated the effects of bone-specific overexpression by generating Col2.3NPY-ires GFPtopaz transgenic mice. RT-qPCR and NPY EIA analysis showed increased expression of NPY in transgenic mice. Col2.3NPY mice had 25% lower trabecular volume and 7-10% lower trabecular thickness. Gene expression analysis in Col2.3NPY mice did not show any changes in expression levels of OC, BSP and DMP-1. Terminal osteoblast differentiation was impaired in Col2.3NPY mCOB cultures as indicated by a 6-fold decrease in mineralized area and decreased expression of all osteogenic markers. Our model has shown that locally expressed NPY plays an important role in regulation of bone mass. All these findings suggest that peripheral mechanism of the NPY signaling is important in bone remodeling.- All metadata published by Europeana are available free of restriction under the Creative Commons CC0 1.0 Universal Public Domain Dedication. However, Europeana requests that you actively acknowledge and give attribution to all metadata sources including Europeana
Provider: - Institution: - Data provided by Europeana Collections- Osteoklasti su komponenta hematopoetske niše koštane srži, no njihova uloga u regulaciji hematopoeze nije dovoljno istražena i ...dosadašnji rezultati su proturječni. Istražili smo utjecaj potaknute hematopoeze nakon akutnog i kroničnog gubitka krvi na diferencijaciju i aktivnost mišjih osteoklasta. U modelu akutnog gubitka krvi naglasak smo stavili na preteče osteoklasta i izražaj gena uključenih u osteoklastogenezu te potencijal stanica koštane srži da se u in vitro uvjetima diferenciraju u koštane stanice. U modelu kroničnog gubitka krvi smo istražili učinak na aktivnost koštanih stanica odnosno koštanu pregradnju. Modelom akutnog gubitka krvi smo pokazali da potaknuta hematopoeza ne utječe na broj preteča osteoklasta, ali da potiče njihovo sazrijevanje. Model kroničnog gubitka krvi je pokazao da dugoročan gubitak krvi nema značajnog utjecaja na aktivnost osteoklasta i pregradnju trabekularne kosti. Rezultati su pokazali da krvarenje ne potiče aktivnost osteoklasta i koštanu razgradnju kako bi stvorili dodatan prostor za koštanu srž.- Osteoclasts are components of hematopoietic bone marrow niche, but their role as hematopoietic contributors are still controversial. We aimed to investigate whether an acute and chronic blood loss and the consequent intense hematopoiesis would affect osteoclast differentiation and activity in mice. In the model of acute blood loss research was focused on specific subpopulations of osteoclast precursors, expression of osteoclastogenesis- and osteoblastogenesis-related genes and the potential of bone marrow cells to form osteoclast-like cells in vitro, while in the model of chronic blood loss on bone cells activity in vivo. There were no significant changes of cells with high osteoclastogenic potential, but we observed promoted osteoclast maturation following acute blood loss. Chronic blood loss had no effect on osteoclast activity and remodeling of trabecular bone. Our data demonstrate that blood loss does not promote osteoclast activity and osteoresorption to provide additional space for bone marrow.- All metadata published by Europeana are available free of restriction under the Creative Commons CC0 1.0 Universal Public Domain Dedication. However, Europeana requests that you actively acknowledge and give attribution to all metadata sources including Europeana
Preduvjet za uspješnu regeneraciju parodontnog tkiva jest odgovarajuća aktivacija populacije za to odgovornih stanica, poput osteoblasta. U tom su slučaju stanična adhezija i sazrijevanje usko ...povezani s morfologijom stanica i f-aktinskom organizacijom citoskeleta. Mogućnost pojačavanja parodontalnog cijeljenja pomoću pojedinih komponenti izvanstaničnog matriksa (ECM) i derivata caklinskog matriksa dobro je dokumentirana u literaturi. Svrha rada: Svrha ovog istraživanja bila je testirati učinak ECM-bjelančevina, kolagena tipa I, laminina-1 te komercijalnog proizvoda EMD-a na morfološku i citoskeletnu organizaciju osteogenih stanica. Ispitanici i postupci: Tijekom promatranja analizirano je ukupno 2450 osteogenih stanica iz pet različitih staničnih linija (četiri primarnih i jedne komercijalne) kultiviranih na pojedinim supstratima, a analizirali su ih tri neovisna promatrača. Nakon bojenja za f-aktin staničnog citoskeleta i automatizirane CLSM-vizualizacije, stanice su podijeljene u tri skupine ovisno o njihovim morfološkim svojstvima (nezrele, prijelazne i zrele). Osim deskriptivne analize obavljena je bila i multivarijantna logička regresija radi identificiranja odgovarajućih parametara koji utječu na staničnu morfologiju i organizaciju citoskeleta. Rabljeni pojedinačni ligandi kolagena i laminina te posebice EMD poticali su stvaranje zrelog osteogenog fenotipa, premda su bile uočene i određene razlike među korištenim staničnim linijama. Rezultati: Analiza morfologije i citoskeleta pouzdan je način skupljanja prvih podataka o biokompatibilnosti i bioaktivaciji stanica na različitim supstratima. Naši rezultati upućuju na mogući potencijal istraživanih liganada u pojačavanju osteogenoga staničnog pričvrstka i sazrijevanju te time i pomaganju cijeljenja parodontnog tkiva.
PDF
