התערבות Tuina בהזרקת נתרן מונויודואצטט מודל חולדה של אוסטיאוארתריטיס בברך
Summary
פרוטוקול זה מתאר את שיטות ההתערבות של Tuina במודל חולדה הנגרמת על ידי הזרקת נתרן מונויודואצטט של דלקת מפרקים ניוונית בברך (KOA), המספק התייחסות ליישום של Tuina במודלים של בעלי חיים KOA. פרוטוקול זה גם לומד את המנגנון היעיל של Tuina עבור KOA, והתוצאות יסייעו לקדם את יישומו.
Abstract
דלקת מפרקים ניוונית בברך (KOA), הפרעת מפרקים ניוונית נפוצה, מאופיינת בכאב כרוני ונכות, שיכולים להתקדם לנזק מבני בלתי הפיך של המפרק. מחקרים על הקשר בין סחוס מפרקי, שרירים, סינוביום, ורקמות אחרות סביב מפרק הברך ב- KOA הם בעלי חשיבות רבה. כיום, ניהול KOA כולל שינויים באורח החיים, פעילות גופנית, תרופות והתערבויות כירורגיות; עם זאת, הבהרת המנגנונים המורכבים העומדים בבסיס כאב הקשור ל- KOA עדיין חסרה. כתוצאה מכך, כאב KOA נותר אתגר קליני מרכזי ועדיפות טיפולית. טווינה נמצאה כבעלת השפעה רגולטורית על המערכת המוטורית, החיסונית והאנדוקרינית, מה שהוביל לחקירה האם טווינה יכולה להקל על תסמיני KOA, הנגרמים על ידי הגברת הרגולציה של גורמים דלקתיים, ויתרה מכך, אם הגורמים הדלקתיים בשרירי השלד יכולים להגביר את התקדמות KOA.
חילקנו באקראי 32 חולדות זכרים מסוג Sprague Dawley (SD) (180-220 גרם) לארבע קבוצות של שמונה בעלי חיים כל אחת: antiPD-L1+Tuina (קבוצה A), מודל (קבוצה B), Tuina (קבוצה C) וניתוחי דמה (קבוצה D). עבור קבוצות A, B ו-C, הזרקנו 25 מיקרוליטר של תמיסת נתרן מונויודואצטט (MIA) (4 מ”ג MIA מדולל ב-25 מיקרוליטר של תמיסת מלח סטרילית) לחלל מפרק הברך הימני, ובקבוצה D הוזרק אותו כמות של מלח פיזיולוגי סטרילי. כל הקבוצות הוערכו באמצעות הבדיקות הכי פחות מלחיצות ביותר (סף נסיגה מכני של כפה, חביון תרמי של נסיגת כפות, נפיחות במפרק הברך הימני, ציון Lequesne MG, טמפרטורת העור) לפני ההזרקה ו -2, 9 ו -16 ימים לאחר ההזרקה.
Introduction
דלקת מפרקים ניוונית בברך (KOA) היא דלקת מפרקים ניוונית נפוצה, המאופיינת בכאב כרוני ונכות, ו- KOA חמור יחסית יוביל לנזק מבני בלתי הפיך למפרק1. השכיחות העולמית הגבוהה של KOA הפכה לאתגר עולמי גדול בתחום בריאות הציבור 2,3, הפוגע קשות באיכות החיים של חולים 4,5. מחקרים הראו כי KOA משפיע על יותר מ -260 מיליון אנשים ברחבי העולם6. עם הזדקנות האוכלוסייה, שיעור השכיחות הכולל של KOA בסין הוא גבוה עד 17.0% מעל גיל 40, מה שמטיל נטל כבד על משפחותיהם של אלה שנפגעו 7,8.
על פי הרפואה הסינית, KOA שייך לקטגוריה של “שיתוק”9, והקלאסיקה של הקיסר הצהוב לרפואה פנימית מקשרת גידים, עצמות ובשר עם שיתוק. לכן, אנחנו צריכים לשים לב לקשר בין הסחוס, שריר, סינוביום, כמו גם רקמות אחרות סביב מפרק הברך ב KOA. ברפואה המודרנית, הן דלקת שרירים והן דלקת עצמות, שהם המרכיבים העיקריים של ההומאוסטזיס החיסוני של דלקת פרקים, מניעים את התקדמות כאבי KOA. עם זאת, מרבית המחקרים מתמקדים בדלקות סחוס ודלקות סינוביאליות במפרקי העצם, וקיים מיעוט מאמרים הבוחנים תופעות דלקתיות בשרירי השלד. לכן, יש צורך במחקר נוסף על תפקיד שרירי השלד בדלקת כדי להשיג הבנה מקיפה יותר של KOA ולספק רעיונות לשיטות טיפול יעילות יותר. בסקירת הספרות, מצאנו כי עיכוב של ליגנד המוות המתוכנת של גורם הקשור למערכת החיסון 1 (PD-L1) החמיר את ההתקדמות של KOA10,11 וכי היה ביטוי דיפרנציאלי של IL-15 ו- FOXO1 בשרירי השלד של חולים עם KOA12, כמו גם דלקת שרירי שלד משמעותית בחולים עם KOA סופני, אשר היה קשור גם עם שינויים בהליכה. הוכח כי שריר השלד יכול גם להפריש גורמים הקשורים קשר הדוק לחסינות דלקתית כגון IL-6, וכי TNF-α קשור קשר הדוק גם למסלול PD-L1 ו- KOA13,14,15.
נכון לעכשיו, טיפולים זמינים עבור KOA כוללים בקרת משקל, פעילות גופנית, תרופות, וניתוח, אשר בדרך כלל כוללים זריקות תוך מפרקיות, תרופות משככי כאבים, ניתוח ארתרוסקופי, אוסטאוטומיה periprosthetic של הברך16. נכון לעכשיו, לא ניתן לעצור או להפוך לחלוטין את התקדמות מחלת KOA, וללא הבנה ברורה של המנגנונים המורכבים העומדים בבסיס כאבי KOA, חולי KOA נמצאים בסיכון לשימוש יתר בתרופות משככות כאבים ולשכיחות גבוהה של תופעות לוואי8. רוב אסטרטגיות הטיפול יעילות רק לתקופות קצרות ומתמקדות רק בהקלה זמנית של הסימפטומים ולא בפתוגנזה של המחלה. לכן, כאב KOA נשאר בראש סדר העדיפויות ואתגר לטיפול, ומציב אתגר קליני רציני. עם זאת, Tuina יכול ישירות לעורר את שרירי השלד סביב המפרק הפגוע בטיפול KOA והוא יכול לספק כמה יתרונות. בשילוב עם התיאור הקודם, זהו הטיפול האידיאלי ללמוד את תפקידה של רקמת שריר השלד ב- KOA, והבהרת תפקידה של רקמת שריר השלד בדלקת יכולה גם לספק תמיכה תיאורטית טובה יותר לטוינה של KOA.
מחקרים הראו כי טיפול בעיסוי, טיפול מניפולטיבי אוסטאופתי ומניפולציה בעמוד השדרה יכולים לעזור להקל על הכאב ולהחזיר את תפקוד הגוף17,18. מניפולציות אלה יכולות לפעול על דלקת מקומית ולהקל על עוויתות ושיכוך כאבים באמצעות פעולה מכנית חיצונית. הם יכולים להקל על הכאב לאחר ארתרופלסטיקה מלאה של הברך, להפחית את השימוש בתרופות משככי כאבים, לקדם התאוששות לאחר הניתוח, ולשפר את האיזון הביומכני19. עיסוי שוודי אפשרי בטיפול בדלקת מפרקים ניוונית ויכול להפחית מתח ולשפר את איכות החיים20. להשפעה הטיפולית של טווינה על KOA קדמו מחקרים מסוימים.
בניסוי זה, הצוות שלנו יחקור אם הביטוי של PD-L1 וגורמים דלקתיים קשורים בשרירי השלד יכול לגרום ל-KOA ויקדם את פיתוחו בהתבסס על מודל KOA המושרה על ידי MIA בחולדות. Tuina ייושם גם כדי לראות אם זה יכול להקל על תסמיני KOA הנגרמים על ידי ביטוי מוגבר של גורמים דלקתיים. Tuina ישולב עם עיכוב PD-L1 כדי להדגים את הקשר בין מסלול PD-1 בתיווך Tuina בדלקת שרירי השלד המשפיעה על התפתחות KOA וכאב, ותניח את הבסיס למחקרים רב-שכבתיים נוספים על המנגנונים הטיפוליים של התערבות Tuina ב- KOA.
לסיכום, מאמר זה מתאר את החקירה וההרחבה של מנגנוני דלקת שרירי השלד בהתפתחות KOA והכאב שלה, כמו גם את ההשפעות הטיפוליות של Tuina על KOA, מנקודת מבט של ביטוי גורמים דלקתיים חיסוניים, בשילוב עם אינדיקטורים הקשורים להתנהגות, כדי לספק ראיות מחקריות מודרניות לתיאוריית “חוסר האיזון של גידים ועצמות” ברפואה הסינית המסורתית.
Protocol
Representative Results
Discussion
מחקר זה נועד להעריך את השיפור של KOA לאחר התערבות Tuina באמצעות אינדיקטורים התנהגותיים סטנדרטיים ולחקור את המנגנונים של Tuina עבור KOA ואת הקשר בין שרירי השלד ו- KOA. שלא כמו טיפולים תרופתיים וכירורגיים, לטוינה יש השפעה רגולטורית חיובית על המערכת המוטורית, החיסונית והאנדוקרינית. Tuina יכול להקל על דל?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
מחקר זה נתמך על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (NO.82105042, 82205302); תוכנית שנחאי למצוינות פוסט-דוקטורט (NO.2020371); הקרן למדע פוסט-דוקטורט בסין (NO.2021M692156); תוכנית השיט בשנגחאי (NO.20YF1450900); הקרן המדעית של בית החולים Yueyang של רפואה סינית מסורתית ומערבית משולבת (NO.2021yygq03). למממנים לא היה כל תפקיד בתכנון, בביצוע או בכתיבה של המחקר.
Materials
| Anti-PD-L1 | Abcam, Cambridge, MA, USA | ab80276 | |
| electric von Frey esthesiometer | IITC/Life Science, Woodland Hills, CA, USA | ALMEMO 2450 | |
| GraphPad Prism 9.0 | GraphPad Software | Software for stastistical analysis | |
| monosodium iodoacetate | Sigma-Aldrich Inc | I9148 | Resolved into normal saline for injection |
| pentasorbital sodium | Sigma-Aldrich Inc | P3761 | |
| Sprague Dawley (SD) male rats | Shanghai Jihui Experimental Animal Breeding Co., Ltd | No. SCXK (Hu) 2017-0012 | |
| thermal analgesia tester | IITC/Life Science | Model 390 |
References
- Katz, J. N., et al. Diagnosis and treatment of hip and knee osteoarthritis: A review. JAMA. 325 (6), 568-578 (2021).
- Culvenor, A. G., et al. Prevalence of knee osteoarthritis features on magnetic resonance imaging in asymptomatic uninjured adults: a systematic review and meta-analysis. Br J Sports Med. 53 (20), 1268-1278 (2019).
- Safiri, S., et al. regional and national burden of osteoarthritis 1990-2017: a systematic analysis of the Global Burden of Disease Study 2017. Ann Rheum Dis. 79 (6), 819-828 (2020).
- Kong, L., et al. Traditional Chinese exercises on pain and disability in middle-aged and elderly patients with neck pain: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Front Aging Neurosci. 14, 912-945 (2022).
- Nevitt, M. C., et al. Symptoms of knee instability as risk factors for recurrent falls. Arthritis Care Res (Hoboken). 68 (8), 1089-1097 (2016).
- Hunter, D. J., March, L., Chew, M. Osteoarthritis in 2020 and beyond: a Lancet Commission). Lancet. 396 (10264), 1711-1712 (2020).
- Fan, Z. J., et al. Interpretation and evaluation of the Chinese Osteoarthritis Treatment Guidelines (2021 Edition). Chinese Journal of Evidence-Based Medicine. 22 (06), 621-627 (2022).
- Chen, W., et al. Design of an epidemiological survey on the prevalence of osteoarthritis of the knee in a middle-aged and elderly population in China. Journal of Hebei Medical University. 36 (04), 487-490 (2015).
- Shao, S. Study on the mechanism of regulating the "balance of tendon and bone force" in the treatment of knee osteoarthritis by Tui Na manipulation. Shanghai University of Traditional Chinese Medicine. , 107-108 (2020).
- Liu, S. Role and mechanism of PD-1/PD-L1 pathway in osteoarthritis in mice. Shandong University. , 130-134 (2020).
- Shoujian, PD-1 promotes the repair and regeneration of contused skeletal muscle by regulating Treg cells and macrophages. Shanghai Institute of Physical Education. , 54-58 (2020).
- Levinger, P., et al. The level of FoxO1 and IL-15 in skeletal muscle, serum and synovial fluid in people with knee osteoarthritis: a case control study. Osteoporos Int. 27 (6), 2137-2143 (2016).
- Niu, Q., Xie, C., Jiang, Z. Advances in Chinese medicine based on PI3K/AKT signaling pathway for the treatment of knee osteoarthritis. Massage and Rehabilitation Medicine. , 1-5 (2022).
- Liu, S., et al. Blocking of checkpoint receptor PD-L1 aggravates osteoarthritis in macrophage-dependent manner in the mice model. Int J Immunopathol Pharmacol. 33, 2058-2073 (2019).
- Molanouri, S. M., et al. Combined effect of aerobic interval training and selenium nanoparticles on expression of IL-15 and IL-10/TNF-alpha ratio in skeletal muscle of 4T1 breast cancer mice with cachexia. Cytokine. 90, 100-108 (2017).
- Mahmoudian, A., et al. Early-stage symptomatic osteoarthritis of the knee – time for action. Nat Rev Rheumatol. 17 (10), 621-632 (2021).
- Nahin, R. L., et al. Evidence-based evaluation of complementary health approaches for pain management in the United States. Mayo Clin Proc. 91 (9), 1292-1306 (2016).
- Bervoets, D. C., et al. Massage therapy has short-term benefits for people with common musculoskeletal disorders compared to no treatment: a systematic review. J Physiother. 61 (3), 106-116 (2015).
- Xu, H., et al. Effectiveness of tui na in treating pain after total knee replacement for knee osteoarthritis. Chinese Tissue Engineering Research. 25 (18), 2840-2845 (2021).
- Ali, A., et al. Massage therapy and quality of life in osteoarthritis of the knee: a qualitative study. Pain Med. 18 (6), 1168-1175 (2017).
- Yoh, S., et al. Intra-articular injection of monoiodoacetate induces diverse hip osteoarthritis in rats, depending on its dose. BMC Musculoskelet Disord. 23 (1), 494-487 (2022).
- Lockwood, S. M., et al. Characterisation of peripheral and central components of the rat monoiodoacetate model of osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage. 27 (4), 712-722 (2019).
- McCoy, A. M. Animal models of osteoarthritis: Comparisons and key considerations. Vet Pathol. 52 (5), 803-818 (2015).
- Guo, X. Exploring the effect of pushing on cartilage in rats with knee osteoarthritis based on ROCK/LIMK1/Cofilin signaling pathway. Chongqing Medical University. , 42-44 (2022).
- Liu, Z. F., et al. Tuina for peripherally-induced neuropathic pain: A review of analgesic mechanism. Front Neurosci. 16, 1096-1104 (2022).
- Gebremariam, L., et al. Subacromial impingement syndrome–effectiveness of physiotherapy and manual therapy. Br J Sports Med. 48 (16), 1202-1208 (2014).
- Yao, C., et al. Transcriptome profiling of microRNAs reveals potential mechanisms of manual therapy alleviating neuropathic pain through microRNA-547-3p-mediated Map4k4/NF-kappab signaling pathway. J Neuroinflammation. 19 (1), 211-221 (2022).
- Valera-Calero, A., et al. Endocrine response after cervical manipulation and mobilization in people with chronic mechanical neck pain: a randomized controlled trial. Eur J Phys Rehabil Med. 55 (6), 792-805 (2019).
- Kovanur, S. K., et al. Measureable changes in the neuro-endocrinal mechanism following spinal manipulation. Med Hypotheses. 85 (6), 819-824 (2015).
- Colombi, A., Testa, M. The effects induced by spinal manipulative therapy on the immune and endocrine systems. Medicina (Kaunas). 55 (8), 312-314 (2019).
- Afify, A., Mark, H. F. Fluorescence in situ hybridization assessment of chromosome 8 copy number in stage I and stage II infiltrating ductal carcinoma of the breast. Cancer Genet Cytogenet. 97 (2), 101-105 (1997).
- Kirby, B. S., et al. Mechanical influences on skeletal muscle vascular tone in humans: insight into contraction-induced rapid vasodilatation. J Physiol. 583, 861-874 (2007).
- Sefton, J. M., et al. Therapeutic massage of the neck and shoulders produces changes in peripheral blood flow when assessed with dynamic infrared thermography. J Altern Complement Med. 16 (7), 723-732 (2010).
- Chen, B., et al. Aerobic exercise combined with glucosamine hydrochloride capsules inhibited the apoptosis of chondrocytes in rabbit knee osteoarthritis by affecting TRPV5 expression. Gene. 830, 146465 (2022).
- Fang, L., et al. The mechanism of aerobic exercise combined with glucosamine therapy and circUNK in improving knee osteoarthritis in rabbits. Life Sci. 275, 119375 (2021).
- Li, X., et al. Casticin suppresses monoiodoacetic acid-induced knee osteoarthritis through inhibiting HIF-1alpha/NLRP3 inflammasome signaling. Int Immunopharmacol. 86, 106745 (2020).
- Ma, Z., et al. Vanillic acid reduces pain-related behavior in knee osteoarthritis rats Through the inhibition of NLRP3 inflammasome-related synovitis. Front Pharmacol. 11, 599022 (2020).
- Zhang, W., et al. Electroacupuncture ameliorates knee osteoarthritis in rats via inhibiting NLRP3 inflammasome and reducing pyroptosis. Mol Pain. 19, 17448069221147792 (2023).
