Abstraktní

Objektivní:
Zkoumat účinky akteosidu na aktivitu osteoblastů a osteoklastů u myší po ovariektomii (OVX).

Metody:
Myší model postmenopauzální osteoporózy byl založen ovariektomií (OVX). Padesát myší C57BL/6 bylo náhodně rozděleno do pěti skupin: falešně operovaná skupina, modelová skupina, estrogenová skupina, skupina s nízkou dávkou akteosidů a skupina s vysokou dávkou akteosidu, přičemž v každé skupině bylo 10 myší.

Zaznamenávala se tělesná hmotnost. Histomorfometrická analýza kosti byla provedena pomocí mikropočítačové tomografie (mikro-CT). Sérové ​​hladiny estradiolu (E2), CTX-1, PINP a ALP byly měřeny pomocí odpovídajících testovacích souprav. Byla zaznamenána hmotnost dělohy. K pozorování počtu osteoklastů bylo použito barvení TRAP. Imunohistochemie byla použita k detekci exprese proteinu Runx2. K vyhodnocení exprese markerů souvisejících s tvorbou kosti a kostní resorpcí byla použita kvantitativní RT-PCR v reálném čase (qRT-PCR) a analýza Western blot.

Výsledky:
Ve srovnání se skupinou s předstíranou operací vykazovaly myši v modelové skupině významně zvýšenou tělesnou hmotnost, významně sníženou hmotnost dělohy a hladiny E2, PINP a ALP v séru a významně zvýšené hladiny CTX-1 v séru. Kostní parametry včetně BMD, BV/TV, Tb.N, Tb.Th, PINP, ALP, Runx2, OCN a Col1 byly významně sníženy, zatímco Tb.Sp byl významně zvýšen. Ve femorální tkáni byla exprese mRNA ALP, OCN a Col1 významně snížena, zatímco exprese mRNA NFATc1 a c-fos, stejně jako exprese proteinu Runx2, p-IκB a p-Akt, byly významně zvýšeny (P<0.05P < 0.05P<0.05). The number of osteoclasts was also increased.

Ve srovnání s modelovou skupinou všechny léčebné skupiny vykazovaly významně sníženou tělesnou hmotnost, významně zvýšené hladiny PINP a ALP v séru a významně snížené hladiny CTX-1 v séru. BMD, BV/TV, Tb.N, Tb.Th, PINP, ALP, Runx2, OCN a Col1 byly významně zvýšeny, zatímco Tb.Sp byl významně snížen. Ve femorální tkáni byla exprese mRNA ALP, OCN a Col1 významně zvýšena, zatímco exprese mRNA NFATc1 a c-fos, stejně jako exprese proteinu Runx2, p-IκB a p-Akt, byly významně sníženy (P<0.05P < 0.05P<0.05). The number of osteoclasts was reduced.

Závěr:
Akteosid má duální regulační účinek na remodelaci kostí u OVX myší. Může zlepšit ztrátu kostní hmoty vyvolanou OVX inhibicí kostní resorpce zprostředkované osteoklasty prostřednictvím suprese dráhy NF-KB/Akt/NFATc1/c-fos, zatímco podporuje tvorbu kosti řízenou osteoblasty prostřednictvím aktivace osy Runx2/OCN/Col1.

Klíčová slova:
akteosid; postmenopauzální osteoporóza; osteoblasty; osteoklasty

Co je osteoporóza?

Osteoporóza (OP) je běžné a často tiché kosterní onemocnění charakterizované sníženou hustotou kostních minerálů, zhoršením mikrostruktury kostí, zvýšenou lámavostí kostí a vyšším rizikem zlomenin. Celosvětově je postiženo přibližně 18,3 % populace, přičemž zvláště zranitelné jsou ženy po menopauze. Tento stav je známý jako postmenopauzální osteoporóza (PMOP) [1].

Estrogen hraje klíčovou regulační roli v kostní remodelaci prostřednictvím mnoha mechanismů. Během kostní remodelace udržují osteoklasty a osteoblasty dynamickou rovnováhu mezi kostní resorpcí a tvorbou kosti. Když aktivita osteoblastů klesá a/nebo se aktivita osteoklastů stává nadměrnou, je tato rovnováha narušena, což vede k vážné ztrátě kostní hmoty [2].

Proto může být regulace funkce a tvorby osteoblastů a osteoklastů účinnou strategií pro léčbu osteoporózy související s nedostatkem estrogenu.

Proč se dívat na bylinné sloučeniny pro osteoporózu?

Současné hlavní léky na osteoporózu zahrnují bisfosfonáty, teriparatid, raloxifen a selektivní modulátory estrogenových receptorů. Tyto léky mohou být účinné, ale mohou také způsobit nežádoucí účinky, jako jsou gastrointestinální potíže a ve vzácných případech osteonekróza čelisti. Tyto obavy mohou omezit dlouhodobé užívání.

V posledních letech se stále větší pozornost zaměřuje na tradiční bylinnou medicínu pro podporu zdraví kostí, zejména u postmenopauzální osteoporózy.

Kořen Rehmannia, tradiční čínská bylina, je známý tím, že vyživuje ledviny a podporuje krevní oběh. Často se používá v bylinných přípravcích na osteoporózu [3]. Několik klinických studií uvádí, že čínské bylinné přípravky obsahující Rehmannia mohou pomoci zlepšit hustotu kostních minerálů, zmírnit bolest a zlepšit klinické příznaky u pacientů s osteoporózou [4].

Akteosid je ve vodě rozpustný fenylethanoidní glykosid, který se nachází v Rehmannia, Cistanche, Plantago semen a dalších léčivých rostlinách. Uvádí se, že má antioxidační, protizánětlivé, antidiabetické účinky a aktivity podporující tvorbu kostí [5].

Studie založená na systematickém přehledu a získávání dat z mnoha databází naznačila, že akteosid může být jednou z hlavních aktivních složek čínských bylinných přípravků pro postmenopauzální osteoporózu [6]. Síťové farmakologické studie také ukázaly, že akteosid může být klíčovou aktivní složkou v rostlinných přípravcích, jako jsou Qigu Capsule a Zuogui/Yougui Pills pro léčbu postmenopauzální osteoporózy [7,8].

Tato zjištění naznačují, že akteosid může být slibnou přírodní sloučeninou pro zdraví kostí. Přesný mechanismus účinku však dosud nebyl zcela objasněn.

Tato studie byla navržena tak, aby prozkoumala účinky akteosidu na aktivitu osteoblastů a osteoklastů na myším modelu s odstraněnými vaječníky, s cílem poskytnout vědecký základ pro další vývoj akteosidu ve výzkumu souvisejícím s osteoporózou.

 

1. Materiály a nástroje

1.1 Pokusná zvířata

Padesát 6týdenních samic myší C57BL/6 stupně SPF bylo zakoupeno od Hebei Experimental Animal Center, licenční číslo SCXK (Hebei) 2022-001. Myši vážily 20–23 g.

Všechny myši byly udržovány v 12hodinovém cyklu světlo/tma, s pokojovou teplotou řízenou na 22±3°C22\\pm 3^\\cca C22±3°C, vlhkostí na 55±5%55\\pm 5\\%55±5% a přiměřenou potravou a vodou. Po jednom týdnu adaptivního krmení byl experiment proveden.

1.2 Léky a činidla

Akteosid s čistotou 98 % a číslem šarže CFN97048 byl zakoupen od Wuhan ChemFaces.

Tablety estradiol valerátu, specifikace 1 mg x 21 tablet, byly zakoupeny od Bayer Healthcare Co., Ltd., Guangzhou.

Myší sérový estradiol (E2), alkalická fosfatáza (ALP), kolagen typu I zesíťovaný C-terminální telopeptid (CTX-1) a prokolagen typu I N-terminální propeptid (PINP) testovací soupravy byly zakoupeny od Beyotime Biotechnology, Shanghai.

RIPA lyzační pufr byl získán od Sigma, USA. Bio-Rad DC Protein Assay Kit byl získán od Bio-Rad Laboratories, USA. Anti-fosfo-Akt, anti-Akt, anti-fosfo-IkB a anti-IKB protilátky byly zakoupeny od Cell Signaling Technology, USA. Protilátka anti-Runt související s transkripčním faktorem 2 (Runx2) byla zakoupena od Santa Cruz Biotechnology, USA. Souprava pro barvení TRAP byla zakoupena od společnosti Sigma, USA. Činidlo TRIzol a RevertAid First Strand cDNA Synthesis Kit byly zakoupeny od Thermo Fisher Scientific, USA.

1.3 Hlavní nástroje

Mezi hlavní používané nástroje patřily:

Mikropočítačový tomografický skener SKYSCAN 1276, Bruker Technology, Peking

SpectraMax M čtečka mikrodestiček, Molecular Devices, Shanghai

Elektronické analytické váhy FA2004N, Sailun Instruments, Peking

WMP-6105 optický mikroskop, Wumo Optical Instruments, Shanghai

VeritiPro kvantitativní PCR systém v reálném čase a elektroforéza PowerEase, Thermo Fisher Scientific, Shanghai

 

2. Metody

2.1 Založení a seskupení modelu

Myši C57BL/6 byly náhodně rozděleny do pěti skupin:

Falešně provozovaná skupina

Modelová skupina

Estrogenová skupina, 1 mg/kg1 \\text{ mg/kg}1 mg/kg

Skupina s nízkou dávkou akteosidů, 50 mg/kg50 \\text{ mg/kg}50 mg/kg

Skupina s vysokou dávkou akteosidů, 150 mg/kg150 \\text{ mg/kg}150 mg/kg

Každá skupina obsahovala 10 myší.

Všechna zvířata byla anestetizována 2% pentobarbitalem sodným. Byl proveden malý řez, aby se odhalily vaječníky. Vaječníky byly jemně lokalizovány a odstraněny pro vytvoření modelu OVX. Ve skupině s falešnou operací byla odstraněna pouze tuková tkáň v blízkosti vaječníků.

Po operaci všechny myši dostávaly intramuskulární penicilin v dávce 50 000 U/den po dobu 3 po sobě jdoucích dnů.

Po operaci:

Estrogenová skupina dostávala estradiolvalerát v dávce 1 mg/kg1 \\text{ mg/kg} 1 mg/kg sondou jednou denně.

Skupiny s nízkou a vysokou dávkou akteosidů dostávaly akteosid žaludeční sondou jednou denně.

Falešně operované a modelové skupiny dostávaly čištěnou vodu v množství 10 mg/kg10 \\text{ mg/kg}10 mg/kg sondou.

Myši byly usmrceny 4 týdny po operaci. Byly odebrány vzorky femorální tkáně a krve. Stehenní kosti byly fixovány ve 4% paraformaldehydu po dobu 48 hodin a hodnoceny pomocí micro-CT.

2.2 Micro-CT Detekce

Levý femur každé myši byl skenován pomocí mikro-CT s vysokým rozlišením. Parametry skenování byly:

Napětí: 50 kV

Proud: 55 μA

Izotropní rozlišení: 6 μm

Skenování femuru bylo prováděno ve vzdálenosti 2 mm proximálně od růstové plotny, přičemž pokaždé bylo skenováno 720 řezů.

Micro-CT data byla analyzována pomocí softwaru INFINITT-Xelis. Mezi hodnocené konstrukční parametry patřily:

Minerální hustota kostí (BMD)

Objem kostí/celkový objem (BV/TV)

Trabekulární tloušťka (Tb.Th)

Trabekulární separace (Tb.Sp)

Trabekulární číslo (Tb.N)

2.3 Biochemické ukazatele krve

Vzorky krve byly odebrány a centrifugovány při 1300 ot./min po dobu 15 minut při 4°C4^\\circ C4°C. Soupravy ELISA byly použity k měření sérových hladin:

CTX-1, marker kostní resorpce

PINP, marker tvorby kostí

ALP, marker tvorby kostí

2.4 Barvení TRAP

Po fixaci byly myší stehenní kosti dekalcifikovány v EDTA po dobu 10 dnů. Poté byly dehydratovány, zality do parafínu a připraveny na 6 μm řezy.

Řezy byly podrobeny xylenovému odparafínování, rehydrataci ethanolem a barvení TRAP. Následně byly řezy dehydratovány, vyčištěny a upevněny.

2.5 Imunohistochemické (IHC) Barvení

Pro imunohistochemii Runx2 byly řezy 5 μm nařezány pomocí mikrotomu, poté zbaveny vosku a hydratovány.

Endogenní peroxidáza byla blokována 0,3% peroxidem vodíku v PBS po dobu 30 minut.

Pro snížení nespecifického zbarvení byly řezy inkubovány po dobu 1 hodiny v PBS obsahujícím 10% normální koňské sérum a 0,1% Triton X-100.

Řezy byly inkubovány přes noc při 4°C4^\\circ C4°C s primární protilátkou anti-Runx2 v ředění 1:1000.

Dále byly řezy promyty PBS a inkubovány s biotinylovaným králičím anti-kozím IgG při ředění 1:200 po dobu 2 hodin, následovala inkubace s komplexem avidin-biotin-peroxidáza po dobu 1 hodiny.

Vyvolání barvy antigenu bylo provedeno pomocí roztoku 3,3'-diaminobenzidin tetrahydrochloridu obsahujícího 0,003 % peroxidu vodíku. Pro kontrastní barvení byl použit roztok hematoxylinu.

2.6 Kvantitativní RT-PCR v reálném čase (qRT-PCR)

RNA byla extrahována pomocí činidla TRIzol. Množství RNA v každém vzorku bylo normalizováno na 1 ug pro syntézu cDNA.

cDNA byla syntetizována pomocí RevertAid First Strand cDNA Synthesis Kit.

qRT-PCR byla provedena pomocí kvantitativního termocykleru Exicycler-96 v reálném čase.

Parametry zesílení byly:

Počáteční denaturace při 95°C95^\\circ C95°C po dobu 5 minut

40 cyklů tříkrokové PCR:

Denaturace při 95°C95^\\circ C95°C po dobu 1 minuty

Žíhání při 60°C60^\\circ C60°C po dobu 30 sekund

Konečné prodloužení při 72°C72^\\circ C72°C po dobu 1 minuty

Data byla normalizována pomocí GAPDH a vyhodnocena jako průměrné násobky změn. Relativní genová exprese byla vypočtena pomocí metody 2−ΔACt2^{-\\Delta\\Delta Ct}2−ΔACt.

2.7 Analýza Western Blot

Buňky byly lyžovány pomocí RIPA lyzačního pufru obsahujícího inhibitory proteázy a inhibitory fosfatázy I a II.

Koncentrace proteinu byla stanovena pomocí soupravy Bio-Rad DC Protein Assay Kit.

Stejná množství proteinu, 20 ug 20 ug 20 ug na dráhu, byla nanesena na gely pro elektroforézu na 10% dodecylsulfát-polyakrylamidovém gelu (SDS-PAGE) a přenesena na polyvinylidenfluoridové membrány Immobilon-P.

Membrány byly blokovány 5% odstředěným mlékem po dobu 1 hodiny a poté inkubovány přes noc při 4°C4^\\circ C4°C s primárními protilátkami.

Po trojím promytí Tris-pufrovaným fyziologickým roztokem obsahujícím 0,1 % Tween-20 (TBST) byly membrány inkubovány s anti-myší nebo anti-králičí IgG sekundární protilátkou konjugovanou s křenovou peroxidázou při ředění 1:3000 po dobu 1 hodiny.

Proteiny byly vizualizovány chemiluminiscencí za použití soupravy ECL.

2.8 Statistická analýza

Všechny experimentální testy byly provedeny minimálně třikrát.

Srovnání mezi více skupinami bylo provedeno pomocí jednosměrné analýzy rozptylu. Párová srovnání mezi skupinami byla prováděna za použití Tukeyova vícenásobného srovnávacího testu.

Pro statistickou analýzu byl použit software SPSS 14.0. Hodnota P<0.05P < 0.05P<0.05 was considered statistically significant.

 

3. Výsledky

3.1 Účinky akteosidu na hladinu E2 v séru, hmotnost dělohy, tělesnou hmotnost a index dělohy u OVX osteoporotických myší

Jak je znázorněno na obrázku 1, ve srovnání s falešně operovanou skupinou měly myši v modelové skupině významně nižší hladiny E2 v séru, hmotnost dělohy a index dělohy, zatímco tělesná hmotnost byla významně zvýšena (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Ve srovnání s modelovou skupinou vykazovaly myši ve všech léčených skupinách významně sníženou tělesnou hmotnost (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Obrázek 1. Účinky akteosidu na hladinu E₂ v séru, hmotnost dělohy, tělesnou hmotnost a index dělohy u OVX osteoporotických myší

A. Falešně provozovaná skupina
B. Modelová skupina
C. Estrogen group
D. Skupina akteosidů s nízkou dávkou
E. Skupina akteosidů s vysokou dávkou

Poznámka:
∗P<0.05*P < 0.05∗P<0.05 vs. sham-operated group;
#P < 0,05 vs. modelová skupina;
△P<0.05\triangle P < 0.05△P<0.05 vs. estrogen group;
▲P<0.05\blacktriangle P < 0.05▲P<0.05 vs. low-dose acteoside group.

 

3.2 Účinky akteosidu na histomorfometrické parametry kostí u OVX osteoporotických myší

Jak je znázorněno na obrázku 2, ve srovnání se skupinou falešně operovaných myší vykazovaly myši v modelové skupině významně snížené BMD, BV/TV, Tb.N a Tb.Th, zatímco Tb.Sp byl významně zvýšený (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Ve srovnání s modelovou skupinou všechny léčebné skupiny vykazovaly významně zvýšené BMD, BV/TV, Tb.N a Tb.Th, zatímco Tb.Sp byl významně snížen (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Obrázek 2. Účinky akteosidu na histomorfometrické parametry kostí u OVX osteoporotických myší

A. Falešně provozovaná skupina
B. Modelová skupina
C. Estrogenová skupina
D. Skupina akteosidů s nízkou dávkou
E. Skupina akteosidů s vysokou dávkou

Poznámka:
∗P<0.05*P < 0.05∗P<0.05 vs. sham-operated group;
#P < 0,05 vs. modelová skupina;
△P<0.05\triangle P < 0.05△P<0.05 vs. estrogen group;
▲P<0.05\blacktriangle P < 0.05▲P<0.05 vs. low-dose acteoside group.

 

3.3 Účinky akteosidu na ukazatele související s kostním metabolismem v séru u OVX osteoporotických myší

Jak je znázorněno na obrázku 3, ve srovnání se skupinou falešně operovaných myší vykazovaly myši v modelové skupině významně snížené hladiny PINP a ALP v séru, zatímco hladiny CTX-1 byly významně zvýšené (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Ve srovnání s modelovou skupinou všechny léčebné skupiny vykazovaly významně zvýšené hladiny PINP a ALP v séru, zatímco hladiny CTX-1 byly významně sníženy (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Obrázek 3. Účinky akteosidu na indikátory související s metabolismem kostí v séru u OVX osteoporotických myší

A. Falešně provozovaná skupina
B. Modelová skupina
C. Estrogenová skupina
D. Skupina akteosidů s nízkou dávkou
E. Skupina akteosidů s vysokou dávkou

Poznámka:
∗P<0.05*P < 0.05∗P<0.05 vs. sham-operated group;
#P < 0,05 vs. modelová skupina;
△P<0.05\triangle P < 0.05△P<0.05 vs. estrogen group;
▲P<0.05\blacktriangle P < 0.05▲P<0.05 vs. low-dose acteoside group.

Obrázek 4. Účinky akteosidu na počet osteoklastů ve femuru OVX osteoporotických myší (barvení TRAP)

A. Falešně provozovaná skupina
B. Modelová skupina
C. Estrogenová skupina
D. Skupina akteosidů s nízkou dávkou
E. Skupina akteosidů s vysokou dávkou

Obrázek 5. Účinky akteosidu na expresi proteinu Runx2 ve femorální tkáni OVX osteoporotických myší (IHC, ×400)

A. Falešně provozovaná skupina
B. Modelová skupina
C. Estrogenová skupina
D. Skupina akteosidů s nízkou dávkou
E. Skupina akteosidů s vysokou dávkou

Obrázek 6. Účinky akteosidu na expresi ALP, OCN, Col1, NFATc1 a c-fos mRNA ve femorální tkáni OVX osteoporotických myší

A. Falešně provozovaná skupina
B. Modelová skupina
C. Estrogenová skupina
D. Skupina akteosidů s nízkou dávkou
E. Skupina akteosidů s vysokou dávkou

Poznámka:
∗P<0.05*P < 0.05∗P<0.05 vs. sham-operated group;
#P < 0,05 vs. modelová skupina;
△P<0.05\triangle P < 0.05△P<0.05 vs. estrogen group;
▲P<0.05\blacktriangle P < 0.05▲P<0.05 vs. low-dose acteoside group.

3.4 Účinky akteosidu na počet osteoklastů ve femorální tkáni OVX osteoporotických myší

Jak je znázorněno na obrázku 4, ve srovnání se skupinou s předstíranou operací se počet TRAP-pozitivních osteoklastů v modelové skupině zvýšil.

Ve srovnání s modelovou skupinou byl počet TRAP-pozitivních osteoklastů snížen ve všech léčených skupinách.

3.5 Účinky akteosidu na expresi Runx2 proteinu ve femorální tkáni OVX osteoporotických myší

Jak je znázorněno na obrázku 5, ve srovnání se skupinou s předstíranou operací byla exprese pozitivní na protein Runx2 ve femorální tkáni v modelové skupině snížena.

Ve srovnání s modelovou skupinou byla exprese pozitivní na protein Runx2 ve femorální tkáni zvýšena ve všech léčených skupinách.

3.6 Účinky akteosidu na expresi ALP, OCN, Col1, NFATc1 a c-fos mRNA ve femorální tkáni OVX osteoporotických myší

Jak je znázorněno na obrázku 6, ve srovnání s falešně operovanou skupinou byla femorální exprese ALP, OCN a Col1 mRNA významně snížena v modelové skupině, zatímco exprese NFATc1 a c-fos mRNA byla významně zvýšena (P<0.05P < 0.05P<0.05).

Ve srovnání s modelovou skupinou všechny léčené skupiny vykazovaly významně zvýšenou expresi ALP, OCN a Col1 mRNA, zatímco exprese NFATc1 a c-fos mRNA byla významně snížena (P<0.05P < 0.05P<0.05).

 

Obrázek 7. Účinky akteosidu na expresi proteinu p-IκB a p-Akt ve femorální tkáni OVX osteoporotických myší

A. Falešně provozovaná skupina
B. Modelová skupina
C. Estrogenová skupina
D. Skupina akteosidů s nízkou dávkou
E. Skupina akteosidů s vysokou dávkou

Poznámka:
∗P<0.05*P < 0.05∗P<0.05 vs. sham-operated group;
#P < 0,05 vs. modelová skupina;
△P<0.05\triangle P < 0.05△P<0.05 vs. estrogen group;
▲P<0.05\blacktriangle P < 0.05▲P<0.05 vs. low-dose acteoside group.

 

4. Diskuse

Osteoporóza je běžné metabolické onemocnění kostí charakterizované sníženou hustotou kostních minerálů, destrukcí kostní mikrostruktury, zvýšenou křehkostí kostí a zvýšeným rizikem zlomenin.

Přibližně 200 milionů lidí na celém světě trpí osteoporózou. Se stárnutím populace jeho vysoký výskyt a úmrtnost velmi zatěžují společnost.

Postmenopauzální osteoporóza je způsobena především nedostatkem estrogenů a je nejčastějším typem osteoporózy. Mezi jeho typické znaky patří klesající hladina estrogenu a neustálý úbytek vápníku se stárnutím.

Patologický mechanismus osteoporózy je charakterizován snížením kostní hmoty a destrukcí trabekulární mikrostruktury. To přímo vyplývá z nerovnováhy mezi tvorbou osteoklastů a tvorbou osteoblastů [9].

Vzhledem k důležitému vlivu nedostatku estrogenu na osteoporózu byla tato studie použita na myším modelu indukovaném ovariektomií k hodnocení antiosteoporotických účinků akteosidu.

Za prvé, tato studie potvrdila, že OVX způsobil nedostatek estrogenu, děložní atrofii a ztrátu kostní hmoty u myší, zatímco exogenní suplementace E2 zlepšila děložní atrofii a ztrátu kostní hmoty u OVX myší.

Kromě toho tato studie zjistila, že akteosid neměnil sérové ​​hladiny E2 nebo hmotnost dělohy u OVX myší, ale významně zlepšil kostní minerální hustotu a kostní mikrostrukturu, čímž zlepšil ztrátu kostní hmoty.

To se projevilo zvýšením femorální BMD, BV/TV, Tb.N a Tb.Th, stejně jako snížením Tb.Sp.

Mezi tyto parametry:

BMD efektivně vyhodnocuje stupeň úbytku kostní hmoty.

BV/TV odráží spongiózní kostní hmotu.

Tb.N, Tb.Sp a Tb.Th se používají především k hodnocení prostorové morfologie trabekulární kosti [10].

 

Jak může Acteoside podporovat remodelaci kostí

Nerovnováha mezi tvorbou kosti a kostní resorpcí je považována za hlavní mechanismus osteoporózy.

Současné terapie osteoporózy zahrnují zejména:

Antiresorpční léky, jako jsou bisfosfonáty, které inhibují aktivitu osteoklastů

Anabolické látky, jako je parathormon, které podporují funkci osteoblastů

Ačkoli tyto léky mají jasné přínosy pro zdraví kostí, mohou být také spojeny s nežádoucími reakcemi, včetně nevolnosti, zvracení, bolesti žaludku a zvýšených rizik souvisejících s rakovinou prsu a rakovinou endometria [11].

Ideální strategií pro osteoporózu by byla sloučenina s duální regulační aktivitou a méně vedlejšími účinky: taková, která může inhibovat diferenciaci osteoklastů a zároveň zvyšovat aktivitu osteoblastů.

Tato studie zjistila, že akteosid snižuje hladiny CTX-1 v séru a zvyšuje hladiny PINP a ALP v séru.

Sérová ALP a PINP jsou markery kostní formace, zatímco CTX-I je marker kostní resorpce [12].

Tyto výsledky naznačují, že akteosid může regulovat kostní metabolismus u OVX myší podporou tvorby kosti a inhibicí kostní resorpce, což ukazuje potenciální duální regulační účinek na kostní obrat.

 

Akteosid může pomoci snížit kostní resorpci zprostředkovanou osteoklasty

Histologická analýza ukázala, že léčba akteosidy snížila počet TRAP-pozitivních buněk, jmenovitě osteoklastů, v trabekulární kosti poblíž femorální růstové ploténky OVX myší.

To naznačuje, že akteosid může inhibovat aktivaci osteoklastů indukovanou OVX.

V kostním mikroprostředí jsou osteoklasty specializované vícejaderné makrofágy vzniklé diferenciací monocytů indukovanou RANKL a faktorem stimulujícím kolonie makrofágů.

Signální kaskáda indukovaná RANKL hraje klíčovou roli v regulaci aktivity osteoklastů. Poté, co se RANKL naváže na svůj receptor RANK, rekrutuje faktor 6 spojený s TNF receptorem, který dále aktivuje downstream NF-κB dráhu.

V klasické dráze NF-KB se IκB váže na NF-KB a brání jeho jaderné translokaci. Během diferenciace osteoklastů je IκB fosforylován a degradován, což vede k aktivaci NF-κB dráhy.

Kromě toho hraje Akt důležitou roli v diferenciaci osteoklastů [13]. Stimulace RANKL a M-CSF může aktivovat Akt, který podporuje nukleární lokalizaci NFATc1 prostřednictvím fosforylace glykogensyntázy kinázy 3, čímž indukuje tvorbu osteoklastů.

Aktivace NF-κB a Akt spouští expresi klíčových diferenciačních faktorů osteoklastů c-fos a NFATc1. Tyto dva základní regulátory ovlivňují diferenciaci prekurzorů osteoklastů na zralé osteoklasty regulací exprese genů specifických pro osteoklasty.

Tato studie zjistila, že léčba akteosidy inhibovala degradaci IκB ve femorální tkáni myší OVX, čímž blokovala aktivaci dráhy NF-KB. Specificky také snížil fosforylaci Akt a inhiboval expresi proteinu c-fos a NFATcl.

Tyto výsledky naznačují, že akteosid může inhibovat diferenciaci osteoklastů a zabránit kostní resorpci indukované OVX blokováním drah NF-KB a Akt a snížením exprese NFATcl a c-fos.

 

Akteosid může podporovat tvorbu kostí řízenou osteoblasty

Runx2 je klíčovým transkripčním faktorem při tvorbě kosti. Je exprimován pouze v osteoblastech a mineralizovaných tkáních a hraje důležitou roli v diferenciaci osteoblastů indukcí klíčových genů markerů specifických pro osteoblasty, včetně ALP, OCN a Col1 [14].

Mezi tyto:

ALP je časný fenotypový marker diferenciace osteoblastů. Jeho aktivita odráží počáteční fázi diferenciace osteoblastů a hraje důležitou roli v mineralizaci kosti tím, že iniciuje a/nebo podporuje tvorbu krystalů hydroxyapatitu ve vezikulách matrice osteoblastů.

OCN a Col1 jsou exprimovány v pozdějších fázích diferenciace osteoblastů, které doprovázejí iniciaci mineralizace extracelulární matrix [15].

Prostřednictvím imunohistochemické analýzy tato studie zjistila, že akteosid zvyšuje proteinovou expresi osteogenního markeru Runx2 ve femorální tkáni, což naznačuje, že může podporovat tvorbu kosti u OVX myší.

Současně byla ve femorální tkáni myší OVX pozorována downregulace markerových genů specifických pro osteoblasty ALP, OCN a Col1, zatímco léčba akteosidy částečně zvrátila potlačení transkripce genu specifického pro osteoblasty vyvolané OVX.

Tyto výsledky naznačují, že akteosid může podporovat osteogenezi posílením jak časných, tak pozdních stádií diferenciace osteoblastů, čímž podporuje diferenciaci osteoblastů a ukládání minerálů.

 

Co to znamená pro lidi se zájmem o bylinnou podporu při osteoporóze

Pro lidi, kteří hledají bylinné nebo přírodní přístupy k podpoře zdraví kostí, nabízí tato studie smysluplný vědecký směr.

Akteosid není jen „doplňkem vápníku“. Místo toho tento výzkum naznačuje, že může působit hlouběji tím, že pomáhá regulovat rovnováhu mezi dvěma důležitými typy kostních buněk:

Osteoblasty, které budují kosti

Osteoklasty, které odbourávají kost

Zdravé kosti závisí na rovnováze mezi těmito dvěma procesy. U postmenopauzální osteoporózy se kostní resorpce často stává silnější než tvorba kosti, což vede k postupnému úbytku kostní hmoty.

Podle této studie na myších může akteosid pomoci obnovit tuto rovnováhu:

Podpora tvorby kostí související s osteoblasty

Snížení kostní resorpce související s osteoklasty

Zlepšení minerální hustoty kostí a struktury trabekulární kosti

Regulace klíčových molekulárních drah souvisejících s remodelací kostí

Pro zákazníky, kteří se zajímají o bylinné produkty pro zdraví kostí, to poskytuje slibnou výzkumnou základnu pro rostlinné látky bohaté na akteosidy, jako jsou Rehmannia a Cistanche.

Je však důležité být zodpovědný a realistický: tato studie byla provedena na myších, nikoli na lidech. Akteosid by proto neměl být prezentován jako osvědčený lék na lidskou osteoporózu. Lidé s diagnózou osteoporózy by se měli poradit s kvalifikovaným zdravotnickým pracovníkem, zvláště pokud již užívají léky na předpis nebo hormonální terapii.

Přesto pro ty, kteří hledají přirozenou strategii podpory kostí, je akteosid sloučeninou, které stojí za to věnovat pozornost, protože je podporována nově vznikajícím mechanistickým výzkumem.

 

Závěr

V souhrnu se zdá, že akteosid má duální regulační účinek na remodelaci kosti u OVX myší.

Může inhibovat kostní resorpci zprostředkovanou osteoklasty potlačením aktivace dráhy NF-κB/Akt/NFATc1/c-fos.

Současně může podporovat tvorbu kosti řízenou osteoblasty aktivací osy Runx2/OCN/Col1.

Prostřednictvím těchto mechanismů akteosidy zlepšily OVX-indukované zvýšení kostní resorpce a snížení tvorby kosti, což nakonec pomohlo snížit ztrátu kostní hmoty u myší.

Tento výzkum byl však proveden pouze na zvířecím modelu. Budoucí studie by měly vytvořit odpovídající buněčné modely, aby se dále prozkoumalo, jak akteosid reguluje funkci osteoblastů a osteoklastů in vitro. Je také zapotřebí více klinických studií na lidech, než bude možné doporučit akteosid jako terapeutickou možnost pro osteoporózu.

Akteosid zatím představuje slibnou přírodní sloučeninu pro další vývoj v oblasti zdraví kostí a výzkumu souvisejícího s osteoporózou.

---

Reference

[1] Hnědá JP. Dlouhodobá léčba postmenopauzální osteoporózy.Endocrinol Metab (Soul), 2021, 36(3): 544–552.

[2] Fischer V, Haffner-Luntzer M. Interakce mezi kostními a imunitními buňkami: Důsledky pro postmenopauzální osteoporózu.Semin Cell Dev Biol, 2022, 123: 14–21.

[3] He Yuchi, Liu Ya. Zkoumání molekulárního mechanismu pilulky Liuwei Dihuang při léčbě osteoporózy související s diabetem na základě síťové farmakologie a molekulárního dokování.Tradiční čínská medicína, 2025, 14(7): 6.

[4] Tan Xiaoyan, Li Xinhua, Chen Guanghua a kol. Klinická účinnost pilulky Liuwei Dihuang v kombinaci s kyselinou zoledronovou při léčbě postmenopauzální osteoporózy.China Journal of Pharmaceutical Economics, 2024, 19(10): 47–51.

[5] Xiao Y, Ren Q, Wu L. Farmakokinetická vlastnost a farmakologická aktivita akteosidu: Přehled.Biomed Pharmacother, 2022, 153: 113296.

[6] Zhou Yu. Systematické hodnocení a zkoumání pravidel medikace receptů tradiční čínské medicíny na postmenopauzální osteoporózu a mechanismu intervenční terapie Gujindan. Disertační práce. Changchun: Changchun University of Chinese Medicine, 2023.

[7] Wu Tingyu, Yu Pei, Liu Zhiqiang a kol. Mechanismus Qigu Capsule proti osteoporóze založený na síťové farmakologii.Journal of Xinyu University, 2021, 26(5): 29–37.

[8] Sun Qianhui. Studie účinků Zuogui Pill a Yougui Pill na osteogenezi, adipogenezi a apoptózu mezenchymálních kmenových buněk kostní dřeně u krys po ovariektomii. Disertační práce. Shenyang: Univerzita tradiční čínské medicíny Liaoning, 2017.

[9] Zhang QY, Gong HB, Jiang MY a kol. Regulace enzymatické peroxidace lipidů v osteoblastech chrání před postmenopauzální osteoporózou.Nat Commun, 2025, 16(1): 758.

[10] Wang Dongdong, Ren Weimin, Chen Kai a kol. Prediktivní hodnota parametrů mikro-CT pro recidivu po osteoporotické operaci kompresní zlomeniny obratle.Zobrazovací věda a fotochemie, 2022, 40(1): 22–27.

[11] Hnědý JP. Dlouhodobá léčba postmenopauzální osteoporózy.Endocrinol Metab (Soul), 2021, 36(3): 544–552.

[12] Migliorini F, Maffulli N, Spiezia F, et al. Biomarkery jako monitorování léčby postmenopauzální osteoporózy: Systematický přehled.J Orthop Surg Res, 2021, 16(1): 318.

[13] Udagawa N, Koide M, Nakamura M, et al. Diferenciace osteoklastů pomocí signálních drah RANKL a OPG.J Bone Miner Metab, 2021, 39(1): 19–26.

[14] Gomathi K, Akshaya N, Srinaath N, et al. Regulace Runx2 posttranslačními modifikacemi v diferenciaci osteoblastů.Life Sci, 2020, 245: 117389.

[15] Sharma AR, Lee YH, Gankhuyag B, et al. Vliv částic oxidu hlinitého na osteogenní schopnost osteoblastů.J Funkce Biomater, 2022, 13(3): 105.