Original Article: CAMBIAMENTI NELLA MATRICE EXTRACELLULARE ANELLO FIBROSO DEL DISCO INTERVERTEBRALE INFEZIONE DA STAFILOCOCCO MODELING

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1 P Rvwd, Opn Accss, F Onln Jounal Publshd monthly: ISSN: X Issu 3(12); Mach 2014 Ognal Atcl: CAMBIAMENTI NELLA MATRICE EXTRACELLULARE ANELLO FIBROSO DEL DISCO INTERVERTEBRALE INFEZIONE DA STAFILOCOCCO MODELING Ctaton Zhuakovsky I. P., Akhpov S. A., Btkhava M. V., Pustovtova M. G., Cambamnt nlla matc xtacllula anllo fboso dl dsco ntvtbal nfzon da staflococco modlng. Italan Scnc Rvw. 2014; 3(12). PP Avalabl at URL: Authos I.P. Zhuakovsky, Cand. Md. Sc., Novosbsk Stat Mdcal Unvsty, Russa. S.A. Akhpov, D. Bo. Sc., Novosbsk Stat Mdcal Unvsty, Russa. M.V. Btkhava, Novosbsk Stat Mdcal Unvsty, Russa. M.G. Pustovtova, D. Md. Sc., Pofsso, Novosbsk Stat Mdcal Unvsty, Russa. Submttd: Fbuay 21, 2014; Accptd: Fbuay 25, 2014; Publshd: Mach 31, 2014 Rassunto P studa l'fftto d nfzon da staflococco a lungo tmn sulla matc xtacllula d dsch ntvtbal n 18 att masch Wsta mdant noculazon cppo 209 nlla tba d att Wsta stata podotta ostomlt. Gl anmal sono stat tat dal spmnto dopo 1, 2 3 ms dopo l modllo dlla poduzon. Com contollo, anmal ntatt 6. Istochmcamnt lvat: fb d collagn, glcosamnoglcan solfat, glcopotn nut. P cha la natua d cambamnt nlla matc xtacllula dll'anllo fboso d dsch ntvtbal mmunogstohmchsky un mtodo a du stad con pm antcop al collagn d tpo I II, fbonctna, fbulnu matlnu. Allo stsso tmpo dmostato l uolo d nfzon da staflococco a lungo tmn nll'nzazon svluppo d dstofch cambamnt dgnatv nl fbocatlagn dsco ntvtbal. Gà 1 ms dopo la cazon d una nfzon da staflococco scoppo cambamnto vlata d componnt dlla matc xtacllula anll fbos. In futuo, una malatta pogssva dllo scambo d glcosamnoglcan solfat unto cambamnt d fb collagn, ch è un flsso d fbos d dsch ntvtbal. Com sposta compnsatva a cambamnt pogssv d componnt dlla matc xtacllula dlla catlagn fbosa può ss consdato vdnt aumnto dl contnuto d glcopotn nut a causa dlla loo fazon spaat, n patcola fbulna - 2. Qust volazon dlla matc xtacllula nl lungo coso d nfzon da staflococco può sv com bas p l'ulto svluppo d cambamnt dstuttv d dsch ntvtbal. Paol chav: dsch ntvtbal, l'anllo fboso, Staphylococcus auus, collagn, glcosamnoglcan, glcopotn nut, fbonctna, fbuln - 2, matln - 2. Staflococcca p pù d 50 ann è uno d poblm pù mpotant dlla scnza mdca. Infzon da cpp mtcllnosstnt d Staphylococcus auus, occupa 296

2 una poszon cntal ta l caus d mobltà motaltà [1]. Staphylococcus auus ngl Stat Unt ogn anno povoca pù cas d malatt nfttv d tubcolos, patt val SPID combnato, una maggo motaltà d SPID. [2] Manfstazon Ponuncat d nfzon causat da staflococco, con molta attnzon, l ndcazon comunqu mno d ntazon ta maco mco -ogansm non sono mno mpotant, n patcola, mosta un lgam dtto ta l'nfzon da staflococco conca lo svluppo d dstofch dgnatv cambamnt n dsch ntvtbal d dvs spc anmal [3; 4]. È mpotant sottolna ch cambamnt patologc n dsch ntvtbal può ss una dll manfstazon dlla sndom dstofc - dgnatv dvat modfch msnchmal p l pocsso nfammatoo conco local [5]. Fnaltà - p studa cambamnt dlla matc xtacllula dll'anllo fboso d dsch ntvtbal n tmn d modllazon d una nfzon da staflococco. Matal mtod L'spmnto è stato condotto su 24 adult att masch Wsta pso d g n 18 anmal n anstsa gnal p nalazon sgut tapanazon tba sguta nsndo fo flo d coton, ch è stato 30 mnut nl lavaggo cultua duant la nott d Staphylococcus auus (cppo 209). Studo plmna ha vlato ch da qusto tattamnto l flo su sso contnva 1 x 10 7 untà fomant colon. Succssvamnt, top hanno svluppato ostomlt tbal. Ddotto da anmal da spmnto p dcaptazon sotto anstsa t 1, 2 3 ms dopo l modllo dlla poduzon. Com contollo, anmal ntatt 6. L'spmnto è stato sguto nl sptto d pncp d umantà, d cu all dttv dlla Comuntà Euopa (86/609/EES) la Dchaazon d Hlsnk sulla potzon dgl anmal vtbat utlzzat p attvtà d laboatoo p alt scop. P gl stud stochmc dsch ntvtbal coda sono stat fssat n fomalna al 12% lqud Tllsntskogo. Szon d paaffna spsso 7 mcon sono stat coloat con matosslna osna Ehlch; fb d collagn sono stat lvat da van Gson pcofuchsn solfato glcosamnoglcan - blu Alcan (ph 1,0), glcopotn nut - utlzzando PAS - azon MsManus. P cha la natua d cambamnt nlla matc xtacllula d dsch ntvtbal con una tcnca mmunostochmca du fas con pm antcop al collagn d tpo I II, fbonctna, fbulnu matlnu. Sottocomponnt studato matc xtacllula, ntnstà d coloazon, la dnstà ntgata d poptà tnto sono stat valutat usando mcoscopo basato sstma d anals dll'mmagn Mcos MC 300A, 13c CX fotocama dgtal (dtta Baum Optonc GmbH, Gmana) 1.42g softwa ImagJ (Natonal Isttuto Supo d Santà, USA). P ogn guppo è stata valutata 48 mmagn, cascuna aa è m². I sultat dllo studo I sultat dll anals mofomtca d ndcato ch caattzzano l vaazon dlla matc xtacllula dll'anllo fboso d dsch ntvtbal su szon coloat con mtod stochmc p dntfca fb collagn, glcopotn nut glcosamnoglcan solfat, sono mostat nlla Tablla 1. Suffcntmnt appsntatvo è ch gà dal 1 ms dopo la cazon d nfzon da staflococco focola n componnt dlla matc xtacllula studo tba dll'anllo fboso d dsch ntvtbal, vlato statstcamnt sgnfcatvo cambamnto nll'ntnstà dlla coloazon dlla dnstà ntgata d glcosamnoglcan solfat. Cò ndca un convolgmnto abbastanza psto nl pocsso patologco d potoglcan ch compongono l'anllo fboso amofa d dsch ntvtbal. Nonostant l fatto ch l'aa ch occupano non vn modfcato, l contnuto d glcosamnoglcan solfatat n un volum 297

3 untao sgnfcatvamnt dmnuta, com ndcato da una sgnfcatva (p<0.05) duzon dlla dnstà ntgata. Qust ossvazon sono cont con l lavoo d [6,7], ndcando ch cambamnt n glcosamnoglcan, potoglcan appatnnt agl anll fbos sono la caattstca pù costant d dstofc altazon dgnatv d dsch ntvtbal. Dobbamo anch nota l poptà tnto cambamnto d glcopotn nut 1 ms dopo la poduzon d un nfzon da staflococco, ch ndca la vaazon dl appoto dll loo sngol fazon. Cò è confmato da stud mmunostochmc (Tablla 2). Ptanto, un aumnto statstcamnt sgnfcatvo dlla dnstà sfondo fbonctna ntgato fbulna - 2, 2 - matlna, l loo appoto a d 4,8/3,8/1, mnt ngl anmal ntatt, qusto appoto a d 6,4/3,3/1. Qusto fltt l' aumnto dlla pcntual d fbonctna n una sostanza amofa dl fboso anllo 1 ms dopo la cazon d un modllo d nfzon staflococcca. Dato l uolo mpotant d qusta glcopotna nlla fomazon dl collagn, dvnta chao, dmostata da no, la possbltà d aumnta la supfc latva dl collagn d tpo I. Succssvamnt, 2 ms dopo nfzon da staflococco cazon focola nl stochmca tba studo mofomtco mmunostochmca d componnt dlla matc xtacllula dll'anllo fboso d dsch ntvtbal, vlato vaazon statstcamnt sgnfcatv poptà tnto, dnstà ntgato l'ntnstà dlla coloazon dll fb d collagn glcopotn nut dlla matc xtacllula (Tablla 1), ch ndca un cambamnto nlla composzon d glcopotn nut (appoto d fbonctna fbulna matlna è 1,7/6,3/1) l tpo pdomnant d collagn (l appoto d collagn d tpo I II è 1/5, 1 mnt nll'anmal ntatto da 2,9/1). Dgno d nota, n contasto con l podo pcdnt, un dcmnto sgnfcatvo (2,6 volt) la dnstà ntgato d fbonctna, avvnuta n paalllo con una dmnuzon dlla dnstà ntgata d collagn I maggo d collagn d tpo II. Inolt, sptto al contollo, n modo sgnfcatvo (p<0.05) dmnuta l'ntnstà dlla coloazon, scso a 1,3 volt la supfc latva d glcosamnoglcan solfat. E 'possbl ch qust cambamnt sono la pova d altazon fbotch dll'anllo fboso, svluppando nto 2 ms dopo la poduzon d una nfzon da staflococco ch chama l'attnzon allo studo dll altazon dgnatv d dsch ntvtbal [8]. Nl coso d un spmnto, a 3 ms dopo la cazon d scoppo psstnt d nfzon battca nlla tba, con studo mofomtco dlla matc xtacllula d dsch ntvtbal vlato una pogssva dmnuzon dlla supfc latva l'ntnstà dlla coloazon d glcosamnoglcan solfat dll'anllo fboso. Pogssvamnt pstazon dotta supfc latva dll fb collagn, una statstcamnt sgnfcatva (p<0.05) ha aumntato la supfc latva dl glcopotn nut. Pù pobabl ch glcosamnoglcan solfat mtabolc, qund potoglcan nl lungo coso d nfzon da staflococco, ch s fltt nll poptà vscolastch dl dsco ntvtbal [9]. In concomtanza con vaazon dlla componnt fbosa, caco bomccanco agguntvo può nnsca la fomazon d na dscal. Qust dat confmano l'ossvazon clnca d sntom manfstazon d pondazon dgnatv dsch ntvtbal paznt pognos pù pov con focola d nfammazon conca [5]. Dscusson Ngl ultm ann, pù attnzon al stauo d funzona mtod tssut d tapa cllula /o nggna d tssut, n patcola n pocss dgnatv d 298

4 dsch ntvtbal [10]. Svluppo d statg p l'nggna tssutal è un mpotant dfco dlla conoscnza d pocss patofsologc n tssut bsaglo, n patcola lo svluppo d nfzon da staflococco conca. Dvs stud hanno dmostato ch l cllul dll'anllo fboso psntano l fnotpo d condoct con l'spsson pdomnant d collagn d tpo II [11-13]. Va notato ch ha dmostato dat spmntal ndcano un aumnto dlla dnstà ntgata d collagn d tpo II, nonché l appoto d polazzazon d tp consdat d collagn n favo dl collagn d tpo II, ch può ss ndcatvo dlla possbltà dlla psnza d nfzon battca focola altazon fbotch n qusta szon dl dsco ntvtbal [8]. Molto ntssant è l fatto ch cambamnt dlla dnstà ntgata d collagn d tpo I II è ossvata conto cambamnt nll'spsson dlla fbonctna. Mta attnzon com qusta componnt dlla matc xtacllula, nsm con l ntgn svolg un uolo mpotant nlla fomazon d fbll d collagn [14]. L modfch sopa dsctt n matc xtacllula d anll fbos combnat con una pogssva dmnuzon dlla supfc latva l'ntnstà dlla coloazon d glcosamnoglcan solfat. Pù pobabl ch glcosamnoglcan solfat mtabolc, qund potoglcan nl lungo coso dll'nfzon staflococcca, flss nll poptà vscolastch dl dsco ntvtbal [9]. Concluson Dmostato l uolo d una nfzon da staflococco (noculazon cppo 209 nlla tba d att Wsta) nll'nzazon svluppo dlla stuttuazon dlla matc xtacllula dll'anllo fboso dl dsco ntvtbal, ch s manfsta con una pogssva dmnuzon dl contnuto d glcosamnoglcan solfat sgnfcatva dmnuzon dlla supfc latva contnuto latvo d fb collagn a modfca l appoto d collagn I II tp, un aumnto compnsatoo dlla quanttà d glcopotn nut vaazon dl appoto dll loo sngol fazon. Qust cambamnt dlla matc xtacllula d fbos catlagn dsch ntvtbal possono pota alla ottua d mod mcoccolo non vascola funzonalmnt connss con l adc dl sstma lnfatco, dvono ss ps n consdazon nll msu taputch complss p la pvnzon l tattamnto d altazon dgnatv d dsch ntvtbal. Rfncs: 1. Klvns R.M., Invasv mthclln-sstant Staphylococcus auus nfctons n th Untd Stats. R.M. Klvns [t al.]. JAMA. #15 (298). Pp Gn B.N., Mthclln-sstant Staphylococcus auus: an ovvw fo manual thapsts. B.N. Gn [t al.]. J. Chop. Md. #1 (11). pp Komandnko N.I., Modlng of ostochondoss of th spnal column. N.I. Komandnko [t al.]. Bull. Eksp. Bol. Md. #6 (125). pp Zhuakovsky I.P., Sconday systmc connctv tssu dsupton as on of th manfstatons of th syndom combnd dystophc and dgnatv changs of msnchymal dvatvs. monogaph. I.P. Zhuakovsky, M.V. Bthava, M.G. Pustovtova. LAP LAMBERT Acadmc Publshng, 168 p. 5. Komandnko N.I., Ostochondoss: Monogaph. AI Ryzhov, I.P. Zhuakovsky. Novosbsk Sbmdzdat NSMU, p Fukuta S., Abundanc of calpan and aggcan-clavag poducts of calpan n dgnatd human ntvtbal dscs. S. Fukuta [t al.] Ostoathts Catlag. (19). pp Gub H.E., Vaatons n aggcan localzaton and gn xpsson pattns chaactz ncasng stags of human ntvtbal dsk dgnaton. 299

5 H.E. Gub [t al.] Exp Mol Pathol.2 (91). pp Zhao C.Q., Th cll bology of ntvtbal dsc agng and dgnaton. C.Q. Zhao [t al.] Agng Rs Rv. #3 (6). pp Myamoto K., Intadscal njctons of ostognc potn- 1 sto th vscolastc popts of dgnatd ntvtbal dscs. K. Myamoto [t al.] Spn J. #6. pp Kalson N.S., Statgs fo gnaton of th ntvtbal dsc. N.S. Kalson [t al.] Rgn Md. #3.pp Adams M.A., What s ntvtbal dsc dgnaton, and what causs t? M.A. Adams, P.J. Roughly. Spn. Vol.31. pp Andson D.G., Compaatv gn xpsson poflng of nomal and dgnatv dscs: analyss of a abbt annula lacaton modl. D.G. Andson [t al.] Spn. Vol.27.pp Clout J., Idntfcaton of phnotypc dscmnatng maks fo ntvtbal dsc clls and atcula chondocyts. J. Clout [t al.] Rhumatology (Oxfod). Vol.48, #11.pp Kadl K.E., Collagn fbllognss: fbonctn, ntgns, and mno collagns as oganzs and nuclatos. K.E. Kadl [t al.] Cu Opn Cll Bol.Vol.20, #5.pp Tablla 1 Paamt mofomtc dlla matc xtacllula d dsch ntvtbal nlla dnamca d una nfzon da staflococco (mtod coloazon stochmca, M ± m) Anllo fbos o d dsch ntv tb al Indc Intatto Infammazon 1 ms 2 ms 3 ms L fb d collagn: Supfc latva (%) 78,55 ± 1,06 75,84 ± 0,82 73,61 ± 0,70* 66,73 ± 1,08* Intnstà d coloazon (u) 90,29 ± 1,17 85,53 ± 1,88 84,39 ± 1,60* 80,95 ± 2,39* Dnstà ntgata (USD) 7094,7 ± 130,4 6451,2 ± 128,3* 6209,9 ± 131,0* 5337,1 ± 138,1* Rd-componnt (u) 187,91 ± 1,03 187,38 ± 0,94 173,63 ± 0,95* 151,21 ± 1,01* Glcopotn nut: Supfc latva (%) 63,38 ± 1,31 64,82 ± 1,31 68,94 ± 0,93* 73,04 ± 0,91* Intnstà d coloazon (u) 16,02 ± 1,10 15,63 ± 0,65 19,31 ± 0,87* 23,85 ± 2,69 Dnstà ntgata (USD) 1042,6 ± 79,3 1013,1 ± 45,5 1332,6 ± 63,5* 1785,6 ± 206,9* Rd-componnt (u) 195,43 ± 1,85 188,15 ± 0,97* 184,44 ± 1,12* 169,16 ± 2,35* Glcosamnoglcan solfat: Supfc latva (%) 81,73 ± 1,17 81,19 ± 0,90 63,48 ± 1,57* 40,01 ± 2,32* Intnstà d coloazon (u) 63,95 ± 2,26 49,67 ± 2,85* 43,79 ± 2,49* 27,55 ± 1,52* Dnstà ntgata (USD) 5208,1 ± 184,4 4074,9 ± 233,4* 2766,5 ± 171,4* 1069,5 ±79,7* Blu-componnt (u) 187,38 ± 0,94 181,87 ± 1,82 178,97 ± 1,22* 151,90 ± 1,07* * - Dffnz statstcamnt sgnfcatv con gl anmal ntatt a lvllo d sgnfcatvtà dl 95% (p<0.05) 300

6 Tablla 2 Paamt mofomtc dlla matc xtacllula d dsch ntvtbal nlla dnamca d una nfzon da staflococco (tcnch d coloazon mmunostochmca, M ± m) A n l l o f b o s o d d s c h n t v t b a l Indc Intatto Infammazon 1 ms 2 ms 3 ms Collagn d tpo I fb: Supfc latva (%) 80,09±0,63 84,12±0,74* 88,16±0,54* 76,79±1,65 Intnstà d coloazon (u) 28,38±1,34 26,63±1,57 7,84±0,49* 22,48±1,33* Dnstà ntgata (USD) 2264,5 ± 103,1 2230,0 ± 131,9 690,7 ± 43,6* 1663,6 ± 83,6* D tpo II fb d collagn: Supfc latva (%) 89,32±1,24 67,10±0,83* 65,26±0,99* 77,34±0,80* Intnstà d coloazon (u) 8,69±0,88 50,70±0,67* 54,57±0,88* 51,27±0,57* Dnstà ntgata (USD) 788,1 ±82,8 3399,0 ± 58,8* 3547,9 ±65,7* 3976,8 ±72,8* Fbonttna: Supfc latva (%) 73,11±0,81 78,70±0,69* 72,24±0,90 65,56±0,81* Intnstà d coloazon (u) 38,09±1,52 42,13±1,37 17,18±0,75* 17,03±1,27* Dnstà ntgata (USD) 2805,6 ± 127,0 3298,9 ±102,4* 1247,2 ±58,5* 1130,1 ± 85,4* Fbuln 2: Supfc latva (%) 67,02±1,11 67,75±1,11 83,22±0,92* 82,20±1,08* Intnstà d coloazon (u) 21,60±1,14 34,06±1,14 54,63±1,61* 77,34±1,41* Dnstà ntgata (USD) 1442,0 ± 80,5 2301,9 ± 85,0* 4522,6 ± 131,3* 6373,3 ± 164,3* Matln: Supfc latva (%) 56,28 ± 2,36 68,29 ± 0,63* 69,75 ± 0,84* 63,69 ± 1,47* Intnstà d coloazon (u) 9,54 ± 1,28 9,99 ±0,22 11,23 ±0,13* 26,20 ± 1,57* Dnstà ntgata (USD) 437,4 ± 51,8 681,4 ± 15,6* 782,5 ±11,2* 1664,5 ± 106,8* * - Dffnz statstcamnt sgnfcatv con gl anmal ntatt a lvllo d sgnfcatvtà dl 95% (p <0.05) 301