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高脂飲食和過度機械壓力對顳下頜關節(jié)病理變化的影響

來源：上海泉眾機電科技有限公司 2022年01月12日 09:18

顳下頜關節(jié)骨關節(jié)炎 (TMJOA) 是一種發(fā)病率越來越高的多發(fā)病疾病。其病因?qū)W說眾多，其中其病理進展的確切機制尚不清楚。研究發(fā)現(xiàn)，對健康關節(jié)軟骨施加的過度機械力和對受損關節(jié)軟骨施加的生理性機械力都可能導致骨關節(jié)炎的發(fā)展。

研究表明，長期存在的壓縮機械應力會導致下頜軟骨內(nèi)的一系列病理變化，包括軟骨細胞死亡、細胞外基質(zhì)降解和軟骨彈性降低。盡管據(jù)報道稱這些病理變化受內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激和程序性細胞死亡的調(diào)控，但可能還存在其他機制有待闡明。

肥胖被認為與骨關節(jié)炎（OA）發(fā)生相關聯(lián)。超重會改變局部機械應力，這可能是負重關節(jié) OA 發(fā)生和發(fā)展的重要原因。然而，該因素無法解釋肥胖與非負重關節(jié)（如手、腕關節(jié)）中 OA 之間的關聯(lián)。此外，根據(jù)一些橫向研究，肥胖也與 TMJOA 相關。瘦素是肥胖人群中增加的促炎因子之一。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)膝關節(jié) OA 患者不僅血清瘦素水平升高，而且滑膜液中瘦素水平異常。

他汀類藥物是治療高脂血癥的藥物，其中辛伐他汀是常見的一種。他汀類藥物也被發(fā)現(xiàn)可有效地通過抑制瘦素表達治療其他疾病。然而，對于過度壓縮機械力和高脂肪飲食引起的 TMJOA,他汀類藥物的治療作用尚不清楚。基于此，南京大學醫(yī)學院附屬口腔醫(yī)院口腔正畸科、重慶醫(yī)科大學附屬口腔醫(yī)院兒童口腔科等領域的專家學者進行了相關研究，目的是研究高脂肪飲食和過度壓縮機械力對顳下頜關節(jié)病理變化發(fā)展的影響。

48 只 8 周齡小鼠隨機分為 8 組：

正常飲食（ND）

高脂飲食（HFD）

正常飲食施加機械力（40gf/cm2，同下）（ND+MF）

高脂飲食施加機械力（HFD + MF）

正常飲食注射他汀類藥物（ND + ST）

高脂飲食注射他汀類藥物（HFD + ST）

正常飲食加機械力加辛伐他?。∟D + MF + ST）

高脂飲食加機械力加辛伐他?。℉FD + MF + ST）

IL-1β 處理的軟骨細胞中瘦素的 mRNA 表達水平升高

IL-1β 處理髁突軟骨細胞 24h 后，軟骨基質(zhì)降解酶 MMP-3 和 MMP-13 的 mRNA 表達水平分別升高了 170% 和 130%，瘦素的 mRNA 表達與對照組相比也上調(diào)了 150%。

然而，在辛伐他汀處理 6h 后，IL-1β+ST 組與對照組相比，瘦素 mRNA 表達接近正常水平。相應地，與 IL-1β 組比較，IL-1β+ST 組中 MMP-3 和 MMP-13 的 mRNA 表達量分別下降了 37% 。

這些結(jié)果表明，炎癥下的髁突軟骨細胞表現(xiàn)出更高的基質(zhì)降解活性并表達更多的瘦素。然而，當瘦素表達被辛伐他汀下調(diào)時，軟骨基質(zhì)酶的表達下降。

長期高脂飲食導致下頜髁突軟骨 TMJOA 樣病變和瘦素表達上調(diào)

ND 組小鼠髁突軟骨形態(tài)正常，軟骨基質(zhì)數(shù)量正常，呈紅色，而 HFD 組超重小鼠髁突軟骨形態(tài)改變，軟骨基質(zhì)減少。HFD 小鼠的髁突軟骨比 ND 小鼠薄 23%。HFD 小鼠髁突軟骨表層出現(xiàn)不同深度的垂直裂縫。根據(jù)半定量評分系統(tǒng)，HFD 組的評分在統(tǒng)計學上比 ND 組高 450%，這意味著 HFD 小鼠的軟骨發(fā)生更嚴重的病理變化。

免疫組化結(jié)果顯示，與 ND 小鼠相比，HFD 小鼠髁突軟骨中炎癥因子 IL-1β 和軟骨基質(zhì)降解酶 MMP-3 的表達上調(diào)了 25% 和 330%，表明 HFD 小鼠出現(xiàn)了 TMJOA 樣病理變化。

此外，還檢測到瘦素的表達上調(diào)了 367%，表明瘦素可能在高脂飲食引起的 TMJOA 樣變化的發(fā)病過程中起重要作用。

壓縮機械力導致髁突軟骨中 TMJOA 樣病理改變和瘦素表達增加

番紅O染色結(jié)果顯示 MF 組小鼠髁突軟骨受損。施加機械壓縮力 7 天后，髁突軟骨變薄了 47%，軟骨基質(zhì)量較對照組減少。

免疫組織化學結(jié)果還顯示 IL-1β 、MMP-3和瘦素在 MF 組小鼠髁突軟骨中的表達水平分別提高了 220%、30% 和 55%，表明機械力誘導的 TMJOA 樣變化也與髁突軟骨中瘦素表達增加有關。與 HFD 組小鼠相比，MF 小鼠髁突軟骨厚度的減少更為顯著，而 HFD 小鼠的瘦素升高較 MF 小鼠更為顯著。

壓縮機械力誘發(fā)的病理變化因高脂飲食加劇，辛伐他汀減輕

正常飲食并施加機械力 7 天（ND+MF）的小鼠髁突軟骨變薄，軟骨細胞排列不規(guī)則，基質(zhì)減少。然而，與 ND+MF 小鼠相比，對喂食高脂肪飲食（HFD+MF）的小鼠施加相同的機械力表現(xiàn)出更嚴重的組織學損傷，軟骨更薄 12%，軟骨基質(zhì)更少。

免疫組化結(jié)果還顯示 HFD+MF 組小鼠髁突軟骨中 IL-1β、MMP-3、MMP-13 和瘦素的過度表達較 ND+MF 組分別加重 55%、88%、88% 和 183%。

這些結(jié)果表明，高脂肪飲食可能會加劇壓縮機械力引起的病理變化。

與 ND+MF 組相比，HFD+MF 組 MMP-3、MMP-13 和瘦素 mRNA 的表達顯著升高。然而，在連續(xù) 5 天腹腔注射辛伐他汀后，上述組織學損傷得到緩解。盡管軟骨厚度的改善似乎并不那么顯著，這可能是由于實驗時間相對較短，但實驗發(fā)現(xiàn)辛伐他汀對瘦素、炎癥因子（IL-1β）和基質(zhì)蛋白水解酶（MMP-3、MMP-13）的表達產(chǎn)生了真正的影響。

總之，該實驗證明過度的壓縮機械力和高脂肪飲食引起的肥胖都可能導致顳下頜關節(jié)病變。代謝紊亂可能在 TMJOA 樣變化的發(fā)病過程中起重要作用。減少肥胖的健康飲食可能有利于預防 TMJOA，他汀類藥物可能是 TMJOA 的潛在藥物療法。

參考文獻：Du J, Jiang Q, Mei L, Yang R, Wen J, Lin S, Li H. Effect of high fat diet and excessive compressive mechanical force on pathologic changes of temporomandibular joint. Sci Rep. 2020 Oct 15;10(1):17457. doi: 10.1038/s41598-020-74326-z. PMID: 33060739; PMCID: PMC7566592.

原文鏈接：https://pubmed-ncbi-nlm-nih-gov.proxy.library.carleton.ca/33060739/

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