Osteoartritis je degenerativna bolest zglobova uzrokovana razgradnjom hrskavice koja pogađa više od 35 miliona odraslih u SAD. Tačan mehanizam razgradnje hrskavice kod osteoartritisa nije poznat, ali se veruje da je glavni krivac oštećenje usled mehaničkog stresa sa nedovoljnom samopopravkom.
Sastav sinovijalne tečnosti, ili maziva za zglobove, značajno se menja kod osteoartritisa: Koncentracija i molekularna težina hijaluronske kiseline imaju tendenciju da se smanjuju i obično se koriste za dijagnostiku bolesti.
Međunarodna grupa istraživača je istražila razgradnju hijalurona izazvanu bolešću i mehaničke implikacije ovih promena na podmazivanje i kasnije trošenje zglobova. Njihov članak, „Uvid u sklapanje kompleksa lipid-hijaluronan u osteoartritičnom stanju“, autori su Kangdi Sun, Tooba Shoaib, Mark V. Rutland, Changvoo Do i Rosa M. Espinosa-Marzal.
„Jedno od najvažnijih svojstava sinovijalne tečnosti je njen viskozitet“, rekla je koautorka Rosa Maria Espinosa-Marzal sa Univerziteta Ilinois Urbana-Champaign. „Viskozitet je mera unutrašnje sile trenja između susednih slojeva tečnosti u relativnom kretanju, ili, jednostavnije, otpora tečnosti protoku. Veliki polimeri visoke molekularne težine kao što je hijaluronska kiselina igraju značajnu ulogu u održavanju visokog viskoziteta. sinovijalne tečnosti, koja pomaže u održavanju filma tečnosti i smanjuje trenje između zglobnih površina tokom kretanja.“
Kroz analizu neutrona i rasejanja svetlosti (studije koje su sproveli Changvoo Do i Tooba Shoaib u Nacionalnoj laboratoriji Oak Ridž), tim je utvrdio da je struktura kompleksa lipid-hijaluronska kiselina u rasutom rastvoru funkcija koncentracije i njegove molekularne težina.
Istraživači sa Univerziteta Ilinois Urbana-Champaign, Kangdi Sun i Espinosa-Marzal, u saradnji sa Markom Rutlandom, sa Kraljevskog tehnološkog instituta KTH, otkrili su da koncentracija i molekularna težina hijaluronske kiseline igraju ulogu u tome kako lubrikant reaguje sa različitim površinama. .
„Naši rezultati pokazuju da hijaluronska kiselina niske molekularne težine, koja oponaša zglobove obolele od osteoartritisa, ometa adsorpciju kompleksa hijaluronske kiseline i lipida“, rekla je Espinosa-Marzal. „Nedostatak formiranja amorfnog filma na površini može odražavati posledicu osteoartritisa, jer bi ovaj film trebalo da pomogne u smanjenju trenja i habanja.
Njihova hipoteza je da odsustvo ovog filma može povećati habanje površine hrskavice. Nasuprot tome, kompleksi hijaluronske kiseline i lipida visoke molekulske težine formiraju amorfni film, koji verovatno pomaže u održavanju mehaničkog integriteta i dugovečnosti efikasnog podmazivanja u zdravoj hrskavici.
Studije o samoj hijaluronskoj kiselini i kompleksima hijaluronske kiseline i lipida „ne podržavaju u potpunosti ulogu hijaluronske kiseline u obezbeđivanju visokog podmazivanja zglobne površine hrskavice, što je još uvek pomalo kontroverzno“, rekla je Espinosa-Marzal. „Naši rezultati pokazuju da je za hijaluronsku kiselinu niske molekularne težine to verovatno slučaj.“
Istražujući složenu interakciju između fosfolipida i samosastavljanja hijaluronske kiseline, i uloge molekularne težine na površinski afinitet, „naša studija osvetljava mehanizam kojim se ‘začarani krug’ osteoartritisa može objasniti“, rekao je Rutland.
