Дієтичне обмеження вмісту фтору не змінює біомеханічну міцність стегнової кістки у дефіцитних (oim) мишей, що мають дефіцит col1a2, з колагеновою гломерулопатією типу I

S. M. Carleton, G. M. Whitford та C. L. Phillips, відсутні конфлікти інтересів.

Стефані М. Карлтон, Гері М. Уітфорд, Шарлотта Л. Філліпс, Дієтичне обмеження вмісту фтору не змінює біомеханічну міцність стегнової кістки у дефіцитних (oim) мишей, що мають дефіцит кол1а2, з гломерулопатією типу I колагену, Том 140, Випуск 10, жовтень 2010, Сторінки 1752–1756, https://doi.org/10.3945/jn.109.120261

Анотація

Osteogenesis imperfecta (OI) є клінічно та генетично гетерогенним захворюванням, в основному завдяки мутаціям генів проколагену типу I, COL1A1 та COL1A2, що спричинює деформацію кістки та численні переломи протягом усього життя. Миші на мишачих (oim) моделях OI несуть мутацію гена col1a2, що спричиняє аберрантне вироблення гомотримерного колагену I типу [α1 (I) 3], що призводить до крихкості кісток та накопиченню глогену колагену I типу. Попередні дослідження продемонстрували, що у гетерозиготних (+/oim) та гомозиготних (oim/oim) мишей підвищена концентрація фтору в гомілках, але знижена біомеханіка стегнової кістки. Однак незрозуміло, чи ці 2 змінні причинно пов’язані, оскільки порушення функції нирок може зменшити екскрецію фтору з сечею, підвищуючи, таким чином, концентрацію фтору в кістках незалежно від стану захворювання. Нашою метою у цьому дослідженні було визначити, чи обмеження дієтичного фтору покращить біомеханіку стегнової кістки у мишей, які страждають на оім. Мишей дикого типу, +/oim та oim/oim годували контрольною (5 мг/кг фтору) або дієтою з обмеженим вмістом фтору (0 мг/кг фтору) протягом w13 тижнів, в цей час аналізували плазму та стегно концентрації фтору та біомеханічні властивості кісток. У мишей дикого типу, +/oim та oim/oim, обмеження вмісту фтору в їжі зменшило навантаження на фтор стегнової кістки відповідно на 54–74% (P

Вступ

На відміну від пацієнтів з ІІ у людини, миші +/oim та oim/oim також мають гломерулопатію, при якій гомотримерний колаген I типу накопичується в клубочку нирки (18), що призводить до порушення базової мембрани клубочка та зниження фільтрації, продемонстрованої мікроальбумінурією (19 ). Ступінь відкладення колагену відповідає дозі гена oim та мікроальбумінурії, при цьому +/oim має легкі ураження клубочків та мікроальбумінурію, а миші oim/oim мають помірні та важкі ураження та мікроальбумінурію (19). Оскільки елімінація фтору з організму відбувається майже виключно шляхом виведення із сечею (20), а помірне зниження функції нирок може суттєво змінити видільну та метаболічну функції нирок (21), не дивно, що миші +/oim та oim/oim мають змінені мінеральні кісткові профілі порівняно з диким типом (16).

Дієтичні дії високих концентрацій фтору у людей були пов’язані з болем у кістках та остеосклерозом (22–24) і, мабуть, найкраще проілюстровані у 2 здорових жінок у постменопаузі, які споживали велику кількість швидкорозчинного чаю. Жодна з жінок не мала порушеної функції нирок або іншого чудового анамнезу, але, як повідомлялося, кожна з них страждала від дифузного скелетного болю та дискомфорту. Концентрації фтору в сироватці та сечі також були підвищені за межі нормального контрольного діапазону (23, 24). Чайні препарати, які щодня вживали ці жінки, містили 37–74 мг фтору, що значно перевищувало 3 мг, які, як вважає Інститут медицини, адекватне щоденне споживання для здоров’я зубів без будь-яких негативних наслідків (25). Незабаром після припинення споживання чаю концентрація фтору в сироватці та сечі у обох жінок нормалізувалась, і одна з них не повідомляла про залишковий біль у скелеті (23, 24). Лі та ін. (26) виявили, що частота переломів кісток нижча серед осіб, які п'ють фторовану воду, порівняно з тими, у яких вода містила 5,0 мг/л, демонструючи двофазний вплив фтору на міцність кісток (26).

Метою цього дослідження було визначити, чи обмеження дієтичного фтору покращить біомеханіку стегнової кістки мишей +/oim та oim/oim. Неясно, чи був негативний зв’язок між біомеханікою кістки та вмістом фтору у мишей +/oim та oim/oim причиною, чи збільшення вмісту фториду в кістковій тканині було просто наслідком більш високих концентрацій фтору в плазмі крові внаслідок порушення функції нирок. Оскільки відомо, що існує прямий зв’язок між концентрацією фтору в плазмі та кістці (27), можливо, підвищені концентрації фтору в +/oim та oim/oim великогомілкової кістки просто зумовлені надлишком фтору плазми через знижену функцію нирок. Отже, мишей дикого типу, +/oim та oim/oim мишам годували або контрольну, або обмежену фтором дієту протягом 13 тижнів, в цей час аналізували плазму та стегно на вміст фтору та біомеханічні властивості.

Матеріали і методи

Склад контрольної та дієти з обмеженим вмістом фтору