Choroba zwyrodnieniowa stawów (ChZS) jest jedną z przewlekłych, przewlekłych chorób zwyrodnieniowych stawów kostnych, która dotyka osoby starsze powyżej 65. roku życia.
1]. U pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawów diagnozuje się zazwyczaj uszkodzenie chrząstki, zapalenie błony maziowej i erozję chondrocytów, co powoduje ból i dyskomfort fizyczny.
2Ból artretyczny jest najczęściej spowodowany degeneracją chrząstki w stawach na skutek stanu zapalnego. Gdy chrząstka jest poważnie uszkodzona, kości mogą zderzać się ze sobą, powodując nieznośny ból i trudności fizyczne.
3]. Udział mediatorów zapalnych w objawach takich jak ból, obrzęk i sztywność stawu jest dobrze udokumentowany. U pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawów w płynie stawowym stwierdza się obecność cytokin zapalnych, które powodują erozję chrząstki i tkanki podchrzęstnej.
4]. Dwiema głównymi dolegliwościami, z którymi zazwyczaj borykają się pacjenci z chorobą zwyrodnieniową stawów, są ból i zapalenie błony maziowej. Dlatego głównymi celami obecnych terapii choroby zwyrodnieniowej stawów jest zmniejszenie bólu i stanu zapalnego.
5]. Chociaż dostępne metody leczenia choroby zwyrodnieniowej stawów, w tym leki niesteroidowe i steroidowe, wykazały skuteczność w łagodzeniu bólu i stanu zapalnego, długotrwałe stosowanie tych leków ma poważne konsekwencje zdrowotne, takie jak zaburzenia układu sercowo-naczyniowego, żołądkowo-jelitowego i nerek [
6]. W związku z tym konieczne jest opracowanie skuteczniejszego leku o mniejszej liczbie skutków ubocznych w leczeniu choroby zwyrodnieniowej stawów.
Produkty lecznicze pochodzenia naturalnego cieszą się coraz większą popularnością ze względu na bezpieczeństwo i łatwą dostępność.
7Tradycyjne koreańskie leki wykazały skuteczność w leczeniu wielu chorób zapalnych, w tym zapalenia stawów [
8]. Aucklandia lappa DC. znana jest ze swoich właściwości leczniczych, takich jak poprawa krążenia qi w celu łagodzenia bólu i łagodzenia dolegliwości żołądkowych, i była tradycyjnie stosowana jako naturalny środek przeciwbólowy [
9]. Poprzednie doniesienia sugerują, że A. lappa posiada właściwości przeciwzapalne [
10,
11], środek przeciwbólowy [
12], przeciwnowotworowy [
13] i gastroprotekcyjne [
14] efekty. Różnorodne aktywności biologiczne A. lappa są spowodowane przez jego główne związki aktywne: kostunolid, lakton dehydrokostu, dihydrokostunolid, kostuslakton, α-costol, lakton saussurea i kostuslakton [
15Wcześniejsze badania wskazują, że kostunolid wykazuje właściwości przeciwzapalne w lipopolisacharydzie (LPS), który indukuje makrofagi poprzez regulację szlaku NF-kB i białka szoku cieplnego [
16,
17]. Jednakże żadne badanie nie zbadało potencjalnego działania A. lappa w leczeniu choroby zwyrodnieniowej stawów. W niniejszym badaniu zbadano terapeutyczne działanie A. lappa w leczeniu choroby zwyrodnieniowej stawów, wykorzystując modele gryzoni indukowane kwasem octowym i jodooctanem monosodowym.
Jodooctan sodu (MIA) jest powszechnie stosowany do wywoływania wielu zachowań bólowych i objawów patofizjologicznych OA u zwierząt [
18,
19,
20]. Po wstrzyknięciu do stawów kolanowych MIA zaburza metabolizm chondrocytów i wywołuje stan zapalny oraz objawy zapalne, takie jak erozja chrząstki i kości podchrzęstnej, będące głównymi objawami choroby zwyrodnieniowej stawów [
18]. Reakcję skręcania wywołaną kwasem octowym powszechnie uważa się za symulację bólu obwodowego u zwierząt, gdzie ból zapalny można ilościowo zmierzyć [
19Linia komórkowa makrofagów myszy, RAW264.7, jest popularnie wykorzystywana do badania odpowiedzi komórkowych na stan zapalny. Po aktywacji za pomocą LPS, makrofagi RAW264 aktywują szlaki zapalne i wydzielają kilka pośredników zapalnych, takich jak TNF-α, COX-2, IL-1β, iNOS i IL-6 [
20W niniejszym badaniu oceniono działanie przeciwbólowe i przeciwzapalne A. lappa w leczeniu OA w modelu zwierzęcym MIA, modelu zwierzęcym indukowanym kwasem octowym oraz komórkach RAW264.7 aktywowanych LPS.
2. Materiały i metody
2.1. Materiał roślinny
Suszony korzeń A. lappa DC. użyty w eksperymencie został zakupiony od firmy Epulip Pharmaceutical Co., Ltd. (Seul, Korea). Identyfikacji dokonał prof. Donghun Lee z Katedry Farmakologii Ziołowej, Wydziału Medycyny Koreańskiej Uniwersytetu Gachon, a numer próbki dowodowej to 18060301.
2.2. Analiza HPLC ekstraktu A. lappa
Ekstrakcję A. lappa przeprowadzono za pomocą aparatu refluksowego (woda destylowana, 3 godz. w temp. 100°C). Wyekstrahowany roztwór przefiltrowano i zagęszczono za pomocą parownika niskociśnieniowego. Wydajność ekstraktu A. lappa po liofilizacji w temperaturze −80°C wyniosła 44,69%. Analizę chromatograficzną A. lappa przeprowadzono za pomocą chromatografu HPLC podłączonego do systemu 1260 InfinityⅡ HPLC (Agilent, Pal Alto, Kalifornia, USA). Do rozdziału chromatycznego użyto kolumny EclipseXDB C18 (4,6 × 250 mm, 5 µm, Agilent) w temp. 35°C. Łącznie 100 mg próbki rozcieńczono w 10 ml 50% metanolu i poddano działaniu ultradźwięków przez 10 min. Próbki filtrowano przez filtr strzykawkowy (Waters Corp., Milford, MA, USA) o średnicy porów 0,45 μm. Skład fazy ruchomej składał się z 0,1% kwasu fosforowego (A) i acetonitrylu (B), a kolumnę eluowano w następujący sposób: 0–60 min, 0%; 60–65 min, 100%; 65–67 min, 100%; 67–72 min, 0% rozpuszczalnika B, przy szybkości przepływu 1,0 ml/min. Wyciek obserwowano przy długości fali 210 nm, stosując objętość nastrzyku 10 μl. Analizę przeprowadzono trzykrotnie.
2.3. Gospodarowanie zwierzętami i ich utrzymanie
Samce szczurów Sprague-Dawley (SD) w wieku 5 tygodni i samce myszy ICR w wieku 6 tygodni zakupiono od firmy Samtako Bio Korea (Gyeonggi-do, Korea). Zwierzęta trzymano w pomieszczeniu o stałej temperaturze (22 ± 2°C) i wilgotności (55 ± 10%) oraz cyklu światło/ciemność 12/12 godzin. Przed rozpoczęciem eksperymentu zwierzęta zaznajamiano z warunkami przez ponad tydzień. Zwierzęta miały zapewniony nieograniczony dostęp do paszy i wody. We wszystkich procedurach eksperymentalnych na zwierzętach ściśle przestrzegano obowiązujących zasad etycznych dotyczących opieki nad zwierzętami na Uniwersytecie Gachon (GIACUC-R2019003). Badanie zostało zaprojektowane jako próba równoległa, z zaślepieniem badacza. Zastosowano metodę eutanazji zgodnie z wytycznymi Komisji Etyki Eksperymentów na Zwierzętach.
2.4. Wstrzyknięcie i leczenie MIA
Szczury podzielono losowo na 4 grupy: pozorowaną, kontrolną, indometacynę i A. lappa. Po znieczuleniu 2% mieszaniną izofluranu O2, szczurom wstrzyknięto dostawowo 50 μl MIA (40 mg/m2; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) do stawów kolanowych, aby wywołać eksperymentalną chorobę zwyrodnieniową stawów. Leczenie przeprowadzono w następujący sposób: grupa kontrolna i pozorowana były utrzymywane wyłącznie na diecie podstawowej AIN-93G. Jedynie grupa indometacyny otrzymywała indometacynę (3 mg/kg) włączoną do diety AIN-93G, a grupa A. lappa w dawce 300 mg/kg została przydzielona do diety AIN-93G uzupełnionej o A. lappa (300 mg/kg). Leczenie kontynuowano przez 24 dni od dnia wywołania OA w ilości 15–17 g na 190–210 g masy ciała dziennie.
2.5. Pomiar obciążenia
Po indukcji OA, zgodnie z planem, wykonano pomiar nośności kończyn tylnych szczurów za pomocą urządzenia Incapacitance-MeterTester600 (IITC Life Science, Woodland Hills, Kalifornia, USA). Obliczono rozkład ciężaru na kończynach tylnych: nośność (%)
