Эффект механического растяжения
Эффект механического растяжения можно исследовать на культуре клеток, погруженных в гель. Силу растяжения можно создать с помощью контролируемого компьютером вакуума. Когда система находится в вакууме определенной степени, дно чашки Петри с культурой клеток удлиняется на известную величину, деформация максимальна по краям дна чашки и минимальна в центре. Растяжение передается и культивируемым в чашке Петри хондроцитам. С помощью этого метода К. Holm-vall и соавторы (1995) показали, что в культивируемых в коллагеновом (II тип) геле клетках хондросаркомы увеличена экспрессия мРНК а2-интегрина. а2ргинтегрин способен связываться с коллагеном II типа. Его рассматривают как механорецептор, поскольку он взаимодействует с актинсвязывающими протеинами, таким образом соединяя ВКМ и ци-тоскелет.
Влияние рН на метаболизм хондроцитов. рН интерстициальной жидкости ВКМ хрящевой ткани более кислый, чем в других тканях. A. Maroudas (1980) определил рН матрикса суставного хряща на уровне 6,9. В. Diamant и соавторы (1966) обнаружили рН 5,5 в патологических условиях. Известно, что хондроциты живут при низком Pq2, что свидетельствует о важнейшей роли гликолиза (95% всего метаболизма глюкозы) в метаболизме этих клеток; гликолиз сопровождается продукцией большого количества молочной кислоты (Stefanovic-Racic М. et al., 1994).
Кроме закисления среды продуктами гликолиза важное значение имеют сами компоненты матрикса. Большое количество фиксированного отрицательного заряда на протеогликанах модифицирует внеклеточный ионный состав: отмечаются высокая концентрация свободных катионов (например, Н+, Na+, К+) и низкая концентрация анионов (например, О , НСОЗ ) (Lesperance L. et al., 1992). Кроме того, под действием механической нагрузки происходит изгнание воды из ВКМ, что приводит к повышению концентрации фиксированных отрицательных зарядов и привлечению большего количества катионов в матрикс. Это сопровождается снижением рН внеклеточной среды, которое влияет на внутриклеточный рН, модифицируя тем самым метаболизм хондроцитов. R. Wilkin и A. Hall (1995) изучили влияние рН внеклеточной и внутриклеточной среды на биосинтез матрикса изолированными хондроцитами быка. Они наблюдали двойственную модификацию синтеза матрикса при снижении рН. Небольшое снижение рН (7,4<рН<7,1) на 50% увеличивало включение 35S04 и 3Н-пролина в хондроциты, тогда как более глубокое закисление среды (рН<7,1) угнетало синтез на 75% по сравнению с контролем. Создание же низкого рН (6,65) с помощью ионов аммония вызвало снижение синтеза матрикса только на 20%. Полученные результаты свидетельствуют о том, что модификацию рН внеклеточной среды синтеза матрикса нельзя объяснить только изменениями рН внутриклеточной среды. Более того, хондроциты обладают способностью регулировать внутриклеточный рН с помощью Na+, Н+-обмен-ника, Ка+-зависимого С1_—НСОЗ -транспортера и Н+/АТФазой (DascaluA. etal., 1993).