Η μεταβολή του ενδοκυττάριου μεταβολισμού μπορεί να επηρεάσει τη λειτουργική κατάσταση των μονοκυττάρων και να συμβάλει στη φλεγμονή και την απώλεια οστικής μάζας. Οι οστεοκλάστες είναι μεταβολικώς δραστικά κύτταρα που κατά προτίμηση παράγουν ενέργεια μέσω γλυκόλυσης. Οι συγγραφείς της μελέτης διατύπωσαν την υπόθεση ότι οι μεταβολές στον μεταβολισμό των αμινοξέων στους οστεοκλάστες πραγματοποιούνται κατά τη διάρκεια της φλεγμονής. Έχει δειχθεί ότι τα αμινοξέα ρυθμίζουν την οστεοκλαστογένεση. Η L-αργινίνη είναι ένα «υπό όρους» απαραίτητο αμινοξύ που συντίθεται έπειτα από πρωτεϊνική μετατροπή. Στη μελέτη αυτή διερευνήθηκε η επίδραση του μεταβολισμού της L-αργινίνης στην αρθρίτιδα και στη διαμεσολαβούμενη από τη φλεγμονή απώλεια οστικής μάζας.

Η L-αργινίνη χρησιμοποιήθηκε σε τρία μοντέλα αρθρίτιδας (διαγονιδιακά ποντίκια με επαγόμενη από κολλαγόνο αρθρίτιδα, με επαγόμενη από ορό αρθρίτιδα και με υπερέκφραση ανθρώπινου TNF). Η φλεγμονή αξιολογήθηκε κλινικά και ιστολογικά, ενώ οι οστικές μεταβολές προσδιορίστηκαν ποσοτικά με μCT και ιστομορφομετρία. In vitro, οι επιδράσεις της L-αργινίνης στην οστεοκλαστική διαφοροποίηση αναλύθηκαν με καταγραφή της αλληλουχίας RNA και φασματομετρία μάζας (MS, mass spectrometry). Για την ανίχνευση μεταβολικών μεταβολών σε οστεοκλάστες χρησιμοποιήθηκαν η πλατφόρμα Seahorse, η ανάλυση SCENITH (Single Cell ENergetIc metabolism by profilIng Translation inHibition) και η ηλεκτρονική μικροσκοπία διέλευσης. Επιπλέον, οι σχετιζόμενοι με την αργινίνη μεταβολίτες μετρήθηκαν στον ορό ασθενών με ρευματοειδή αρθρίτιδα (ΡΑ) και προ-ΡΑ.

Η L-αργινίνη ανέστειλε την αρθρίτιδα και την απώλεια οστικής μάζας και στα τρία μοντέλα, ενώ προκάλεσε απευθείας αποκλεισμό της επαγόμενης από τον TNF-α οστεοκλαστογένεσης σε ποντίκια και ανθρώπους. Οι αναλύσεις αλληλούχισης RNA και MS έδειξαν ότι η L-αργινίνη μετέτρεψε τη γλυκόλυση σε οξειδωτική φωσφορυλίωση σε φλεγμονώδεις οστεοκλάστες, με αποτέλεσμα αυξημένη παραγωγή ATP, μεταβολισμό της πουρίνης και αυξημένα επίπεδα ινοσίνης και υποξανθίνης. Οι αναστολείς απαμινάσης της αδενοσίνης που προκαλούν αποκλεισμό της παραγωγής ινοσίνης και υποξανθίνης κατέστειλαν την αναστολή της L-αργινίνης στην οστεοκλαστογένεση in vitro και in vivo. Διαταραγμένα επίπεδα αργινίνης βρέθηκαν επίσης σε ασθενείς με ΡΑ και προ-ΡΑ.

Η L-αργινίνη όχι μόνο περιόρισε τη φλεγμονή κατά την πειραματική αρθρίτιδα, αλλά μείωσε και την απώλεια οστικής μάζας. Η L-αργινίνη κατέστειλε την οστεοκλαστογένεση που ενισχύεται από προφλεγμονώδεις παράγοντες όπως ο TNF-α. Από μεταβολικής άποψης, ο TNF-α προήγαγε τη γλυκόλυση και προκάλεσε αποκλεισμό της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης, με αποτέλεσμα την επιτάχυνση της οστεοκλαστογένεσης, ενώ η L-αργινίνη αποκατέστησε την οξειδωτική φωσφορυλίωση.

Η μελέτη αυτή κατέδειξε ότι η L-αργινίνη βελτιώνει την αρθρίτιδα και την οστική διάβρωση μέσω επαναπρογραμματισμού του μεταβολισμού και διατάραξης του μεταβολισμού των πουρινών στους οστεοκλάστες.

Cao S, Li Y, Song R, Meng X, Fuchs M, Liang C, Kachler K, Meng X, Wen J, Schlötzer-Schrehardt U, Taudte V, Gessner A, Kunz M, Schleicher U, Zaiss MM, Kastbom A, Chen X, Schett G, Bozec A. L-arginine metabolism inhibits arthritis and inflammatory bone loss. Ann Rheum Dis. 2024 Jan 2;83(1):72-87. doi: 10.1136/ard-2022-223626.

GR-NON-2025-00190-APR25