골관절염에서 신체 활동 후 통증 변화의 생물학적 기전

무릎의 골관절염(OA)은 만성 염증성 통증이 특징이며 관절 손상의 양과 반드시 ​​관련이 있는 것은 아닙니다.1 임상 진료 지침에서는 골관절염 통증에 대해 신체 활동(PA)을 권장하지만2 골관절염이 있는 성인의 PA 섭취율은 매우 높습니다. 낮음.3 이에 대한 한 가지 이유는 PA가 하지 OA가 있는 성인의 통증을 감소시킬 수 있지만4,5 차등적으로 OA가 있는 성인의 약 절반에 대한 통증 민감도를 감소시키지만 실제로는 나머지 절반에 대한 통증 민감도를 증가시키기 때문입니다.6 또한 최근의 메타 분석에 따르면 단일 유형의 PA(예: 유산소 운동 또는 저항 운동)은 OA 무릎 통증을 감소시키지만 결과에는 연령, 성별, BMI, 무릎 정렬, 질병 중증도 또는 기본 통증으로 설명할 수 없는 큰 이질성이 있었습니다.5 OA가 있는 성인을 위한 개별화된 PA 개입을 개발하는 목표 중 하나는 PA가 OA 통증을 감소시키는 메커니즘과 PA가 통증을 가장 효과적으로 감소시키는 메커니즘을 밝히는 것입니다.

걷기와 같은 유산소 신체 활동은 미토콘드리아 생물 발생을 자극하여 산화적 인산화를 통해 에너지 생성(ATP 생산)을 위한 세포 용량을 최대 2배까지 증가시킵니다.7,8 이러한 현상은 골격근7 뿐만 아니라 뇌 세포9,10 간 세포9,11,12 지방 조직13 신장 세포12 및 백혈구14에서도 발생하며 이는 PA가 전신적으로 대사 요구량을 증가시킬 가능성이 있음을 나타냅니다. 더욱이 PA는 미토콘드리아 기능과 관련된 과정에 관련된 단백질의 활동 및/또는 풍부함에서 적응적 변화를 일으키는 것으로 생각됩니다.8 산화적 인산화를 통한 에너지 생성을 포함한 미토콘드리아 기능; 염증; 및 미토콘드리아 관련 단백질 발현은 골관절염15,16 및 만성 염증성 통증17,18의 주요 특징입니다. 염증성 통증의 동물 모델은 피루브산 탈수소효소 키나아제 2/4(PKD2/4)-피루브산 탈수소효소(PDH)-젖산 축을 통해 만성 염증 상태에서 산화적 인산화에서 당분해로의 세포 대사 변화를 보여줍니다.19 이로 인해 영향을 받은 지역에서 젖산 생산이 증가합니다. 뒤따르는 산성 미세 환경은 "각각 말초 및 중추 감작을 유발하기 위해 통각수용체 및 척수 아교세포를 활성화"시키는 추가적인 전통각성 염증성 사이토카인의 모집을 통해 통각수용 반응을 증폭시킵니다.19 따라서, 산화적 인산화를 통해 ATP를 생성하는 능력의 향상과 관련된 해당작용의 감소는 통증 감수성을 감소시킬 수 있습니다. 그러나 많은 양의 동물 데이터와 상관 관계 데이터가 산화 잠재력과 통증 결과 사이의 강력한 연관성을 뒷받침하지만, 원인과 결과에 대한 실험적 증거는 여전히 희박하며, 특히 인간에서 그렇습니다.8

연구자들은 전신 세포 생체 에너지 기능, 염증 및 단백질 발현의 개인차가 무릎 OA가 있는 성인의 통증 감도를 감소시키는 PA의 효과에 영향을 미친다는 가설을 세웠습니다. 이 준 실험 파일럿 연구의 목적은 30분 걷기 직후(예: "급성") 및 6주 후 30분 동안 일주일에 세 번 걷기(즉, "장기") 무릎 골관절염이 있는 성인의 경우. 연구자들은 엉덩이 또는 무릎 OA의 방사선학적 증거가 있는 40명의 성인 샘플과 20명의 연령/성별 일치 건강한 대조군에서 다음과 같은 구체적인 목표와 가설을 다룰 것입니다.

목표 1: 건강한 대조군과 비교하여 무릎 OA가 있는 성인의 통증 역치에 대한 6주(3일/주) 걷기 프로그램의 효과를 조사하기 위해 H1.1: 통증 감도(정량적 감각 테스트)는 약 50%의 급성 및 장기 PA 후 OA가 있는 성인의 약 50%가 감소합니다.

H1.2: 통증 감수성은 급성 및 장기 PA 후 건강한 대조군에서 감소할 것이다.

목표 2: 무릎 OA가 있는 노인에서 PA 후 통증 감도의 변화에 ​​대한 메커니즘으로서 미토콘드리아 생체 에너지(산화적 인산화, 미토콘드리아 함량)의 역할을 테스트합니다.

H2.1: 통증 감수성은 기준선에서 급성 PA 및 장기 PA 후 혈소판의 미토콘드리아 기능(산화적 인산화, 미토콘드리아 함량)과 부정적으로 연관됩니다. H2.2: 건강한 대조군은 OA 참가자보다 혈소판에서 산화적 인산화에 대해 더 높은 용량을 가질 것입니다. .

목표 3: 무릎 OA가 있는 노인의 신체 활동 후 통증 감도의 변화에 ​​대한 메커니즘으로서 염증의 역할을 테스트합니다.

H3.1: 통증 민감도는 증가된 순환 염증성 사이토카인(c-반응성 단백질, 인터루킨(IL)-1, IL-1β, IL-6, IL-10, 종양 괴사 인자(TNF)-α, PGES)과 긍정적으로 연관되어 있습니다. 기준선에서, 급성 및 장기 PA 후.

목표 4: 신체 활동 후 통증 민감도의 변화에서 프로테오믹스의 역할에 관한 가설 생성(6주 걷기 프로그램 직후 및 직후) 단백질 발현의 변화는 발현되는 단백질의 반감기에 따라 달라질 수 있으며, 분에서 일.8 따라서 단기(PA 후 분/일) 및 장기(신체 활동 시합 사이의 일/주) 모두에서 단백질 발현의 적응적 변화를 조사하는 것이 중요합니다.