Etiketter

måndag 30 januari 2017

K-vitamiinista ja luuston terveydestä 1996

2017-01-30. Tehdessäni K-vitamiiniprojektiani 200-2001 aikaan dietetiikan kurssilla Göteborgin yliopistossa löysin lähdehaussa Shearer et al. artikkelin, joka minusta on aiheellinen vielä nyt 2017 ottaa esiin ja asetan sen luustoblogiini. Ollaanhan nyt jo tultu K-vitamiinin indikaatioalueitten selvittelyssä vakuuttuneeksi sen osuudesta luuston terveyteen ja kansallisesti korjattu ravintoa K- vitamiininkin luonnollista saantia suosivammaksi ja käytetään myös sellaista ravintoa, joka pitää suolistoflooran kunnossa.
Aihe Shearer MJ et al. Vitamiini K:n kemia, ravintolähteet, kudosjakauma ja aineenvaihdunta erityisesti viitaten luustoterveyteen. 1996.
LÄHDE: Shearer MJ1, Bach A, Kohlmeier M. Chemistry, nutritional sources, tissue distribution and metabolism of vitamin K with special reference to bone health.J Nutr. 1996 Apr;126(4 Suppl):1181S-6S.
Tiivistelmä (Suomennosta) Abstract


K-vitamiini esiintyy luonnossa yhdistesarjoina, joille on yhteistä 2-metyyli-1,4- naftokinonirengas tuma. ja eroavuutena on renkaan 3- asemassa sijaitsevissa isoprenoidirakenteisissa sivuketjuissa.
Näissä sivuketjuissa on kasvien K-vitamiinilla fytyylisivuketju, joilloin K-vitamiinia sanotaan fyllokinoniksi ja se merkataan K1- muodoksi. Sitten on bakteerien syntetisoimia K-vitamiineja ja ne ovat menakinoneja, merkataan K2- muodoiksi (MK-n) Sivuketjut ovat multiprenyylejä, joten kaksoisidoksia on runsaasti.
  • Vitamin K occurs in nature as a series of compounds with a common 2-methyl- 1,4 naphthoquinone nucleus and differing isoprenoid side chains at the 3 position. They comprise a single major plant form, phylloquinone with a phytyl side chain and a family of bacterially synthesized menaquinones (MKs) with multiprenyl side chains.
Ihmisen pääasiallinen K-vitamiinin lähde on fyllokinoni (K1) ja sitä on eniten vihreissä, lehtevissä vihanneksissa ja tietyissä kasvisöljyissä ( soijaöljyssä, rypsiöljyssä ja oliiviöljyssä). Vuoden 1996 aikaan oli saatu analysoitua kromatografisesti elintarvikkeiden fyllokinoneja joista oli jo laaja tietue.
  • The major dietary source to humans is phylloquinone for which the chief food contributors are green, leafy vegetables followed by certain vegetable oils (soybean, rapeseed and olive oils). Recent analyses by high pressure liquid chromatography are now providing a wide-ranging database of phylloquinone in foods.
Menakinoneja on kohtalaisia määriä vain harvoissa elintarvikkeissa kuten juustoissa (MK-8­ ja MK-9. Numero merkitsee isopreeniyksiköiden määrää) . Suurempaa menakinonien kirjoa syntetisoituu mikroflooran ansiosta suolistossa ja lie mahdollista että niitten imeytymisestä muodostuu maksankin K-vitamiinivaraston suurin osa- (arveltiin 1996 aikaan)-; erityisesti pitkiä menakinoneja , kokoja MK-10- MK-13 syntetisoivat eräät Bacteroides- suvut. Ei tiedetty ( 1996 aikaan) missä suoliston kohdassa mikrofrlooran menakinonit imeytyvät , mutta melkoisia pitoisuuksia on todettu terminaalisessa ileumissa, jossa sappisuolojen välittämä absorptoituminen olisi mahdollista.
  • Menaquinones are found in moderate concentrations in only a few foods such as cheeses (MK-8 and MK-9). A wider spectrum of MKs is synthesized by the gut microflora, and their intestinal absorption probably accounts for most of the hepatic stores, particularly those with very long side chains (MKs-10--13) synthesized by members of the genus Bacteroides. The site of absorption of floral MKs is not known, but reasonable concentrations are found in the terminal ileum where bile salt-mediated absorption is possible.
Sekä fyllokinonit että menakinonit ovat bioaktiivisia maksassa tapahtuvassa gamma-karboksylaatiossa, mutta pitkäketjuisia menakinoneja imeytyy huonommin. Maksan K-vitamiinivarastot ovat jokseenkin pieniä ja käsittävät lähinnä MK7- MK-13 tyyppejä ( pitkän sivuketjun omaavia). Fyllokinoonia on maksan K-vitamiinivarastosta noin 10% ja se on labiilia ja sen vaihtuvuus on nopeampaa kuin menakinonien.
  • Both phylloquinone and menaquinones are bioactive in hepatic gamma-carboxylation but long-chain MKs are less well absorbed. Liver stores of vitamin K are relatively small and predominantly MKs-7--13. The hepatic reserves of phylloquinone (approximately 10% of the total) are labile and turn over at a faster rate than menaquinones.
Sekä hohkaluu että kuoriluu näyttävät sisältävän melkoisia pitoisuuksia sekä fyllokinonia että menakinoneja. Suurin osa ( lähes 50- 70 %) fyllokinonin päivittäisessä ruoassa saadustqa määrästä menetetään kuitenkin kehon erityksen kautta, minkä takia painottuu sen jatkuvan ravintoperäisen saannin tarve jotta kudosreservit pysyvät yllä.
  • Trabecular and cortical bone appear to contain substantial concentrations of both phylloquinone and menaquinones. A majority (approximately 60-70%) of the daily dietary intake of phylloquinone is lost to the body by excretion, which emphasizes the need for a continuous dietary supply to maintain tissue reserves.
PMID:
8642453
[PubMed - indexed for MEDLINE]
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Shearer%20MJ%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=8642453
MJ Shearer  1996: Vitamin K1 concentration in serum is linked to vitamin K status of bone. The bone protein osteocalcin tends to be less completely carboxylated in people with low vitamin K concentrations in serum. Many hemodialysis patients with a history of bone fractures have indications of poor vitamin K status. The same patients also appear to have a greatly increased prospective bone fracture risk.
MJ Shearer 2004:  Vitamin K is well known for its role in the synthesis of a number of blood coagulation factors. During recent years vitamin K-dependent proteins were discovered to be of vital importance for bone and vascular health. Recommendations for dietary vitamin K intake have been made on the basis of the hepatic requirements for the synthesis of blood coagulation factors. Accumulating evidence suggests that the requirements for other functions than blood coagulation may be higher. This paper is the result of a closed workshop (Paris, November 2002) in which a number of European vitamin K experts reviewed the available data and formulated their standpoint with respect to recommended dietary vitamin K intake and the use of vitamin K-containing supplements.
 MJ Shearer 2012: In 2001, the US Food and Nutrition Board concluded that there were insufficient data with which to establish a RDA for vitamin K, in large part because of a lack of robust endpoints that reflected adequacy of intake. Knowledge of the relative bioavailability of multiple vitamin K forms was also poor. Since then, stable isotope methodologies have been applied to the assessment of the bioavailability of the major dietary form of vitamin K in its free state and when incorporated into a plant matrix. There is a need for stable isotope studies with enhanced sensitivity to expand knowledge of the bioavailability, absorption, disposition, and metabolism of different molecular forms of vitamin K. Another area for future research stems from evidence that common polymorphisms or haplotypes in certain key genes implicated in vitamin K metabolism might affect nutritional requirements. Thus far, much of this evidence is indirect via effects on warfarin dose requirements. In terms of clinical endpoints, vitamin K deficiency in early infancy continues to be a leading cause of intracranial bleeding even in developed countries and the reasons for its higher prevalence in certain Asian countries has not been solved. There is universal consensus for the need for vitamin K prophylaxis in newborns, but the effectiveness of any vitamin K prophylactic regimen needs to be based on sound nutritional principles. In contrast, there is still a lack of suitable biomarkers or clinical endpoints that can be used to determine vitamin K requirements among adults.

Upplagd av kl. Inga kommentarer:
Etiketter:

onsdag 25 januari 2017

Osteoblastien Connexiini43 vastaa luun mekaaniseen rasitukseen

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16831921

Ann N Y Acad Sci. 2006 Apr;1068:214-24.

Role of connexin43 in osteoblast response to physical load.

Grimston SK1, Screen J, Haskell JH, Chung DJ, Brodt MD, Silva MJ, Civitelli R.

Abstract

Gap junctions are hexameric transmembrane channels formed by connexins, and are responsible for direct cell-to-cell communication. The most abundant gap junction protein in bone is connexin43 (Cx43), although connexin45 (Cx45) is also expressed.

 In the present study, we tested the hypothesis that bone cell responses to mechanical stimulation are dependent on the type of gap junction communication provided by Cx43 in vitro and in an in vivo model of physical load.

 Application of cyclic stretch to calvaria osteoblasts results in a modest but detectable increase in PGE2 levels, and the amount of PGE2 produced was lower in cells isolated from Cx43 null mice. Mice with an osteoblast-specific deletion of the Cx43 gene were subjected to an in vivo four-point bending protocol on the tibia. This resulted in fast and exuberant formation of woven bone at the region directly below the loading fulcrum in both osteoblast Cx43-deleted and wild-type mice. However, indirect measurement of endosteal bone apposition suggested a less pronounced effect of physical load in Cx43-deficient than in wild-type mice. Taken together, these results indicate that deficiency of Cx43 in osteoblasts attenuates but does not abolish anabolic responses to mechanical strain.
PMID:
16831921
DOI:
10.1196/annals.1346.023

Konneksiini43 geeni

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/2697
Official Symbol
GJA1provided by HGNC
Official Full Name
gap junction protein alpha 1provided by HGNC
Primary source
HGNC:HGNC:4274
See related
Ensembl:ENSG00000152661 MIM:121014; Vega:OTTHUMG00000015479
Gene type
protein coding
RefSeq status
REVIEWED
Organism
Homo sapiens
Lineage
Eukaryota; Metazoa; Chordata; Craniata; Vertebrata; Euteleostomi; Mammalia; Eutheria; Euarchontoglires; Primates; Haplorrhini; Catarrhini; Hominidae; Homo
Also known as
HSS; CMDR; CX43; EKVP; GJAL; ODDD; AVSD3; HLHS1; PPKCA
Summary
This gene is a member of the connexin gene family. The encoded protein is a component of gap junctions, which are composed of arrays of intercellular channels that provide a route for the diffusion of low molecular weight materials from cell to cell. The encoded protein is the major protein of gap junctions in the heart that are thought to have a crucial role in the synchronized contraction of the heart and in embryonic development. A related intronless pseudogene has been mapped to chromosome 5. Mutations in this gene have been associated with oculodentodigital dysplasia, autosomal recessive craniometaphyseal dysplasia and heart malformations. 
  •  Kromosomi 6q22.31 




  • KONNEKSIINEISTÄ YLEISTIETOA
 https://en.wikipedia.org/wiki/Connexin

Upplagd av kl. Inga kommentarer:
Etiketter:

tisdag 24 januari 2017

Mg ja IP6 (fytiini) implantissa

ACS Appl Mater Interfaces. 2014 Nov 26;6(22):19531-43. doi: 10.1021/am506741d. Epub 2014 Nov 13.

Corrosion-controlling and osteo-compatible Mg ion-integrated phytic acid (Mg-PA) coating on magnesium substrate for biodegradable implants application.

Chen Y1, Zhao S, Liu B, Chen M, Mao J, He H, Zhao Y, Huang N, Wan G.


Abstract

Biodegradable, a new revolutionary concept, is shaping the future design of biomedical implants that need to serve only as a temporary scaffold.

 Magnesium appears to be the most promising biodegradable metal, but challenges remain in its corrosion-controlling and uncertain biocompatibility.

 In this work, we employ chemical conversion and alternating dip-coating methods to anchor and deposit an Mg ion-integrated phytic acid (Mg-PA) coating on Mg, which is supposed to function both corrosion-controlling and osteo-compatible.

 It was ascertained that PA molecules were covalently immobilized on a chemically converted Mg(OH)2 base layer, and more PA molecules were deposited subsequently via chelating reactions with the help of additive Mg ions. The covalent immobilization and the Mg ion-supported chelating deposition contribute to a dense and homogeneous protective Mg-PA coating, which guarantees an improved corrosion resistance as well as a reduced degradation rate.

 Moreover, the Mg-PA coating performed osteo-compatible to promote not only bioactivity of bonelike apatite precipitation, but also induced osteoblast cells adhesion and proliferation.

This is ascribed to its nature of PA molecule and the biocompatible Mg ion, both of which mimic partly the compositional structure of bone. Our magnesium ion-integrated PA-coated Mg might bode well for the future of biodegradable bone implant application.

KEYWORDS:

biodegradable metals; bone implants; corrosion; magnesium; osteo-biocompatibility; phytic acid
PMID:
25363151
DOI:
10.1021/am506741d
[PubMed - indexed for MEDLINE]
Upplagd av kl. Inga kommentarer:
Etiketter:

söndag 22 januari 2017

Pi/PPi suhde

Haku: 8 vastausta 22.1. 2017

Search results

Items: 8

1.
Abnormal Mechanical Loading Induces Cartilage Degeneration by Accelerating Meniscus Hypertrophy and Mineralization After ACL Injuries In Vivo.
Du G, Zhan H, Ding D, Wang S, Wei X, Wei F, Zhang J, Bilgen B, Reginato AM, Fleming BC, Deng J, Wei L.
Am J Sports Med. 2016 Mar;44(3):652-63. doi: 10.1177/0363546515621285.
PMID:
26792705
Similar articles
2.
What Can We Learn About the Neural Functions of TNAP from Studies on Other Organs and Tissues?
Millán JL.
Subcell Biochem. 2015;76:155-66. doi: 10.1007/978-94-017-7197-9_8. Review.
Recent findings also implicate TNAP in the metabolism of ATP, in the production of adenosine and in the dephosphorylation of the bacterial toxin lipopolysaccharide, all molecules known to be involved in inflammation. The role of TNAP in establishing the ATP/adenosine ratio is important for purinergic signaling, and these mechanisms could be significant in determining axonal growth in the brain. Finally, the potential involvement of TNAP in dephosphorylating tau protein and its role in the pathogenesis of Alzheimer's
 
Similar articles
3.
Juxta-articular joint-capsule mineralization in CD73 deficient mice: similarities to patients with NT5E mutations.
Li Q, Price TP, Sundberg JP, Uitto J.
Cell Cycle. 2014;13(16):2609-15. doi: 10.4161/15384101.2014.943567.
Collectively, this mouse model deficient in CD73, with other targeted mutant mice with vascular mineralization, attests to the presence of a complex pro-mineralization/anti-mineralization network that under physiologic homeostatic conditions prevents ectopic tissue mineralization. 

Free PMC Article
Similar articles
4.
Bone mineralization is regulated by signaling cross talk between molecular factors of local and systemic origin: the role of fibroblast growth factor 23.
Sapir-Koren R, Livshits G.
Biofactors. 2014 Nov-Dec;40(6):555-68. doi: 10.1002/biof.1186. Review.

Abstract

Body phosphate homeostasis is regulated by a hormonal counter-balanced intestine-bone-kidney axis. The major systemic hormones involved in this axis are parathyroid hormone (PTH), 1,25-dihydroxyvitamin-D, and fibroblast growth factor-23 (FGF23). FGF23, produced almost exclusively by the osteocytes, is a phosphaturic hormone that plays a major role in regulation of the bone remodeling process. Remodeling composite components, bone mineralization and resorption cycles create a continuous influx-efflux loop of the inorganic phosphate (Pi) through the skeleton. This "bone Pi loop," which is formed, is controlled by local and systemic factors according to phosphate homeostasis demands. Although FGF23 systemic actions in the kidney, and for the production of PTH and 1,25-dihydroxyvitamin-D are well established, its direct involvement in bone metabolism is currently poorly understood. This review presents the latest available evidence suggesting two aspects of FGF23 bone local activity: (a) Regulation of FGF23 production by both local and systemic factors. The suggested local factors include extracellular levels of Pi and pyrophosphate (PPi), (the Pi/PPi ratio), and another osteocyte-derived protein, sclerostin. In addition, 1,25-dihydroxyvitamin-D, synthesized locally by bone cells, may contribute to regulation of FGF23 production. The systemic control is achieved via PTH and 1,25-dihydroxyvitamin-D endocrine functions. (b) FGF23 acts as a local agent, directly affecting bone mineralization. We support the assumption that under balanced physiological conditions, sclerostin, by para- autocrine signaling, upregulates FGF23 production by the osteocyte. FGF23, in turn, acts as a mineralization inhibitor, by stimulating the generation of the major mineralization antagonist-PPi.
Similar articles
5.
Role of bone-type tissue-nonspecific alkaline phosphatase and PHOSPO1 in vascular calcification.
Bobryshev YV, Orekhov AN, Sobenin I, Chistiakov DA.
Curr Pharm Des. 2014;20(37):5821-8. Review.
Matrix vesicle (MV)-mediated mineralization is important for bone ossification. However, under certain circumstances such as atherosclerosis, mineralization may occur in the arterial wall. Bone-type tissue-nonspecific alkaline phosphatase (TNAP) hydrolyzes inorganic pyrophosphate (PPi) and generates inorganic phosphate (Pi), which is essential for MV-mediated hydroxyapatite formation. MVs contain another phosphatase, PHOSPHO1, that serves as an additional supplier of Pi. 
 
 Activation of bone-type tissue-nonspecific alkaline phosphatase (TNAP) in vascular smooth muscle cells precedes vascular calcification. By degrading PPi, TNAP plays a procalcific role changing the Pi/PPi ratio toward mineralization. A pathologic role of bone-type TNAP and PHOSPHO1 make them to be attractive targets for cardiovascular therapy.
Similar articles

 
6.
Effects of pH on the production of phosphate and pyrophosphate by matrix vesicles' biomimetics.
Simão AM, Bolean M, Hoylaerts MF, Millán JL, Ciancaglini P.
Calcif Tissue Int. 2013 Sep;93(3):222-32. doi: 10.1007/s00223-013-9745-3.
During endochondral bone formation, chondrocytes and osteoblasts synthesize and mineralize the extracellular matrix through a process that initiates within matrix vesicles (MVs) and ends with bone mineral propagation onto the collagenous scaffold. pH gradients have been identified in the growth plate of long bones, but how pH changes affect the initiation of skeletal mineralization is not known. Tissue-nonspecific alkaline phosphatase (TNAP) degrades extracellular inorganic pyrophosphate (PPi), a mineralization inhibitor produced by ectonucleotide pyrophosphatase/phosphodiesterase-1 (NPP1), while contributing Pi from ATP to initiate mineralization.
 
 TNAP and NPP1, alone or combined, were reconstituted in dipalmitoylphosphatidylcholine liposomes to mimic the microenvironment of MVs. The hydrolysis of ATP, ADP, AMP, and PPi was studied at pH 8 and 9 and compared to the data determined at pH 7.4.
 
 While catalytic efficiencies in general were higher at alkaline pH, PPi hydrolysis was maximal at pH 8 and indicated a preferential utilization of PPi over ATP at pH 8 versus 9. 
 
In addition, all proteoliposomes induced mineral formation when incubated in a synthetic cartilage lymph containing 1 mM ATP as substrate and amorphous calcium phosphate(ACP) or calcium-phosphate-phosphatidylserine complexes as nucleators. 
Propagation of mineralization was significantly more efficient at pH 7.5 and 8 than at pH 9.
 Since a slight pH elevation from 7.4 to 8 promotes considerably more hydrolysis of ATP, ADP, and AMP primarily by TNAP, this small pH change facilitates mineralization, especially via upregulated PPi hydrolysis by both NPP1 and TNAP, further elevating the Pi/PPi ratio, thus enhancing bone mineralization.Free PMC Article
Similar articles

 
7.
Ankylosing spondylitis, late osteoarthritis, vascular calcification, chondrocalcinosis and pseudo gout: toward a possible drug therapy.
Mebarek S, Hamade E, Thouverey C, Bandorowicz-Pikula J, Pikula S, Magne D, Buchet R.
Curr Med Chem. 2011;18(14):2196-203. Review.

Abstract

In this review we consider diseases associated with pathological mineralization/ossification, namely, ankylosing spondylitis (AS), osteoarthritis (OA), generalized artery calcification of infancy (GACI), vascular calcification as well as chondrocalcinosis (CC) and pseudo gout. Deciphering the key enzymes implicated in the calcification process is an objective of prime importance and the ultimate goal is to synthesize inhibitors of these enzymes in order to provide efficient alternate therapeutic strategies that will slow down the pathologic mineralization and complement the arsenal of anti-inflammatory drugs. One of the difficulties in the definition of diseases associated with pathologic mineralization/ossification lies in the controversial relationship between the type of calcification and the nature of the disease. Here, we propose to clarify this relationship by making a distinction between diseases associated with hydroxyapatite (HA) and calcium pyrophosphate dihydrate (CPPD) deposits.
AS, OA, GACI and vascular calcification are usually characterized by mineralization/ossification associated with HA deposits,
while CC and pseudo gout are mostly characterized by CPPD deposits.
Although both HA and CPPD deposits may occur concomitantly, as in chronic pyrophosphate arthritis or in OA with CPPD, they are formed as a result of two antagonistic processes indicating that treatment of distinct diseases can be only achieved by disease-specific drug therapies.

 The hydrolysis of PPi, an inhibitor of HA formation, is mostly controlled by tissue non-specific alkaline phosphatase TNAP,
while PPi production in the extracellular medium is controlled by ANK, a PPi transporter, and/or NPP1 which generates PPi from nucleotide triphosphates.

 Low PPi concentration may lead to a preferential deposition of HA while high PPi concentration will favor the formation of CPPD deposits. Thus, HA and CCPD deposition cannot occur concomitantly because they are determined by the Pi/PPi ratio which, in turn, depends on the relative activities of antagonistic enzymes, TNAP hydrolyzing PPi or ANK and NPP1 producing PPi.

TNAP inhibitors could prevent HA formation in AS, in late OA, in GACI, as well as in vascular calcifications, while ANK or NPP1 inhibitors could slow down CCPD deposition in CC and pseudo gout.
Similar articles

 
8.
Pyrophosphate, phosphate ion interaction: effects on calcium pyrophosphate and calcium hydroxyapatite crystal formation in aqueous solutions.
Cheng PT, Pritzker KP.
J Rheumatol. 1983 Oct;10(5):769-77.

Abstract

The relationship between ambient ionic conditions that favor pyrophosphate (PPi) versus phosphate (Pi) biomineralization is important to understanding the pathogenesis of chondrocalcinosis. We studied aqueous solutions at pH 7.4, 37 degrees C, [Na+] = 140 mM, [Mg+ +] = 0.5 mM, [Ca+ +] = 1.0 or 1.5 mM over a range of pyrophosphate and phosphate concentrations to determine the effect of different ambient concentrations and ratios of Pi/PPi on calcium pyrophosphate dihydrate (CPPD) and calcium hydroxyapatite (HA) crystal formation.

We found that the Pi/PPi ratio is an extremely important determinant of the crystal product formed. At low [Pi], CPPD crystal formation is partially inhibited by Pi; at higher [Pi], calcium pyrophosphate, calcium phosphate and calcium pyrophosphate-phosphate complexes amorphous to x-ray diffraction are formed; whereas at still higher [Pi], HA crystal formation partially inhibited by PPi.

We conclude that CPPD forms when the ratio [Pi]/[PPi] less than 3 and HA forms when [Pi]/[PPi] greater than 100.
Similar articles
Upplagd av kl. Inga kommentarer:
Etiketter:

Energiapakkausten purkaajaentsymi ENTPD1 geeni, NTPDase-1 proteiini

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene?term=(entpd1[gene])%20AND%20(Homo%20sapiens[orgn])%20AND%20alive[prop]%20NOT%20newentry[gene]&sort=weight
Official Symbol
ENTPD1provided by HGNC
Official Full Name
ectonucleoside triphosphate diphosphohydrolase 1provided by HGNC
Primary source
HGNC:HGNC:3363
See related
Ensembl:ENSG00000138185 Ensembl:ENSG00000282889 MIM:601752; Vega:OTTHUMG00000018818
Gene type
protein coding
RefSeq status
REVIEWED
Organism
Homo sapiens
Lineage
Eukaryota; Metazoa; Chordata; Craniata; Vertebrata; Euteleostomi; Mammalia; Eutheria; Euarchontoglires; Primates; Haplorrhini; Catarrhini; Hominidae; Homo
Also known as
CD39; SPG64; ATPDase; NTPDase-1
Summary
The protein encoded by this gene is a plasma membrane protein that hydrolyzes extracellular ATP and ADP to AMP. Inhibition of this protein's activity may confer anticancer benefits. Several transcript variants encoding different isoforms have been found for this gene. [provided by RefSeq, Aug 2015]
Orthologs
mouse all
 
 
Siis tämä entsyymi voi purkaa  ATP trifosfaateista  ja ADP trifosfaateista fosfaatteja  joko PPi kokoa (epäorgaanisia pyrofosfaatteja) tai Pi kokoa  (epäorgaanisia monofosfaatteja) vastaavasti ja samalla tulee AMP muotoa. nukleosidista.
Upplagd av kl. Inga kommentarer:
Etiketter:

Hieno löytö! Epäorgaanisten fosfaattimuotojen Pi ja PPi suhteella on merkitys suonien kalkkeutumisessa

Työryhmä :Ricardo Villa-Bellosta, José Rivera-Torres, Fernando G. Osorio, Rebeca Acín-Pérez, José A. Enriquez, Carlos López-Otín, Vicente Andrés
Vuosi: 2013
Otsikko:
Puutteellinen solunulkoisen pyrofosfaatin (ePPi) aineenvaihdunta edistää verisuonten kalkkeutumista HGPS-taudin hiirimallissa. Tauti on parannettavissa pyrofosfaattihoidolla
Defective Extracellular Pyrophosphate Metabolism Promotes Vascular Calcification in a Mouse Model of Hutchinson-Gilford Progeria Syndrome That Is Ameliorated on Pyrophosphate Treatment.

Abstrakti: Taustaa:  
Progeriini on  laminiinA:n  mutaatiomuoto ja sitä esiintyy HGPS-oireyhtymässä, joka on ihmisellä ennenaikaisesti vanhentava  aineenvaihdunnallinen geneettinen tauti. Taudille  on tyypillistä vahva ateroskleroosi ja verisuonten kalkkeutuminen, josta  sitten ennenaikainen kuolemakin johtuu; kuoleman välittö,ämä syynä  sydäninfarkti tai aivohalvaus.  Tutkijaryhmä selvitti, millä mekanismilla tapahtuu  tässä taudissa  verisuonten liiallinen kalkkeutuminen.

(Artikkeliin liittyy kuva solusta ja solutapahtumista, syistä ja seurauksista)

 Figure 6.
 
Verisuonen kalkkeutuminen ilmenee tyypillisesti kalsiumfosfaattisaostumana  (calcium-phosphate deposition) aortan seinämän  eri kerroksissa,  Nämä kalsiumfosfaatit ovat kalsium-ortofosfaattiperheen molekyylejä ja niihin kuuluu myös hydroksiapatiitti (HAp), octokalsiumfosfaaatti (CaP8) ja amorfinen kalsiumfosfaatti (ACP)
Calcium phosphate depodision
Calcium orthophosphate family, 
 Hydroxyapatite,
 Octocalcium phosphate,
 Amorphous calcium phosphate. 
 
 Meediakalkkeutuminen tapahtuu valtimoitten  elastiinin alueella ja assosioituu  miltei yksinomaan verisuonen sileän lihaksen soluihin (VSMC).
Verisuonten kalkkeutumisen pääriskitekijöitä on  Pi muotoisen inorgaanisen fosfaatin kohoaminen seerumissa.  Koeputkessa ja in vivo tutkimuksissa on osoitettu, että kohonut Pi pitoisuus verisuoniston sileässä lihassolussa triggeröi muutoksen luuta muodostavaan fenotyyppiin. Tämä transitio johtaa osteokondrogeenisten merkitsijöiden yliesiintymään ja näitä ovat transkriptiotekijä Runx2 ( myös nimi Cbfa1) ja se indusoi luun pääasiallisten matrixkomponenttien ilmentymää.
Sen sijaan solunulkoinen pyrofosfaatti (ePPi) blokeeraa suoraan kalsiumfosfaattiyhdisteiden saostumaa sekä koeputkessa että in vivo ja on sen takia pääasiallinen endogeenin inhibiittori verisuonten kalkkeutumiselle.

Solunulkoisen pyrofosfaatin (ePPi) hajoamista katalysoi kudoksen epäspesifinen alkaalinen fosfataasi (TNAP), sillä se hydrolysoi epäorgaanista pyrofosfaattia (PPi) , jolloin siitä tulee Pi muotoisia epäorgaanisia fosfaatteja.
Viljellyissä koe-eläinsoluissa indusoituu kalkkeutuminen alkaalisella fosfataasilla (ALP) ja estyy TNAP-inhibiittorilla. TNAP on säätynyt ylös uremisen koe-eläimen aortassa, mikä johtaa lisääntyneeseen pyrofosfaatin (ePPi) hydrolyysiin ja verisuonten kalkkeutumiseen.

Pääentsyymi, joka ottaa osaa ePPi-synteesiin aortassa ja viljellyissä suonen sileän lihaksen soluissa, on ektoentsyymi nukleotidipyrofosfataasi/fosfodiesteraasi-1 (eNPP1). Jos tämä entsyymi puuttuu, seuraa laaja-alainen ja fataali valtimoitten kalkkeutuminen lapsissa ja hiirissä. Tämän entsyymin subtraatti on ATP, jota kertyy extrasellulaariseen matriksiin useitten kuljettajien toimesta. Näistä yksi on ANK- kuljettajaproteiini ( multiple -pass transmembrane protein)

Tutkijat halusivat selvittää, millä mekanismilla HGPS-taudissa kehittyy suoniston kalkkeutuminen ja he analysoivat hiirtä, joka oli poistogeeninen laminiini A:n suhteen ja ilmensi progeriinia. ekvivalenttisesti ihmisen vastaavan mutaation kanssa. Tutkimuksissa ilmeni extrasellulaarisen pyrofosfaatin homeostaasin vaikeat muuntumat ja pahentuvat verisuonistokalkkeutumat. Kuitenkin pyrofosfaattikäsittelyllä voitiin näitä kalkkeutumia estää.



  • KUVAN Selitystä.
Solunulkoinen pyrofosfaatti ePPi on pääestäjiä kalsiumfosfaatin saostumiselle
ja sitä syntyy ATP-lähteestä eNPP1-entsyymillä
(eNPP1 ektoentsyymi nukleotidipyrofosfataasi/fosfodiesteraasi-1) . 
 
Sitten TNAP- entsyymi hydrolysoi epaorgaanisen pyrofosfaatin (ePPi)  epäorgaanisiksi fosfaateiksi Pi. TNAP on kudoksen ei-spesifinen alkalinen fosfataasi (Tissue non- specific alkaline phosphatase). 
 
Pit1 ja Pit2 välittävät epäorgaanisen fosfaatin Pi soluun ottoa ja se on tärkeää ATP-synteesiä ajatellen. ATP syntyy pääasiallisesti mitokondrioissa oxidatiivisessa fosforylaatiossa (Ox-Phos) .Valmiit energiapakkaukset ATP vapautuvat extrasellulaariseen matrixiin kuljettajilla kuten ANK-kuljettajalla. 
 

Progeriini ( mutatoitunut proteiini) , jota ilmenee verisuonen sileässä lihassolussa(VSMC) lisää TNAP- ja eNTPD1- entsyymien aktiivisuutta. Jälkimmäinen on apyraasi 1/ ektonukleosiditrifosfataasi difosfohydrolaasi (apyrase1/ ectonucleoside triphosphatase diphosphohydrolase ) ja se purkaa ATP:stä epäorgaanista fosfaattia Pi.
 Ja niin haittaantuu mitokondrioitten funktio ja ATP-synteesi ( energiapakkausten teko) . Näistä muutoksista johtuu myös solunulkoisen pyrofosfaatin (ePPi) määrän väheneminen ja arterioitten seinämissä nousee Pi/PPi suhde. 
 
Tutkittujen koehiirten plasmassa oli normaaleja fosfaatin ja kalsiumin pitoisuuksia, mutta alkaalisen fosfataasin ALP aktiivisuus oli koholla ja sekä ATP-että PPi- pitoisuudet olivat madaltuneet. Näistä verisuoniston sileissä lihassoluissa tapahtuneista muutoksista progeroidisessa hiiressa johtui vahva aortan kalkkeutuminen , mutta siihen voitiin vastavaikuttaa antamalla pyrofosfaattia (PPi) hoitona .
Upplagd av kl. Inga kommentarer:
Etiketter: ,

Uutta hoitomenetelmääkö reumaan? (2003 Lovisa Hessle, Uumajan yliopisto)

Tutkija Lovisa Hessle on syntynyt 1976. Hänen väitöstyönsä aiheena oli Control of Bone Mineralization. The Role of TNAP, PC-1 and ANK in regulating inorganic pyrophosphate (PPi) levels.

Siis hän kohdisti tutkimuksen e luutumisen kriittiseen molekyyliin, epäorgaanisen pyrofosfaattin  (PPi), sen  määriin ja sitä sääteleviin kolmeen  proteiiniin. ISBN 917-3053570.
 Tästä väitöstilaisuudesta oli lehdessä artikkeli ruotsinkielellä ja siinä selvitettiin tutkimuksen kliinistä merkitystä. Katson tässä blogissa jatkossakin   aihetta:  PPi säätely.

21. 2.  2003
Sitaatti Umeån Yliopiston  mediatiedotteesta

Ollaanko saamassa  uutta hoitomenetelmää reumaan ?

Ny behandlingsmetod mot reumatism?
Fredagen den 31 januari försvarar Lovisa Hessle, Instutitionen för medicinsk biovetenskap, medicinsk genetik, Umeå universitet, sin avhandling med titeln Control of bone mineralization; The role of TNAP, PC-1 and ANK in regulating inorganic pyrophosphate levels.
Svensk titel: Reglering av benmineralisering; Funktionen hos TNAP, PC-1 och ANK vid reglering av oorganiska pyrofosfat-koncentrationer.
Fakultetsopponent är professor Dick Heinegård, Institutionen för Cell och Molekylärbiologi, Lunds Universitet.
Lovisa Hessle är uppvuxen i Båstad och har tillbringat 3 år i San Diego, USA, som utlandsstuderande doktorand från Umeå universitet under ledning av professor José Luis Millán vid The Burnham Institute. Hon har nyligen uppmärksammats i USA, där hon mottog ett ”Young Investigator Award” av The American Society of Bone and Mineral Research (ASBMR).


Suomennosta  TIIVISTELMÄSTÄ

Reumatismi on on tavallinen luustosairaus, jota potee  yli 50 % 65 vuotta täyttäneestä väestöstä.  Tälle taudille on on tyypillistä tulehdus ja epätoivottu luun uudismuodostus nivelien alueella, mistä tulee särkyä ja liikerajoitusta. Nykyiset reumalääkkeet  ovat pääasiassa anti-inflammatorisia ja kipua lievittäviä, mutta puuttuu sellaisia lääkevalmisteita, jotka voisivat estää  nivelissä  etenevää luun muodostusta. 
  • Reumatism är en vanlig bensjukdom som drabbar mer än 50 procent av befolkningen över 65 år. Sjukdomen kännetecknas av inflammation och oönskad nybildning av ben i leder, vilket resulterar i värk och minskad rörlighet. Dagens läkemedel mot reumatism är huvudsakligen anti-inflammatoriska och smärtstillande, men det saknas preparat som hindrar ytterligare benbildning i lederna.
Tässä  väitöstyössä  on tutkittu luunmuodostustä ohjaavia  mekanismeja  ja näihin tutkimuksiin perustuen osoitettu   uusia ajateltavissa olevia tapoja reumatismin hoitoon  blokeeraamalla epätoivotun luun edelleenkasvu  nivelissä ja siten  estämällä taudin väistämätön kulku.
  • Utifrån studier av de mekanismer som styr benbildningen visar avhandlingen på nya tänkbara sätt att behandla reumatism genom att blockera vidare tillväxt av oönskat ben i leder och därigenom hejda sjukdomsförloppet.
  Väitöstyössä esitetään  uutta tietoa kolmesta  luunmuodostusta säätelevästä luustoproteiinista (TNAP, PC-1 ja ANC). Nämä kolme proteiinia kykenevät  ohjaamaan orgaanisen pyriofsofaatin (PPi) kitoisuutta.
  • I avhandlingen presenteras nya data om tre proteiner i skelettet (TNAP, PC-1 och ANK) vilka reglerar benbildningen. 
  • Dessa tre proteiner har förmågan att styra koncentrationen av en molekyl, oorganiskt pyrofosfat, som hindrar benproduktionen. 
 Jos jossain näistä  kolmesta luukudosproteiinista on ilemenemishäiriötä , voi epäorgaanisen pyrofosfaatin (PPi)  pitoisuus muuttua johonkin suuntaan, mistä automaattisesti seuraa joko luuntuotannon väheneminen tai eneneminen.
  • En rubbning i förekomsten av en eller flera av dessa tre proteiner i benvävnad kan ändra koncentrationen av oorganiskt pyrofosfat, vilket automatiskt utlöser en minskning eller en ökning av benproduktionen. 
 Väitöskirja osoittaa reumaattisessa hiirimallissa, miten hiirien liikkuvuus kohentui, kun niitä käsiteltiin  sellaisella  valmisteella, joka blokeerasi erään näistä mainituista proteiineista.  Nämä uudet oivallukset  luunmuodostuksen säätelystä  voivat osaltaan  auttaa kehittämään tehokkaampia hoitomenetelmiä luutauteihin. Tutkimustuloksilla saattaa olla merktitystä muidenkin sairauksien kuten verisuonten kalkkeutuman hoitoon.
  • Avhandlingen visar att möss med reumatism fick en ökad rörlighet när de behandlades med ett preparat som blockerar ett av de ovannämnda proteinerna. De nya insikterna i hur benbildningen regleras kan bidra till utvecklingen av effektivare behandlingar mot bensjukdomar. Även för behandling av andra sjukdomar, såsom åderförkalkning, kan forskningsresultaten få betydelse.


Päivitys  27.10.2017 suomennosta abstraktiin.
Upplagd av kl. Inga kommentarer:
Etiketter: ,

lördag 21 januari 2017

Randallin plakit

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27695926

Urolithiasis. 2016 Oct 1. [Epub ahead of print]
Microstructures of Randall's plaques and their interfaces with calcium oxalate monohydrate kidney stones reflect underlying mineral precipitation mechanisms.
Sethmann I1, Wendt-Nordahl G2, Knoll T2, Enzmann F3, Simon L3, Kleebe HJ4.

Abstract

Randall's plaques (RP) are preferred sites for the formation of calcium oxalate monohydrate (COM) kidney stones. However, although processes of interstitial calcium phosphate (CaP) plaque formation are not well understood, the potential of plaque microstructures as indicators of CaP precipitation conditions received only limited attention. We investigated RP-associated COM stones for structural details of the calcified tissues and microstructural features of plaque-stone interfaces as indicators of the initial processes of stone formation. Significantly increased CaP supersaturation can be expected for interstitial fluid, if reabsorbed ions from the tubular system continuously diffuse into the collagenous connective tissue. Densely packed, fine-grained CaP particles were found in dense textures of basement membranes while larger, laminated particles were scattered in coarse-meshed interstitial tissue, which we propose to be due to differential spatial confinements and restrictions of ion diffusion. Particle morphologies suggest an initial precipitation as metastable amorphous calcium phosphate (ACP). Morphologies and arrangements of first COM crystals at the RP-stone interface ranged from stacked euhedral platelets to skeletal morphologies and even porous, dendritic structures, indicating, in this order, increasing levels of COM supersaturation. Furthermore, these first COM crystals were often coated with CaP. On this basis, we propose that ions from CaP-supersaturated interstitial fluid may diffuse through porous RP into the urine, where a resulting local increase in COM supersaturation could trigger crystal nucleation and, hence, initiate stone formation. Ion-depleted fluid in persistent pores of initial COM layers may get replenished from interstitial fluid, leading to CaP precipitation in porous COM.

KEYWORDS:

Calcium oxalate monohydrate; Calcium phosphate; Interstitial plaque; Microstructure; Nephrolithiasis; Precipitation mechanism
PMID:
27695926
DOI:
10.1007/s00240-016-0925-2
[PubMed - as supplied by publisher]
Upplagd av kl. Inga kommentarer:
Etiketter:

Luusiirrännäisistä ja niiden korvikkeista

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26733632

Bone Joint J. 2016 Jan;98-B(1 Suppl A):6-9. doi: 10.1302/0301-620X.98B.36350.

Bone grafts and their substitutes.

Fillingham Y1, Jacobs J1.

Author information

Abstract

The continual cycle of bone formation and resorption is carried out by osteoblasts, osteocytes, and osteoclasts under the direction of the bone-signaling pathway. In certain situations the host cycle of bone repair is insufficient and requires the assistance of bone grafts and their substitutes. The fundamental properties of a bone graft are osteoconduction, osteoinduction, osteogenesis, and structural support. Options for bone grafting include autogenous and allograft bone and the various isolated or combined substitutes of calcium sulphate, calcium phosphate, tricalcium phosphate, and coralline hydroxyapatite. Not all bone grafts will have the same properties. As a result, understanding the requirements of the clinical situation and specific properties of the various types of bone grafts is necessary to identify the ideal graft. We present a review of the bone repair process and properties of bone grafts and their substitutes to help guide the clinician in the decision making process.
©2016 The British Editorial Society of Bone & Joint Surgery.

KEYWORDS:

Allograft; Autogenous graft; Bone graft; Bone graft substitutes; Osteoconduction; Osteogenesis; Osteoinduction
PMID:
26733632
DOI:
10.1302/0301-620X.98B.36350
[PubMed - indexed for MEDLINE]
Upplagd av kl. Inga kommentarer:

Luukorvikekmateriaalista väitöskirja (R Mattila, 2009). Lasikuitulujitettu komposiitti implantti

http://www.doria.fi/handle/10024/47317

"Non-resorbable glass fibre-reinforced composite with porous surface as bone substitute material: Experimental studies in vitro and in vivo focused on bone-implant interface"
 (Pinnaltaan huokoinen resorboitumaton lasikuitulujitettu komposiitti luuta korvaavana materiaalina: Luu-implantti -rajapintaa koskevia kokeellisia in vitro ja in vivo -tutkimuksia). Virallisena vastaväittäjänä toimii professori Jukka Seppälä Teknillisestä korkeakoulusta ja kustoksena professori Pekka Vallittu.

DI Riina Mattila on syntynyt 1977 Tampereella ja kirjoittanut ylioppilaaksi 1996 Kangasalan lukiosta. Hän on valmistunut diplomi-insinööriksi 2002 Tampereen teknillisestä korkeakoulusta. Hän toimii tutkijana Turun yliopiston hammaslääketieteen laitoksella (Turun kliinisessä biomateriaalikeskuksessa). Väitös kuuluu hammaslääketieteen ja biomateriaalitieteen alaan.
Ann. Univ. Turkuensis D 874
ISBN 978-951-29-4066-0 (PRINT)
ISBN 978-951-29-4067-7 (PDF)
Väitöskirjan myynti: Turun yliopiston kirjakauppa, tykk@utu.fi, p.
Turun yliopiston kirjasto http://kirjasto.utu.fi/julkaisupalvelut/, julkmyynti@utu.fi,
Väitös on julkaistu Turun yliopiston sähköisessä julkaisuarkistossa


Ohessa seloste väitösaiheesta.

_ _ _ _ _

Pinnaltaan huokoinen lasikuitulujitettu polymeerikomposiitti luuta korvaavana materiaalina

Toiminnallisesti aktiivisten luuta korvaavien biomateriaalien tarve kasvaa tulevaisuudessa väestön vanhenemiseen liittyvien rappeutumissairauksien sekä myös luukasvainten ja traumatologisten vammojen hoitamisen vuoksi. Mekaanisilta ja pintaominaisuuksiltaan optimaalisen kuormaa kantavan luuta korvaavan implantin kehitystyö, jonka tavoitteena on saavuttaa luun ja implantin välinen kiinnittyminen, on haastava tehtävä.

Luukudoksen kasvu ja ylläpito vaatii tietynlaiset mekaaniset olosuhteet. Perinteiset metalliset implantit, joiden jäykkyys on suuri, kantavat suurimman osan kuormasta ja ympärillä oleva luu jää käytännössä ilman normaalia kuormitusta, mikä saattaa aiheuttaa luukudoksen resorboitumista ja lopulta implantin irtoamisen luusta.

Kuitulujitteiset komposiitit eli yhdistelmämateriaalit tarjoavat mielenkiintoisen vaihtoehdon metalli-implanteille, sillä niiden mekaanisia ominaisuuksia voidaan räätälöidä luun kanssa samankaltaisiksi valitsemalla oikein matriisin muodostava polymeeri, kuitulujitteet sekä niiden määrä, suuntautuneisuus ja pituus. Onnistunut kuormansiirto sekä mikroliikkeen minimoiminen luu-implantti -rajapinnalla vaatii luun ja implantin välisen kiinnittymisen.

Eräs lupaava menetelmä edistämään luun ja implantin välistä kiinnittymistä on implantin pinnan tekeminen huokoiseksi. Luun kasvu huokosrakenteeseen stabiloi systeemin ja parantaa implantin menestymismahdollisuutta kliinisessä käytössä.

DI Riina Mattilan väitöskirjatutkimus keskittyi luuta korvaavan polymetyylimetakrylaatti (PMMA) -pohjaisen komposiittimateriaalin kehittämiseen, missä on tiivis kuormaa kantava ydin sekä huokoinen pintakerros. Kolmiulotteisesti sattumanvaraisesti suuntautuneita katkolasikuituja käytettiin lujittamaan komposiittimateriaalia. Komposiittien huokoinen pintakerros toteutettiin liuotinkäsittelymenetelmän avulla.

PMMA-polymeeriä on käytetty yleisesti ortopediassa ns. luusementtinä täyttämään tekonivelen ja luun välinen tyhjä tila sekä samalla kiinnittämään proteesi tukevasti luukudokseen. Myös lasikuitulujitteet ovat löytäneet lääketieteellisen sovellutuksen mm. kuitulujitteisten hammassiltojen ja -kruunujen valmistuksessa.

Mattilan väitöskirjatyön tulokset osoittivat, että komposiittimateriaalin huokoskoko ja toisiinsa yhteenliittyneiden huokosten verkosto kuitulujitteisen komposiitin pintakerroksessa saattaisi olla optimaalinen luun sisäänkasvulle. Huokoisen pintakerroksen aikaansaamiseksi tarvittavan liuotinkäsittelyn ei havaittu vaikuttavan komposiitin ytimen mekaanisiin ominaisuuksiin ja katkolasikuiduilla lujitetun huokoisen pintakerroksen havaittiin olevan riittävän vahva kantamaan kuormaa. In vivo kokeet osoittivat, että pinnaltaan huokoinen lasikuitulujitettu komposiitti-implantti pystyy edistämään luun ja implantin välistä kiinnittymistä.

Väitöskirjatutkimuksessa havaittiin luun sisäänkasvua implantin huokoiseen pintarakenteeseen ja vahva lukkiutuminen luun ja implantin välille saatiin aikaan. Lasikuitujen ei havaittu aiheuttavan negatiivista kudosvastetta ja luunmuodostusta havaittiin lasikuitujen ympärillä luu-implantti -rajapinnalla.
Upplagd av kl. Inga kommentarer:
Etiketter:

Amorfinen kalsium fosfaatti

Amorfisella kalsiumfosfaatilla (ACP) on erinomaiset ominaisuudet joita hammaslääketiede hyödyntää hammastahnoissa.  milloin kalsiuimfosfaati voi uuttua amorfiseksi  (metastable- meta stabiiliksi)? Luonnollisestikaan varsinaisen luun  rakenteessa tämä metastabiili ominisuus ei  saa olla pysyvää vain mahdollisesti  ohimenevää välivaihetta  remodellingtapauksessa.

 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3143077/




Upplagd av kl. Inga kommentarer:
Etiketter:

Luukorvikemateriaalin kehittelystä ( alfa-TCP, CO3Ap, PCL)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26225725
Biomed Mater. 2015 Jul 30;10(4):045011. doi: 10.1088/1748-6041/10/4/045011.

Development of a bone substitute material based on alpha-tricalcium phosphate scaffold coated with carbonate apatite/poly-epsilon-caprolactone.

Bang LT1, Ramesh S, Purbolaksono J, Long BD, Chandran H, Ramesh S, Othman R.

Abstract

Interconnected porous tricalcium phosphate ceramics are considered to be potential bone substitutes. However, insufficient mechanical properties when using tricalcium phosphate powders remain a challenge. To mitigate these issues, we have developed a new approach to produce an interconnected alpha-tricalcium phosphate (α-TCP) scaffold and to perform surface modification on the scaffold with a composite layer, which consists of hybrid carbonate apatite / poly-epsilon-caprolactone (CO3Ap/PCL) with enhanced mechanical properties and biological performance. Different CO3Ap combinations were tested to evaluate the optimal mechanical strength and in vitro cell response of the scaffold. The α-TCP scaffold coated with CO3Ap/PCL maintained a fully interconnected structure with a porosity of 80% to 86% and achieved an improved compressive strength mimicking that of cancellous bone. The addition of CO3Ap coupled with the fully interconnected microstructure of the α-TCP scaffolds coated with CO3Ap/PCL increased cell attachment, accelerated proliferation and resulted in greater alkaline phosphatase (ALP) activity. Hence, our bone substitute exhibited promising potential for applications in cancellous bone-type replacement.
PMID:
26225725
DOI:
10.1088/1748-6041/10/4/045011
[PubMed - indexed for MEDLINE]
Upplagd av kl. Inga kommentarer:
Etiketter: , ,

Luussa mineralisoituminen, munuaisissa ei!

Kalsium, fosfaatti, glykogeeni, pyrofosfaatti, fytiini

  • KALSIUMFOSTAATTI ja HYDROKSIAPATIITTI

KALSIUMIN ja FOSFAATIN yhdiste luussa on hydroksiapatiitti.
Se merkitään Ca10(PO4)6(OH)2 merkinnällä.
Mutta asia ei ole niin yksinkertainen kuin yleensä ajatellaan. Kalsiumin ja fosfaatin kesken voi syntyä mitä moninaisimpia reaktiivisia suhteita. Luun muodostuksessa on olennaista luun sopiva rasitus, joka samalla edistää oikeaa kiteytymistä. Mutta esim. munuaisissa ei ole vastaavaa gravitaation suuntaista rasitusta eikä myöskään tarvetta kalkkeutumsesta, joten samaisten molekyylien täytyy taas välttää kiteytymistä.


Artikkeli www.crystal.unito.it/prtfreq/jmol.html antaa kuvina eräitä kiteitä animaatioina ja esitetyistä yksi on   kidemuoto on hydroksiapatiitti.
http://www.crystal.unito.it/vibs/oh%5Fapatite/
Obs! Vaikuttaa että kiteellä sinänsä on vibraatio-ominaisuus - siitä voisi löytää oskillaation ekonomista  pohjaa. Samoin luukudosdynamiikan taustaa.
M. Corno, C. Busco, B. Civalleri and P. Ugliengo
Ab Initio QM Study of Structural and Vibrational Features of Hexagonal Hydroxyapatite Ca10(PO4)6(OH)2 

  • IHMISKEHON TÄRKKELYS ON GLYKOGEENI.
Se on sokeriketjuja.
Kun GLYKOGEENI, elimistön tärkkelys muodostuu, sivussa syntyy koko ajan tuotetta nimeltä pyrofosfaatti. (PPi) Varastosokerimuoto itse  ei tarvitse fosfaattia, mutta aktiivi aineenvaihdunnallinen sokeri on aina fosforyloitua. Tässä joustavassa keskinäisessä kanssakäymisessä liikkuu aineenvaihdunta fosfaattiyhdisteitten näkymättömässä miljöössä.
Sen takia näkymättömässä, että laboratiivisesti näkyvä, se diabeteksenkin  heijastava ”verensokeri” katoaa mitattavista heti, kun se on aktivoitunut ja muuttunut fosfaatiksi ja siirtynyt tuohon moninaiseen ” fosfaattimaailmaan” . Diabeteksen ongelma on juuri se, että sokerin on vaikea ”kadota” sinne fosfaattien verkostoon. Sokeri jopa lipsahtaa helposti pois  eri fosfaattimuodoista  diabeetikolla, mutta liikunta taas edistää sokerin kiinnittymistä fosfaatteihin. Liikunta on kuin mylly, joka "jauhaa jyvät jauhoiksi"- saa  energian käyttöön. Tässä on ihmisen tahdonalainen liikunta apuna kehon sokeritasapainon hoidossa. 

Kuva:
Pyrophosphate
https://en.wikipedia.org/wiki/Pyrophosphate

Glykogeeni on sokeriketju ja fosforiton muoto, joten siinä menee vesimolekyylejä tärkkelysrunkoon siten, että yhtä glykogeenigrammaa kohden glykogeeni pidättää 4 grammaa H2O ja dieteetikon näkökohdista ajatellen tärkeä seikka, koska hyvä glykogeenivarasto on myös kehon vesivarastoa ja antaa mukavan kimmon lihaksille. Jos glykogeenin synteesi on diabeteksesta huonontunut, tämä vesitäyteyskin on vähempää.
Samalla voi ajatella: jos potilaan ihon ja kudosten kimmo on hyvä, hänellä saattaa olla hyvä kyky muodostaa glykogeeniä ja sokeritasapainokin saattaa olla aika hyvä. ja samoin vesitalouden hoito. Monta kertaa diabeetikon ihon kuivuus ja matala kimmo kudoksissa voi olla huonoa glykogeeninmuodostuskykyä ja samalla arvelluttavan huonoa vesitasapainoa. 
(Glykogeeniaineenvaihdunnan  taudeista
  http://www.socialstyrelsen.se/ovanligadiagnoser/glykogenosermedleverpaverkan
 Tästä lähteestä  löytyy viite luuhun:  Cabrera-Abreu J, Crabtree NJ, Elias E, Fraser W, Cramb R, Alger S. Bone mineral density and markers of bone turnover in patients with glycogen storage disease types I,III and IX. J Inherit Metab Dis. 2004; 27: 1-9.)

  •  PYROFOSTAATTI ja ORTOFOSFAATTI
Sivutuote glykogeenisynteesistä on PYROFOSFAATTI joka muodostuu tärkkelyksen synteesivaiheessa niistä irtoavista fosfaateista käsin. Se ei kuitenkaan ole pysyväinen muoto, ja siinä on vielä energiaa, mutta laimeassa liuoksessa se vapauttaa energian hajoten  kahdeksi ortofosfaatiksi. (ORTOFOSFAATTI-muoto on se muoto fosfaattia, joka pystyy myös imeytymään ravinnosta käsin. (Esim. inositolifosfaatit imeytyvät ortofosfaatteina, vaikka solun sisällä ne voivat muodostaa tärkeän rikastuneen  inositolipyrofosfaattimuodon, josta sitten voi pilkkoutua IP3- muotoa esiin). 
https://en.wikipedia.org/wiki/Phosphoric_acids_and_phosphates#Orthophosphate 

Solussa on entsyymi, joka nopeuttaa pyrofosfaatin hajoamista kahdeksi  ortofosfaatiksi.  Entsyymin nimi on inorgaaninen pyrofosfataasi  Fosfaattia on sitten saatavilla  energiapakkauksiin asetettavaksi ( joko UTP tai ATP alueen energiapakkauksiin), kun glykogeenin täytyy tarvittaessa nopeasti pystyä pilkkoutumaan glukoosiksi, siirtymään verensokerina ja/tai muuttumaan jälleen glukoosi 1-fosfaatiksi ja siitä epimeroitua Glukoosi 6 - fosfaatiksi, jotta sitä voi käyttää maksassa energia-aineenvaihduntaan. Samalla vapautuu luonnollisesti vesimolekyyliä.

” Fosfaatti” ei kuitenkaan esiinny yksinään, vaan se toimii aina kuin tapahtumien siltana, jonain yhdisteenä  Ilmeisesti solun moninaisten inositolifosfaattien (IPx) maailma tarjoutuu tässä ”pitkospuiksi” tapahtumien verkostolle. Fosfaatin tarvitsee siis aina olla "käsi kädessä" johonkin suuntaan. Jotta sytoplasma ei aggresiivisen fosforimolekyylin vaikutuksesta tekisi paikallisia kiteitä, järjestelmässä toimii normaalisti eräänlainen sytoplasminen oskillaatiokin. Inositolimolekyyli on myös orgaaninen kompromissiratkaisu, jolla fosfaatit liukoisina voivat sijaita hyvin lähellä sytoplasmisia sokereita kuitenkaan takertumatta niitten aineenvaihduntaan: sen verran on inositolirengas eriävää muista saman kokoluokkansa sokerirenkaista, ettei toisen kaskadin entsyymit attrahoidu. Tosin galaktoosin ja inositolin kanssa tulee kilpailua absorptiovaiheessa soluun pääsystä. Inositolimuoto luo aivan oman integraatioalueensa solun (mielestäni) ahtaassa karttamaailmassa (Inositolin  liukoinen muoto voi  muuntua fosfatidyylienkin suuntaan rasva-aineiden puolelle fosfolipidien joukkoon käyttämällä CTP-energiaa). 

Kuva: 
Fytiini eli inositolihexa-cis-fosfaatti IP6.  Tämä on liukoinen ja pystyy poistumaankin  solusta,  jos liika fosfaatia tarvitsee poistaa kehosta.
 www.biosite.dk/leksikon/images/fytinsyre.gif
 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19053869

Jo Harper 1969 mainitsi siitä vaiheesta kun luukiteen muodostus alkaa tapahtua rustoperäisessä solussa: Siinä havaitaan glykogeeniä ja turvotusta samalla. Yhtäkkiä siinä vaiheessa. kun glykogeeni katoaa, HYDROKSIAPATIITTIA muodostuu.
Tähän luukiteenmuodostuskohtaan on pureuduttu tieteessä  mitä moninaisimmalta taholta.
Insositolifosfaattien järjestelmän mukana olokin näyttää olevan olennaista, mutta miten paljon. Siitä saa tehdä palapelityötä. Ensinnäkin katson tavallista pyrofosfaattikohtaa PPi. Ainakin glykogeenin synteesivaiheesn jätemolekyyli on PPi. Tulee sitä muistakin reaktioista. Reaktiot, joissa tulee PPi tuotetta, ovat yhdensuuntaisia, irreversibeleitä. 

Vääriä kiteitäkin muodostuu välillä kehossa - nivelissä, muulla, munuaisiissa. tai oikeaa kidettä väärässä paikassa! 

  • KALSIUMPYROFOSFAATTIDIHYDRAATTIKIDE, valekihtitauti  (CPPD)
http://www.the-rheumatologist.org/article/new-insights-into-cppd/?singlepage=1&theme=print-friendly
Tässä kohtaa on syytä muistaa yksi kovin ikävä tauti: valekihdiksi sanottu, pseudogoat. Se on englanniksi Calcium Pyrophosphate Dihydrate Crystal Disease (CPPD). Siinä on pyrofosfaattimuotoa kiteessä PPI, mikä ei ole fysiologista, ja tällaista kiteytyy rustopintoihin tavallisen hydroksiapatiitin sijasta tässä taudissa tuntemattomasta syystä. Tauti on hyvin kivulias ja nivelet välillä kuumottavat, turpoavat ja ovat punaiset ja tauti voi iskea yhteen tai useampaan niveleen. Sitä kutsutaan myös chondrocalcinosis- nimellä . Ajan mittaan nuo kiteet voivat rikkoa rustopintoja ja vaurioittaa luuta. Nivelröntgenkuva voi auttaa diagnoosin teossa. Terapiamuotoja ei ole ollut ainakaan aiemmin kovin paljon tarjolla, mutta nykyään aletaan hoitaa anti-inflammatorisin periaattein kuten vaikeaa reumaakin.
Ihmisen alkaaliset fosfataasit ovat myös inorgaanisia pyrofosfataaseja.
  • Muitakin hankalia KALSIUMFOSFAATTI kiteitä voi ihmisessä muodostua.
The most important calcium phosphates involved in urinary stone disease are dahllite (carbonate apatite) and brushite (calcium hydrogen phosphate dihydrate). Although both minerals contain calcium and phopahate, carbonate apatite and brushite are two completely different kinds of stones 

  •  BRUSHIITTIKIDE. (calcium hydrogen phosphate dihydrate)
 http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0078996
BRUSHIITTI-kiteissä on kalsiumvetyfosfaattia (calcium monohydrogen phosphate) ja sitä muodostuu, kun pH on välillä 6.5- 6.8, happamassa miljöössä ja sekä kalsiumin ja fosfaatin pitoisuudet korkeita. Tällaista brushiittikiveä sanotaan karbonaattiapatiitiksi, ja se on niin kovaa, että sitä ei saa esim ns kivenmurska terapialla rikki. Sitä näytetään kutsuttavan sementiksi, ”brushite cement”. Siitä on uudempaakin tietoa internetissä jatkuvasti.

  • KALSIUM KARBONAATTIAPATIITTI eli dalliitti (dahllite) (carbonate apatite)
Karbonaattiapatiittikiviä voi kehossa muodostua, kun kalsiumpitoisuus on korkea ja natriumsitraattipitoisuus puolestaan matala ja miljöö yli pH 6.8.. Tällaisessa miljöössä voi muodostua myös kalsiumoksalaattikiteitä, joten karbonaattiapatiitti (CO3Ap)  ja kalsiumoksalaatti muodostavat usein sekakiviä.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27452364
  • Randallin plakit munuaisissa Incipient Randall plaque is frequent. It appears not only at the extreme tip of the renal papillae around the hairpin structure of the loop of Henle but also around the vasa recta. Nanoscale analyses suggest a local nucleation process promoting nanocrystal growth in a supersaturated milieu. In addition, plaques contain various calcium and magnesium phosphates, and not only carbonated apatite.
Alkavat Randallin plakit  ovat tavallisia. Niitä esiintyy munuaispapillan kärjessä Henlen lingon hiuspinnirakenteessa, mutta myös  vasa recta-suonien ympärillä . Nano- skalassa tehdyissä tutkimuksissa nähdään viitettä  paikallisesta kideytimestä: kiteytymisprosessista,  joka edistää  nanokiteen kasvua supersaturoituneessa  miljöössä. Lisäksi plakit sisältävät erilaisia kalsium- ja magnesium fosfaatteja eikä ainoastaan karbonoitua apatiittia.
CO3Ap, karbonaattiapatiittia  näytetään hyödynnettävän luusubstituuttikehittelyssä. 
 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27157373

  • FYTIININ merkityksestä 

RAVINNON FYTIINILLÄ on suojaavaa merkitystä näitten poikkeuskiteytymien estossa. Ravinnon luonnollinen fytiini on sekä apatiittikiven että brushiittikiven muodostumista estävä luonnollinen tekijä.

CRASES ET AL ESPANJASSA arvelevat, että fytiinipitoisuus 1.21.x 10 E -5 M voi estää brushiitin muodostusta tehokkaasti. (In: Urol res 2000; 28(2):136-40.) , siis 0.0121 mmol.
Aiemmin on koe-eläimillä on katsottu fytiinin otto kehoon, kun ne ovat ensin olleet fytiinin puutteessa. Fytiiniä alkoi erittyä munuaisten kautta virtsaan, kun sitä tuli ravintoon, mutta eritys munuaistietä ei lisääntynyt enää, jos annos nousi yli 20.9 mg/ painokiloa kohden. Siis ilmeisesti siinä on jokin kynnys, minkä keho voi ottaa vastaan ja suurin osa fytiinistä ohittuukin suolistossa ja menee ulosteessa pois. Fytiinin runsaasta määrästä siis ei näytä olevan haittaa ollenkaan, koska ylimäärät aina ohittuvat, jos niitä ei tarvita, mutta liian matala määrä voi koitua hankaluudeksi solun fosfaatin säätöverkostossa.

Mutta mikä on se minimaalisin fytiinin saanti, että fosfaattiaineenvaihdunta ei kärsi inositolirenkaan puutetta, se on vaikea määrittää, koska toisaalta taas munuainen säästää inositolirenkaan myo-inositolina yli 90 % tarkkuudella. Joten keho luonnollisesti esittää asian suhteen akrobatiaansa aina siihen asti kunnes inositolirenkaan tarve on tieteenkin puolella hahmoteltu ja asia kaikin puolin varmistettu.. On tyypillistä, että ihmiset järkiolentoina kombinoivat dieetin parhaimman tietonsa mukaan ja niin kauan kuin jokin tieto ei ole tullut, on aina koko maailman ihmiskunnan dieetti eräänlainen kolumbus, jossa edun saavat ne, jotka syövät mitä luonnollisimmin ja monipuolisimmin, sekaruokaa, ilman suurta järkeilyä tai kohtuuttomuutta – (= nälänhätää tai yltäkylläisyyttä), ravitsemuksellisen common sense- talonpoikaisjärjen dieetti aina sisältää luonnostaan runsaasti fytiiniä.

Crases et al. työryhmä asetti paremmuusjärjestykseen eri molekyylejä, jotka voisivat estää hydroksiapatiitti -ja brushiittikivien muodostusta.

Brushiitin estäjien paremmuusjärjestys oli seuraava:
fytiini (IP6)> muut polyfosfaatit IPx> EDTPO > etodronaatti> PPI > trifosfaatti > medronaatti.

Hydroksiapatiittikivien estäjien paremmuusjärjestys oli seuraava: EDTPO > etidronaatti tai PPi > trifosfaatti> medronaatti > polyfosfaatit IPx > fytiini.

PubMed hakulaitteen kautta hakusanalla ”Phytin and brushite” löytyy tämä vuodelta 2000 peräisin oleva tieto.
LÄHDE: Grases F, Ramis M, Costa-Bauzá A. Effects of phytate and pyrophosphate on brushite and hydroxyapatite crystallization. Comparison with the action of other polyphosphates. Urol Res. 2000 Apr;28(2):136-40.

  • INOSITOLIRENGAS kantorakenteena  ravinnosta satavalle fosfaatille  
Näytää siltä, että Grases työryhmineen on viime vuonna 2006 hahmotellut ihmisen tarvitsemaa inositolimäärää. Hänen työryhmänsä on Espanjasta, jossa kuumuus varmasti osaltaan lisää munuaiskivien riskiä.
 (Ja jos maaperä on sellaista kalkkikiveä kuin esim samalla leveysasteella Israelin vuorissa, juomavesien tarjoamat mineraalit ovat myös suorastaan huikeat, sellaista alumiinikattilakorallia tekevät- siis tämän tiedän siitä, että keitin Nasaretissa 1972 vettä ja kattilan sisäpintaan saostui tuollaista korallin kaltaista kovaa kiveä, jota ei saanut pois pesemällä kattilaa tavallisesti. Täytyy myös kertoa että Nasaretissa noin 4 kk työaikana - sain ilmeisen munuaiskivikohtauksen, hirvittävän kovan selkä- kylkikivun ja kuumepiikin - arvelen syyn veden laaduksi lisänä osasyynä kuuman ilmaston vaatima kohonnut nesteen tarve- - olinhan Suomesta missä on hyvin pehmeät ja mineraalittomat juomavedet).
Munuaiskiviasiasta läytyy PubMed hakulaitteella hakusanlla ”Phytin and excretion”.
 Grases teki havainnon, että keho ottaa hyvin tehokkaasti Ins6P, inositolihexafosfaattia eli fytiiniä, kun sitä tulee. Kehoon akkumulaatio tapahtuu mahalaukun kaikissa täyteystiloissa ja suolistomatkaltakin. Hän käytti sellaista valmistetta, jossa oli 400 mg Ca++ sekä sitten magnesiumia Mg++ fytaattisuoloina. Saattaa olla muuten suositeltava tabletti osteoporoosissakin. Hän havaitsi, että Ins6P- köyhän dieetin aikana ja Ins6P- runsaan dieetin aikana eritys munuaisten kautta todella oli selvästi erilainen. Runsaan dieetin aikana erittyi kaksin verroin inositoliheksafosfaattia munuaistietä. Hän oli sitä mieltä, että fytaattisupplementti voidaan ottaa milloin vain, ruoan aikana tai ateriaväleissä.
LÄHDE: Grases F, Costa-Bauza A, Perelló J, Isern B, Vucenik I, Valiente M, Muñoz JA, Prieto RM. Influence of concomitant food intake on the excretion of orally administered myo-inositol hexaphosphate in humans. J Med Food. 2006 Spring;9(1):72-6.
Muistiin fytiinistä, lähinnä munuaisten suojana. 20.8.2007 15:44 L Bright
Päivitystä  muutamin lähdelisäyksin ja poistoin 21.1. 2017. 










.

Upplagd av kl. Inga kommentarer:
Etiketter:
Prenumerera på: Inlägg (Atom)