Кристаллопатия

Кристаллопатия – вредоносное состояние или заболевание, связанное с образованием и агрегацией кристаллов в тканях или полостях. или, другими словами, гетерогенная группа заболеваний, вызванных внутренними или окружающими микрочастицами или кристаллами, способствующими воспалению тканей и образованию рубцов .

Состав

Кристаллопатии могут быть связаны с четырьмя основными типами кристаллических структур: жидкими неагрегирующими кристаллическими растворами, аморфными твердыми частицами наноразмера, кристаллическими твердыми частицами микромасштаба и поликристаллическими более крупными твердыми структурами. Они могут состоять из различных минералов , метаболитов , белков и микрочастиц, в том числе следующих:

• Парапротеины
• Бета-амилоидные пептиды
• Амилин
• Транстиретин
• Альфа-синуклеин
• Прионы
• Уромодулин
• ASC спек комплекс
• Миоглобин
• Гем
• Неправильно свернутые белки
• Гидроксиапатит
• Фосфат кальция
• Моногидрат оксалата кальция
• Дигидрат оксалата кальция
• Пирофосфат кальция
• Дигидрат пирофосфата кальция
• Карбонат кальция
• алюминия Соли
• Мононатрия урат
• Фосфат магния-аммония ( струвит )
• Брушит
• Холестерин
• Аденин
• Цистин
• Асбест
• Диоксид кремния
• Хлопок
• Древесный уголь
• дыма Частицы
• Загрязнители воздуха
• косметического происхождения Микрочастицы
• лекарств Наночастицы
• имплантатов Частицы, полученные из

Расположение

В принципе, образование кристаллов может произойти в любом месте тела. Хорошо известными местами являются органы выделения , где концентрации легко повышаются, например, в желчных и мочевыводящих путях , но кристаллические структуры также образуются во внутриклеточных и внеклеточных пространствах тканей, например, в стенке артерий при атеросклерозе .

Например, механическая обструкция минеральными камнями вызывает нефролитиаз , мочекаменную болезнь , холецистолитиаз , холедохолитиаз , дохолитиаз и сиалолитиаз , а острое воспаление, вызванное кристаллами в суставах, вызывает подагру и псевдоподагру .

При кристаллопатиях также распространены заболевания почек, в том числе:

• Острая оксалатная нефропатия
• Острая фосфатная нефропатия
• Хроническая оксалатная нефропатия
• Желчно-литая нефропатия
• Миеломная кастинговая нефропатия
• Почечная тубулопатия
• Фибриллярный гломерулонефрит
• Иммунотактоидная гломерулопатия
• Уратная нефропатия
• Миоглобиновая нефропатия
• Острое повреждение почек
• Хроническая болезнь почек

Механизмы

Локальное пересыщение является частым пусковым механизмом кристаллизации, и когда образуется зародыш кристаллической структуры, кристаллы могут самовоспроизводиться и вызывать усиление кристаллизации и агрегации. Основными механизмами, с помощью которых образовавшиеся кристаллы и агрегаты вызывают патологические состояния и в конечном итоге заболевание, являются острое некровоспаление , хроническое ремоделирование тканей и механическая непроходимость.

Некровоспаление — это автоусиливающийся процесс, при котором кристаллы токсичны для клеток ( цитотоксичность ) и вызывают гибель клеток ( некроз и регулируемая гибель клеток), а также местную и системную воспалительную реакцию. Цитотоксичность включает деполимеризацию актина, синтез свободных радикалов и активных форм кислорода , аутофагию . Кристаллы также могут напрямую активировать воспаление через рецепторы Mincle , передачу сигналов кальция и калия, кальпаины , катепсин бета, протеазы и воспалительные клетки NLPR3. Клетки подвергаются клеточной гибели посредством трех основных механизмов: некроптоза посредством RIPK1 , FADD , RIPK3 и MLKL , ферроптоза посредством подавления GPX4 , подавления системы Xc и потери NAPDH , а также апоптоза посредством RIPK1 и каспазы 8 . Эти поврежденные клетки затем выделяют алармины , протеазы и молекулярные структуры, связанные с повреждением, включая HMGB1 , гистоны , митохондриальную ДНК , деметилированную ДНК и РНК, АТФ , мочевую кислоту и двухцепочечную ДНК, что дополнительно активирует Toll-подобные рецепторы и воспалительные клетки . Наконец, это активирует воспалительную реакцию, включая высвобождение провоспалительных веществ. интерлейкин 1 альфа , интерлейкин 1 бета , цитокины , кинины , липидные медиаторы воспаления, активация системы комплемента , вазодилатация, увеличение проницаемости эндотелия и притока лейкоцитов , боль.

Макрофаги являются ключевыми клетками, которые пытаются удалить кристаллы из тканей путем фагоцитоза . В рамках воспалительной реакции они подвергаются поляризации и переходят в провоспалительное состояние, называемое М1. Макрофаги могут поглощать частицы диаметром не более нескольких микрон. Однако если переваривание кристаллического материала в лизосомах не удается , макрофаги подвергаются аутофагии, образуют пенистые клетки и гигантские клетки и пытаются осуществить внеклеточное переваривание в процессе, называемом фрустрированным фагоцитозом .

Кристаллы не всегда вызывают острое воспаление, а приводят к хроническому ремоделированию тканей. Этот процесс возможен потому, что кристаллы защищаются от провоспалительных процессов за счет компартментализации (например, образования гранулем , фиброза и заживления ран) или молекулярного покрытия, или потому, что воспалительные реакции подавляются прямой противовоспалительной передачей сигналов (например, CLEC12A и NETosis ).

Кристаллы могут прикрепляться к мембранам посредством аннексина II , CD44 и остеопонтина .

Вмешательства

Самым простым лечением кристаллопатий является растворение кристаллов. Кристаллические растворители исследуются, например, циклодекстрин при атеросклерозе. Другой подход заключается в модификации воспалительных путей, характерных для кристаллопатий, с помощью таких методов лечения, как антагонисты IL-1a и IL-1b , антагонисты NLRP3 или блокаторы ферроптоза и некроптоза. При белковой кристаллопатии фармакологические шапероны , стабилизирующие белки малые молекулы и агенты рефолдинга белков. рассматриваются