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抽象
顎関節症(TMJ)は、人口の最大12%が罹患しており、自然発生するTMJ疾患はますます動物で認識されています。TMJディスクは、人々のTMJ障害において主要な役割を果たすが、動物におけるTMJ病理におけるその役割についてはほとんど知られていない。この研究は、年齢、椎間板領域、およびTMJ 変形性関節症(OA)の存在に関連したウマTMJ椎間板の特性の違いを特徴付けています。この研究とは無関係の理由で安楽死させた16頭のウマの両TMJから椎間板を解剖した。各関節を大まかに評価し、正常、軽度のOA、または重度のOAとして採点した。椎間板の吻側、尾側、外側、中央および内側領域からのサンプルを圧縮試験にかけた。、定量的生化学、および組織学。外側領域、中央領域、および内側領域からの試料を、吻側方向および中外側方向の引張特性について試験した。我々は、ウマTMJ椎間板が非常に異方性であること、およびそのグリコサミノグリカンを発見した。(GAG)含有量と圧縮剛性は椎間板領域によって異なります。椎間板はまた、加齢と共にGAG含量の増加および圧縮剛性を示す。馬のTMJ椎間板特性は一般に他の草食動物と似ていますが、椎間板全体のより大きな圧縮剛性とその吻側領域のより大きなGAG含有量は、TMJ椎間板に対する機械的要求がウマと他の種で異なることを示唆します。重要なことに、関節の疾患に関連して領域固有の圧縮剛性の低下が観察され、その下にある顆表面の軟骨侵食に対応していた。
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キーワード
顎関節顎関節円板線維軟骨変形性関節症馬
1 。前書き
顎関節症(TMJ)の臨床疾患は、人口の最大12%が罹患し(Liu and Steinkeler、2013)、女性と高齢者の罹患率が増加している(Haskin et al。、1995、Warren and Fried、2001 )。自然発生的なTMJ障害も動物で報告されており、変形性関節症(OA)は犬におけるTMJの最も一般的な障害であり、猫における第2の最も一般的な障害であると報告されている(Arzi et al。、2013 )。TMJは、滑膜関節の顆プロセスの下顎頭からなる下顎骨、扁平上皮の下顎窩頭骨側頭骨の後関節突起、および関節内線維軟骨椎間板。骨や顎関節円板の形態の違いは、種の間に存在し、おそらくの違いを反映ものの、TMJの基本的な解剖学は、人間と家畜の間で類似している咀嚼、prehension 、ダイエット、および歯列(ヘリング、2003)。TMJ椎間板はヒトのTMJ障害に頻繁に関与しているが、ヒトまたは動物におけるTMJ障害の病態生理学におけるその役割は明らかではない(Murphyら、2013b)。「内部障害」として知られる椎間板の異常な位置と、人々のTMJ OAとの間には有意な関連が示されていますが(Marguelles-Bonnetら、1995年、Moncadaら、2014年)、OAに関連するTMJ椎間板の変化に関する情報は限られている。天然のTMJ OAのさらなる特徴付けおよび動物におけるTMJ円板の役割は、人々の匹敵する疾患への洞察を提供し得る(Kol et al。、2015)。
人と動物の間のTMJの形態と機能の違いを考えると、すべてのTMJ病態生理学のモデルとして単一の動物種だけでは十分ではないと思われる(Almarza et al。、2018)。ウマでは、TMJのOAは臨床的に重要であると疑われている(Baker、2002)が、あまり理解されていない(Carmalt、2014、Carmalt et al。、2017、Ramzan、2006 )。1018頭のウマにおけるTMJ の最近の後ろ向きコンピュータ断層撮影研究は、無症候性のウマの15%でTMJ椎間板の石灰化、ならびにOAに通常関連する他の所見を発見した(Carmalt et al。、2016)実験的に誘発されたウマTMJの片側性炎症は、ウマが咀嚼周期を調整することによって補うが、食べるのを躊躇せず、そして触診で痛みを示さないことを示した(Smyth et al。、2016 )。既存の文献は、ウマTMJ疾患の存在を評価し、そしてその臨床的意義を解釈することにおける困難性を反映している。それにもかかわらず、TMJ OAの相対的な有病率および他の家畜と比較した馬のより長い寿命は、年齢およびOAに関連したTMJ椎間板の潜在的な変化を調べる機会を提供する。
顎関節円板の性質を知ることは、健康な顎関節の機能を理解するのに役立つだけでなく、顎関節症の病態生理学を知るのにも役立ちます。引張異方性および特性の局所変形は(複数種の健康なTMJディスクに記載されているAlmarzaら、2006、Arziら。、2011、DetamoreとAthanasiou、2003年、Kalpakciら、2011、Murphyら。、 2013a); しかしながら、ウマTMJ椎間板の特徴付けは行われておらず、そして天然のTMJ疾患を有する動物の椎間板における病理学的変化の調査はほとんどなされていない(Murphyら、2013a;Matuskaら、2016)。)正常な馬の咀嚼は、開始期、終了期、および中外側翻訳を伴う原動力期の3段階に分けられます(Bonin et al。、2006)。馬のTMJ椎間板特性は、咀嚼中にTMJによって経験される様々なストレスに関連する地域と方向によって異なると仮定します。さらに、TMJ OAはTMJ椎間板の組成および機械的性質の変化に関連すると仮定します。これはウマTMJ椎間板を特徴付ける最初の研究であり、ウマのTMJ疾患における正常なTMJ機能および椎間板の潜在的役割の理解を向上させるであろう。
2 。材料および方法
2.1 。標本調達
この研究とは無関係の理由で死亡または安楽死させたクライアント所有の患者から16頭のウマ頭部を得て、研究使用のためにクライアントの同意を得てUCデイビス獣医学教育病院に寄付した。頭蓋骨は死亡後12時間以内に凍結され、解剖時まで-20℃に保たれた。各関節を解剖し、肉眼的関節軟骨損傷および関節周囲骨リモデリングの存在および程度に基づいて、正常、軽度のOA、または重度のOAとして採点した(図1)。全ての関節からのTMJディスクをそれらの付着物から解剖し、リン酸緩衝食塩水(PBS)中で洗浄し、プロテアーゼ阻害剤(10mM)を含有するPBSに浸したガーゼで包んだ。N-エチルマレイミドおよび1mMのフェニルメチルスルホニルフルオリド、Sigma、St.Louis、ミズーリ州、米国)を用い、試験まで-20℃で凍結した。各馬からの両方のディスクを研究に使用した。生化学的組成、組織学的外観、および圧縮特性を評価するために、 3 mm真皮生検パンチを使用して、各椎間板の吻側、尾側、外側、中央、および内側領域から全層サンプルを採取した(図2)。生検パンチおよびメス解剖を用いた引張試験のために、吻側方向(前後に匹敵する)および中外方向に向けられた「ドッグボーン」形状のサンプルを収集した(図2)。)
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図1。軽度または重度の変形性関節症を伴う正常な顎関節(TMJ)およびTMJからの代表的な下顎顆の背面(すなわち、優れた)図。矢じりは肉眼で見える病変を示す。
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図2。回路図、機械のためのサンプルの割り当てを描いた馬TMJディスクの背ビューの生化学的、および組織学的評価。真皮生検パンチおよびメス解剖を用いて全層サンプルを得た。試験用の平らなシリンダーを得るために、必要に応じて、圧縮サンプルの背面および腹側表面をメスを使用してトリミングした。
2.2 。生化学的キャラクタリゼーション
組織の水和を評価するために、72時間の凍結乾燥の前後に生化学サンプルを秤量した。次いで凍結乾燥組織を2mM N-アセチルシステイン(Sigma)および2mMエチレンジアミン四酢酸を含有するリン酸緩衝液(pH6.5)中の2.125単位/ mLのパパイン(Sigma)中で60℃ で18時間  消化した。硫酸化グリコサミノグリカン(GAG) 1,9-ジメチルメチレンブルー結合アッセイ(Blyscan(商標)、Biocolor、Carrickfergus、英国)を用いて含有量を定量した。Sircol™ ウシコラーゲンを用いたヒドロキシプロリンアッセイ(Cissell et al。、2017 )を用いて総コラーゲンを定量した。規格です。Quant-iT(商標)Picogreen 二本鎖デオキシリボ核酸アッセイ(Invitrogen、Carlsbad、CA)を用いてDNA含量を定量した。コラーゲン、GAG、およびDNA含有量を試料の乾燥重量(DW)に対して正規化した。
2.3 。機械的キャラクタリゼーション
ドッグボーンサンプルは、ゲージ長:幅アスペクト比が約3:1で調製した。各ドッグボーンの直交写真を撮り、そしてサンプルゲージ長さの断面積をImageJ(NIH)を用いて測定した。材料試験機(Instron 5965、Instron、Norwood、MA)で、連続的な一軸歪み破壊試験を行った。サンプルを70psiに設定した空気圧グリップの間に置き、1秒当たりゲージ長の1%の速度でひずみを与えた。引っ張りヤング率を各応力 – ひずみ曲線の直線部分から計算し、そして最大引っ張り強度(UTS)をデータ分析ソフトウェア(MATLAB、Mathworks、Natick、MA)を使用して組織が受ける最大応力として決定した。
TMJディスクの両凹形状のために、圧縮サンプルの背側表面および腹側表面をメスで手動でトリミングして試験用の平らな円筒形状を得た。サンプルを室温でPBSに浸漬し、Instron 5965材料試験機を使用して、一軸圧縮で応力緩和試験を実施した。圧縮プラテンと試料との間の接触は、0.05Nの予荷重によって決定された。次いで、試料を、5%の歪みの15サイクルで前処理した歪み速度毎秒10%。テスト中に、2つのシリアル応力緩和を可能にするために、最初のステップの後に7分間隔で、そして第2のステップの後に10分間隔で、10%のステップ歪みを適用した。瞬間弾性率、緩和弾性率、および粘性率は、 MATLABを使用して応力緩和データを標準線形固体の粘弾性解にフィッティングすることによって計算しました( Allen and Athanasiou、2006)。
2.4 。組織学的特徴付け
組織学試料の外科用メス切断面を矢状面と平行に向け、背面を試料の向きを保つために染料で印を付けた。各組織学サンプルを10%ホルマリン中で最低24時間固定した後、アルコール濃度を上昇させて脱水し、パラフィン中に包埋した。組織学的切片を各ディスクの各領域から調製し、そしてヘマトキシリン&エオシン(HE)、サフラニン−O /ファストグリーン(SOFG)、またはピクロシリウスレッドを用いて染色して、一般的な形態、GAG、およびコラーゲン分布をそれぞれ評価した。明視野光学顕微鏡検査をすべてのサンプルおよび染色について行った。偏光 偏光子および検光子を用いて、互いに90°、および(2)最大光透過率に対して30°回転させた、ステージの2つの方向の画像を取得した。
2.5 。統計分析
各反応変数に対する個々のウマ、関節(右または左)、椎間板領域、およびウマ齢の影響を、スプリット – スプリットプロット設計のための混合モデルANOVA を使用して評価した。各ウマは、全体プロット、ランダム変数として扱われました。各馬からの2つのTMJディスクの分析に関連する潜在的な共分散を説明するために、関節(右または左)を個々の馬にネストされた固定サブプロット効果として扱った。そして、複数の領域各ディスク内。年齢は独立変数としてANOVAモデルに含まれた。引張特性の解析用すなわち、領域、関節、およびウマにネストされた追加の固定効果として、ひずみ方向(吻側対中外側)を統計モデルに入力しました。初期の統計分析の後、残差は分散の一定性、独立性、および正規性について評価されました。必要ならば、応答変数を対数変換し、そして/または外れ値を取り除き、そして分散分析を繰り返した。指示されている場合、因子内のレベル間の有意差は、Tukey HSD事後検定を使用して評価した。
OAとTMJ椎間板の機械的性質または生化学的組成の変化との間の潜在的な関連性は、非対称TMJ OAを有するウマ内の椎間板領域による分類を用いたマッチドペア分析によって評価した。年齢および個体差の潜在的な交絡効果を回避するために、対応のある対分析を行った。生化学的組成と機械的性質との間の潜在的な関係は、多重線形回帰によって評価され、そして付録にさらに記載されている。ロジスティック回帰により馬の年齢と関節疾患の関係を調べた左右の関節に別々に。全ての統計分析は、JMP Pro 13を用いて行った。全ての試験についての統計学的有意性は、p <0.05で定義した。他に示されない限り、すべての定量的結果は平均±標準偏差として表される。 3 。結果 この研究に含まれるウマの年齢は5歳から25歳までで、年齢の中央値は16歳でした。ウマには14の軽乗馬品種(3つのアメリカンペイントホース、3つのサラブレッド、2つのクォーターホース/クォーターホース、2つのスタンダードブレッド、そして各1つのアパルーサ、フォックストロッター、ルシタノ、ムスタング)、1つのウォームブラッド(具体的な品種は記載なし)そして1つの軽い草案の品種(フリージアン)。分析した32個の全関節のうち、11個が変形性関節症(OA)の肉眼的証拠を示さず、12個が軽度のOAを示し、9個が重度のOAを示した。OAを有する21個の関節のうち、軟骨病変は下顎頭の尾側(12/21)または内側(6/21)、後関節突起(7/21)、および下顎窩(5/21)に最も一般的に位置していた。 。病理学TMJ椎間板ではそれほど一般的ではなく、病変は硬い隆起隆起からなっていた(4/32)。小さくて盛り上がった結節(2/32)。細動(2/32); およびパンヌスディスク面(1/32)に形成。年齢の増加は、コラーゲン含有量の増加(p = 0.009)、GAGの増加(p <0.001)、圧縮緩和弾性率の増加(p <0.001)、引張ヤング率の減少(p <0.001)およびUTSの減少(p = 0.004)と関連していた。OAを伴う関節もまた、高齢馬と関連する可能性が有意に高かった(p≤0.002)。正常、軽度のOA、および重度のOA関節の年齢の中央値は、それぞれ10歳、16歳、および21歳でした。いずれの反応変数にも関節の有意な影響はなかった(右対左)。 3.1 。生化学分析 定量的生化学的結果を図3に示す。椎間板の水和は、尾部領域において他の全ての領域よりも有意に低く(65.9±2.8%)、それは69.2〜71.0%の間で最小に変動した(示さず)。最終的な統計分析のために、GAGデータを対数変換して分散を補正した。GAGとDNAの含有量は地域によって大きく異なります。吻側領域は最大のGAG(6.9±4.4%DW)を含み、椎間板の内側の側面は最小のGAG(2.3±1.2%DW)を含んだ。椎間板の吻側領域は最も高いDNA含有量(8.9±5.2×10-3%DW)を有し、椎間板の中央領域は最も低いDNA含有量(4.4±1.4×10-3)を有した。%DW)。TMJ椎間板の平均コラーゲン含有量は、吻側領域の90±16%から中央領域の98±22%まで変動したが、コラーゲン含有量の地域差は有意差はなかった。ウマTMJ椎間板の生化学的組成と機械的性質との間の関連性は付録に記載されており、有意な関連性は表S1に要約されている。 高解像度画像をダウンロード(146KB)フルサイズの画像をダウンロード 図3。ウマの全TMJ椎間板の、地域ごとの平均グリコサミノグリカン(GAG)、コラーゲン、および乾燥重量あたりのDNA含量(DW)。同じ文字で接続されていないグループは、TukeyのHSD 事後検定を用いた混合モデルANOVA によって有意に異なっています(p <0.05)。エラーバーは1標準偏差を表す。 3.2 。引張特性 ウマ椎間板の引張特性を図4 に示す。。最終統計分析のためにデータを対数変換して分散を補正した。椎間板は、外側 – 外側方向よりも吻側方向に歪んだときに有意に堅くそしてより強かった。吻側方向および中外側方向のヤング率は、それぞれ60±35 MPaおよび1.6±2.0 MPaであった。吻側方向および中外側方向のUTSは、それぞれ34±15 MPaおよび0.92±1.1 MPaであった。体軸方向に緊張したとき、硬さも強度も領域間で有意差はなかった。しかしながら、中外方向にひずみを与えた場合、外側領域は中央領域よりも有意に堅い(2.2±2.4MPa)および強い(1.3±1.7MPa)(それぞれ0.98±0.62MPaおよび0.61±0.34MPa)。 高解像度画像をダウンロードする(127KB)フルサイズの画像をダウンロード 図4。すべてのウマTMJディスクの領域およびひずみの方向による平均引張ヤング率(E Y )および最大引張強度(UTS)。試料が中外側(ML)方向よりも吻側(RC)方向に歪んでいる場合、EYおよびUTSは全領域にわたって有意に大きかった。同じケースまたは文字で接続されていないグループは、TukeyのHSD 事後検定を用いた混合モデルANOVAによって有意に異なります(p <0.05)。エラーバーは1標準偏差を表す。 3.3 。圧縮特性 20%のひずみでのウマ円板の圧縮特性を図5に示します。最終統計分析のためにデータを対数変換して分散を補正した。圧縮剛性および粘度係数は椎間板領域間で有意に変動した(p <0.001)。椎間板の吻側領域は、0.95±0.48MPaの20%緩和弾性率および4.6±1.8MPaの瞬間弾性率を有する他のすべての領域よりも著しく堅かった。内側領域は、0.25±0.15MPaの20%緩和弾性率および1.4±0.83MPaの瞬間弾性率を有する圧縮において最も剛性が低かった。粘性係数も、吻側領域の200±120 MPa・sから内側領域の61±47 MPa・sまで大きく変化しました。 高解像度画像をダウンロードする(140KB)フルサイズの画像をダウンロード 図5。領域ごとのすべてのTMJディスクの20%歪みにおける平均圧縮緩和弾性率(E R)、瞬間弾性率(E I )、および粘度係数(μ)。同じ文字で接続されていないグループは、TukeyのHSD 事後検定を用いた混合モデルANOVA によって有意に異なっています(p <0.05)。エラーバーは1標準偏差を表す。吻側領域は最大の圧縮弾性率と粘度係数を示した。 3.4 。関節疾患が椎間板の性質に及ぼす影響 8頭の馬には非対称性顎関節症がありました。3頭の馬に1対1の軽度の対側関節の軽度のOAがあり、5頭の馬に1対の軽度の対側関節のOAがあった。非対称のTMJ OAを有するウマの場合、圧縮特性は関節間で領域依存的に有意に変化した(図6)。平均して、より罹患した関節からの椎間板の尾部領域は、37%低い緩和弾性率(p = 0.006)、40%低い瞬間弾性率(p = 0.005)、および49%低い粘性率(p = 0.001)を有していた。非対称接合部の間には、組成や引張特性に関して大きな違いはありませんでした。 高解像度画像をダウンロード(367KB)フルサイズの画像をダウンロード 図6。非対称TMJ 変形性関節症のウマからのTMJ椎間板についての20%歪みにおける圧縮緩和弾性率(E R)、瞬間弾性率(E I )、および粘度係数(μ)の散布図。各椎間板領域内で、「0」と表示された点は、正常または軽度の変形性関節症の関節からの試料を表し、「1」と表示された点は、より悪い変形性関節症の関節からの試料を表す。一致したペアは実線で結ばれ、同じ馬の反対側の関節からのサンプルを表します。変形性関節症が大きい関節の椎間板の尾部領域では、圧縮特性が有意に低下していた(p≤0.006)。 3.5 。組織学 代表的な組織像を図7に示す。正常なTMJの椎間板の組織学は、線維芽細胞が点在する豊富なコラーゲンを明らかにした。中央領域、内側領域、および外側領域 は、吻側方向に配向した大きな束にぎっしりと詰まった高度に異方性のコラーゲン線維および無視できるほどのGAG染色を示した。椎間板の吻側および尾側の部分はより複雑に見え、より大きいGAGおよび多様なコラーゲン線維配向を示した。重度のOAを伴う関節からの椎間板は、正常な関節からの椎間板と比較して、全領域においてより高いGAG含有量を示した。コラーゲン染色の強度または異方性の程度は、正常な関節からの椎間板とOAを有する関節との間で異ならなかった。 高解像度画像をダウンロードする(3MB)フルサイズの画像をダウンロード 図7。正常な関節および重症のOAを伴う関節からのウマTMJ椎間板の代表的な組織学的画像。(A)ヘマトキシリン&エオシン(HE)またはサフラニン−O /ファストグリーン(SOFG)で染色した切片の明視野顕微鏡検査。(B)最大光透過率(0°)およびステージを30°回転させた後に配向させたピクロシリウスレッドで染色した切片の偏光顕微鏡検査。 4 。討論 ウマにおける顎関節症の意義はよくわかっていません。ウマTMJのコンピューター断層撮影研究は、OAと一致する変化が一般的であることを示したが、これらの発見の病理学的意義は知られていない(Carmalt et al。、2016 )。TMJの正常な生理機能ならびにTMJのOAに関連する病態生理学をよりよく理解するために、本研究はウマTMJ椎間板の生化学的、機械的および組織学的特徴を調べた。概して、我々はディスクが非常に異方性であることを見出した。体幹方向に最も強く、最も緊張が強い。また、TMJ OAに関連して、椎間板の組成と圧縮剛性の地域的変動、および圧縮剛性の領域固有の減少も確認されました。 ウマの咀嚼周期中に発生する力は中外方向で最大であるため(Cordes et al。、2012 )、本発明者らは、椎間板は主にヒンジ様運動または体側方向の並進運動を有する種よりも中外方向でより大きい引張特性を示すと仮定した。彼らの関節。興味深いことに、我々は、試験した全ての領域において、椎間板が吻側方向に著しく硬いことを見出した。この異方性は疾患群間で保存された。これらの力学的結果は、我々の組織学的所見およびウマTMJ椎間板の以前に公表されたスプリットライン研究(Adamsら、2016 )と一致しており、それはそのコラーゲン繊維を証明する。主に吻側方向を向いている。複数の研究は関係なく変動の、種間で体軸コラーゲンアライメントおよび対応する引張異方性を発見した咀嚼(肉食動物、草食動物、又は雑食間 Almarzaら。、2006、 Arziら。、2011、 DetamoreとAthanasiou、2003年、 Kalpakciら、2011年、Murphyら、2013a)。人間の椎間板の中心も、ウマの椎間板で観察される程度よりは小さいが、異方性であり、前後方向軸に沿って前後方向軸に沿って約50%大きい引張剛性を中外軸と比較して有する( Wright et al。、2016)。)本発明者らの知見および以前の研究の結果は、椎間板の引張特性が必ずしも咀嚼要求と関連しているわけではなく、それによって応力が伝達または消散される他のメカニズムがあり得ることを示唆している。 他の種における研究は、TMJ椎間板の吻側および尾側の帯が、後内側方向に整列したコラーゲン線維を有し、後内側方向により大きな引張特性を有することを実証した(DetamoreおよびAthanasiou、2003、Kalpakciら、2011)。この研究の限界は、引張試験が椎間板の吻側および尾側領域で行われなかったことです。しかしながら、組織学的評価は、コラーゲン線維配列が吻側および尾側領域においてより複雑であり、そしてこれらの領域が椎間板の中央領域、内側領域および外側領域とは異なる引張異方性を示す可能性が高いことを示している。中央部ではなく周辺部ディスクは、最大発生張力を前分割線研究で示唆されているように、( Adamsら。、2016)。 変形性関節症の関節の椎間板は、より大きな圧縮剛性とGAG含有量を示すと予想された。実験的TMJ損傷の以前の研究は、GAG含有量が損傷に応答して増加することを見出した(Embree et al。、2015 )。重度のOAを伴う関節からの椎間板の組織学的切片においてGAG染色の増加が観察されたが、これらの関節はより高齢の馬に見られた。重要なことには、馬の年齢が上がると、GAG含有量が多くなり、TMJ椎間板の圧縮剛性が有意に高まりました。関節疾患に関連してGAG含量も剛性も増加しなかったウマ内の椎間板を非対称性疾患と比較する場合。対照的に、より大きなTMJ OAを有する関節からの椎間板の尾部領域は、反対側のより健康な関節よりも硬直性が低いことが見出された。高齢のウマの顎関節円板のGAG含有量および全体的な圧縮剛性の増加は、病理学的変化よりもむしろ適応的なものであると考えられる。興味深いことに、下顎顆部の肉眼的病理学の大部分はそれらの尾部側面に存在し、そして我々は変形性関節症からの椎間板の尾部部分における減少した圧縮剛性を観察した。関節の尾部への不均衡なストレスまたは適応的変化の失敗は、TMJの尾部をウマの傷害または変性に対してより敏感にする可能性がある。 意外なことに、引張特性は疾患群間で保存されていた。この発見は驚くべきことではあったが、コラーゲン含有量が疾患群間で有意差がないという我々の発見によって支持された。組織学的には、罹患関節からの椎間板におけるGAG含有量の増加にもかかわらず、コラーゲン繊維の整列は概ね維持された。引張特性の喪失があるという仮説は、2頭のトラにおけるTMJ椎間板の特徴付けの知見に基づいていた(Murphy et al。、2013a)。その研究の試験片の1つは、OAの重大な証拠と引張特性の喪失を示しました。視覚的に変形したブタと非常に正常なブタのTMJ椎間板の比較でも、変形した椎間板の引張特性の喪失が認められた(Matuska et al。、2016)対照的に、別の研究では、年齢に関連してウシTMJ椎間板の引張剛性が増加することがわかったが、その研究ではTMJ OAの有無は報告されていなかった(Tanaka et al。、2001)。我々の研究では、32頭の馬のTMJのうち21頭がOAの大きな証拠を持っていた。以前に報告されたよりも高い疾患の罹患率(Carmaltら、2016)は、死後のサンプルを得ることに固有の偏り、およびCTと比較して関節表面を直接視覚化することの潜在的に高い感度による可能性が高い。関節疾患が椎間板の性質に及ぼす影響を評価するために、我々は個体差を制御することを試みた。非対称OAを有するウマ由来の関節間の椎間板特性を比較することによる年齢および年齢。16頭の馬のうち8頭のみが非対称のOAを有しており、関節疾患に関連した引張り剛性の小さな変化を解明するのに十分な統計的検出力がなかった可能性がある。さらに、この研究のウマのいずれもTMJ疾患に関連する臨床徴候の病歴を持っていなかった、そして我々の研究の標本は引っ張り特性の損失を引き起こすのに十分に深刻な疾患を持っていなかったかもしれない。 ウマTMJ椎間板の生化学的組成は他の種、特に他の草食動物と似ています。この試験では、組織の水分補給を考慮した場合のウシ椎間板のコラーゲン含有量と同様に、平均TMJ椎間板コラーゲン含有量は組織乾燥重量の 94%であると測定された(Kalpakci et al。、2011 )。エラスチンは、幼若ウシTMJ椎間板の乾燥重量の7%程度を占めると報告されている(Keith、1979)が、本研究ではエラスチンについてアッセイしなかった。エラスチンはアミノ酸ヒドロキシプロリンを含むコラーゲン含有量の測定値がわずかに膨れ上がっている可能性があります。TMJ椎間板の外側、中央、内側領域のGAG含有量は、ウマとウシ、ヤギ、ウサギの間で類似していた(Kalpakci et al。、2011 )。本発明者らの結果は、増加するGAG含有量がウマTMJ椎間板の圧縮剛性の増加、およびTMJ椎間板の生化学的および機械的性質の間の他の関係に直接関連することを付録でさらに論じていることを見出した。草食動物の間で同様のGAG含有量は彼らの食事と適切に彼らの飼料を分解するために咀嚼の間に発生する圧縮力を反映するかもしれません。対照的に、雑食性ブタおよび肉食性トラは、それらのTMJ椎間板を通してずっと少ないGAGを有すると報告されている( Kalpakci et al。、2011)。、Murphyら、2013a)。興味深いことに、この研究のウマは他の種よりも椎間板の吻側領域の方がGAGが大きく、この所見は馬の年齢に関係なく一貫していました。ウマTMJ椎間板の吻側領域におけるより高いGAG含有量は、他の種の草食動物の中でさえも、独特の機械的要求を反映し得る。 結論として、ウマTMJ椎間板は非常に異方性があり、そのGAG含有量および圧縮剛性は椎間板領域間で異なる。この椎間板はまた、加齢に伴ってGAG含有量および圧縮剛性が増加し、関節疾患に伴う圧縮剛性の領域特異的な減少も示す。ウマTMJ椎間板特性は一般に他の草食動物と類似しているが、椎間板全体のより大きい圧縮緩和係数およびその吻側および尾側領域におけるより大きいGAG含有量は、TMJ椎間板に対する機械的要求がウマおよび他の種間で異なることを示唆する。TMJ椎間板の変化の臨床的意義はウマでは知られていないが、椎間板の尾部領域における圧縮剛性の低下は、びらんや潰瘍と関連している可能性がある 根底にある下顎頭の尾側の側面。 データ文 「馬顎関節椎間板の特性における地域差および疾病関連の違い」と題された原稿を裏付けるデータは、次のURLから入手可能です:https : //doi.org/10.25338/B86W22。 利益相反の声明 著者は利益相反がありません。 謝辞 このプロジェクトは、カリフォルニア州の衛星賭博基金と民間の寄付者からの寄付で、馬の健康センターによって支援されました。 付録A 。補足資料 以下は、この記事の補足資料です。 Word文書のダウンロード(23KB)docxファイルに関するヘルプ 補足資料1。 参考文献 Adams et al。、2016 K. アダムス、E. シュルツ- Kornas 、B. 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