$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
למרות שפעילות גופנית מקודמת באופן נרחב בשל היתרונות הבריאותיים שלה, היא נותרה גורם עיקרי לפציעות שרירים ושלד בגפיים התחתונות, שעלולות להוביל לתוצאות שליליות שונות1. בין אלה, PTOA הפך לנטל הולך וגובר עבור מתבגרים ומבוגרים צעירים שחווים פציעות מפרקים בגילצעיר 2. באופן מדאיג, כ-48-52% מהאנשים הסובלים מפציעות מפרקים הקשורות לספורט מפתחים PTOA תוך 11-17 שנים 3,4. מפרק הברך, אחד המפרקים הפצועים ביותר בספורט נוער ופעילויות פנאי, פגיע במיוחד בהתקדמות מפציעה במפרק ל-PTOA. מחקר פרוספקטיבי דיווח כי לאנשים עם פציעות ברכיים יש סיכון גבוה פי 10 לפתח דלקת מפרקים ניוונית בברך מאושרת רדיוגרפית 12-20 שנים לאחר הפציעה בהשוואה לאנשים שלא נפגעו5. יתר על כן, בקרב מבוגרים צעירים, הערכות רדיוגרפיות הראו כי לשחקניות כדורגל עם פציעות רצועה צולבת קדמית (ACLT) יש סיכון של 51% לפתח PTOA תוך 12 שנים, בעוד שלשחקנים גברים יש סיכון של 41% תוך 14 שנים5. ממצאים אלה מדגישים את ההשפעה השלילית ארוכת הטווח של פציעות מפרקים הקשורות לספורט על בריאות השרירים והשלד. לכן, הבנת המנגנונים הפתולוגיים הבלתי הפיכים העומדים בבסיס התפתחות PTOA היא חיונית לזיהוי אסטרטגיות התערבות מתאימות שמטרתן להפחית את התקדמות המחלה.
חוסר ויסות מוקדם של הומאוסטזיס Ca2+ הוא אחד האינדיקטורים המרכזיים להתחלת PTOA6. Ca2+ נקשר לקלמודולין (CaM) ליצירת קומפלקס Ca2+/CaM שיכול לקיים אינטראקציה עם CaMKII, להקל על הקונפורמציה האוטו-אינהיביטורית שלו ולווסת את פעילות הקינאז7. הן באדם והן בעכברים, הביטוי של CaMKII זרחני (הצורה המופעלת של CaMKII) מוגבר, בעוד שהשימוש במעכבי CaMKII חוסם את העלייה הזו ברמות הזרחון, מה שמוביל להרס סחוס מפרקי8, מה שמדגים את התפקיד הרגולטורי החשוב של Ca2+/CaMKII בתיווך הומאוסטזיס סחוס OA. בדרך כלל, שינויים אלה מושפעים באופן מכריע מהפעלת מנגנונים דלקתיים בהתפתחות PTOA. רמות גבוהות של PGE2, כמתווך כאב פרו-דלקתי מרכזי, משפיעות על התקדמות דלקת מפרקים ניוונית על ידי הפעלת קולטן EP4. באופן ספציפי, נוקאאוט מותנה של EP4 בסחוס מפרקי משפר את היווצרות הסחוס ואת חילוף החומרים האנאבולי, תוך עיכוב היפרטרופיה וקטבוליזם של כונדרוציטים, ובכך מקדם התחדשות של סחוס מפרקי יציב ובוגר במקום סחוס פיברולוגי ומקל על כאבי מפרקים9. בהתחשב בתפקיד המכריע של מסלול האיתות Ca2+/CaMKII בפיזיולוגיה של כונדרוציטים והמעורבות המוכרת של קולטן EP4 בהתקדמות דלקת מפרקים ניוונית, מחקר זה נועד לחקור האם הפעלת EP4 קשורה לשינויים באיתות סידן ותפקוד לקוי של המיטוכונדריה במהלך התפתחות PTOA. למרות שהקשר הסיבתי בין EP4 לחוסר ויסות Ca²⁺ עדיין לא נקבע, הנתונים כאן מצביעים על קשר מכניסטי אפשרי המצדיק חקירה נוספת.
מחקר זה מתמקד במנגנונים הפוטנציאליים המקשרים בין הפעלת קולטן EP4 לבין איתות Ca²⁺ ותפקוד לקוי של המיטוכונדריה במהלך התפתחות PTOA. בהשוואה לשיטות אבחון מסורתיות, כגון טכניקות הדמיה המזהות התקדמות PTOA, וגישות טיפוליות עכשוויות, כגון תרופות נוגדות דלקת לא סטרואידיות (NSAIDs) להקלה על תסמינים, הגישה שלנו שואפת לחשוף הפרעות איתות תוך תאיות מוקדמות בפתוגנזה של PTOA. תובנה מכניסטית זו מספקת הבנה מדויקת יותר של הופעת המחלה והתקדמותה, ומציעה דרכים חדשות לאבחון מוקדם והתערבויות ממוקדות. לכן, מחקר זה ביסס מודל חולדות PTOA המושרה על ידי חתך רצועה צולבת קדמית (ACLT) כדי לחקות פציעות מכניות הנפוצות אצל ספורטאים עם שליטה מוטורית לקויה במהלך פעילות גופנית חריפה או כרונית. מודל זה משמש כייצוג אופטימלי של נזק מכני למפרקים פוסט-טראומטיים, ומציע פלטפורמה ניתנת לשחזור לחקירת שינויים היסטופתולוגיים ומנגנונים מולקולריים בסיסיים. קבוצת תזונה עתירת שומן בתוספת חשיפה לסביבה לחה (FD) משמשת כבקרה חיובית, שמטרתה לדמות גורמי סיכון מטבוליים וסביבתיים הקשורים לדלקת מפרקים ניוונית כרונית. הראשון מדגמן פגיעה חריפה הנגרמת על ידי טראומה מכנית, ואילו השני מייצג מודל מחלה טבעי הנגרם על ידי הפרעה מטבולית וגורמים סביבתיים, אם כי הפתוגנזה הסופית בקבוצה זו עשויה שלא לעקוב אחר ציר EP4-Ca²-מיטוכונדריה.