La réticulation avancée du produit final de glycation inhibe la plasticité biomécanique et la morphologie de défaillance caractéristique du tendon natif
J. Michael Lee j appl physiol 02 avril 2019
Les produits finis de glycation avancée (AGE) sont formés in vivo à partir de la réaction non enzymatique entre les sucres et les protéines. Les AGE s'accumulent dans les tissus à vie longue tels que les tendons, qui réticulent les molécules de collagène voisines, et sont en partie complices des pathologies du tissu conjonctif du vieillissement et du diabète.
Nous avons précédemment décrit la plasticité discrète: une forme caractéristique d’endommagement des fibrilles de collagène à l’échelle nanométrique consistant en une torsion sérieuse de la fibrille et une dénaturation du collagène qui se produit dans certains tendons surchargés mécaniquement.
Nous soupçonnons que ce mécanisme d'échec pourrait être un trait adaptatif des fibrilles de collagène et nous avons publié des preuves selon lesquelles les cellules inflammatoires pourraient reconnaître et digérer le collagène dénaturé produit par la surcharge. Dans cette étude, nous avons traité les tendons de queue de bovin avec du ribose pour simuler la réticulation à long terme des AGE in vitro.
Nous avons émis l'hypothèse qu'un degré élevé de réticulation inhiberait le glissement intermoléculaire supposé être nécessaire à la plasticité discrète. Les tendons ont été surchargés mécaniquement et les propriétés ont été examinées par analyse calorimétrique différentielle et microscopie électorale à balayage. Le traitement de réticulation au ribose a modifié la réponse mécanique des tendons après la limite d'élasticité, réduisant de manière significative l'extensibilité du potentiel de maintien et la capacité en énergie de déformation avant la rupture. Coïncidant avec une mécanique altérée, la réticulation du ribose inhibait complètement le mécanisme discret de rupture de plasticité du tendon. Nos résultats suggèrent que la plasticité discrète, qui peut être un mécanisme physiologique important, devient pathologiquement handicapée par la formation de liaisons croisées AGE dans le vieillissement et le diabète.
NOUVEAU Nous avons déjà montré que les fibrilles de collagène surchargées mécaniquement dans les tendons de mammifères entraînaient des dommages à l'échelle du nanomètre. Cela inclut le développement d'une morphologie caractéristique de nicotage au sein d'une coque de collagène dénaturé: la plasticité discrète. Ici, en utilisant un modèle d’incubation de ribose, nous montrons que la réticulation des produits finis de la glycation associée au vieillissement et au diabète inhibe complètement ce mécanisme. Étant donné que la plasticité discrète semble indiquer le remodelage cellulaire, ce résultat a des implications importantes pour la tendinopathie diabétique.
