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Le NO, important pour la solidité osseuse?

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Le NO, important pour la solidité osseuse?

Messagepar Nutrimuscle-Conseils » 2 Mar 2021 13:38

Nitric oxide modulates bone anabolism through regulation of osteoblast glycolysis and differentiation
Zixue Jin, J Clin Invest December 29, 2020

Previous studies have shown that nitric oxide (NO) supplements may prevent bone loss and fractures in preclinical models of estrogen deficiency. However, the mechanisms by which NO modulates bone anabolism remain largely unclear. Argininosuccinate lyase (ASL) is the only mammalian enzyme capable of synthesizing arginine, the sole precursor for nitric oxide synthase–dependent (NOS-dependent) NO synthesis. Moreover, ASL is also required for channeling extracellular arginine to NOS for NO production. ASL deficiency (ASLD) is thus a model to study cell-autonomous, NOS-dependent NO deficiency.

Here, we report that loss of ASL led to decreased NO production and impairment of osteoblast differentiation. Mechanistically, the bone phenotype was at least in part driven by the loss of NO-mediated activation of the glycolysis pathway in osteoblasts that led to decreased osteoblast differentiation and function. Heterozygous deletion of caveolin 1, a negative regulator of NO synthesis, restored NO production, osteoblast differentiation, glycolysis, and bone mass in a hypomorphic mouse model of ASLD. The translational significance of these preclinical studies was further reiterated by studies conducted in induced pluripotent stem cells from an individual with ASLD.

Taken together, our findings suggest that ASLD is a unique genetic model for studying NO-dependent osteoblast function and that the NO/glycolysis pathway may be a new target to modulate bone anabolism.
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Re: Le NO, important pour la solidité osseuse?

Messagepar Nutrimuscle-Diététique » 2 Mar 2021 18:41

Traduction de l'étude :wink:

L'oxyde nitrique module l'anabolisme osseux grâce à la régulation de la glycolyse et de la différenciation des ostéoblastes
Zixue Jin, J Clin Invest 29 décembre 2020

Des études antérieures ont montré que les suppléments d'oxyde nitrique (NO) peuvent prévenir la perte osseuse et les fractures dans les modèles précliniques de carence en œstrogènes. Cependant, les mécanismes par lesquels le NO module l'anabolisme osseux restent largement flous. L'argininosuccinate lyase (ASL) est la seule enzyme mammifère capable de synthétiser l'arginine, le seul précurseur de la synthèse du NO dépendant de l'oxyde nitrique synthase (NOS-dépendant). De plus, l'ASL est également nécessaire pour canaliser l'arginine extracellulaire en NOS pour la production de NO. Le déficit en ASL (ASLD) est donc un modèle pour étudier le déficit en NO dépendant de la NOS et autonome cellulaire.

Ici, nous rapportons que la perte d'ASL a conduit à une diminution de la production de NO et à une altération de la différenciation des ostéoblastes. Mécanistiquement, le phénotype osseux était au moins en partie entraîné par la perte d'activation médiée par le NO de la voie de la glycolyse dans les ostéoblastes qui a conduit à une diminution de la différenciation et de la fonction des ostéoblastes. La suppression hétérozygote de la cavéoline 1, un régulateur négatif de la synthèse de NO, a restauré la production de NO, la différenciation des ostéoblastes, la glycolyse et la masse osseuse dans un modèle de souris hypomorphe de l'ASLD. La signification translationnelle de ces études précliniques a été réitérée par des études menées dans des cellules souches pluripotentes induites provenant d'un individu atteint d'ASLD.

Pris ensemble, nos résultats suggèrent que l'ASLD est un modèle génétique unique pour étudier la fonction des ostéoblastes dépendant du NO et que la voie NO / glycolyse peut être une nouvelle cible pour moduler l'anabolisme osseux.
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Re: Le NO, important pour la solidité osseuse?

Messagepar Nutrimuscle-Conseils » 21 Nov 2023 12:43

L-arginine metabolism inhibits arthritis and inflammatory bone loss
Shan Cao Annals of the Rheumatic Diseases 2023

Objectives To investigate the effect of the L-arginine metabolism on arthritis and inflammation-mediated bone loss.

Methods L-arginine was applied to three arthritis models (collagen-induced arthritis, serum-induced arthritis and human TNF transgenic mice). Inflammation was assessed clinically and histologically, while bone changes were quantified by μCT and histomorphometry. In vitro, effects of L-arginine on osteoclast differentiation were analysed by RNA-seq and mass spectrometry (MS). Seahorse, Single Cell ENergetIc metabolism by profilIng Translation inHibition and transmission electron microscopy were used for detecting metabolic changes in osteoclasts. Moreover, arginine-associated metabolites were measured in the serum of rheumatoid arthritis (RA) and pre-RA patients.

Results L-arginine inhibited arthritis and bone loss in all three models and directly blocked TNFα-induced murine and human osteoclastogenesis. RNA-seq and MS analyses indicated that L-arginine switched glycolysis to oxidative phosphorylation in inflammatory osteoclasts leading to increased ATP production, purine metabolism and elevated inosine and hypoxanthine levels. Adenosine deaminase inhibitors blocking inosine and hypoxanthine production abolished the inhibition of L-arginine on osteoclastogenesis in vitro and in vivo. Altered arginine levels were also found in RA and pre-RA patients.

Conclusion Our study demonstrated that L-arginine ameliorates arthritis and bone erosion through metabolic reprogramming and perturbation of purine metabolism in osteoclasts.
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Re: Le NO, important pour la solidité osseuse?

Messagepar Nutrimuscle-Diététique » 21 Nov 2023 16:47

Traduction de l'étude :wink:

Le métabolisme de la L-arginine inhibe l'arthrite et la perte osseuse inflammatoire
Annales Shan Cao des maladies rhumatismales 2023

Objectifs Étudier l'effet du métabolisme de la L-arginine sur l'arthrite et la perte osseuse induite par l'inflammation.

Méthodes La L-arginine a été appliquée à trois modèles d'arthrite (arthrite induite par le collagène, arthrite induite par le sérum et souris transgéniques TNF humaines). L'inflammation a été évaluée cliniquement et histologiquement, tandis que les modifications osseuses ont été quantifiées par μCT et histomorphométrie. In vitro, les effets de la L-arginine sur la différenciation des ostéoclastes ont été analysés par RNA-seq et spectrométrie de masse (MS). Hippocampe, métabolisme énergétique unicellulaire par profilage de traduction en inhibition et microscopie électronique à transmission ont été utilisés pour détecter les changements métaboliques dans les ostéoclastes. De plus, les métabolites associés à l'arginine ont été mesurés dans le sérum de patients atteints de polyarthrite rhumatoïde (PR) et de patients pré-PR.

Résultats La L-arginine a inhibé l'arthrite et la perte osseuse dans les trois modèles et a directement bloqué l'ostéoclastogenèse murine et humaine induite par le TNFα. Les analyses d'ARN-seq et MS ont indiqué que la L-arginine faisait passer la glycolyse à la phosphorylation oxydative dans les ostéoclastes inflammatoires, entraînant une augmentation de la production d'ATP, du métabolisme des purines et des taux élevés d'inosine et d'hypoxanthine. Les inhibiteurs de l'adénosine désaminase bloquant la production d'inosine et d'hypoxanthine ont aboli l'inhibition de la L-arginine sur l'ostéoclastogenèse in vitro et in vivo. Des niveaux d'arginine altérés ont également été observés chez les patients atteints de PR et de pré-PR.

Conclusion Notre étude a démontré que la L-arginine atténue l'arthrite et l'érosion osseuse grâce à la reprogrammation métabolique et à la perturbation du métabolisme des purines dans les ostéoclastes.
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