DOI: https://doi.org/10.3389/fcimb.2025.1605860
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40740348
تاريخ النشر: 2025-07-16
المؤلف: Nianyi Sun وآخرون
الموضوع الرئيسي: الميكروبيوم المعوي والصحة
نظرة عامة
تسلط المراجعة الضوء على الدور الناشئ لخلل ميكروبيوتا الأمعاء في بداية وتطور التهاب المفاصل العظمي (OA)، مما يغير من تصور التهاب المفاصل العظمي من مرض مفصلي تنكسي موضعي إلى اضطراب نظامي يتميز بالالتهاب منخفض الدرجة والاضطرابات الأيضية. تشير الدراسات الرصدية إلى أن خلل الأمعاء يت correlates مع السمنة وارتفاع حمض اليوريك، مما قد يؤدي إلى زيادة نفاذية الأمعاء واضطراب المناعة، مما يساهم في تدهور الأنسجة. بالإضافة إلى ذلك، تشير وجود الحمض النووي الميكروبي في أنسجة المفاصل إلى وجود صلة محتملة بين الانتقال الميكروبي والعمليات الالتهابية المحلية. تناقش المراجعة أيضًا تدخلات مختلفة موجهة نحو الميكروبيوتا، مثل البروبيوتيك والمكملات الغذائية، مشيرة إلى أنه بينما تظهر الأدلة الأولية وعدًا في التأثير على الالتهاب النظامي وصحة المفاصل، فإن التحقق الإضافي من خلال دراسات أكبر ومضبوطة جيدًا ضروري.
في الختام، تبرز الزيادة في انتشار الحالات المرتبطة بالعمر مثل التهاب المفاصل العظمي أهمية فهم العلاقة بين الأمعاء والمفاصل. تشير الأبحاث إلى أن ميكروبيوتا الأمعاء تؤثر بشكل كبير على الالتهاب النظامي والاضطرابات الأيضية المرتبطة بـ OA. تظهر استراتيجيات علاجية متنوعة، بما في ذلك البروبيوتيك، والبربيوتيك، والطب التقليدي، إمكانية لحماية المفاصل وتخفيف الالتهاب. ومع ذلك، فإن معظم الدراسات محدودة بالنماذج الحيوانية أو التجارب السريرية الصغيرة، مما يستدعي مزيدًا من التحقيق في التباين الفردي والسلامة على المدى الطويل. من المتوقع أن تؤدي الاستكشافات المستمرة لتفاعلات الميكروبيوتا-المناعة-الأيض، جنبًا إلى جنب مع الأساليب متعددة التخصصات، إلى تحقيق breakthroughs في الوقاية والعلاج الشخصي لـ OA، مما يحسن في النهاية جودة حياة المرضى ونتائج الصحة.
مقدمة
تسلط مقدمة هذه الورقة البحثية الضوء على التهاب المفاصل العظمي (OA) كمرض مفصلي تنكسي شائع يتميز بتدهور الغضروف، وتكوين العظام الزائدة، والالتهاب الزليلي، والألم المرتبط به والضعف الوظيفي. مع زيادة متوسط العمر المتوقع، أصبح التهاب المفاصل العظمي سببًا رئيسيًا للإعاقة، خاصة بين السكان المسنين، مما تفاقم بسبب ارتفاع معدلات الحالات الأيضية مثل السمنة ومقاومة الأنسولين. تطور فهم التهاب المفاصل العظمي من مشكلة ميكانيكية موضعية إلى مرض متعدد العوامل يتأثر باضطراب الأيض النظامي والالتهاب المزمن، وهما أمران حاسمان في تدهور الغضروف وتقدم المرض.
لقد أضاءت التقدمات الحديثة في التسلسل عالي الإنتاجية العلاقة بين ميكروبيوتا الأمعاء والحالات الالتهابية المزمنة، بما في ذلك التهاب المفاصل العظمي. قد يؤدي خلل الميكروبيوتا، المرتبط غالبًا بالسمنة ومتلازمة الأيض، إلى تعطيل سلامة حاجز الأمعاء، مما يؤدي إلى زيادة انتقال السموم الداخلية والالتهاب المفصلي اللاحق. دعمت الدراسات الوبائية محور الأمعاء-المفاصل، كاشفة عن ارتباطات بين المستقلبات الميكروبية وألم المفاصل، بالإضافة إلى وجود الحمض النووي الميكروبي في السائل الزليلي مما يشير إلى انتقال ميكروبي محتمل إلى أنسجة المفاصل. تؤكد الورقة على دور الجزيئات المشتقة من الميكروبات، مثل الليببوليسكاريد والأحماض الدهنية قصيرة السلسلة، في تعديل الاستجابات المناعية وإشارات الألم، مما يقترح أن ميكروبيوتا الأمعاء هدف واعد لتدخلات التهاب المفاصل العظمي. تهدف المراجعة إلى تجميع المعرفة الحالية حول مشاركة ميكروبيوتا الأمعاء في مسببات التهاب المفاصل العظمي وتقييم العلاجات المستهدفة للميكروبيوتا المحتملة، بما في ذلك أساليب الطب الصيني التقليدي.
نقاش
يسلط النقاش الضوء على الفهم المتطور للعلاقة بين ميكروبيوتا الأمعاء والتهاب المفاصل العظمي (OA)، متجاوزًا عوامل الخطر التقليدية مثل السمنة والشيخوخة. حددت الدراسات الحديثة التي تستخدم تقنيات متقدمة مثل ترانسكريبتوميات الخلايا المفردة والميتابولوميات ارتباطات كبيرة بين التغيرات في ميكروبيوتا الأمعاء وبداية وتقدم التهاب المفاصل العظمي. تشير الأدلة إلى وجود “محور الأمعاء-المفاصل”، حيث يرتبط اضطراب استقلاب التريبتوفان وخلل الأمعاء بألم المفاصل والالتهاب. ومع ذلك، فإن القيود المنهجية للدراسات الحالية، التي تعتمد بشكل أساسي على التصاميم المقطعية، تعيق إنشاء علاقات سببية، مما يستدعي مزيدًا من الأبحاث الطولية الأكثر قوة باستخدام منهجيات موحدة للتحقق من هذه النتائج.
عند فحص أنواع معينة من التهاب المفاصل العظمي، مثل التهاب المفاصل العظمي في اليد والركبة، ربطت الدراسات باستمرار خلل الميكروبيوتا المعوية بمسارات التهابية واضطرابات أيضية. على سبيل المثال، تم ملاحظة تغييرات في استقلاب التريبتوفان ووفرة البكتيريا المؤيدة للالتهاب لدى مرضى التهاب المفاصل العظمي في اليد الذين يعانون من أعراض. وبالمثل، أظهرت دراسات التهاب المفاصل العظمي في الركبة ارتباطات بين زيادة وفرة البكتيريا العقدية وألم المفاصل، مما يشير إلى أن العوامل الميكروبية قد تفاقم الالتهاب المحلي. على الرغم من أن بعض الدراسات أفادت بعدم وجود اختلافات كبيرة في تنوع الميكروبات، فإن الأدلة العامة تؤكد على الدور المحتمل لميكروبيوتا الأمعاء في علم أمراض التهاب المفاصل العظمي، مما يبرز الحاجة إلى مزيد من الاستكشاف للآليات البيولوجية الأساسية وتطوير استراتيجيات علاجية مستهدفة للميكروبيوم.
DOI: https://doi.org/10.3389/fcimb.2025.1605860
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40740348
Publication Date: 2025-07-16
Author(s): Nianyi Sun et al.
Primary Topic: Gut microbiota and health
Overview
The review highlights the emerging role of gut microbiota dysbiosis in the onset and progression of osteoarthritis (OA), shifting the perception of OA from a localized degenerative joint disease to a systemic disorder characterized by low-grade inflammation and metabolic disturbances. Observational studies indicate that gut dysbiosis correlates with obesity and hyperuricemia, which may lead to increased intestinal permeability and immune dysregulation, potentially contributing to tissue degeneration. Additionally, the presence of microbial DNA in joint tissues suggests a possible link between microbial translocation and local inflammatory processes. The review also discusses various microbiota-directed interventions, such as probiotics and dietary supplements, noting that while preliminary evidence shows promise in influencing systemic inflammation and joint health, further validation through larger, well-controlled studies is necessary.
In conclusion, the increasing prevalence of age-related conditions like OA underscores the importance of understanding the gut-joint connection. Research indicates that gut microbiota significantly impacts systemic inflammation and metabolic disturbances associated with OA. Various therapeutic strategies, including probiotics, prebiotics, and traditional medicine, show potential for joint protection and inflammation alleviation. However, most studies are limited to animal models or small clinical trials, necessitating further investigation into individual variability and long-term safety. Continued exploration of microbiota-immune-metabolic interactions, alongside multidisciplinary approaches, is expected to lead to breakthroughs in the prevention and personalized treatment of OA, ultimately improving patient quality of life and health outcomes.
Introduction
The introduction of this research paper highlights osteoarthritis (OA) as a prevalent degenerative joint disease characterized by cartilage degradation, osteophyte formation, synovial inflammation, and associated pain and functional impairment. With increasing life expectancy, OA has emerged as a significant cause of disability, particularly among aging populations, exacerbated by rising rates of metabolic conditions such as obesity and insulin resistance. The understanding of OA has evolved from a localized mechanical issue to a multifactorial disease influenced by systemic metabolic dysregulation and chronic inflammation, which are critical in cartilage degradation and disease progression.
Recent advancements in high-throughput sequencing have illuminated the relationship between gut microbiota and chronic inflammatory conditions, including OA. Dysbiosis, often linked to obesity and metabolic syndrome, may disrupt intestinal barrier integrity, leading to increased translocation of endotoxins and subsequent joint inflammation. Epidemiological studies have supported the gut-joint axis, revealing associations between microbial metabolites and joint pain, as well as microbial DNA presence in synovial fluid indicating potential microbial translocation to joint tissues. The paper emphasizes the role of microbial-derived molecules, such as lipopolysaccharides and short-chain fatty acids, in modulating immune responses and nociceptive signaling, suggesting the gut microbiota as a promising target for OA interventions. The review aims to synthesize current knowledge on the gut microbiota’s involvement in OA pathogenesis and evaluate potential microbiota-targeted therapies, including Traditional Chinese Medicine approaches.
Discussion
The discussion highlights the evolving understanding of the relationship between gut microbiota and osteoarthritis (OA), moving beyond traditional risk factors such as obesity and aging. Recent studies employing advanced technologies like single-cell transcriptomics and metabolomics have identified significant associations between gut microbiota alterations and OA initiation and progression. Evidence suggests a “gut-joint axis,” where disrupted tryptophan metabolism and intestinal dysbiosis correlate with joint pain and inflammation. However, the methodological limitations of current studies, primarily cross-sectional designs, hinder the establishment of causal relationships, necessitating more robust longitudinal research with standardized methodologies to validate these findings.
In examining specific OA types, such as hand and knee OA, studies have consistently linked gut microbial dysbiosis to inflammatory pathways and metabolic disturbances. For instance, alterations in tryptophan metabolism and the abundance of pro-inflammatory bacteria have been observed in symptomatic hand OA patients. Similarly, knee OA studies have shown correlations between increased Streptococcus abundance and joint pain, suggesting that microbial factors may exacerbate local inflammation. Despite some studies reporting no significant differences in microbial diversity, the overall evidence underscores the potential role of gut microbiota in OA pathology, emphasizing the need for further exploration of underlying biological mechanisms and the development of microbiome-targeted therapeutic strategies.