Veränderungen in der Ultrastruktur des Chondrozyten unter dem Einfluß eines GAG-Peptid-Komplexes

Abstract

Using an ultrastructural test system (Annefeld, Fassbender, 1983) based on standardised morphometry and statistical evaluation, the authors have studied the influence of a GAG-peptide-complex (Rumalon) on chondrocyte ultrastructure in healthy and damaged articular cartilage of the rat. Evaluation of the data obtained from extensive cell compounds allows for qualitative and quantitative assessment of early changes in the organelle-system of cartilage cells: understanding of cell metabolism is thus greatly enhanced.

Rumalon treatment for 5 weeks promotes progressive and regressive changes in chondrocyte ultrastructure. Progressive changes consist in a surface-area enlargement of the RER-cisternae by 2,5 and corresponding increase in size of the mitochondria. Regressive changes are apparent in a reduction of the lamellar ER to about half its former size and an increase of the intracellular content in glycogen and microfilament.

In experimentally damaged cartilage (Dexamethasone) Rumalon stimulates the cell metabolism which is indicated by an enlargement of the dilated ER areas to double size, an increase in size of the mitochondria as well as a decrease of lipid depositions which had been pathologically enhanced by the damage. Dexamethasone-inhibited protein synthesis is reactivated by Rumalon.

In addition to these findings, Rumalon is shown to prolong cell life by reducing the Dexamethasone-induced, unphysiologically high mortality-rate of chondrocytes (14,8%) by Œ.

These findings are being discussed in the light of a possible regulatory function of Rumalon regarding cell metabolism: in normal cartilage, Protein synthesis appears to be reduced by Rumalon - possibly by interaction with the extracellular matrix; in damaged cartilage Rumalon will promote protein synthesis which compensates for regressive influences of a corticosteroid treatment.

Zusammenfassung

Mit einem ultrastrukturellen Testsystem (Annefeld, Fassbender 1983), das sich auf standardisierte Morphometrie und statistische Auswertung stützt, wird der Einfluß eines GAG-Peptid-Komplexes (Rumalon) auf die Ultrastruktur der Chondrozyten im gesunden und geschädigten Gelenkknorpel der Ratte untersucht. Die Auswertung großer Zellkollektive ermöglicht, frühe Veränderungen im Organellensystem der Knorpelzellen qualitativ und quantitativ zu erfassen und Rückschlüsse auf den Zellmetabolismus zu ziehen.

Rumalon-Behandlung während 5 Wochen führt zu progressiven und regressiven Veränderungen in der Ultrastruktur der Chondrozyten. Als progressive Veränderungen sind die Erweiterungen der Zisternen des rauhen endoplasmatischen Retikulums (ER) auf die zweieinhalbfache Fläche und die Vergrößerung der Mitochondrien aufzufassen. Regressive Veränderungen zeigen sich in der Reduktion des lamellär strukturierten ER auf die Hälfte der ursprünglichen Länge und der Zunahme des intrazellulären Glykogen- und Mikrofilamentgehalts.

Im experimentell geschädigten Knorpel (Dexamethason) bewirkt Rumalon eine Stimulation des Zellmetabolismus, erkennbar in einer Erweiterung der dilatierten ER-Bezirke auf die doppelte Fläche, einer Vergrößerung der Mitochondrien und einer Herabsetzung der unter der Schädigung erhöhten Lipideinlagerung. Die durch Dexamethason inhibierte Proteinsynthese wird durch Rumalon reaktiviert.

Darüber hinaus zeigt Rumalon einen lebensverlängernden Einfluß auf die Knorpelzelle, indem es die unter Dexamethason unphysiologisch hohe Zellmortalität von 14,8% um ein Viertel reduziert.

Die Befunde werden diskutiert im Sinne einer Stoffwechselregulation durch Rumalon: Im normalen Knorpel erscheint die Proteinsynthese durch Rumalon verringert, möglicherweise über eine Wechselwirkung mit der extrazellulären Matrix; im geschädigten Knorpel wird die Proteinsynthese durch Rumalon-Therapie stimuliert und so die regressive Corticoid-Wirkung zum Teil kompensiert.