Остеоартроз: Вплив меніскектоміі на суглобовий хрящ

Як вказувалося раніше, суглобові меніски відіграють важливу роль у нормальній функції суглобів. Меніски - структури, які збільшують конгруентність суглобових поверхонь стегнової і великогомілкової кістки, підвищують латеральну стабільність і покращують розподіл синовіальної рідини, а також обмін поживними речовинами з суглобовим хрящем. Тотальна або парціальна меніскектомія веде до зміни напрямку навантаження на суглобову поверхню великогомілкової кістки, внаслідок чого розвивається дегенерація суглобового хряща.

Вивченню впливу меніскектоміі на біомеханіку суглоба, а також індукції дегенеративних процесів в суглобовому хрящі і субхондральноі кістки у тварин (зазвичай собак і овець) присвячено багато досліджень. Спочатку дослідники виробляли ектомія медіального меніска колінного суглоба, однак згодом виявилося, що ектомія латерального меніска веде до більш швидкому розвитку остеоартрозу.

Використовуючи латеральную меніскектомія у овець, С. Little і співавтори (1997) досліджували зміни суглобового хряща і субхондральноі кістки з декількох ділянок колінного суглоба. Типовими гістологічними знахідками, що ілюструють індуковані зміни в суглобовому хрящі через 6 місяців після операції, були разволокнение хряща, зниження концентрації протеогліканів, зменшення кількості хондроцитів. Під областями зміненого хряща в субхондральноі кістки відзначено проростання капілярів в зону кальцифікованими хряща, зміщення назовні «хвилястою кордону» і потовщення губчастої речовини субхондральноі кістки.

У дослідженні P. Ghosh і співавторів (1998) показано, що через 9 місяців після латеральної меніскектоміі у овець з'являються ознаки ремоделювання субхондральноі кістки і підвищення її мінеральної щільності вдруге по відношенню до дегенерації суглобового хряща. У зонах, що зазнають аномально високе механічне навантаження внаслідок видалення латерального меніска (латеральний мищелок стегнової кістки і латеральна пластинка великогомілкової кістки), виявлений підвищений синтез дерматан сульфатсодержащіх протеогліканів, хоча в хрящі медіальної пластинки також виявлено підвищення синтезу протеогліканів того ж виду. Виявилося, що дерматан сульфатсодержащіе протеоглікани представлені головним чином декоріном. Найвища його концентрація виявлена в середніх і глибоких зонах суглобового хряща.

Одночасно з підвищенням синтезу дерматан сульфатсодержащіх протеогліканів в зонах хряща, що несуть високе навантаження внаслідок видалення латерального меніска, виявлено підвищений катаболізм аггрекана, про що свідчить вивільнення його фрагментів в живильне середовище з експлантатов хряща, а також висока активність ММП і аггреканаз. Так як запальна активність в даній моделі остеоартрозу була мінімальною, автори припустили, що джерелом ферментів були хондроцити.

Незважаючи на те, що ще залишається багато невирішених питань, в описаних дослідженнях розкривається можлива роль біомеханічних факторів в патогенезі остеоартрозу. Ясно, що хондроцити здатні «відчувати» механічні властивості свого оточення, реагуючи на їх зміни синтезом ВКМ, здатного переносити велике навантаження і таким чином запобігати пошкодженню хряща. У молодих тварин помірні фізичні вправи викликали синтез багатого аггреканом ВКМ. Ця гіпертрофічна (або адаптивна) фаза відповіді хондроцитов може тривати кілька років, забезпечуючи стабільний рівень механічного навантаження на суглобовий хрящ. Однак порушення цього балансу в результаті підвищення інтенсивності або тривалості навантаження, або зміни нормальної біомеханіки суглоба після травми або хірургічного втручання, або зниження здатності хондроцитов посилювати синтез ВКМ у відповідь на збільшення навантаження (при старінні), дія ендокринних чинників спричиняє значні зміни на клітинному і матриксних рівні: пригнічується синтез протегліканов і колагену II типу, стимулюється синтез декоріна і колагену I, III і X типів. Одночасно зі зміною біосинтезу підвищується катаболізм ВКМ, а також рівень ММП і аггреканаз. Не відомо, чи як механічне навантаження сприяє розробці хондроцітамі навколишнього їх ВКМ, можливо, цей процес опосередковується простаноїдів, цитокінами (такими, як ІЛ-ip або ФНП-а, вільними кисневими радикалами). Тут необхідно згадати про роль синовіту при остеоартрозі, так як найбільш вірогідним джерелом вищеназваних медіаторів катаболізму можуть виступати макрофагоподобние сіновіціти і лейкоцити, инфильтрирующие синовіальну оболонку суглоба.

У дослідженні OD Chrisman і співавторів (1981) показано, що травматичне пошкодження суглоба стимулює продукцію попередника простагландинів - арахідонової кислоти. Джерелом арахідонової кислоти вважають мембрани пошкоджених хондроцитів. Добре відомо, що арахідонова кислота швидко конвертується в простагландини за допомогою ферментаціклооксігенази (ЦОГ). Було продемонстровано, що простагландини, зокрема ПГЕ ₂, взаємодіють з рецепторами хондроцитов, змінюючи еспресо їх генів. Проте залишається неясним, стимулює або пригнічує арахідонової кислоти продукцію протеїназ і аггреканаз. Більш ранні дослідження показали, що ПГЕ ₂ збільшує продукцію ММП і викликає деградацію суглобного хряща. За результатами інших досліджень ПГЕ ₂ володіє анаболічним впливом на ВКМ, а також сприяє цілісності ВКМ, пригнічуючи продукцію цитокінів хондроцітамі. Можливо, протилежні дані цих досліджень обумовлені різними концентраціями ПГЕ ₂, які в них використовувалися.

Невелика кількість ІЛ-1р (основний цитокин, стимулюючий синтез і вивільнення ММП, а також гнітючий активність їх природних інгібіторів) може утворитися у відповідь на пошкодження суглобового хряща, що веде до подальшої деградації тканини.

Таким чином, описані в даному розділі дослідження показали, що підтримка подпороговой динамічного навантаження на суглоб викликає розмноження хондроцитів, здатних переносити нові механічні умови, що означає наступ гіпертрофічною стадії остеоартрозу. Гіпертрофовані хондроцити - клітини, які знаходяться в останній стадії диференціювання, а значить, експресія генів основних елементів матриксу в них змінена. Тому синтез аггрекановой протеогліканів і колагену II типу пригнічений, а синтез декоріна, колагену I, III і Xтіпов збільшений.

Зниження вмісту аггрекана і колагену II типу в ВКМ, пов'язане з порушенням балансу між процесами синтезу і деградації, повідомляє суглобового хряща властивість неадекватно реагувати на механічне навантаження. Як наслідок хондроцити стають незахищеними, процес переходить в третю, катаболическую, стадію, що характеризується надмірною протеолітичної активністю і секрецією аутокрінним і паракрінних факторів регуляції. Морфологічно ця стадія характеризується деструкцією ВКМ суглобового хряща, клінічно вона відповідає маніфестному остеоартрозу. Ця гіпотеза, безумовно, є спрощене бачення всіх складних процесів, що протікають при остеоартрозі, проте вона узагальнює сучасну концепцію патобіологіі остеоартрозу.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11], [12]