Вплив фізичних вправ на остеоартроз

Популярність бігу підтюпцем серед населення багатьох країн світу останнім часом привернула увагу до бігу на довгі дистанції як фактора ризику розвитку остеоартриту. Ретроспективні та проспективні дослідження показали, що клінічні та рентгенологічні критерії остеоартриту виявляються у бігунів на середні дистанції та марафонців не частіше, ніж у людей, які не бігають. Однак, через те, що дизайн більшості цих досліджень має низку недоліків (неправильний статистичний аналіз, неправильні методи діагностики або оцінки остеоартриту тощо), їх результати сумнівні. Н. Е. Лейн та ін. (1986, 1987, 1993) спробували виправити помилки попередніх дослідників. Протягом 9 років вони вивчали рентгенологічні ознаки остеоартриту у бігунів-аматорів похилого віку (середній вік 65 років). Було виявлено, що у цієї категорії людей частота виникнення остеоартриту (радіологічно підтверджена) не перевищувала таку в групі людей того ж віку, які не захоплюються бігом. Хоча в групі бігунів-аматорів субхондральний склероз частіше реєструвався у жінок, а остеофіти частіше виявлялися на рентгенівських знімках у осіб обох статей, тим не менш, автори дійшли висновку, що аматорська легка атлетика не є фактором ризику розвитку остеоартриту. Таким чином, представлені дані свідчать про те, що у осіб зі «здоровими» суглобами біг на довгі дистанції не викликає дегенерації хряща та розвитку остеоартриту.

Дослідження біомеханіки остеоартриту на тваринних моделях підтверджують вищезазначений висновок. П. М. Ньютон та ін. (1997) вивчали біглі, яких дресирували бігати зі швидкістю 3,3 км/год протягом 75 хвилин на день протягом 5 днів на тиждень. Кожен собака ніс додаткове «екзогенне» навантаження в 11,5 кг (130% від маси тіла). Контрольну групу складали дорослі біглі, які не дресирувалися та на яких не застосовувалося додаткове навантаження. Гістологічне дослідження суглобового хряща, менісків та зв'язок було проведено через 52 тижні після початку дресирування. Виявилося, що прикладений рівень навантаження не викликав дегенеративних змін у тканинах суглобів у собак. Різниці між біомеханічними властивостями хряща у дресированих та недресированих собак не виявлено.

В іншому дослідженні молодих (скелетно незрілих) біглів тренували за програмою помірно складної інтенсивності (4 км/год на біговій доріжці з нахилом 15°) протягом 15 тижнів. Автори виявили потовщення хряща та збільшення синтезу протеогліканів порівняно з контрольною (нетренованою) групою тварин. Однак більшість протеогліканів у хрящі дресированих тварин втратили здатність агрегуватися з гіалуроновою кислотою та містили більше хондроїтин-6-сульфатів. Автори дослідження припустили, що такий рівень навантаження прискорює дозрівання матриксних відкладень у суглобовому хрящі тварин.

У дослідженні, проведеному з молодими біглями, програма тренувань була дещо складнішою: 20 км на день протягом 15 тижнів. Таке навантаження спричинило зниження концентрації колагену, збільшення вмісту води та зменшення співвідношення хондроїтин-6- та хондроїтин-4-сульфатів у суглобовому хрящі латеральних виростків стегнової кістки. Збільшення дистанції до 40 км на день та тривалості тренувань до 52 тижнів супроводжувалося зниженням вмісту протеогліканів у позаклітинному матеріалі хряща. Найбільш виражена втрата глікозаміногліканів відзначалася на кінчиках виростків стегнової кістки, особливо в поверхневій зоні хряща.

Літтл та ін. (1997) продемонстрували, що хронічні інтенсивні тренування можуть викликати зміни в метаболізмі протеогліканів у зап'ястних суглобах коней. У цьому дослідженні автори вивчали вплив помірних та інтенсивних тренувальних навантажень на синтез та деградацію великого агрегованого протеоглікану (агрекану) та двох малих протеогліканів, що містять дерматансульфат (декорину та біглікану). Експлантати суглобового хряща були зібрані з трьох високо навантажених та часто травмованих ділянок у третьому зап'ясті у спортивних коней. У дослідження було включено дванадцять коней віком від 3 до 5 років без клінічних або рентгенологічних ознак патології середнього зап'ястного суглоба. Тренувальна програма складалася з бігу зі швидкістю 6 м/с протягом 2000 м 3 дні на тиждень, збільшуючи дистанцію до 4000 м до кінця 8-го тижня дослідження. Потім усіх тварин розділили на дві групи – тварини групи А продовжували тренування в тому ж режимі, а тварини групи Б мали посилений режим тренувань (біг зі швидкістю 8 м/с на дистанцію 4000 м 4 дні на тиждень протягом 17 тижнів). Через 16 тижнів після закінчення тренувань було зібрано матеріал з певних ділянок третьої зап'ястної кістки з обох боків.

Гістологічне дослідження хряща тварин обох груп виявило заглиблення його поверхневих ділянок та руйнування кальцифікованого хряща та «хвилястої облямівки» лише в області дорсального променевого виростка третьої зап'ястної кістки. Істотної різниці у виявлених гістологічних змінах між групами А та Б не виявлено. У культурі експлантатів суглобового хряща тварин групи Б з хряща дорсального променевого виростка в середовище вивільнялася більша кількість протеогліканів, ніж у тварин групи А, що свідчить про вищий рівень катаболізму в групі Б. Включення ^35S у протеоглікани було менш вираженим в експлантатах, отриманих від тварин групи Б; водночас у тварин цієї групи спостерігалося збільшення біосинтезу декорину, а змін в інтенсивності біосинтезу бігліканів не виявлено. Таким чином, отримані результати свідчать про те, що тривале інтенсивне тренування коней індукує пригнічення синтезу агреканів та збільшення синтезу протеогліканів, що містять дерматансульфат.

Функціональна роль декорину в сполучній тканині загалом і хрящі зокрема залишається предметом досліджень. Вважається, що декорин відіграє центральну роль в організації макромолекул колагену, проліферації клітин і модуляції активності факторів росту (наприклад, TGF-β). Додавання декорину до колагенового гелю призвело до відкладення більш однорідних, тонких колагенових фібрил, ніж за його відсутності. У післяпологовій тканині шийки матки порушення колагенової мережі корелювало зі збільшенням рівня декорину. Таким чином, декорин, найімовірніше, діє як «провідник» процесів відновлення та ремоделювання сполучної тканини.

Збільшення синтезу декорину хондроцитами суглобового хряща коней під час високих динамічних навантажень можна інтерпретувати наступним чином: декорин, що вивільняється з пошкоджених хондроцитів у відповідь на механічне перевантаження, діє як месенджер. Цю гіпотезу підтверджують дослідження in vitro та in vivo, які продемонстрували збільшення продукції декорину хондроцитами, що піддаються супрафізіологічному механічному навантаженню. THV Korver та ін. (1992) повідомили, що циклічне навантаження in vitro, що застосовується протягом 7 днів, збільшує синтез декорину в експлантатах суглобового хряща в 3 рази. Подібні результати були отримані NA Vissen та ін. (1994), які використовували зрілі та незрілі експлантати суглобового хряща. У моделі раннього (гіпертрофічного) остеоартриту, викликаного у собак шляхом перерізу передніх хрестоподібних зв'язок, GS Dourado та ін. (1996) спостерігали підвищений рівень мРНК біглікану, декорину та фібромодуліну в хрящі дестабілізованих суглобів.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ]