Artrose: Effekten av meniskektomi på leddbrusk

Som nevnt tidligere spiller de artikulære meniskene en viktig rolle i normal leddfunksjon. Meniskene er strukturer som øker kongruensen mellom leddflatene på femur og tibia, forbedrer lateral stabilitet og forbedrer fordelingen av synovialvæske og utvekslingen av næringsstoffer med leddbrusken. Total eller delvis meniskektomi fører til en endring i retningen av belastningen på leddflaten på tibia, noe som resulterer i degenerasjon av leddbrusken.

Mange studier har vært viet til studiet av effekten av meniskektomi på leddets biomekanikk, samt induksjon av degenerative prosesser i leddbrusk og subkondral bein hos dyr (vanligvis hunder og sauer). I utgangspunktet utførte forskerne en ektomi av den mediale menisken i kneleddet, men det ble senere funnet at en ektomi av den laterale menisken fører til en raskere utvikling av slitasjegikt.

Ved bruk av lateral meniskektomi hos sauer undersøkte Little et al. (1997) endringer i leddbrusk og subkondralt bein fra flere områder av kneleddet. Typiske histologiske funn som illustrerer induserte endringer i leddbrusk 6 måneder etter operasjonen var frynsete brusk, redusert proteoglykankonsentrasjon og redusert kondrocyttall. Under områder med endret brusk i det subkondrale beinet ble det observert kapillærvekst inn i den forkalkede brusksonen, utoverforskyvning av den "bølgete grensen" og fortykkelse av den svampaktige substansen i det subkondrale beinet.

I en studie av P. Ghosh et al. (1998) ble det vist at det 9 måneder etter lateral meniskektomi hos sau er tegn på subkondral beinremodellering og en økning i mineraltettheten sekundært til degenerasjon av leddbrusk. I soner utsatt for unormalt høy mekanisk belastning på grunn av fjerning av den laterale menisken (lateral kondylen på femur og lateral plate på tibia), ble det funnet økt syntese av dermatansulfatholdige proteoglykaner, selv om økt syntese av proteoglykaner av samme type også ble funnet i brusken i den mediale platen. Det viste seg at dermatansulfatholdige proteoglykaner hovedsakelig er representert av dekorin. Den høyeste konsentrasjonen ble funnet i de midtre og dype sonene av leddbrusk.

Sammen med økningen i syntesen av dermatansulfatholdige proteoglykaner i bruskområder som bærer en høy belastning på grunn av fjerning av den laterale menisken, ble det oppdaget økt katabolisme av aggrekan, noe som fremgår av frigjøring av fragmentene i næringsmediet fra bruskeksplantater, samt høy aktivitet av MMP og aggrekanaser. Siden inflammatorisk aktivitet i denne modellen av slitasjegikt var minimal, antydet forfatterne at kondrocytter var kilden til enzymene.

Selv om mange ubesvarte spørsmål gjenstår, avslører studiene beskrevet ovenfor en mulig rolle for biomekaniske faktorer i patogenesen til slitasjegikt. Det er tydelig at kondrocytter er i stand til å "sanse" de mekaniske egenskapene til omgivelsene sine, og reagere på endringer ved å syntetisere ECM som kan tåle større belastninger og dermed forhindre bruskskade. Hos unge dyr induserte moderat trening syntesen av aggrekanrik ECM. Denne hypertrofiske (eller adaptive) fasen av kondrocyttresponsen kan vare i flere år, og gir et stabilt nivå av mekanisk belastning på leddbrusk. Forstyrrelse av denne balansen på grunn av økt intensitet eller varighet av belastning, eller endringer i normal leddbiomekanikk etter skade eller kirurgi, eller en reduksjon i kondrocytters evne til å forbedre ECM-syntesen som respons på økt belastning (under aldring), medfører imidlertid virkningen av endokrine faktorer betydelige endringer på celle- og matriksnivå: syntesen av proteoglykaner og type II-kollagen hemmes, og syntesen av dekorin og kollagen type I, III og X stimuleres. Samtidig med endringen i biosyntesen øker ECM-katabolismen, samt nivået av MMP-er og aggrekanaser. Det er ikke kjent hvordan mekanisk belastning fremmer resorpsjon av den omkringliggende ECM av kondrocytter; denne prosessen er sannsynligvis mediert av prostanoider, cytokiner (som IL-1p eller TNF-α, og frie oksygenradikaler). Her er det nødvendig å nevne rollen til synovitt ved slitasjegikt, siden den mest sannsynlige kilden til de ovennevnte katabolismemediatorene kan være makrofaglignende synovocytter og leukocytter som infiltrerer leddets synovialmembran.

En studie av OD Chrisman et al. (1981) viste at traumatisk leddskade stimulerer produksjonen av en prostaglandinforløper, arakidonsyre. Membranene til skadede kondrocytter anses å være kilden til arakidonsyre. Det er velkjent at arakidonsyre raskt omdannes til prostaglandiner av enzymet cyklooksygenase (COX). Det har blitt vist at prostaglandiner, spesielt PGE2 _, samhandler med kondrocytreseptorer og endrer uttrykket av genene deres. Det er imidlertid fortsatt uklart om arakidonsyre stimulerer eller hemmer produksjonen av proteinaser og aggrekanaser. Tidligere studier har vist at PGE2 _øker MMP-produksjonen og forårsaker nedbrytning av leddbrusk. I følge resultatene fra andre studier har PGE2 _en anabol effekt på ECM, og fremmer også integriteten til ECM, ved å hemme produksjonen av cytokiner av kondrocytter. Det er mulig at de motstridende funnene i disse studiene skyldes de forskjellige konsentrasjonene av PGE2 _{som brukes} i dem.

En liten mengde IL-1β (hovedcytokinet som stimulerer syntesen og frigjøringen av MMP-er, samt hemmer aktiviteten til deres naturlige inhibitorer) kan dannes som respons på skade på leddbrusk, noe som fører til ytterligere vevsnedbrytning.

Studiene beskrevet i denne delen har dermed vist at opprettholdelse av en dynamisk belastning under terskelverdien på leddet forårsaker proliferasjon av kondrocytter som er i stand til å tåle nye mekaniske forhold, noe som betyr starten på det hypertrofiske stadiet av slitasjegikt. Hypertroferte kondrocytter er celler i det siste differensieringsstadiet, noe som betyr at uttrykket av gener for hovedmatrikselementene i dem endres. Derfor hemmes syntesen av aggrekanproteoglykaner og type II-kollagen, og syntesen av dekorin, kollagen av typene I, III og X økes.

En reduksjon i innholdet av aggrecan og type II-kollagen i ECM, assosiert med en ubalanse mellom syntese- og nedbrytningsprosessene, gir leddbrusken egenskapen til å reagere utilstrekkelig på mekanisk stress. Som et resultat blir kondrocytter ubeskyttet, og prosessen går over til det tredje, katabolske stadiet, karakterisert ved overdreven proteolytisk aktivitet og utskillelse av autokrine og parakrine regulatoriske faktorer. Morfologisk er dette stadiet karakterisert ved ødeleggelse av ECM i leddbrusken; klinisk tilsvarer det manifest artrose. Denne hypotesen representerer selvfølgelig en forenklet visjon av alle de komplekse prosessene som forekommer ved artrose, men den generaliserer det moderne konseptet om patobiologien til artrose.

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