Rollen av endringer i subchondralbenet i patogenesen til artrose

Sammen med degenerasjonen av leddbrusk innebærer den patologiske prosessen i slitasjegikt det underliggende benvevet. Det foreslås at fortykning av subchondralplaten fremmer fremdriften av slitasjegikt. Som leddgikt utvikler seg, er artikulær brusk, som er en gjenstand for mekanisk og kjemisk stress, langsomt ødelagt på grunn av ubalanse i katabolisme og brusk reparasjon. Spesielt bidrar mekanisk stress i forhold til den "tyngdebærende" kroppsmassen til leddene til dannelsen av et stort antall mikrofrakturer i subchondralplaten og brusk. Som leddbrusk eroderer, sklerose av subchondralben utvikles, øker stivheten i beinvevet, noe som igjen bidrar til en ytterligere forstyrrelse av leddbruskstrukturen. Imidlertid forblir spørsmålet om den primære eller sekundære karakter av endringer i subchondralbenet i osteoartrose fortsatt uløst.

Inntil nylig var det antatt at de radiografisk bestemte endringene i den svampe substansen av subchondralbenet, som sklerose eller cysteformasjon, hos pasienter med slitasjegikt er sekundære. Resultatene av kliniske og eksperimentelle studier indikerer imidlertid en mulig initierende rolle subchondral bein i patogenesen av artrose. En mulig mekanisme er en kraftig økning i stivhetsgradienten av subchondralbenet på grunn av at integriteten til det ordinære bruskvævet avhenger av de mekaniske egenskapene til bein-sengen. Studier i primater har vist at endringer i subchondralbenet kan forandre endringer i leddbrusk. Bevisene i modeller av osteoartrose hos dyr og kliniske studier av bevis til støtte for denne hypotesen og mot det bare forverret diskusjonen. Fortykning av trabekulae i subchondralbenet følger ikke alltid med en økning i mineralisering av beinvev, eller rettere en økning i volumet av osteoid. Dette tegn på unormal mineralisering indikerer at en forstyrrelse i reguleringen av benreformering er en integrert del av osteoartrose, og støtter også konseptet av beinvevfeil i slitasjegikt. J. Dequeker-gruppen (1989) ser sistnevnte som en "generalisert metabolsk bein sykdom".

Bone vev er kontinuerlig oppdatert. Denne dynamiske prosessen, kalt benreformering, er en kompleks sekvens av prosesser for resorbsjon og mineralisering. Osteoklast resorb benvev, og osteoblaster utsöndrer proteiner som danner den viktigste organiske komponenten for mineralisering. Utdanning og benresorpsjon ved en tilfeldighet kommer over skjelettet, det er - en programmert prosess som foregår i ulike deler av skjelettet, kjent som bein ombygging enheter. I begynnelsen av syklusen vises osteoklaster på den inaktive overflaten; Innen 2 uker danner de en tunnel i det kortikale beinlaget eller lacuna på overflaten av trabekulærbenet. Frekvensen for aktivering av nye beinreparasjonsenheter bestemmer graden av beinvevfornyelse. I en sunn ung person er prosessene for dannelse og resorpsjon av beinvev balansert, den normale massen av beinvev opprettholdes. Den hormonelle regulering av benresorpsjon i det minste PTH og PGE ₂, til stede ikke bare ved osteoklaster og osteoblaster, men da den virkning av disse hormoner blir sluppet faktorer som stimulerer benresorpsjon av osteoklaster. For tiden er det mer enn 12 lokal og systemisk regulator av beinvekst påvirke dets remodellering, spesielt PTH, 1,25 (OH) ₂ D ₃, kalsitonin, veksthormon, glukokortikoider, skjoldbruskkjertelhormoner, insulin, IGF (1 og 2), østrogener, PGE ₂, androgener.

Benceller frigjør en rekke proteiner og cytokiner som utfører endokrin regulering og signaloverføring. Proteiner produsert av osteoblaster inkluderer benmatriksproteiner som kollagen, osteopontin, osteokalcin, bein sialoproteiner. I tillegg frigjør disse cellene proteaser både i aktiv og latent form, som deltar i prosessen med beinremodellering - MMP, komponenter i plasminogenaktivatoren (AP) / plasminaktivatorsystemet. Cytokinene frigjort av osteoblaster kan virke både gjennom autokrine mekanismer og parakrine til lokale celler (andre osteoblaster, osteoklaster).

Det er ikke kjent på hvilken måte disse signalene er regulert - ved mekanisk stress eller andre kjemiske signaler fremkalt av mekanisk stress. Det er imidlertid kjent at gjentatt mekanisk stress forårsaker lokal proliferasjon av beinceller og / eller proteiner. Under betingelser in vivo mekanisk belastning som kan aktivere osteoblaster, for å øke nivået av syklisk nukleotid produsere prostaglandiner og forårsake morfologiske endringer forbundet med benomdannelse. Under betingelser in vitro mekanisk stress induserer osteoblastproliferasjon kultur, mRNA-ekspresjon av bein proteiner involvert i dannelsen av osteoid mineralisering og i prosessen, frigjøring av lokale vekstfaktorer som IGF-1 og IGF-2, og adhesjonsmolekyler. Overføringen av et signal om mekanisk stress kan oppnås gjennom mekanisk følsomme ionkanaler.

Det er indirekte tegn på nedsatt osteoblastfunksjon i slitasjegikt. G. Gevers og J. Dequeker (1987) har vist en økning i serumosteokalcin hos kvinner med osteoartritt av leddene i hendene, så vel som eksplantater kortikalt benareal, noe som antyder at patologien av benvevet kan være en del av slitasjegikt. Ved obduksjon ble det ikke bare oppdaget fortykning av subchondralbenet, men også den unormalt lave mineraliseringen av lårhodet. I marsvin med kirurgisk indusert osteoartritt ved hjelp av computertomografi viste en betydelig fortykning av den subkondrale ben-fraksjonen i sonen. En ubalanse mellom kollagen og ikke-kollagenholdige (osteokalsin etc.) Proteiner kan øke benvolum, men påvirker ikke dens mineraltetthet. Ifølge M. Shimizu et al (1993), progresjonen av de degenerative endringer i leddbrusk assosiert med mer intens ombygging av det subkondrale ben og øke dens stivhet, noe som også indikerer en defekt i beinceller i osteoartritt. I henhold til den foreslåtte V. Lee og M. Aspden (1997) hypotesen om defekte proliferasjon av benceller kan føre til en økning i hardhet av benet, men ikke forårsaker en økning i dets mineraltetthet.

CI Westacott og medforfattere (1997) antydet at unormale osteoblaster direkte påvirker metabolismen av bruskvæv. Dyrking av osteoblaster i pasienter med osteoartritt kondrocytter med mennesker som ikke har leddsykdommer, Forfatterne observerte en betydelig endring i frigivelsen av glykosaminoglykaner normal brusk vev in vitro, men nivået av cytokin frigivelse er uforandret. G. Hilal et al (1998) viste at kulturen av osteoblaster subkondrale ben av pasienter med osteoartritt in vitro har en endret metabolisme - System Aktivitet AP / plasmin og IGF-1 i disse celler økes. Observasjonen av CI Westacott et al. (1997) kan forklares ved en økning i proteaseaktivitet i subchondrale beinceller.

Det er fortsatt ukjent om osteoartrose initierer endringer i subchondralbenet eller bidrar til dens progresjon. DK Dedrick et al (1993) viste at i hunder med kirurgisk indusert osteoartritt subkondrale ben for fortykning er ikke en forutsetning for utviklingen av osteoartrozpodobnyh endringer i leddbrusk, men bidrar til utviklingen av degenerative prosesser i brusk. Resultatene av studien av A. Sa'ied og medforfattere (1997) motsetter dataene fra den forrige studien. Ved hjelp av ekkografi 50 MHz for evaluering av innledende morfologiske endringer og deres progresjon i det artikulære brusk og ben i eksperimentell osteoartritt indusert monoyoduksusnoy syre injeksjoner i kneleddet hos rotter, har vi demonstrert samtidige prosessendringer i ben og brusk i løpet av de første tre dagene etter injeksjon.

Osteoblaster utskiller vekstfaktorer og cytokiner som deltar i den lokale ombygging av benvev, noe som kan bidra til ombygging av bruskvev i en passende "bærer vekt" ledd etter at deres gjennomtrengning gjennom mikrosprekker i den kalkholdige lag av brusk. Videre finnes produktene fra beincellesekresjon i synovialvæsken. De mest sannsynlige produkter utskilt unormale osteoblaster som kan kjøres lokalt prosessen remodelle brusk er TGF-B og skjelett morfometriske proteiner (ILC). Begge er representant for familien av TGF fordelt og kondrocytter og osteoblaster, og begge er i stand til å modifisere begge benremodellering, og brusk. J. Martel Pelletier et al (1997) observerte en økning i TGF-P nivåene i den subkondrale ben-eksplantater artrose pasienter sammenlignet med friske individer, noe som indikerer en mulig rolle av denne vekstfaktor i patogenesen av artrose. IGF produseres også av osteoblaster. I kulturen av osteoblast-lignende celler avledet fra pasienter med osteoartritt, funnet økte nivåer av IGF som endrer metabolismen av brusk.

TGF-b, IGF, kommisjonen og cytokiner produsert av osteoblaster i det subkondrale ben, kan påvirke produksjonen av kollagenase og andre proteolytiske enzymer i brusken, som i sin tur kan bidra til ombygging / nedbrytning av bruskmatriks. Det er uklart hvorvidt osteoblaster produsere OA mindre makrofag-kolonistimulerende faktor (M-CSF - en stimulator for benresorpsjon) enn normale celler. Forskningsresultater AG Uitterlinden og medarbeidere (1997) viste at en rolle i dannelsen av osteofytter-reseptorer kan spille en vitamin D, som er uttrykt ved osteoblaster og regulere ekspresjonen av flere faktorer som syntetiseres ved hjelp av disse celler, noe som delvis forklarer den rolle av osteoblaster i patogenesen av sykdommen.

Gitt resultatene fra de ovennevnte undersøkelser, G. Hilal et al (1998), J. Martel Pelletier-et al (1997) har foreslått følgende arbeidshypotese forhold ombygging subkondrale ben og leddbrusk riktig i osteoartritt. På et tidlig eller utvidet stadium av OA-patogenesen, forandres prosessen med beinvevsmodellering i subchondralbenet. Samtidig repeterende belastning fører til lokale mikrosprekker og / eller utseende av systemet ubalansen IGF / IGF-svyazyvayushy protein (IGFBP) på grunn av en unormal reaksjon av osteoblaster subkondrale ben, som fremmer dets sklerose. Sistnevnte kan i sin tur bidra til utseendet på mikrofrakturer av riktig brusk og skade på matrisen.

Under normale forhold elimineres denne skade ved lokal syntese og frigjøring av IGF-1 og IGF-bindende protein, som stimulerer dannelsen av ECM av leddbrusk. Samtidig fremmer PD-systemet veksten av subchondrale beinceller og dannelsen av benmatrisen. Anabole aktiviteten til IGF-system økes subkondrale ben i pasienter som blir, mens lokal aktivering SA system / plasmin (lokal regulator av IGF-system) i leddbrusk bevirker lokale forandringer. I osteoblaster i osteoarthritis IGF-1 gir regulering av AP plasmin typen positiv tilbakekobling kan derfor hemme remodellering av benvev, som til slutt fører til det subkondrale sklerose. Således, i ben og brusk lokal induksjon av IGF-1 iproteaz fører, på den ene side, den skade på brusk, den andre - til en fortykning av det subkondrale ben, idet sistnevnte i sin tur fremmer ytterligere bruskskader. Ubalansen mellom bruskskader forbundet med subchondral sklerose og dets reparative evner fører til en progressiv endring i brusk VKM og til utvikling av slitasjegikt. Ifølge forfatterne forklarer denne hypotesen også den sakte progresjon av sykdommen.