Osteoartritis: Učinak meniscektomije na zglobnu hrskavicu

Kao što je ranije navedeno, zglobni meniskusi igraju važnu ulogu u normalnoj funkciji zglobova. Meniskusi su strukture koje povećavaju podudarnost zglobnih površina femura i tibije, poboljšavaju lateralnu stabilnost i poboljšavaju raspodjelu sinovijalne tekućine i izmjenu hranjivih tvari sa zglobnom hrskavicom. Potpuna ili djelomična meniscektomija dovodi do promjene smjera opterećenja na zglobnoj površini tibije, što rezultira degeneracijom zglobne hrskavice.

Mnoge studije posvećene su proučavanju utjecaja meniscektomije na biomehaniku zgloba, kao i indukciji degenerativnih procesa u zglobnoj hrskavici i subhondralnoj kosti kod životinja (obično pasa i ovaca). U početku su istraživači izvodili ektomiju medijalnog meniskusa koljenskog zgloba, ali kasnije je utvrđeno da ektomija lateralnog meniskusa dovodi do bržeg razvoja osteoartritisa.

Koristeći lateralnu meniscektomiju kod ovaca, Little i sur. (1997.) ispitali su promjene u zglobnoj hrskavici i subhondralnoj kosti iz nekoliko područja koljenskog zgloba. Tipični histološki nalazi koji ilustriraju inducirane promjene u zglobnoj hrskavici 6 mjeseci nakon operacije bili su trošenje hrskavice, smanjena koncentracija proteoglikana i smanjen broj hondrocita. Ispod područja promijenjene hrskavice u subhondralnoj kosti uočen je rast kapilara u kalcificiranu hrskavičnu zonu, pomicanje "valovitog ruba" prema van i zadebljanje spužvaste tvari subhondralne kosti.

U studiji P. Ghosha i suradnika (1998.) pokazano je da 9 mjeseci nakon lateralne meniscektomije kod ovaca postoje znakovi subhondralnog preoblikovanja kosti i povećanja njezine mineralne gustoće sekundarno zbog degeneracije zglobne hrskavice. U zonama izloženim abnormalno visokom mehaničkom opterećenju zbog uklanjanja lateralnog meniskusa (lateralni kondil femura i lateralna ploča tibije) pronađena je povećana sinteza proteoglikana koji sadrže dermatan sulfat, iako je povećana sinteza proteoglikana istog tipa pronađena i u hrskavici medijalne ploče. Pokazalo se da su proteoglikani koji sadrže dermatan sulfat predstavljeni uglavnom dekorinom. Njegova najveća koncentracija pronađena je u srednjim i dubokim zonama zglobne hrskavice.

Uz povećanje sinteze proteoglikana koji sadrže dermatan sulfat u područjima hrskavice koja nose veliko opterećenje zbog uklanjanja lateralnog meniskusa, uočen je povećani katabolizam agrekana, što je dokazano oslobađanjem njegovih fragmenata u hranjivi medij iz hrskavičnih eksplantata, kao i visokom aktivnošću MMP-a i agrekanaza. Budući da je upalna aktivnost u ovom modelu osteoartroze bila minimalna, autori su pretpostavili da su hondrociti izvor enzima.

Iako mnoga pitanja ostaju neodgovorena, gore opisane studije otkrivaju moguću ulogu biomehaničkih čimbenika u patogenezi osteoartritisa. Jasno je da su hondrociti sposobni „osjetiti“ mehanička svojstva svoje okoline, reagirajući na promjene sintetizirajući ECM koji može podnijeti veća opterećenja i tako spriječiti oštećenje hrskavice. Kod mladih životinja umjerena tjelovježba inducirala je sintezu ECM-a bogatog agrekanima. Ova hipertrofična (ili adaptivna) faza odgovora hondrocita može trajati nekoliko godina, pružajući stabilnu razinu mehaničkog opterećenja zglobne hrskavice. Međutim, poremećaj ove ravnoteže zbog povećanog intenziteta ili trajanja opterećenja, ili promjena u normalnoj biomehanici zglobova nakon ozljede ili operacije, ili smanjenja sposobnosti hondrocita da pojačaju sintezu ECM-a kao odgovor na povećano opterećenje (tijekom starenja), djelovanje endokrinih čimbenika povlači za sobom značajne promjene na staničnoj i matriksnoj razini: inhibira se sinteza proteoglikana i kolagena tipa II, a stimulira se sinteza dekorina i kolagena tipova I, III i X. Istodobno s promjenom biosinteze, povećava se katabolizam ECM-a, kao i razina MMP-a i agrekanaza. Nije poznato kako mehaničko opterećenje potiče resorpciju okolnog ECM-a hondrocitima; ovaj proces vjerojatno posreduju prostanoidi, citokini (kao što su IL-1p ili TNF-a i slobodni kisikovi radikali). Ovdje je potrebno spomenuti ulogu sinovitisa u osteoartritisu, budući da najvjerojatniji izvor gore spomenutih medijatora katabolizma mogu biti sinovociti slični makrofagima i leukociti koji infiltriraju sinovijalnu membranu zgloba.

Studija OD Chrismana i suradnika (1981.) pokazala je da traumatska ozljeda zgloba stimulira proizvodnju prekursora prostaglandina, arahidonske kiseline. Membrane oštećenih hondrocita smatraju se izvorom arahidonske kiseline. Dobro je poznato da se arahidonska kiselina brzo pretvara u prostaglandine pomoću enzima ciklooksigenaze (COX). Dokazano je da prostaglandini, posebno PGE2 _, stupaju u interakciju s receptorima hondrocita, mijenjajući ekspresiju njihovih gena. Međutim, ostaje nejasno stimulira li arahidonska kiselina ili inhibira proizvodnju proteinaza i agrekanaza. Ranije studije pokazale su da PGE2 _povećava proizvodnju MMP-a i uzrokuje degradaciju zglobne hrskavice. Prema rezultatima drugih studija, PGE2 _ima anabolički učinak na izvancelični matrix (ECM), a također potiče integritet ECM-a, inhibirajući proizvodnju citokina od strane hondrocita. Moguće je da su oprečni nalazi ovih studija posljedica različitih koncentracija PGE2 koje se u njima _koriste.

Mala količina IL-1β (glavnog citokina koji stimulira sintezu i oslobađanje MMP-a, kao i inhibira aktivnost njihovih prirodnih inhibitora) može se stvoriti kao odgovor na oštećenje zglobne hrskavice, što dovodi do daljnje degradacije tkiva.

Dakle, studije opisane u ovom odjeljku pokazale su da održavanje subpragovnog dinamičkog opterećenja na zglobu uzrokuje proliferaciju hondrocita sposobnih podnijeti nove mehaničke uvjete, što znači nastanak hipertrofične faze osteoartroze. Hipertrofirani hondrociti su stanice u posljednjoj fazi diferencijacije, što znači da je u njima promijenjena ekspresija gena glavnih elemenata matrice. Stoga je inhibirana sinteza agrekanskih proteoglikana i kolagena tipa II, a povećana sinteza dekorina, kolagena I, III i X tipa.

Smanjenje sadržaja agrekana i kolagena tipa II u izvanceličnom materijalu (ECM), povezano s neravnotežom između procesa sinteze i razgradnje, daje zglobnoj hrskavici svojstvo neadekvatnog reagiranja na mehanički stres. Kao rezultat toga, hondrociti postaju nezaštićeni, proces prelazi u treću, kataboličku fazu, koju karakterizira prekomjerna proteolitička aktivnost i lučenje autokrinih i parakrinih regulatornih čimbenika. Morfološki, ovu fazu karakterizira uništavanje izvanceličnog materijala zglobne hrskavice; klinički to odgovara manifestnoj osteoartrozi. Ova hipoteza, naravno, predstavlja pojednostavljenu viziju svih složenih procesa koji se odvijaju kod osteoartroze, ali generalizira suvremeni koncept patobiologije osteoartroze.

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