Uloga promjena u subhondralnoj kosti u patogenezi osteoartritisa
Posljednji pregledao: 19.10.2021
Svi iLive sadržaji medicinski se pregledavaju ili provjeravaju kako bi se osigurala što je moguće točnija činjenica.
Imamo stroge smjernice za pronalaženje izvora i samo povezujemo s uglednim medijskim stranicama, akademskim istraživačkim institucijama i, kad god je to moguće, medicinski pregledanim studijama. Imajte na umu da su brojevi u zagradama ([1], [2], itd.) Poveznice koje se mogu kliknuti na ove studije.
Ako smatrate da je bilo koji od naših sadržaja netočan, zastario ili na neki drugi način upitan, odaberite ga i pritisnite Ctrl + Enter.
Uz degeneraciju zglobne hrskavice, patološki proces u osteoartritisu uključuje temeljno koštano tkivo. Pretpostavlja se da zadebljanje subhondralne ploče potiče napredovanje osteoartritisa. Kako osteoartritis napreduje, artikulirana hrskavica, koja je predmet mehaničkog i kemijskog stresa, polako se nagrizla zbog neravnoteže u procesima katabolizma i popravka hrskavice. Konkretno, mehanički stres u odnosu na "težinu" tjelesne mase zglobova pridonosi formiranju velikog broja mikro-fraktura u subhondralnoj ploči i hrskavici. Kao erozirovaniya zglobne hrskavice napreduje skleroza subhondralne kosti povećava krutost koštanog tkiva što pak dodatno pridonosi poremetiti strukturu zglobne hrskavice. Međutim, pitanje primarne ili sekundarne prirode promjena u subchondralnoj kosti u osteoartrosi ostaje neriješeno.
Donedavno se vjeruje da su definirani rendgenskih promjene u spužvastom kosti subhondralne kosti, kao što je multipla skleroza ili formiranje ciste kod pacijenata s osteoartritisom sekundarni. Međutim, rezultati kliničkih i eksperimentalnih istraživanja ukazuju na moguću inicijativnu ulogu subchondralne kosti u patogenezi osteoartritisa. Jedan mogući mehanizam je oštar porast gradijenta krutosti subhondralne kosti zbog činjenice da cjelovitost pravilnog hrskavog tkiva ovisi o mehaničkim svojstvima kostiju. Studije primata pokazale su da promjene u subhondralnoj kosti mogu prethoditi promjenama u zglobnoj hrskavici. Dokazi u modelima osteoartroze kod životinja i kliničke studije dokaza koji podupiru ovu hipotezu i protiv njega samo su pogoršali raspravu. Debljina trabekula u subhondralnoj kosti nije uvijek praćena povećanjem mineralizacije koštanog tkiva, već povećanjem volumena osteoida. Ova značajka neprirodan mineralizacija sugerira da deregulacija koštane pregradnje je sastavni dio osteoartritisa, kao i dokazi u prilog koncepta stanica defekt kosti u osteoartritisa. Grupa J. Dequeker (1989.) smatra da je ovo "generalizirana metabolička bolest kostiju".
Koštano tkivo se stalno ažurira. Ovaj dinamičan proces koji se naziva pregradnja kosti je složen niz procesa resorpcije i mineralizacije. Osteoklasti resorbiraju kosti, i osteoblasti izlučuju proteine tvoreći primarnu organsku komponentu za mineralizaciju. Obrazovanje i resorpcija kosti slučajno naići kostura, to je - programirani proces koji se odvija u različitim dijelovima skeleta, poznat kao jedinica kosti. Na početku ciklusa pojavljuju se osteoklasti na neaktivnoj površini; 2 tjedna, tvore tunel kortikalne kosti i prazninu na površini trabekularne kosti. Učestalost aktiviranja novih pregradnje kostiju jedinica određuje stupanj koštane pregradnje. Zdrava mladić procesi formiranja i resorpcije kosti su uravnoteženi, održava normalnu koštanu masu. Hormonska regulacija resorpcije kosti najmanje PTH i PGE 2 sudjelovalo ne samo osteoklasta i osteoblasta, ali djelovanjem ovih hormona otpuštaju faktore koji potiču resorpciju kosti osteoklastima. Trenutno postoji više od 12 Lokalna i sistemska regulator rasta kostiju utjecaja na remodeliranje, naročito PTH, 1,25 (OH) 2 D 3, kalcitonin, hormona rasta, glukokortikoidi, hormoni štitnjače, inzulina, IGF (1 i 2), estrogeni, PGE 2, androgena.
Bone cells oslobađaju niz proteina i citokina, koji provode endokrini regulaciju i prijenos signala. Proteini koji proizvode osteoblasti uključuju proteine koštane matrice kao što su kolagen, osteopontin, osteokalcin, kosti sialoproteina. Osim toga, te stanice oslobađaju proteaze, kako u aktivnom tako i latentnom obliku, koje sudjeluju u procesu pregradnje kostiju - MMP, komponenti aktivatora plazminogen aktivatora (AP) / plazmina. Citokini oslobođeni osteoblasta mogu djelovati i kroz autokrine mehanizme i parakrinske na lokalne stanice (osteoblasti, osteoklasti).
Još nije poznato način na koji se ti signali reguliraju - mehaničkim naprezanjem ili drugim kemijskim signalima induciranim mehaničkim stresom. Međutim, poznato je da ponovljeni mehanički stres uzrokuje lokalnu proliferaciju koštanih stanica i / ili proteina. Pod uvjetima u vivo mehaničkom opterećenju u stanju aktivirati osteoblaste, povećati razinu cikličkih nukleotida proizvodnju prostaglandina i induciraju morfološke promjene povezane s kosti. Pod uvjetima in vitro mehaničkom stresu inducira proliferaciju osteoblasta kulturu mRNA ekspresije koštanog proteina uključenih u formiranju osteoida mineralizacije i u tom procesu, oslobađanje lokalnog faktora rasta kao što su IGF-1 i IGF-2, i adhezijske molekule. Prijenos signala mehaničkog naprezanja može se postići mehanički osjetljivim ionskim kanalima.
Postoje indirektni dokazi o oštećenoj funkciji osteoblasta u osteoartritisu. G. Gevers i J. Dequeker (1987) pokazali su porast serumskog osteokalcina kod žena s osteoartritisom zglobova ruke, kao i dijelova biljaka kortikalne koštane površine, što upućuje da je patologija koštanog tkiva mogu biti dio osteoartritisa. Na autopsiji otkrili ne samo zadebljanje subhondralne kosti, ali abnormalno nisku mineralnu sadržaj glave femura. Kod zamoraca s kirurškim induciranih pomoću osteoartritis kompjutorizirana tomografija pokazala značajnu zadebljanje subhondralne kosti frakcije u zoni. Neravnoteža između kolagen i ne-kolagena (osteokalcin i sl) proteina može povećati volumen kosti, ali ne utječe na njegovu mineralne gustoće. Prema M. Shimizu et al (1993), napredovanje degenerativnih promjena u zglobne hrskavice povezanih s intenzivnijeg remodeliranju subhondralne kosti i povećati krutost, što također ukazuje na problem koštanih stanica u osteoartritisa. Prema predloženim V. Lee i M. Aspden (1997) hipoteza neispravnog proliferacije koštanih stanica može dovesti do povećanja tvrdoće kosti, ali ne uzrokuje povećanje njegove mineralne gustoće.
CI Westacott et al (1997) pretpostavili da abnormalne osteoblasti izravno utječu na metabolizam hrskavice. Uzgoj osteoblaste u bolesnika s osteoartritisom hondrocita s ljudima koji nisu imali bolesti zglobova, autori primijetili značajnu promjenu u izdanju glukozaminoglikana normalne hrskavice tkiva in vitro, ali razina otpuštanja citokina ostao nepromijenjen. G. Hilal et al (1998) su pokazali da kultura osteoblasta subhondralne kosti pacijenata s osteoartritisom u vitro ima promijenjenu metabolizam - Sustav aktivnost AP / plazmin i IGF-1 u tim stanicama je povećana. Promatranje CI Westacott i dr. (1997) može se objasniti povećanjem aktivnosti proteaze u subchondralnim koštanim stanicama.
Ostaje nepoznato da li osteoartritis inicira promjene u subhondralne kosti i pridonose njegovu napredovanju? DK Dedrick i suradnici (1993) su pokazali da u pasa s kirurški izazvane osteoartritisom subhondralna kostiju zadebljanje nije preduvjet za razvoj osteoartrozpodobnyh promjene zglobne hrskavice, ali doprinosi progresiji degenerativnih procesa u hrskavicu. Rezultati studije A. Sa'ied et al (1997) su u suprotnosti s ranijim studijama. Koristeći ehografija 50 MHz za procjenu početnih morfoloških promjena i njihovog napredovanja u zglobne hrskavice i kosti u pokusnim injekcije osteoartritis inducirane monoyoduksusnoy kiseline u koljenski zglob štakora, pokazali smo istodobno proces promjene kostiju i hrskavice tijekom prva tri dana nakon injekcije.
Osteoblasti izlučuju faktore rasta i citokine koji sudjeluju u lokalnoj pregradnja koštanog tkiva, što može doprinijeti remodeliranja tkiva hrskavice u odgovarajućim „težine nosača” zglobova nakon njihovog prodiranja kroz mikropukotine u kalcificiranom sloj hrskavice. Štoviše, proizvodi izlučivanja koštane stanice nalaze se u sinovijalnoj tekućini. Najvjerojatnije proizvodi izlučuje abnormalno osteoblaste u stanju pokrenuti postupak lokalnog remodeliranja hrskavice su TGF-b, te koštane morfometrijskih proteina (IIc). Oba su predstavnik obitelji TGF dodijeljene i hondrociti i osteoblasti, i oba su sposobni modificirati kako koštanu pregradnju i hrskavice. J. Pelletier Martel i sur (1997) su opazili da povećanje razine TGF-P u subhondralne kosti pacijenata eksplantati osteoartritisa u odnosu na zdrave osobe, što ukazuje na moguću ulogu tog faktora rasta u patogenezi osteoartritisa. IGF je također proizveden od osteoblasta. U kulturi stanice nalik na osteoblaste dobivenih iz pacijenata s osteoartritisom, nađeno povećane razine IGF koji mijenjaju metabolizam hrskavice.
TGF-b, IGF, Komisija i citokini koje proizvode osteoblasti u subhondralne kosti, mogu utjecati na proizvodnju kolagenaze i drugim proteolitičkih enzima u hrskavice, što zauzvrat može doprinijeti remodeliranja / degradacije hrskavičnog matriksa. Ostaje nejasno da li je manje osteoblasti proizvode OA faktor stimulacije kolonije makrofaga (M-CSF - stimulator resorpcije kosti) nego normalne stanice. Rezultati istraživanja AG Uitterlinden i suradnici (1997.) pokazali su da ulogu u formiranju osteophytes receptora može imati vitamina D, koji se izražava osteoblasta i reguliraju ekspresiju nekoliko faktora pripravljenih ovim stanicama, koje djelomično objašnjava ulogu osteoblasta u patogenezi ove bolesti.
S obzirom na rezultate na gore spomenute studije, G. Et al Hilal (1998), J. Martel-Pelletier i sur (1997) su predložili sljedeći radni hipoteza odnos remodeliranja subhondralne kosti i hrskavice zgloba odgovarajuće kod osteoartritisa. U ranoj ili odmakloj fazi OA patogeneze pojačane pregradnja koštanog tkiva u subhondralne kosti. Istovremeno ponavljaju opterećenja dolazi do lokalne mikropukotinama i / ili pojavom sustava neravnoteža IGF / IGF-svyazyvayushy proteina (IGFBP) zbog abnormalnog odgovor osteoblasta subhondralne kosti, koja promiče njegov skleroze. Potonji zauzvrat mogu doprinijeti pojavi mikro-fraktura pravilne hrskavice i oštećenja njezine matrice.
U normalnim uvjetima, to oštećenje eliminira lokalne sinteze i otpuštanja IGF-1 i IGF-vezujući protein, koji stimuliraju formiranje zglobne hrskavice ECM. Istovremeno, PD sustav potiče rast subchondralnih koštanih stanica i stvaranje koštane matrice. Anaboličko djelovanje IGF-sustava povećava subhondralne kosti u pacijenata s osteoartritisom, dok lokalni sustav aktivacije SA / plazmin (lokalni regulator IGF-sustav) u zglobne hrskavice dovodi na lokalne promjene. U osteoblaste u osteoartritis IGF-1 daje regulaciju tipa AP plazmin pozitivne povratne informacije, stoga može inhibirati remodeliranje koštanog tkiva, što na kraju dovodi do subhondralne skleroze. Tako je u kosti i hrskavice lokalne izazivanje IGF-1 iproteaz vodi, s jedne strane, oštećenje hrskavice, a drugi - da se zadebljanja subhondralne kosti, a drugi pak potiče daljnje oštećenje hrskavice. Neravnoteža između oštećenja hrskavice povezane s subhondralne skleroze, a njegov popravak sposobnosti, dovodi do progresivne promjene u hrskavice ECM i do razvoja osteoartritisa. Prema autorima, ova hipoteza također objašnjava spor napredak bolesti.