Osteoartritas: meniskocektomijos poveikis sąnario kremzlei

Kaip minėta anksčiau, sąnariniai meniskai atlieka svarbų vaidmenį normaliai sąnario funkcijai. Meniskai yra struktūros, kurios padidina šlaunikaulio ir blauzdikaulio sąnarinių paviršių kongruenciją, sustiprina šoninį stabilumą ir pagerina sinovinio skysčio pasiskirstymą bei maistinių medžiagų apykaitą su sąnarine kremzle. Visiška arba dalinė meniskektomija keičia blauzdikaulio sąnarinio paviršiaus apkrovos kryptį, todėl sąnarinė kremzlė degeneruoja.

Daug tyrimų skirta meniskektomijos poveikio sąnario biomechanikai, taip pat degeneracinių procesų sąnarinėje kremzlėje ir subchondriniame kaule indukcijos gyvūnams (dažniausiai šunims ir avims) tyrimams. Iš pradžių tyrėjai atliko kelio sąnario medialinio menisko ektomiją, tačiau vėliau nustatyta, kad šoninio menisko ektomija lemia spartesnį osteoartrito vystymąsi.

Little ir kt. (1997) atliko šoninės meniskektomijos tyrimą avims, ištyrė sąnarinės kremzlės ir subchondrinio kaulo pokyčius keliose kelio sąnario srityse. Tipiniai histologiniai radiniai, iliustruojantys sukeltus sąnarinės kremzlės pokyčius praėjus 6 mėnesiams po operacijos, buvo kremzlės irimas, sumažėjusi proteoglikanų koncentracija ir sumažėjęs chondrocitų skaičius. Po pakitusios kremzlės sritimis subchondriniame kaule buvo pastebėtas kapiliarų augimas į kalcifikuotos kremzlės zoną, „banguoto krašto“ pasislinkimas į išorę ir subchondrinio kaulo kempinės medžiagos sustorėjimas.

P. Ghosh ir kt. (1998) atliktame tyrime nustatyta, kad praėjus 9 mėnesiams po šoninės meniskektomijos avims, atsiranda subchondrinio kaulo remodeliacijos požymių ir padidėja jo mineralinis tankis dėl sąnarinės kremzlės degeneracijos. Zonose, kurioms dėl šoninio menisko pašalinimo tenka neįprastai didelis mechaninis krūvis (šlaunikaulio šoninis krumplys ir blauzdikaulio šoninė plokštelė), nustatyta padidėjusi dermatano sulfato turinčių proteoglikanų sintezė, nors padidėjusi to paties tipo proteoglikanų sintezė nustatyta ir medialinės plokštelės kremzlėje. Paaiškėjo, kad dermatano sulfato turinčius proteoglikanus daugiausia reprezentuoja dekorinas. Didžiausia jo koncentracija nustatyta vidurinėje ir giliojoje sąnarinės kremzlės zonose.

Kartu su dermatano sulfato turinčių proteoglikanų sintezės padidėjimu kremzlės srityse, kurioms tenka didelis krūvis dėl šoninio menisko pašalinimo, buvo nustatytas padidėjęs agrekano katabolizmas, kurį rodo jo fragmentų išsiskyrimas į maitinamąją terpę iš kremzlės eksplantų, taip pat didelis MMP ir agrekanazių aktyvumas. Kadangi uždegiminis aktyvumas šiame osteoartrozės modelyje buvo minimalus, autoriai teigė, kad fermentų šaltinis yra chondrocitai.

Nors lieka daug neatsakytų klausimų, aukščiau aprašyti tyrimai atskleidžia galimą biomechaninių veiksnių vaidmenį osteoartrito patogenezėje. Akivaizdu, kad chondrocitai geba „jausti“ savo aplinkos mechanines savybes, reaguodami į pokyčius sintetindami išorinę maisto medžiagą (EKM), kuri gali atlaikyti didesnes apkrovas ir taip išvengti kremzlės pažeidimo. Jauniems gyvūnams vidutinio intensyvumo fizinis krūvis paskatino agrekanų turinčios ECM sintezę. Ši hipertrofinė (arba adaptacinė) chondrocitų atsako fazė gali trukti kelerius metus, užtikrindama stabilų mechaninio krūvio lygį sąnarinei kremzlei. Tačiau sutrikus šiai pusiausvyrai dėl padidėjusio apkrovos intensyvumo ar trukmės, arba pasikeitus normaliai sąnario biomechanikai po traumos ar operacijos, arba sumažėjus chondrocitų gebėjimui sustiprinti ECM sintezę reaguojant į padidėjusį krūvį (senėjimo metu), endokrininių veiksnių veikimas sukelia reikšmingus pokyčius ląstelių ir matricos lygmenyse: slopinama proteoglikanų ir II tipo kolageno sintezė, stimuliuojama dekorino ir I, III bei X tipų kolageno sintezė. Kartu su biosintezės pokyčiais padidėja ECM katabolizmas, taip pat MMP ir agrekanazių lygis. Nėra žinoma, kaip mechaninis krūvis skatina aplinkinių išorinių ląstelių membranų (ECM) rezorbciją chondrocituose; šį procesą greičiausiai tarpininkauja prostanoidai, citokinai (pvz., IL-1p arba TNF-α) ir laisvieji deguonies radikalai. Čia būtina paminėti sinovito vaidmenį osteoartrito atveju, nes labiausiai tikėtinas minėtų katabolizmo mediatorių šaltinis gali būti makrofagų tipo sinovocitai ir leukocitai, infiltruojantys sąnario sinovinę membraną.

OD Chrisman ir kt. (1981 m.) atliktas tyrimas parodė, kad trauminis sąnario sužalojimas stimuliuoja prostaglandinų pirmtako – arachidono rūgšties – gamybą. Pažeistų chondrocitų membranos laikomos arachidono rūgšties šaltiniu. Gerai žinoma, kad fermentas ciklooksigenazė (COX) arachidono rūgštį greitai paverčia prostaglandinais. Įrodyta, kad prostaglandinai, ypač PGE2 _, sąveikauja su chondrocitų receptoriais, keisdami jų genų raišką. Tačiau lieka neaišku, ar arachidono rūgštis stimuliuoja, ar slopina proteinazių ir agrekanazių gamybą. Ankstesni tyrimai parodė, kad PGE2 _padidina MMP gamybą ir sukelia sąnarinės kremzlės irimą. Remiantis kitų tyrimų rezultatais, PGE2 _turi anabolinį poveikį išorinei sienelei (ECM), taip pat skatina ECM vientisumą, slopindamas chondrocitų citokinų gamybą. Gali būti, kad prieštaringi šių tyrimų rezultatai atsiranda dėl skirtingų juose _{naudojamų PGE2 koncentracijų.}

Reaguojant į sąnarinės kremzlės pažeidimą, gali susidaryti nedidelis kiekis IL-1β (pagrindinio citokino, kuris stimuliuoja MMP sintezę ir išsiskyrimą, taip pat slopina jų natūralių inhibitorių aktyvumą), dėl ko dar labiau suyra audiniai.

Taigi, šiame skyriuje aprašyti tyrimai parodė, kad palaikant sąnariui mažesnę nei slenkstinę dinaminę apkrovą, proliferuoja chondrocitai, galintys atlaikyti naujas mechanines sąlygas, o tai reiškia osteoartrozės hipertrofinės stadijos pradžią. Hipertrofuoti chondrocitai yra ląstelės, esančios paskutinėje diferenciacijos stadijoje, o tai reiškia, kad jose pakinta pagrindinių matricos elementų genų raiška. Todėl slopinama agrekanų proteoglikanų ir II tipo kolageno sintezė, o padidėja dekorino, I, III ir X tipų kolageno sintezė.

Agrekano ir II tipo kolageno kiekio sumažėjimas išorinėje masėje (ECM), susijęs su sintezės ir skaidymo procesų disbalansu, suteikia sąnarinei kremzlei savybę nepakankamai reaguoti į mechaninį stresą. Dėl to chondrocitai tampa neapsaugoti, procesas pereina į trečiąją, katabolinę stadiją, kuriai būdingas per didelis proteolitinis aktyvumas ir autokrinių bei parakrininių reguliavimo faktorių sekrecija. Morfologiškai šiai stadijai būdingas sąnarinės kremzlės ECM irimas; kliniškai tai atitinka akivaizdžią osteoartrito formą. Ši hipotezė, žinoma, yra supaprastintas visų sudėtingų procesų, vykstančių osteoartrozės metu, vaizdas, tačiau apibendrina šiuolaikinę osteoartrozės patobiologijos sampratą.

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