Pokyčių subchondrinės kaulų vaidmuo osteoartrito patogenezėje

Kartu su sąnarių kremzlių degeneracija patologinis osteoartrito procesas apima pagrindinį kaulinį audinį. Manoma, kad subchondrinės plokštelės storėjimas skatina osteoartrito progresavimą. Kilus osteoartritui progresuojant, sąnario kremzlės, kuri yra mechaninio ir cheminio streso objektas, lėtai mažėja dėl katabolizmo ir kremzlių remonto procesų disbalanso. Visų pirma, mechaninis įtempimas, palyginti su "svorio" kūno masės sąnarių, padeda formuoti daugybę mikropraketų subchondrinėje plokštelėje ir kremzlėje. Kai sąnario kremzlės išnyksta, progresuoja subchondrinė kaulų sklerozė, padidėja kaulinio audinio sustingimas, o tai savo ruožtu prisideda prie darinio sąnario kremzlės struktūros sutrikdymo. Tačiau klausimas dėl pirminio ar antrinio subchondrinio kaulo pokyčių pobūdžio osteoartroze lieka neišspręstas.

Dar visai neseniai buvo manoma, kad pacientams, sergantiems osteoartritu, pacientams, sergantiems osteoartritu, būdingi rentgenologiškai nustatyti pokyčiai subkontraktinės kaulų smegenyse, tokiuose kaip sklerozė ar cistas, yra antriniai. Tačiau klinikinių ir eksperimentinių tyrimų rezultatai rodo, kad osteoartrito patogenezėje galimas pradinis subchroninės kaulės vaidmuo. Vienas įmanomas mechanizmas yra staigus subchroninės kaulų standumo padidėjimas dėl to, kad tinkamo kramtomojo audinio vientisumas priklauso nuo jo kaulo "lova" mechaninių savybių. Tyrimai su primatais parodė, kad pokyčiai subchondrinėje kaulų gali prieš sąnario kremzlės pokyčius. Gyvūnų osteoartrozės modelių įrodymai ir klinikiniai tyrimai, įrodantys šią hipotezę ir prieš jį, tik sustiprino diskusiją. Trabekulių tankėjimas subchondrinėse kaulose ne visada lydės kaulinio audinio mineralizacijos augimo ar, tiksliau, osteoido kiekio padidėjimo. Šis nenormalios mineralizacijos požymis rodo, kad kaulų rekonstrukcijos sutrikimas yra neatskiriama osteoartrozės dalis, taip pat palaiko osteoartrito kaulinio audinio defekto koncepciją. J. Dequekerio grupė (1989) mano, kad pastaroji yra "apibendrinta metabolinė kaulų liga".

Kaulinis audinys nuolat atnaujinamas. Šis dinaminis procesas, vadinamas kaulų rekonstrukcija, yra sudėtinga rezorbcijos ir mineralizacijos procesų seka. Osteoklastai rezorbuoja kaulinį audinį, o osteoblastai išskiria baltymus, kurie sudaro pagrindinį mineralinį mineralinį komponentą. Švietimas ir kaulų rezorbcija atsitiktinai susidurti skeleto, tai - užprogramuotas procesas, kuris vyksta įvairiose skeleto, žinomas kaip kaulų atsinaujinimą vienetų. Ciklo pradžioje neaktyviame paviršiuje pasirodo osteoklostas; Per 2 savaites jie formuoja tunelį kortiko kaulo sluoksnyje arba lūžinę trabekulinio kaulo paviršiuje. Naujų kaulų remodeliavimo mazgų aktyvinimo dažnumas lemia kaulų audinio atnaujinimo laipsnį. Sveikasis jaunuolis subalansuoja kaulinio audinio formavimo ir rezorbcijos procesus, palaiko normalią kaulinio audinio masę. Hormonų reguliavimas kaulų rezorbcijos bent PTH ir PGE ₂, dalyvavo ne tik osteoklastai ir osteoblastus, bet kaip šių hormonų veiksmus išleidžiamos veiksnius, kurie skatina kaulų rezorbciją osteoklastai. Šiuo metu yra daugiau nei 12 vietinis ir sisteminis reguliatorius kaulų augimo įtakos jo rekonstruoti, ypač PTH, 1,25 (OH) ₂ D ₃, kalcitonino, augimo hormono, gliukokortikoidai, skydliaukės hormonai, insulino, IGF (1 ir 2), estrogenai, PGE ₂, androgenai.

Kaulų ląstelės išskiria keletą baltymų ir citokinų, kurie atlieka endokrininį reguliavimą ir signalo perdavimą. Osteoblastų gaminami baltymai apima kaulų matricos baltymus, tokius kaip kolagenas, osteopontinas, osteokalcinas, kaulų sialoproteinai. Be to, šios ląstelės išskiria aktyviosios ir latentinės proteazės proteinas, dalyvaujančias kaulų rekonstrukcijos procese - MMP, plazminogeno aktyvatoriaus (AP) / plazmino aktyvatoriaus sistemos komponentai. Osteoblastų išskiriami citokinai gali veikti ir per autokrinius mechanizmus, ir parakriną vietinėms ląstelėms (kitiems osteoblastams, osteoklastams).

Dar nėra žinoma, kokiu būdu šie signalai reguliuojami - mechaniniu įtempimu ar kitais cheminiais signalais, kuriuos sukelia mechaninis įtempis. Tačiau žinoma, kad pakartotinis mechaninis įtempis sukelia vietinį kaulų ląstelių ir (arba) baltymų dauginimąsi. Tokiomis sąlygomis, in vivo mechaninės apkrovos, galinčių suaktyvinti osteoblastų, siekiant padidinti ciklinių nukleotidų lygį gaminti prostaglandinai, ir sukelti morfologinės pokyčius, susijusius su kaulų remodeliavimo. Tokiomis sąlygomis, in vitro mechaniniam poveikiui indukuoja osteoblastų dauginimąsi kultūrą, iRNR išraiška kaulų baltymų, dalyvaujančių osteoido mineralizacijos formavimo ir šiame procese, vietos augimo faktorių, tokių kaip IGF-1 ir IGF-2, ir adhezijos molekulių atpalaidavimo. Mechaninio įtempio signalo perdavimas gali būti atliekamas mechaniškai jautriais jonų kanalais.

Yra netiesioginiai įrodymai iš osteoblastų funkcijos pažeidimo sergant osteoartritu. G. Gevers ir J. Dequeker (1987) parodė į osteokalcino serumą moterų, sergančių osteoartritu sąnarių, rankų, taip pat eksplantus žievės kaulų srityje, kuri rodo, kad kaulinio audinio patologija gali būti osteoartrito dalis padidėjimą. Tuo skrodimą rado ne tik dalį subchondral kaulo sustorėjimas, tačiau neįprastai mažai mineralinių medžiagų šlaunikaulio galvos. Jūrų kiaulyčių su chirurginiu būdu sukeltos osteoartrito, naudojant kompiuterinę tomografiją parodė didelį sustorėjimas subchondral kaulų frakciją zonoje. Disbalansas tarp kolageno ir ne-kolageninis (osteokalcino tt) Proteins gali padidinti kaulo tūrį, bet neturi įtakos jo mineralinį tankį. Pagal M. Shimizu et al (1993), degeneratyvinių pokyčių sąnario kremzlės, susijęs su intensyvaus neįvertino subchondral kaulų ligos progresavimo ir padidinti jos standumas, kuris taip pat rodo, defektas kaulo ląstelėse, osteoartrito. Pagal siūlomas V. Lee ir M. Aspden (1997) hipotezė trūkumais platinimu kaulų ląstelių gali lemti kietumo kaulo padidėjimas, tačiau nesukelia jos mineralų tankio padidėjimą.

CI Westacott ir jo bendraautoriai (1997) hipotezė, kad nenormalūs osteoblastai turi tiesioginės įtakos kriauklių audinio metabolizmui. Kultivuojant osteoblastai pacientams osteoartrito chondrocitų su žmonėmis, kurie neturėjo ligas, sąnarių, autoriai pastebėjo reikšmingą pasikeitimą glikozaminoglikanų normalu kremzlės audinių išleidimo in vitro, bet citokinų išsiskyrimo lygis išliko nepakitęs. G. Hilal ir kt (1998) parodė, kad kultūra osteoblastus subchondral kaulų pacientų su osteoartritu in vitro yra pakitusi medžiagų apykaitą - sistemos aktyvumo AP / plazminą ir IGF-1 šių ląstelių yra didesnis. CI Westacott ir kt. (1997) pastebėjimas gali būti paaiškintas proteazės aktyvumo padidėjimu subchondrinėse kaulų ląstelėse.

Nežinoma, ar osteoartrozė inicijuoja pokyčius subkontraktinėse kaulose ar prisideda prie jo progresavimo. DK Dedrick ir kt (1993) parodė, kad šunims su chirurginiu sukeltas osteoartrito subchondral kaulų sustorėjimas nėra būtina už osteoartrozpodobnyh pokyčių sąnario kremzlės plėtrą, bet prisideda prie degeneracinių procesų kremzlės progresavimo. A. Sa'ied ir jo bendraautorių (1997) tyrimo rezultatai prieštarauja ankstesnio tyrimo duomenims. Naudojant echography 50 MHz pradinių morfologinių pokyčių vertinimo ir jų progresavimo kelio sąnarinių kremzlių ir kaulų eksperimentiniams osteoartritą sukeltas monoyoduksusnoy rūgšties injekcijos į kelio sąnario žiurkių, mes parodė, tuo pačiu metu proceso pokyčius kaulų ir kremzlių per pirmąsias tris dienas po injekcijos.

Osteoblastai išskiria augimo faktoriais ir citokinais, kad dalyvauti vietos remodeling kaulų audinio, kuris gali prisidėti prie remodeling kremzlės audinio į atitinkamas "vežėjas svoris" sąnarių po jų skverbtis per mikroįtrūkimų Kalkėtose sluoksniu kremzlės. Be to, kaulų ląstelių sekrecijos produktai randami sinoviniame skystyje. Labiausiai tikėtina, gaminiai išsiskiria nenormalus osteoblastai galima paleisti vietinį procesas remodeling kremzlės yra TGF-b ir kaulų morfometriniai baltymų (ILC). Abu yra atstovas TGF šeimos paskirta ir chondrocitų ir osteoblastus, ir abu yra pajėgi pakeisti tiek kaulų atsinaujinimą ir kremzles. J. Martel Pelletier et al (1997) pastebėta, TGF-P lygių padidėjimą subchondral kaulų eksplantus osteoartrito pacientams, palyginti su sveikų asmenų, rodantis galimą vaidmenį šio augimo faktoriaus osteoartrito patogenezės. IGF taip pat gamina osteoblastai. Į osteoblastų-kaip ląstelių, gautų iš pacientų, sergančių osteoartritu kultūros, rasta padidėjusi IGF, kurios pakeičia kremzlės metabolizmą.

TGF-b, IGF, Komisija ir citokinai pagaminti osteoblastus į subchondral kaulo, gali turėti įtakos kologenazės ir kitų proteolizinių fermentų gamybą kremzlės, kuris savo ruožtu, gali prisidėti prie kremzlės matricos remodeling / degradacija. Jis lieka neaišku, ar osteoblastus gaminti O. Mažiau makrofagų kolonijas stimuliuojantis faktorius (M-CSF - kaulo rezorbcijos stimuliatorius) negu normalios ląstelės. Tyrimo rezultatai AG Uitterlinden ir bendradarbiai (1997) parodė, kad į osteophytes receptorių formavimo vaidmenį gali atlikti vitamino D, kuris yra išreikštas pagal osteoblastus ir reguliuoti kelių veiksnių susintetintų šių ląstelių, kurios iš dalies paaiškina osteoblastus vaidmenį šios ligos patogenezėje išraiška.

Atsižvelgiant į minėtų tyrimų rezultatus, G. Hilal ir kt (1998), J. Martel-Pelletier ir kt (1997) pasiūlė tokią darbinę hipotezę santykius remodeling subchondral kaulų ir sąnarių kremzles tinkamą osteoartrito. Ankstyvoje arba išplėstoje OA patogenezės stadijoje intensyvėja kaulų audinio rekonstrukcija į subchondrinį kaulą. Tuo pačiu metu pasikartojantis apkrovos veda prie vietos mikrolūžių ir / arba išvaizdą sistema disbalansas IGF / IGF-svyazyvayushy baltymo (IGFBP) dėl to, kad nenormalus atsakas osteoblastų kiekį subchondral kaulų, kuris skatina savo sklerozės. Pastaroji, savo ruožtu, gali prisidėti prie tinkamo kremzlių mikrokrekių atsiradimo ir žalos jo matricai.

Normaliomis sąlygomis, ši žala yra šalinamas vietos sintezės ir išleidimo IGF-1 ir IGF-surišančio baltymo, stimuliuojančių sąnario kremzlės ECM išsidėstymą. Tuo pat metu PD sistema skatina subchondrinių kaulų ląstelių augimą ir kaulų matricos susidarymą. Anaboliniu aktyvumu IGF-sistemos padidėjo subchondral kaulų osteoartrito gydytų pacientų, o vietos aktyvinimo SA sistema / plazmino (vietos reguliatorius IGF-sistemos) į sąnario kremzlės sukelia savo vietinius pakeitimus. Į osteoblastų osteoartrito IGF-1 suteikia AP plazmino tipo teigiamą grįžtamojo ryšio reguliavimą, taigi gali slopinti rekonstruoti kaulinio audinio, kuris galiausiai veda prie subchondral sklerozės. Tokiu būdu, kaulų ir kremzlių vietos indukcijos IGF-1 iproteaz išvadais, viena vertus, į kremzlės pažeidimas, kita - priklausantis subchondral kaulų sustorėjimas, savo ruožtu pastaroji skatinama tolesnė kremzlės žalą. Tarp kremzlės pažeidimų, susijusių su subchondral skleroze, ir jos remonto pajėgumų disbalansas, veda į progresyvių pokyčių kremzlės ECM ir osteoartrito vystymuisi. Pasak autorių, ši hipotezė taip pat paaiškina lėtą ligos progresavimą.