Osteoartrīts: menisektomijas ietekme uz locītavu skrimšļiem

Kā jau minēts iepriekš, locītavu meniskiem ir svarīga loma normālā locītavu funkcijā. Meniski ir struktūras, kas palielina augšstilba kaula un stilba kaula locītavu virsmu sakritību, uzlabo sānu stabilitāti un uzlabo sinoviālā šķidruma sadali un barības vielu apmaiņu ar locītavu skrimšļiem. Pilnīga vai daļēja meniskektomija izraisa izmaiņas slodzes virzienā uz stilba kaula locītavas virsmu, kā rezultātā notiek locītavu skrimšļa deģenerācija.

Daudzi pētījumi ir veltīti meniskektomijas ietekmes izpētei uz locītavas biomehāniku, kā arī deģeneratīvu procesu indukcijai locītavu skrimšļos un subhondrālajā kaulā dzīvniekiem (parasti suņiem un aitām). Sākotnēji pētnieki veica ceļa locītavas mediālā meniska ektomiju, bet vēlāk tika atklāts, ka laterālā meniska ektomija noved pie straujākas osteoartrīta attīstības.

Izmantojot laterālu meniskektomiju aitām, Little et al. (1997) pētīja locītavu skrimšļa un subhondrālā kaula izmaiņas vairākās ceļa locītavas zonās. Tipiskas histoloģiskas atradnes, kas ilustrē izraisītas locītavu skrimšļa izmaiņas 6 mēnešus pēc operācijas, bija skrimšļa nodilums, samazināta proteoglikānu koncentrācija un samazināts hondrocītu skaits. Zem izmainīto skrimšļu vietām subhondrālajā kaulā tika novērota kapilāru augšana kalcificētā skrimšļa zonā, "viļņainās robežas" nobīde uz āru un subhondrālā kaula porainās vielas sabiezējums.

P. Goša u.c. (1998) pētījumā tika pierādīts, ka 9 mēnešus pēc laterālās meniskektomijas aitām ir novērojamas subhondrāla kaula remodelācijas pazīmes un tā minerālblīvuma palielināšanās locītavu skrimšļa deģenerācijas dēļ. Zonās, kas pakļautas patoloģiski lielai mehāniskai slodzei laterālā meniska noņemšanas dēļ (augšstilba kaula laterālais kondīls un stilba kaula laterālā plātne), tika konstatēta pastiprināta dermatāna sulfātu saturošu proteoglikānu sintēze, lai gan tāda paša veida proteoglikānu sintēzes palielināšanās tika konstatēta arī mediālās plāksnes skrimšļos. Izrādījās, ka dermatāna sulfātu saturošos proteoglikānus galvenokārt pārstāv dekorīns. Tā augstākā koncentrācija tika konstatēta locītavu skrimšļa vidējā un dziļajā zonā.

Līdz ar dermatāna sulfātu saturošu proteoglikānu sintēzes palielināšanos skrimšļa zonās, kurām ir liela slodze sānu meniska noņemšanas dēļ, tika konstatēts palielināts agrekāna katabolisms, ko apliecina tā fragmentu izdalīšanās barības vielu vidē no skrimšļa eksplantātiem, kā arī augsta MMP un agrekanāžu aktivitāte. Tā kā iekaisuma aktivitāte šajā osteoartrīta modelī bija minimāla, autori ieteica, ka enzīmu avots ir hondrocīti.

Lai gan daudzi jautājumi joprojām nav atbildēti, iepriekš aprakstītie pētījumi atklāj biomehānisko faktoru iespējamu lomu osteoartrīta patoģenēzē. Ir skaidrs, ka hondrocīti spēj "sajust" savas vides mehāniskās īpašības, reaģējot uz izmaiņām, sintezējot ārpusšūnu matricu (ECM), kas spēj izturēt lielākas slodzes un tādējādi novērst skrimšļa bojājumus. Jauniem dzīvniekiem mērena fiziskā slodze izraisīja agrekāniem bagātas ECM sintēzi. Šī hondrocītu atbildes hipertrofiskā (vai adaptīvā) fāze var ilgt vairākus gadus, nodrošinot stabilu mehāniskās slodzes līmeni locītavu skrimšļiem. Tomēr, ja šis līdzsvars tiek izjaukts palielinātas slodzes intensitātes vai ilguma dēļ vai normālas locītavu biomehānikas izmaiņu dēļ pēc traumas vai operācijas, vai hondrocītu spējas samazināties uzlabot ECM sintēzi, reaģējot uz palielinātu slodzi (novecošanas laikā), endokrīno faktoru darbība rada būtiskas izmaiņas šūnu un matricas līmenī: tiek kavēta proteoglikānu un II tipa kolagēna sintēze, un tiek stimulēta dekorīna un I, III un X tipa kolagēna sintēze. Vienlaikus ar biosintēzes izmaiņām palielinās ECM katabolisms, kā arī MMP un agrekanāžu līmenis. Nav zināms, kā mehāniskā slodze veicina apkārtējās ārējās membrānas (ECM) rezorbciju hondrocītos; šo procesu, iespējams, mediē prostanoīdi, citokīni (piemēram, IL-1p vai TNF-α un brīvie skābekļa radikāļi). Šeit jāpiemin sinovīta loma osteoartrīta gadījumā, jo iepriekš minēto katabolisma mediatoru visticamākais avots var būt makrofāgiem līdzīgi sinoviālie sinoviāti un leikocīti, kas infiltrējas locītavas sinoviālajā membrānā.

OD Chrisman et al. (1981) pētījums parādīja, ka traumatiska locītavu trauma stimulē prostaglandīnu prekursora, arahidonskābes, veidošanos. Bojātu hondrocītu membrānas tiek uzskatītas par arahidonskābes avotu. Ir labi zināms, ka arahidonskābe tiek ātri pārveidota par prostaglandīniem ar enzīma ciklooksigenāzes (COX) palīdzību. Ir pierādīts, ka prostaglandīni, jo īpaši PGE2 _, mijiedarbojas ar hondrocītu receptoriem, mainot to gēnu ekspresiju. Tomēr joprojām nav skaidrs, vai arahidonskābe stimulē vai kavē proteināžu un agrekanāžu veidošanos. Iepriekšējie pētījumi ir parādījuši, ka PGE2 _palielina MMP veidošanos un izraisa locītavu skrimšļa degradāciju. Saskaņā ar citu pētījumu rezultātiem PGE2 _ir anaboliska iedarbība uz ECM, kā arī veicina ECM integritāti, kavējot citokīnu veidošanos hondrocītos. Iespējams, ka šo pētījumu pretrunīgie rezultāti ir saistīti ar tajos _{izmantotajām} dažādajām PGE2 koncentrācijām.

Reaģējot uz locītavu skrimšļa bojājumiem, var veidoties neliels daudzums IL-1β (galvenais citokīns, kas stimulē MMP sintēzi un izdalīšanos, kā arī kavē to dabisko inhibitoru aktivitāti), kas noved pie turpmākas audu degradācijas.

Tādējādi šajā sadaļā aprakstītie pētījumi ir parādījuši, ka, saglabājot dinamisko slodzi uz locītavu zem sliekšņa, notiek hondrocītu, kas spēj izturēt jaunus mehāniskus apstākļus, proliferācija, kas nozīmē osteoartrīta hipertrofiskās stadijas sākumu. Hipertrofēti hondrocīti ir šūnas pēdējā diferenciācijas stadijā, kas nozīmē, ka tajos ir mainīta galveno matricas elementu gēnu ekspresija. Tādēļ tiek kavēta agrekāna proteoglikānu un II tipa kolagēna sintēze, un palielinās dekorīna, I, III un X tipa kolagēnu sintēze.

Agrekāna un II tipa kolagēna satura samazināšanās ārējās membrānas masā (ECM), kas saistīta ar nelīdzsvarotību starp sintēzes un degradācijas procesiem, piešķir locītavu skrimšļiem spēju nepietiekami reaģēt uz mehānisko stresu. Tā rezultātā hondrocīti kļūst neaizsargāti, process pāriet uz trešo, katabolisko stadiju, kam raksturīga pārmērīga proteolītiskā aktivitāte un autokrīnu un parakrīnu regulējošo faktoru sekrēcija. Morfoloģiski šo stadiju raksturo locītavu skrimšļa ECM iznīcināšana; klīniski tas atbilst izteiktai osteoartrītai. Šī hipotēze, protams, ir vienkāršots skatījums uz visiem sarežģītajiem procesiem, kas notiek osteoartrīta gadījumā, taču tā vispārina mūsdienu osteoartrīta patobioloģijas koncepciju.

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