Loma izmaiņas subchondral kaulu osteoartrīta patoģenēzes

Kopā ar locītavu skrimšļa deģenerāciju patoloģiskais process osteoartrīta gadījumā ietver pamatā esošos kaulu audus. Tiek ieteikts, ka subhondrālas plāksnes sabiezināšana veicina osteoartrīta progresēšanu. Tā kā osteoartrīts progresē, locītavu skrimslis, kas ir objekts mehāniskai un ķīmiskai iedarbībai, lēnām izzūd, jo notiek katabolisms un skrimšļu labošana. Jo īpaši mehāniskais spriegums saistībā ar "svara nesošo" locītavu ķermeņa masu veicina daudzu mikroprazīnu veidošanos subhondrālas plāksnē un skrimšļos. Kā erozirovaniya locītavu skrimslis gaitā skleroze no subchondral kaulu palielina stingrību kaulu audu, kas savukārt veicina vēl vairāk traucēt struktūru locītavu skrimšļa. Tomēr jautājumu par sākotnējo vai sekundāro izmaiņu subhondrālo kaulu osteoartrozē joprojām nav atrisināts.

Vēl nesen tika uzskatīts, ka definētas X-ray izmaiņas spongiozajos kaulu no subchondral kaulu, piemēram, multiplās sklerozes vai veidošanās cistas pacientiem ar osteoartrītu, ir sekundāri. Tomēr klīnisko un eksperimentālo pētījumu rezultāti liecina par iespējamu subhondrālo kaulu ierosmi osteoartrīta patoģenēzē. Viens iespējamais mehānisms ir dramatisks pieaugums subchondral kaulu stingrības gradientu sakarā ar to, ka integritāte pareizi skrimšļa atkarīga no mehāniskajām īpašībām tās kaulu "gultas". Pētījumi primāti ir parādījuši, ka izmaiņas subchondral kaulā var būt pirms izmaiņām locītavu skrimsā. Pierādījumi dzīvnieku osteoartrozes modeļos un pierādījumu klīniskie pētījumi šīs hipotēzes pamatā un pret to tikai saasināja diskusiju. Trabekulārās sabiezējumi subchondral kaulu ne vienmēr pavada kaulu mineralizāciju pieaugumu, vai drīzāk, pieaugumu osteoīdu. Šī funkcija nenormāls mineralizācija liecina, ka regulācijas traucējumi un kaulu atjaunošanos, ir neatņemama daļa no osteoartrīta, kā arī pierādījumi par labu koncepcijas defekts kaulu šūnu osteoartrīts. J. Dequeker grupa (1989) uzskata, ka pēdējā ir "vispārināta vielmaiņas kaulu slimība".

Kaulu audi tiek pastāvīgi atjaunināti. Šis dinamiskais process, ko sauc par kaulu remodelēšanu, ir sarežģīta rezorbcijas un mineralizācijas procesu secība. Osteoklasti rezorbē kaulu audus, un osteoblasti izdala proteīnus, kas veido galveno organisko komponentu mineralizācijai. Izglītība un kaulu resorbciju nejauši sastapties skeletu, tas ir - ieprogrammēts process, kas notiek dažādās skeletu, kas pazīstams kā kaulu atjaunošanos vienībām. Cikla sākumā neaktīvā virsmā parādās osteoklasti; 2 nedēļu laikā tie veido tuneli korķa kaulu slānī vai lāpu uz trabekulāra kaula virsmas. Jaunu kaulu remodelēšanas vienību aktivācijas biežums nosaka kaulu audu atjaunošanās pakāpi. Veselam jaunam cilvēkam ir līdzsvarots kaulaudu veidošanās un rezorbcijas process, saglabājot normālu kaulu audu masu. Hormonālā regulējums kaulu rezorbcijas vismaz PTH un PGE ₂, kurā piedalījās ne tikai Osteoklastu un osteoblasti, bet kā darbības šo hormonu izdalās faktori, kas stimulē kaulu resorbciju pa osteoklastu. Pašlaik ir vairāk nekā 12 vietējo un sistēmisko regulators kaulu augšanas ietekmē tās remodeling, jo īpaši PTH, 1,25 (OH) ₂ D ₃, kalcitonīns, augšanas hormona, glikokortikoīdi, vairogdziedzera hormoni, insulīna, IGF (1 un 2), estrogēni, PGE ₂, androgēni.

Kaulu šūnas atbrīvo vairākus proteīnus un citokīnus, kas veic endokrīno regulāciju un signālu pārraidi. Osteoblastu iegūti proteīni ir kaulu matrices proteīni, piemēram, kolagēns, osteopontins, osteokalcīns, kaulu sialoproteīni. Bez tam, šīs šūnas atbrīvot proteāzes, kas gan aktīvs un latentā, kas piedalās kaulu remodeling procesā - MMP, plazminogēna aktivatora sistēmas komponentiem (PA) / plazmīnu. Osteoblastu izdalītie citokīni var darbināt gan ar autokrīna mehānismiem, gan parakrīnu vietējām šūnām (citām osteoblastām, osteoklastiem).

Vēl nav zināms, kādā veidā šie signāli tiek regulēti - ar mehānisko spriegumu vai citiem ķīmiskiem signāliem, ko izraisa mehāniska spriedze. Tomēr ir zināms, ka atkārtotais mehāniskais sprādziens izraisa kaulu šūnu un / vai olbaltumvielu lokālu izplatīšanos. Saskaņā ar nosacījumiem in vivo mehānisko slodzi, kas spēj aktivizēt osteoblastiem, lai palielinātu līmeni cikliskām nukleotīdi ražot prostaglandīnu un inducē morfoloģiskas izmaiņas, kas saistītas ar kaulu remodeling. Saskaņā ar nosacījumiem in vitro mehāniskās spriedzes inducē osteoblastu ieroču izplatīšanu kultūru, mRNS izpausmi kaulu proteīniem, kas iesaistīti veidošanās osteoīdu mineralizācijas un šajā procesā, atbrīvošanu no vietējo augšanas faktoriem, piemēram, IGF-1 un IGF-2, un adhēzijas molekulu. Mehāniskās stresa signāla pārraidi var veikt ar mehāniski jutīgiem jonu kanāliem.

Osteoblastu funkciju traucējumi osteoartrīta gadījumā ir netieši. G. GEVERS un J. Dequeker (1987) ir izrādījuši seruma osteokalcīna sievietēm ar osteoartrītu locītavu rokām, kā arī explants kortikālā kaula zonā, kas liecina, ka patoloģija no kaulaudiem var būt daļa no osteoartrīta pieaugumu. In autopsijā tika atklāts ne tikai subhondrālo kaulu sabiezējums, bet arī pārmērīgi zemā augšstilba augšdaļas mineralizācija. In Jūrascūciņām ar ķirurģiski izraisītu osteoartrīta, izmantojot datortomogrāfiju parādīja ievērojamu sabiezēšanu subchondral kaulu frakcijas, kas atrodas zonā. Līdzsvara starp kolagēna un bez kolagēna (osteokalcīns uc) Olbaltumvielas var palielināt kaulu tilpumu, bet neietekmē tā minerālo blīvumu. Saskaņā ar M. Shimizu et al (1993), progresēšanu deģeneratīvas izmaiņas locītavu skrimšļa, kas saistīti ar vairāk intensīvu pārveidošana subchondral kaulu un palielināt tā cietību, kas arī norāda defekts kaulu šūnu osteoartrīts. Saskaņā ar ierosināto V. Lī un M. Aspden (1997) hipotēze bojātu izplatīšanās kaulu šūnu, var novest pie cietību kaulu pieaugumu, bet nav izraisīt tās minerālvielu blīvuma pieaugumu.

CI Westacott et al (1997) izvirzīja hipotēzi, ka neparasti osteoblastus tieši ietekmē vielmaiņu skrimšļiem. Kultivēšanas osteoblastiem pacientiem ar osteoartrītu hondrocītu ar cilvēkiem, kuriem nebija slimības locītavās, autori novēroja būtisku izmaiņu atbrīvošanu glikozaminoglikānu normāla skrimšļa audu in vitro, bet līmenis citokīnu atbrīvošanos palika nemainīgs. G. Hilal et al (1998) parādīja, ka kultūra osteoblastiem subchondral kaulu pacientiem ar osteoartrītu in vitro ir mainīts vielmaiņu - ir palielināts sistēma Aktivitāte AP / plazmīna un IGF-1 šajās šūnās. Novērošana no CI Westacott et al (1997) var izskaidrot ar paaugstinātu aktivitāti proteāzes šūnās subchondral kaulu.

Nav zināms, vai osteoartroze ierosina izmaiņas apakšdomēnajā kauliņā vai veicina tā progresēšanu. DK Dedrick et al (1993) parādīja, ka suņiem ar ķirurģiski izraisītu osteoartrīta subchondral kaulu sabiezējumu nav priekšnoteikums attīstībai osteoartrozpodobnyh izmaiņas locītavu skrimšļa, bet veicina progresēšanu deģeneratīvo procesu skrimšļa. A. Sa'ied un līdzautoru pētījuma rezultāti (1997) ir pretrunā ar iepriekšējā pētījuma datiem. Izmantojot ehogrāfiju 50 MHz, lai novērtētu sākotnējo morfoloģiskas izmaiņas un to progresēšanu locītavu skrimšļu un kaulu eksperimentālajās osteoartrīta izraisīta monoyoduksusnoy acid injekcijām ceļa locītavas žurku, mēs ir pierādījuši, vienlaicīgu procesa izmaiņas kaulu un skrimšļu pirmās trīs dienas pēc injekcijas laikā.

Osteoblastiem izdalīt augšanas faktoriem un citokīniem, kas piedalās vietējā remodeling kaulu audos, kas var sekmēt pārveidošana skrimšļu audos atbilstošā "nesēja masas" locītavās pēc iespiešanās caur microcracks ar pārkaļķojušies slāni skrimšļus. Turklāt kaulu šūnu sekrēcijas produkti atrodami sinoviālajā šķidrumā. Visticamāk produkti izdala anomālas osteoblastiem var darboties vietējo process remodeling skrimšļus ir TGF-B un kaulu morfometriskiem olbaltumvielām (IL). Abi ir pārstāvis ģimenes IVV piešķirto un hondrocītu un osteoblastiem, un abi spēj mainīt gan kaulu pārveidošanos, un skrimšļu. J. Martel Pelletier et al (1997) novērojām TGF-P līmeņu pieaugumu subchondral kaulu explants osteoartrīta pacientiem, salīdzinot ar veseliem indivīdiem, kas norāda uz iespējamo lomu šajā augšanas faktora patoģenēzē osteoartrīts. IGF ražo arī osteoblasti. Ar kultūru osteoblastu līdzīgu šūnām, kas iegūtas no pacientiem ar osteoartrītu, konstatēts, pastiprināts līmeni IGF, kas izmaina metabolismu skrimšļa.

TGF-b, IGF, Komisija un citokīnu ražo osteoblastiem šajā subchondral kaulu, var ietekmēt ražošanu kolagenāzes un citu proteolītiskie enzīmi, kas skrimšļus, kas, savukārt, var veicināt remodelējošā / degradāciju skrimšļa matrices. Tā paliek skaidrs, vai osteoblastus ražot OA mazāk makrofāgu koloniju stimulējošais faktors (M-CSF - stimulators kaulu rezorbcijas) nekā normālas šūnas. Pētījumu rezultāti AG Uitterlinden un kolēģiem (1997) parādīja, ka loma veidošanā osteophytes receptoros var spēlēt D vitamīnu, kas ir izteiktas ar osteoblastiem un regulēt izpausmi vairākiem faktoriem sintezēto ar šīm šūnām, kas daļēji izskaidro lomu osteoblastiem patoģenēzē šo slimību.

Ņemot vērā iepriekšminēto pētījumu rezultātus, G. Hilal et al (1998), J. Martel-Pelletier et al (1997), ir ierosinājusi šādu darba hipotēzes attiecības remodeling subchondral kaulu un locītavu skrimšļa pareizu osteoartrīts. Pie agrīna vai progresējoša posmā OA patoģenēzes pastiprināta remodeling kaulu audos subchondral kaulu. Vienlaikus atkārtojas slodze noved pie vietējiem microfractures un / vai izskatu sistēmas nelīdzsvarotība IPF / IGF-svyazyvayushy proteīna (IGFBP) sakarā ar nenormālu reakcija osteoblastiem subchondral kaulu, kas veicina tās sklerozi. Tas, savukārt, var veicināt pienācīga skrimšļa mikropāļu rašanos un tās matricas bojājumus.

Normālos apstākļos, šis bojājums tiek izvadīts ar vietējo sintēzes un atbrīvošanās IGF-1 un IGF-saistošais proteīns, kas stimulē veidošanos locītavu skrimšļu ECM. Tajā pašā laikā PD sistēma veicina subhondrālo kaulu šūnu augšanu un kaulu matricas veidošanos. Anaboliska aktivitāte of IGF-sistēmas palielinājās subchondral kaulu osteoartrīta pacientiem, tā kā vietējām aktivizācijas SA sistēma / plazmīna (vietējais regulators of IGF-sistēmas) in locītavu skrimšļu izraisa tās lokālās izmaiņas. Jo osteoblastiem osteoartrīta IGF-1 dod regulējumu AP plazmīna tipa pozitīvas atsauksmes, tāpēc var kavēt remodeling kaulaudu, kas galu galā noved pie subchondral sklerozi. Tādējādi, kaulu un skrimšļu vietējā indukcija IGF-1 iproteaz rezultātā, no vienas puses, kaitējums skrimšļus, otrs - uz sabiezējumu subchondral kaulu, tā savukārt veicina tālāku skrimšļa bojājumus. Līdzsvara starp skrimšļa bojājumus, kas saistīti ar subchondral sklerozes, un tās remonta spēju, izraisa progresīvajiem izmaiņām skrimšļa ECM un uz attīstību osteoartrīts. Pēc autoru domām, šī hipotēze izskaidro arī slimības lēnu progresēšanu.