DAXİL OLUB 20.05.2022. Səh. 67-77
М.Ю. Каримов, Ф.Х. Иноятова, Н.У. Исмаилов, У.Т. Холмуродов, С.Б. Мадрахимов, Ж.Ш. Каюмов
Ташкентская Медицинская Академия
SUMMARY
Aim. To evaluate the diagnostic and prognostic significance of the content of oligopeptides (E-254) and necrotic substances in hemosynovial fluid for preclinical assessment of the severity of knee injury in the acute period before arthroscopy.
Material and methods. To achieve this goal, we conducted studies on 20 patients with post-traumatic hemarthrosis treated in the traumatology department of the second TMA clinic. The patients were predominantly male (16 men and 4 women). The average age of patients was 36.6± 2.9 years (from 18 years to 47 years), the largest number of patients accounted for the age group of 24-36 years, patients of young working age. The content of medium-mass molecules in the synovial fluid was determined after precipitation of proteins with trichloroacetic acid spectrophotometrically at a wavelength of 254 nm. The digital material was processed by the method of variation statistics.
Results. Studies have shown that in the synovial fluid of victims with knee injury and post–traumatic hemarthrosis, the content of MSM and necrotic substances varies widely (MSM – from 0.256 to 0.440 E/ml and necrotic substances from 1.19 to 2.73 E/ml), averaging 0.350 ± 0.013 E/ml and 1.880 ±0.101 E/ml.
Conclusion. The content of necrotic substances in the hemosynovial fluid predicts early, preclinical diagnosis of post-traumatic osteoarthritis of the knee joint and the use of a biochemical marker diagnoses not only the severity of the knee joint lesion, but also predicts the course of the postoperative period.
Keywords: acute injury, knee joint, biochemical markers
Актуальность Острая травма коленного сустава встречается до 20% от всех травм. Гемартроз является постоянным спутником травмы коленного сустава. В этиопатогенетическом аспекте встречаются повреждения менисков, крестовидные и коллатеральные связки, синовиальной оболочки, вывихи надколенника, повреждение хряща и субхондральные переломы [2]. Травма является доказанным фактором риска развития остеоартрита (ОА), которая приводит к инвалидности [3,8]. Согласно данным литературы, после разрыва мениска, требующего хирургического вмешательства, в 50% случаях у пациентов развивается ОА [7].
Исследования молекулярных механизмов развития посттравматического ОА показали ведущую роль активации провоспалительных цитокинов (IL-1 и TNF-α) в очаге повреждения[5]. Влияние внутрисуставных переломов на воспаление синовиальной оболочки остается неизвестным, хотя синовиальная патология имеет решающее значение в развитии различных формы ОА [1,9].
Оценка посттравматического гемартроза коленного сустава только клиническими методами не может продемонстрировать серьезность травмы. В таких случаях артроскопия является бесценной для определения сопутствующих повреждений и по своей значимости существенно превосходит магнитно-резонансную томографию (МРТ). Преимуществом артроскопии является одновременно проведение не только диагностических, но и лечебных процедур [2].
Следует отметить, что в настоящее время нет прогностических биохимических маркеров, которые позволяют достоверно предсказать течение воспалительного процесса и тяжесть повреждений. В связи с этим, выявление ранних маркеров повреждения суставов, прогнозирования течения воспалительного процесса и риска развития ОА является одной из актуальных проблем травматологии. Идентификация биомаркеров потенциирующих развитие воспалительного процесса и ОА до настоящего времени была сосредоточена главным образом на продуктах деградации матрицы и, как правило, у лиц с установленным ОА. Хотя некоторые биомаркеры показывают статистически значимые ассоциации с тяжестью травмы и прогрессированием посттравматического ОА [6], однако четких критериев доклинического прогнозирования до сих пор не разработано. Так, по росту содержания отдельных цитокинов (ИЛ1, ИЛ6, ФНО-α) судят об активности воспалительного процесса в суставах, однако при этом практически нет возможности говорить об их эффекторных функциях. Известен способ определяющий характер течения посттравматического гемартроза по биохимическим параметрам синовиальной жидкости: уровень серомукоида, маркеры окисления липидов, антиоксидантной активности и воспалительного процесса [10,11], однако прогностическая значимость их не установлены.
Цель: оценить диагностическую и прогностическую значимость содержания олигопептидов (E-254) и некротических субстанций в гемосиновиальной жидкости, для доклинической оценки тяжести травмы коленного сустава в остром периоде перед артроскопией.
Материалы и методы. Для выполнения поставленной цели нами были исследования на 20 больных с посттравматическим гемартрозом, получавших лечение в отделении травматологии 2-й клиники ТМА. Пациенты преимущественно были мужского пола (мужчин 16 и женщин 4). Средний возраст пациентов составил 36,6±2,9 лет (от 18 лет до 47 лет), наибольшее число пациентов приходится на возрастную группу 24-36 лет, пациентов молодого трудоспособного возраста. В 80% случаев травма имела бытовой характер. Все пациенты были обследованы вскоре после травмы коленного сустава, среднее время от момента травмы до обследования составило 3 дня. Критериями включения являлись клинически значимая острая травма колена в течении последних 3 недель; выпот коленного сустава, подтвержденный клинически и с помощью МРТ; наличие ≥1 указанной структурной травмы на МРТ (Siemens, 1,5 Tesla). Критериями исключения являлись наличие выраженного ОА коленного сустава (III-IV степень по Kellgren-Lawrence, 1978); воспалительный/септический артрит пораженного колена; активное или пролеченное системное воспалительное заболевание; недавняя инфекция; беременность.
У всех пациентов были исходные клинические признаки гемосиновита и данные по заключению МРТ. Ряд структурных травм коленного сустава в группе пациентов были классифицированы после артроскопической операции с дополнением к заключению МРТ. Наиболее распространенными видами травм были разрыв мениска, разрыв передней крестообразной связки (ПКС) или одновременное поражение. Из общего числа пациентов в 100% было проведено хирургическое лечение, 95% из них <24 часа после поступления на стационарное лечение.
Все виды травм были определены и перечислены в порядке возрастания степени травматизма, диагностированы с помощью артроскопии (артроскопическая стойка «Karl Storz») и МРТ. Тяжелая травма определялась как комбинированный разрыв связок (>1), повреждение менисков, перелом или вывих. Клинически объем выпота оценивали как малый (до 50 мл), средний (до 250 мл)или большой (свыше 250 мл).
При проведении пациентам артроскопии, кроме диагностической цели, проведения лечебных манипуляций, проводилась оценка состояния синовиальной оболочки, хрящевого покрова коленного сустава. Оценка состояния коленного сустава проводилась по следующим критериям: состояние менисков, характер разрыва оценивался по классификации the ISAKOS Classification of meniscal tears (2011), с определением локализации, характера и особенностей разрыва; состояние хрящевого слоя коленного сустава оценивалось по Bauer и Jackson (1988), как классификации наиболее подходящей для оценки острой травмы; оценивалось состояние тела Гоффа, наличие ушиба, гематомы, локального нарушения структуры; синовиальная оболочка при острой травме имеет признаки повреждения в виде гематомы, наличие кровоточащих сосудов, отечности синовиальных ворсин; наличие гемосиновиальной жидкости, объем и характер.
При поступлении на стационарное лечение проводилась пункция коленного сустава, сбор скопившейся синовиальной жидкости стерильным шприцом. В синовиальной жидкости определяли содержание молекул средней массы (МСМ) после осаждения белков трихлоруксусной кислотой (ТХУК) спектрофотометрически при длине волны 254 нм. Результат выражали в единицах оптической плотности. Содержание некротических субстанций в синовиальной жидкости определяли после осаждения белков 5% хлорной кислотой на спектрофотометре при длине волны 260 и 320 нм против хлорной кислоты. Разница оптической плотности (Еλ260-Еλ320)*10 соответствует значению величины некротических субстанций на 1 мл синовиальной жидкости [12]. Цифровой материал обработан методом вариационной статистики. На основе этой методики разработан программный продукт для прогнозирования исхода лечения и риска развития осложнений при течении гемартроза при остром периоде травмы коленного сустава (DGU №05624 от 11.09.2018 г.) [13], а также алгоритм диагностики и лечения при острых травмах коленного сустава (DGU №06836 от 27.08.2019 г.) [14].
Результаты и обсуждения. Проведенные исследования показали, что в синовиальной жидкости пострадавших с травмой коленного сустава и посттравматическим гемартрозом содержание МСМ и некротических субстанций варьирует в широких пределах (МСМ – от 0,256 до 0,440 Е/мл и некротические субстанции от 1,19 – до 2,73 Е/мл), в среднем составляя 0,350±0,013 Е/мл и 1,880±0,101 Е/мл (табл. 1). Это было связано с гетерогенностью обследованных больных, тяжестью поражения коленного сустава.
В связи с этим мы сопоставили показатели МСМ и некротических субстанций с данными артроскопии коленного сустава. При этом учитывали выраженность воспаления с оценкой повреждения внутрисуставных структур, хряща, синовиальной оболочки, объемом гемартроза. В зависимости от артроскопической картины коленного сустава, обследованные нами больные были разделены на 3 группы в зависимости от уровня некротических субстанций в синовиальной жидкости: значения до 1,5 E/мл оценивалось как нормальное, с минимальными признаками воспаления, отсутствием повреждения внутрисуставных структур (мениски, хрящ, связки), отечности синовиальной оболочки, малым объемом гемартроза (1-я группа); значения в пределах свыше 1,5 E/мл, но ниже 2 E/мл – как признак воспалительного процесса в пораженном суставе, соответствующий изолированной травме мениска, связок, повреждения хряща по Bauer и Jackson (1988) I-III типа, умеренному гемартрозу (2-я группа); значения свыше 2,0E/мл было признаком выраженного воспалительного процесса с прогрессирующим течением, что соответствовало тяжелой травме, при одномоментном повреждении нескольких внутрисуставных структур, гематоме синовиальной оболочки, наличию тяжелых хондральных и субхондральных повреждений с повреждением хряща по Bauer и Jackson (1988) IV типа, с образованием свободных тел внутри полости сустава (3-я группа). Распределение больных по группам показало, что лишь у 3 пострадавших отсутствовали признаки воспаления и повреждения сустава, у 11 пострадавших были артроскопически установлены изолированные травмы и у 6 больных тяжелые повреждения коленного сустава.
Таблица 1
Содержание МСМ и некротических субстанций в синовиальной жидкости больных с травмой коленного сустава, M±m
| Группы | Кол-во | Молекулы средней массы, Е/мл | Некротические субстанции, Е/мл |
| Общая | 20 | 0,350±0,013 | 1,880±0,101 |
| 1-я группа (до 1,5 Е/мл) | 3 | 0,289±0,019 | 1,333±0,081 |
| 2-я группа (1,6-2,0Е/мл) | 11 | 0,338±0,015 | 1,708±0,051 |
| 3-я группа (свыше 2,0 Е/мл) | 6 | 0,403±0,014 | 2,493±0,063 |
Детальный анализ показателей МСМ и некротических субстанций в синовиальной жидкости коленного сустава показал, что содержание МСМ колеблется от 0,256 до 0,322 Е/мл, составляя в среднем 0,289±0,019 Е/мл, тогда как уровень некротических субстанций колебался в узких пределах (1,19–1,47 Е/мл), составляя в среднем 1,333±0,081 Е/мл. В данной группе больных артроскопически не были выявлены разрывы мениска, повреждений хряща, связок. Лишь у 1 больного был выявлен ушиб и гематома тела Гоффа и гематома в синовиальной оболочке, а также гемартроз с малым объемов излившейся свежей крови (33,33±3,33 мл).
У больных 2-й группы уровень МСМ варьировал от 0,276 до 0,422 Е/мл, составляя в среднем 0,338±0,015 Е/мл. Содержание некротических субстанций колебался в пределах 1,52 – 2,00 Е/мл, составляя 1,708±0,051 Е/мл. Артроскопически были отмечены в 27,3% случаях полный и в 72,7% – частичный разрыв мениска, в основной первой зона. По классификации Bauer и Jackson (1988) поражения хряща проявлялись I-III степени, неполным разрывом связок и ПКС, ушибами тела Гоффа и в 54,5% случаях с гематомами со свежей кровью объемом 177,27±25,30 мл.
В третьей группе было 6 пострадавших. Показатели МСМ в синовиальной жидкости варьировали в пределах 0,345 – 0,440 Е\мл, составляя 0,403±0,014 Е/мл, некротических субстанций – от 2,30 до 2,73 Е/мл, составляя 2,493±0,063 Е/мл. Артроскопически у всех пострадавших данной группы пострадавших были выявлены полный разрыв 3-х зон менисков, повреждение хряща 4-й степени, полный разрыв связок (сочетание повреждений ПКС и медиальной коллатеральной связки (МКС)), ушибы и гематомы тела Гоффа, синовиальной оболочки с наличием гематом и кровоточащих сосудов, выявлено наличие свежей крови со сгустками в объеме 368,33±14,47 мл.
Как видно из приведенных данных, биохимические показатели синовиальной жидкости указывали на наличие значительных повреждений в коленном суставе. Однако, следует сказать, что в отличие от содержания МСМ, в основном отражающих усиление протеолиза в очаге повреждения, уровень некротических субстанций в большей степени (полностью) совпадал со степенью повреждения структурных компонентов коленного сустава. На наш взгляд, это связано с тем, что некротические субстанции являются продуктами глубокой деструкции клеток организма и представляют собой пул компонентов распада нуклеиновых кислот, которые способны поглощать свет в ультрафиолетовой области спектра. Согласно данным литературы, уровень некротических субстанций увеличивается при воспалительно-деструктивных процессах и используется как маркер процессов эндотоксикоза. В исследованиях учитывая вышеизложенные, мы проанализировали течение послеоперационного периода у обследованных нами больных. Проведенные исследования показали, что в группе больных с низким уровнем некротических субстанций в послеоперационном периоде не отмечалось развитие осложнений. Во второй группе с уровнем некротических субстанций в пределах 1,6-2,0 Е/мл в 45,4% случаях развились легкие воспалительные реакции, которым была проведена соответствующая терапия. Значения некротических субстанций у этих больных соответствовали 1,8-2,0. У пострадавших третьей группы значения некротических субстанций превышали 2,0 Е/мл, что прогнозировало рис осложненного течения послеоперационного периода и поэтому этим больным были проведены соответствующие лечебно-профилактические мероприятия.
На основании полученных данных мы проанализировали диагностическую специфичность определения содержания некротических субстанций, данный показатель составил 89,5%, что указывает на высокую ее прогностическую эффективность.
Выводы:
- У пострадавших с повреждением коленного сустава в гемосиновиальной жидкости возрастает содержание МСМ, выраженность которых совпадала с артроскопической картиной поврежденного сустава.
- Определение некротических субстанций в синовиальной жидкости является прогностическим маркером тяжести повреждения структурных компонентов коленного сустава. Диагностическая эффективность составила 89,5%.
- Содержание некротических субстанций в гемосиновиальной жидкости прогнозирует раннюю, доклиническую диагностику посттравматического остеоартрита коленного сустава.
- Использование биохимического маркера диагностирует не только тяжесть поражения коленного сустава, но и прогнозирует течение послеоперационного периода.
Литература
- Benito M.J., Veale D.J., FitzGerald O., van den Berg W.B., Bresnihan B. Synovial tissue inflammation in early and late osteoarthritis // Ann Rheum Dis. – 2005. – Vol.64. – P.1263–1267
- Bilik A., Krticka M., Kvasnicka P. Traumatic haemarthrosis of the knee – indication to acute arthroscopy // Bratislavske Lekarske Listy. – 2012. – S.l., Vol.113, №.4. – P.243–245
- Brown T.D., Johnston R.C., Sa Ltzman C.L., Marsh J.L., Buckwalter J.A. Posttraumatic osteoarthritis: a first estimate of incidence, prevalence, and burden of disease // J.Orthop Trauma. – 2006. – Vol.20. – P.739–744
- Englund M., Lohmander L.S. Risk factors for symptomatic kneeosteoarthritis fifteen to twenty-two years after meniscectomy // Arthritis Rheum. – 2004. – Vol.50. – P.2811–2819
- Fernandes J., Martel-Pelletier J., Pelletier J. The role of cytokines in osteoarthritis pathophysiology // Biorheology. – 2002. – Vol.39. – P.237
- Garnero P., Aronstein W.S., Cohen S.B., Conaghan P.G., Cline G.A., Christiansen C. et al. Relationships between biochemical markers of bone and cartilage degradation with radiological progression in patients with knee osteoarthritis receiving risedronate: the Knee Osteoarthritis Structural Arthritis randomized clinical trial // OsteoarthritisCartilage. – 2008. – Vol.16. P.660–666
- Lohmander L.S., Englund P.M., Dahl L.L., Roos E.M. The longtermconsequence of anterior cruciate ligament and meniscusinjuries: osteoarthritis // Am J Sports Med. – 2007. – Vol.35. – P.1756–1769
- Roos E.M.Joint injury causes knee osteoarthritis in young adults // Curr Opin Rheumatol. – 2005. – Vol.17. – P.195–200
- Smeets T.J., Kraan M.C., van Loon M.E., Tak P.P. Tumor necrosis factor alpha blockade reduces thesynovial cell infiltrate early after initiation of treatment, but apparently not by induction ofapoptosis in synovial tissue // Arthritis Rheum. – 2003. – Vol.48. – P.2155–2162
- Базарный В.В. Синовиальная жидкость. Клинико-диагностическое значение лабораторного анализа.–Екатеринбург.– 1999. –C.62
- Троценко В.В., Фурцева Л.Н., Каграманов С.В., Богданова И.А., Алексеева Р.И. Биохимические исследования синовиальной жидкости у больных при заболеваниях и повреждениях крупных суставов. Пособие для врачей. – Москва.– 1999. – C.24
- Патент РФ 2178177, G 01 N 33/68 // Сборник материалов городской научно-практической конференции “Актуальные вопросы диагностики и лечения острых эндотоксикозов”. –НИИСП им. Н.В. Склифосовского. – 2000. –Москва. – Т.138. – C.16-19.
- Каримов М.Ю., Холмуродов У.Т. Патент Республики Узбекистан// Программа для прогнозирования исхода лечения и риска развития осложнений при течении гемартроза // DGU № 05264 11.09.2018
- Каримов М.Ю., Холмуродов У.Т. Патент Республики Узбекистан// Алгоритм диагностики и лечения при острых травмах коленного сустава //DGU №06836. 27.08.2019.
Каримов М.Ю., д.м.н., Профессор
Tel.+998 97 767 88 85
Resenzent Prof. Axtyamov İ.F.