КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ АНАЛИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ МЕТАБОЛИЗМА КОСТНОЙ ТКАНИ И ЦИТОКИНОВОГО ПРОФИЛЯ У ПАЦИЕНТОВ С НЕСТАБИЛЬНОСТЬЮ ЭНДОПРОТЕЗА ПОСЛЕ ПЕРВИЧНОЙ АРТРОПЛАСТИКИ КОЛЕННОГО СУСТАВА
Е.А.ГАЛАШИНА1, Е.В.ГЛАДКОВА1, В.Ю.УЛЬЯНОВ 1,2, , С.П.ШПИНЯК 1
- 1. Научно-исследовательский институт травматологии, ортопедии и нейрохирургии ФГБОУ ВО «Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского» Минздрава России
- 2. Саратовский медицинский университет «РЕАВИЗ»г. Саратов
Цель работы
Определить взаимосвязь между показателями метаболизма костной ткани и цитокинами в сыворотке крови у пациентов с нестабильностью эндопротеза после первичной артропластики коленного сустава.
Материалы и методы
Объектом исследования были 80 больных обоего пола после первичной артропластики коленного сустава. Ретроспективно пациенты с осложнениями нами разделены на 2 группы. В 1-ю группу вошли 40 пациентов с остеолизом и асептической нестабильностью эндопротеза коленного сустава, возникшими в сроки до 12 месяцев после операции. Во 2-й группе находились также 40 пациентов с имплантат-ассоциированным воспалением, развившимся в сроки от 4 недель до 12 месяцев после первичного эндопротезирования коленного сустава. 20 доноров-добровольцев составили контрольную группу. В группах обследованных в утренние часы и натощак при пункции локтевой вены осуществляли взятие проб крови в объеме 5 мл. Кровь центрифугировали при 2000 оборотах/мин в течение 10 минут для получения сыворотки. Содержание показателей метаболизма костной ткани: sRANKL (пг/мл, Biomedica, Austria), BMP-2 (пг/мл, RayBio, USA), а также цитокинов: TNF-α (пг/мл), IL-1β (пг/мл) и IL-4 (пг/мл) (ЗАО «Вектор-Бест», г. Новосибирск, РФ) определяли с помощью метода твердофазного иммуноферментного анализа в соответствии с указаниями к их использованию.
Результаты исследования анализировали с помощью программного обеспечения AtteStat. Сопоставительный анализ статистически значимых показателей проводили с помощью определения R-коэффициента корреляционных рангов Спирмена, причем значения R<0,3 свидетельствовали о слабой связи изученных признаков, значения R>0,3<0,7 – о средней связи. Рассчитывали показатель достоверности (р), который определяли как статистически значимый при значениях р<0,05. Проведенные исследования одобрены комитетом по этике ФГБОУ ВО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского (протокол исследования № 6 от 06.02.18 г).
Результаты и обсуждение
Так, через 1 месяц после операции обнаружены статистически достоверные положительные умеренные связи между уровнем sRANKL и концентрациями BMP-2, TNF-α и IL-4. Положительная связь средней силы sRANKL с BMP-2 свидетельствует об интенсификации резорбции кости и ее образования как реакция организма на хирургическое вмешательство, что первоначально проявляется усилением остеолиза. Положительные взаимосвязи sRANKL с TNF-α и с IL-4, вероятно, связаны с цитокиновой регуляцией резорбтивной активности костной ткани в околопротезной ткани на фоне интенсификации синтеза противовоспалительного звена гуморального иммунитета. Через 12 месяцев после операции в этой же группе больных сохранялись положительные взаимосвязи умеренной силы уровня sRANKL с концентрациями BMP-2 и с TNF-α, что свидетельствует об усилении созревания и дифференцировки остеокластов.
При сравнительной оценке взаимосвязи исследуемых параметров во 2-й группе больных через 1 и 12 месяцев после операции обнаружено, что наличие инфекционно-воспалительных осложнений приводит к изменению направленности связей и возникновению достоверного изменения целого ряда взаимосвязей. Так, через 1 месяц после операции отмечается появление статистически достоверных отрицательных связей умеренной силы содержания sRANKL с BMP-2 и TNF-α. В условиях имплантат-ассоциированного воспаления бактериальный токсин участвует в активации сывороточного остеокластогенного фактора (TNF-α), вызывающего катаболизм костной ткани и препятствующего ее восстановлению. Через 12 месяцев после эндопротезирования коленного сустава в этой же группе больных помимо сохранения отрицательной связи умеренной силы sRANKL с BMP-2, возникли умеренные положительные корреляционные взаимосвязи sRANKL с IL-1β, TNF-α и с IL-4. Условием для формирования дисбаланса метаболических процессов костной ткани является нарушение иммунных механизмов в очаге хронического биопленочного воспаления с активацией прорезорбтивных цитокинов на фоне интенсификации синтеза ИЛ-4. Дополнительно к вышеприведенной связи BMP-2 с sRANKL следует указать, что возникла умеренная отрицательная связь BMP-2 с IL-1β. В послеоперационном периоде чрезмерная продукция IL-1β стимулирует выработку sRANKL, что вызывает значительную потерю костной массы. Положительная связь уровня IL-1β с содержанием IL-4 также подтверждает факт цитокиновой регуляции воспалительного ответа, подавляющей остеогенез.
Заключение
Нами обнаружено наличие статистически достоверных взаимосвязей между показателями метаболизма костной ткани и цитокинами в сыворотке крови у пациентов с нестабильностью эндопротеза после первичной артропластики коленного сустава. Присоединение инфекционно-воспалительных осложнений приводит к изменению направленности связей и возникновению достоверного изменения целого ряда взаимосвязей.