Состояние метаболизма суставного гиалиновогохряща и субхондральной кости у пациентов с ранними проявлениями первичного остеоартроза с преимущественным поражением крупных суставов

Е.В.Гладкова, А.Н.Иванов

Саратовский Научно- Исследовательский Институт Травматологии Ортопедии и Нейрохирургии ФГБОУ во Саратовский ГМУ им В.И.Разумовского Минздрава России

SUMMARY

METABOLISM OF ARTICULAR HYALINE CARTILAGE AND SUBCHONDRAL BONE IN PATIENTS WITH EARLY MANIFESTATIONS OF PRIMARY OSTEOARTHROSIS WITH PREDOMINANT LESIONS OF LARGE JOINTS

V.YEKATERINA, GLADKOVA, A.N.IVANOV

Abstract: 40 patients aged 47±2.8 y.o. with early manifestations of primary osteoarthrosis of knee joints as well as 30 healthy persons had been examined with both instrumental and laboratory methods. The increased content of Serum CrossLaps up to 0.522 (0.472; 0.573) ng/ml and daily excretion level of Urine CTX II up to 13.1 (9.5; 15.19) mg х
10²/day compared to that of healthy persons of 0.388 (0.366; 0.417 ng/ml and 6.8 (3.3; 7.6) mg х 10²/day respectively was detected. The presence of strong positive correlation (R=0.74) between SerumCrossLaps and Urine CTX II was established. Conclusion: Early manifestations of primary osteoarthrosis of knee joints are characterized with apparent
destructive processes in connective tissues constraining collagen of both types I and II. The metabolic processes in articular hyaline cartilage and subchondral bone at early manifestations of primary osteoarthrosis are of interdependent nature and characterized with
one-direction changes.

Научно-исследовательский институт травматологии, ортопедии и нейрохирургии ФГБОУ ВО «Саратовский государственный медицинский университет имени В.И. Разумовского» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Саратов;

Scientific Research Institute of Traumatology, Orthopedics and
Neurosurgery of the Federal State Budgetary Educational Institution of
Higher Education Saratov State Medical University n.a.V.I.Razumovsky of
the Ministry of Health of the Russian Federation

РЕЗЮМЕ

Проведено инструментально-лабораторное обследование 40 пациентов в возрасте 47±2,8 лет с ранними проявлениями первичного остеоартроза коленных суставов и 30 здоровых лиц. Выявлено повышение содержания в сыворотке крови SerumCrossLaps –до 0,522 (0,472; 0,573) нг/мл и увеличение уровня суточной экскреции UrineCTXII– до 13,1 (9,5; 15,19) мг х 10²/сутки против показателей здоровых лиц: 0,388 (0,366; 0,417) нг/мл и 6,8 (3,3; 7,6) мг х 10²/сутки соответственно. Определено наличие сильной положительной связи (R=0,74) между SerumCrossLaps и UrineCTXII. Заключение: Начальные проявления первичного остеоартроза коленных суставов характеризуются выраженными деструктивными процессами соединительнотканных структур, содержащих в своем составе коллаген как I, так и II типов. Метаболические процессы в суставном гиалиновом хряще и субхондральной кости при ранних проявлениях первичного остеоартроза характеризуются однонаправленными изменениями и носят взаимозависимый характер.

Цель исследования: Изучение особенностей метаболизма хрящевой и костной ткани при ранних проявлениях первичного ОА с преимущественным поражением крупных суставов.

Материалы и методы

Выполнено комплексное инструментально-лабораторное обследование 40 пациентов обоего пола в возрасте 47±2,8 лет, у которых выявлены ранние признаки первичного ОА с преимущественным поражением коленных суставов (основная группа) и 30 здоровых добровольцев контрольной группы, сопоставимых по возрасту, без состояний, способных влиять на изучаемые показатели, вошли в группу контроля. Участие в исследовании явилось добровольным, протокол его проведения одобрен Этическим комитетом.

Проведена оценка ортопедического статуса, выполнена стандартная рентгенография коленных суставов в двух проекциях, УЗИ исследование с использованием линейного датчика с диапазоном частот 12 МГц. С целью объективизации локальных изменений в суставных структурах проведено МРТ – исследование с дополнительной морфометрией (Т2 релаксометрия) суставного гиалинового хряща, расположенного в анатомически наиболее нагружаемых зонах мыщелков бедренных костей и пателлофеморального сочленения. Результаты учитывали в условных единицах (у.е.). Об интенсивности деструкции коллагена II типа судили на основании определения методом иммуноферментного анализа (ИФА) суточной экскреции С-концевых его телопептидов (UrineCartiLaps (эпитоп CTXII) «EIA»), в перерасчете на объем суточного диуреза без учёта клиренса креатинина. Кроме того, в сыворотке крови испытуемых определяли концентрацию фрагментов коллагена I типа (SerumCrossLaps, «NordicBioscienceDiagnostics», Denmark) и костного изофермента щелочной фосфатазы (ВAP «MicroVueBoneHealt») также методом ИФА на ридере “Anthos 2020» (Великобритания).

Статистическую обработку полученных результатов проводили, учитывая нормальность распределения с вычислением критерия Шапиро-Уилкса. Для оценки значимости различий между группами использовали непараметрический критерий Манна-Уитни. Результаты представлены в виде медианы (Me) и межквартильных значений (25% и 75% процентилей). О силе и направленности связей между изучаемыми процессами судили на основании величины коэффициента ранговой корреляции (R) Спирмена. Различия считали значимыми при значениях р<0,05.

Результаты и обсуждение

Социальная значимость остеоартроза (ОА) обусловлена возрастающей его распространенностью среди групп трудоспособного населения, высоким уровнем их инвалидизации и существенными экономическими затратами, связанными с высокотехнологичным лечением и реабилитацией данной категории пациентов. Известно, что распространенность ОА в Российской Федерации за последнее десятилетие возросла на 35-38%, составляя наряду с дегенеративными заболеваниями позвоночника порядка 73-76% (11,5 на 1000 населения) от всех поражений опорно-двигательного аппарата (ОДА) [1].

Ведущими механизмами поражения гиалинового хряща, субхондральной кости, параартикулярных тканей, элементов капсульно-связочного аппарата, а также синовиальной оболочки при поздних проявлениях ОА является действие целого ряда факторов, включающих генетические детерминанты, иммунологические, нейрогенные влияния на фоне персистирующего воспаления [2,3]. В литературе имеются сообщения, касающиеся также нарушений функционирования системы, представленной остеопротегерином, рецептором, активирующим фактор транскрипции (RANK) и лиганда рецептора, активирующего фактор транскрипции (RANKL) на фоне дефицита половых гормонов. Общая интенсификация метаболических процессов и выраженный дисбаланс в системе костной резорбции и костеобразования характеризуются фенотипическими изменениями и функциональной несостоятельностью остеобластов и остеокластов, что приводит к несовершенной минерализации, дисбалансу экспрессии цитокинов про- и – противовоспалительного звена, лейкотриенов, ростовых факторов, простагландинов и других биологически активных медиаторов. Формирование метаболически неблагоприятной среды наряду с действием иммунных клеточных факторов, в свою очередь, способствуют дальнейшему усилению костной резорбции и ускорению остеокластогенеза, а также вызывают изменения хондроцитов в системе суставного гиалинового хряща и нарушения синтеза и пространственной ориентации высокомолекулярных молекул, входящих в состав его экстрацеллюлярного матрикса (ЭМ) [4]. Вместе с тем, особенности ремоделирования костной и хрящевой ткани суставов при ранних проявлениях первичного ОА с преимущественным поражением крупных суставов изучены недостаточно, представления о них на сегодняшний день являются спорными и остаются предметом пристального внимания [5].

По нашим данным, у пациентов с ранними проявлениями ОА отмечали существенные изменения в содержании маркеров деструкции коллагенов I и II-го типов в биологических жидкостях, что косвенно свидетельствовало об интенсификации процессов дезорганизации как костной, так и хрящевой тканей (табл.1).

Таблица 1.

Содержание маркеров метаболизма костной и хрящевой ткани у пациентов с ранними проявлениями первичного ОА с преимущественным поражением крупных суставов

Группа/показатель

SerumCrossLaps, нг/мл

BAP, ед/л

UrineCTXII, мг х 10²/сутки

Основная группа

0,522*

(0,472; 0,573)

36,2

(35,7; 40,4)

13,1*

(9,5; 15,19)

Группа контроля

0,388

(0,366; 0,417)

34,6

(31,3; 36,9)

6,8

(3,3; 7,6)

Примечание: Результаты представлены в виде: (Me)-медианы, (25 %) нижнего и (75 %) верхнего квартилей; *- статистически значимая (р<0,05) разница показателей между основной группой и группой контроля.

Вместе с тем, отмечалось некоторое повышение активности костного изофермента щелочной фосфатазы в сыворотке крови у пациентов основной группы против группы контроля, свидетельствующее об активизации костеобразования, однако, статистически значимых различий достигнуто не было.

Дезорганизация суставного гиалинового хряща, характеризующаяся по результатам МРТ появлением участков гипергидратации и анизотропии расположения коллагена подтверждалась также результатами Т2 релаксометрии.

По итогам проведенного корреляционного анализа выявлена положительная сильная связь (R=0,74) между концентрацией в сыворотке крови фрагментов коллагена I типа (SerumCrossLaps) и уровнем суточной экскреции с мочой телопептидов коллагена II типа (UrineCTXII).

Заключение: Начальные проявления первичного остеоартроза коленных суставов характеризуются выраженными деструктивными процессами соединительнотканных структур, содержащих в своем составе коллаген как I, так и II типов. Метаболические процессы в суставном гиалиновом хряще и субхондральной кости при ранних проявлениях первичного остеоартроза характеризуются однонаправленными изменениями и носят взаимозависимый характер, что требует проведения медикаментозной коррекции.

Литературa

Галушко Е. А., Насонов Е. Л. Распространенность ревматических заболеваний в России //Альманах клинической медицины. – 2018. – Т. 46. – №. 1. – С. 32-39.
Tawonsawatruk, T., Changthong, T., Pingsuthiwong, S. et al. J Orthop Surg Res (2011) 6: 47. https://doi.org/10.1186/1749-799X-6-47.
Zengini E., Hatzikotoulas K., Tachmazidou I. et al. Genome-wide analysis using UK Biobank data provide insights into the osteoarthritis. Nat. Genet. 2018. Vol. 50. P. 549- 558
Шостак Н.А. Остеоартроз: актуальные вопросы диагностики и лечения /Российский Медицинский Журнал.- 2014.-№ 3.-С- 1-4.
Особенности ремоделирования гиалинового хряща на ранних стадиях дегенеративно-дистрофических процессов коленных суставов / Е.В. Гладкова, Н.А. Ромакина, О.Е. Ананьева [и др] // Саратовский научно-медицинский журнал. -2018.-№ 14-(1)- С. 70-75.