Ролята на промените в сухондонната кост в патогенезата на остеоартрита

Заедно с дегенерацията на ставния хрущял, патологичният процес при остеоартрит включва подлежащата костна тъкан. Предполага се, че удебеляването на сухондонната плака спомага за развитието на остеоартрита. При развитието на остеоартрита ставния хрущял, който е обект на механичен и химичен стрес, бавно се ерозира поради дисбаланс в процесите на катаболизъм и ремонт на хрущялите. По-специално, механичното напрежение по отношение на "носещата тежест" телесна маса на ставите допринася за образуването на голям брой микро фрактури в сухондонната пластина и хрущяла. Тъй като ставния хрущял ерозира, склерозата на подхондралната кост прогресира, сковаността на костната тъкан се увеличава, което на свой ред допринася за по-нататъшно разрушаване на структурата на ставния хрущял. Въпреки това, въпросът за първичния или вторичния характер на промените в сухонстралната кост при остеоартроза остава нерешен.

Доскоро се е смятало, че определени рентгенови промени в порестата кост на субхондралната кост, като множествена склероза или образуването на кисти при пациенти с остеоартрит са вторични. Резултатите от клиничните и експерименталните проучвания обаче показват възможна инициираща роля на субхондралната кост в патогенезата на остеоартрита. Един възможен механизъм е драматично увеличение на субхондралната кост скованост градиент дължи на факта, че целостта правилното на хрущяла зависи от механичните свойства на костта си "легло". Изследванията при примати показват, че промените в сухонстралната кост могат да предхождат промени в ставния хрущял. Доказателствата в моделите на остеоартроза при животни и клиничните изследвания на доказателства в подкрепа на тази хипотеза и срещу нея само задълбочиха дискусията. Уплътняването на трабекулите в подхондралната кост не винаги е съпътствано от повишаване на минерализацията на костната тъкан или по-скоро от увеличаване на обема на остеоида. Тази функция аномален минерализация предполага, че дисрегулация на костно ремоделиране е неразделна част от остеоартрит, както и доказателства в подкрепа на концепцията на дефект костните клетки в остеоартрит. Групата на J. Dequeker (1989) разглежда последната като "генерализирана метаболитна костна болест".

Костната тъкан се актуализира непрекъснато. Този динамичен процес, наречен ремоделиране на костите е сложна серия от процеси на резорбция и минерализация. Остеокластите резорбират костта и остеобласти отделят протеини, образуване на първичен органичен компонент за минерализация. Образованието и костната резорбция случайно попаднете на скелета, това е - програмиран процес, който се провежда в различни части на скелета, известни като костно ремоделиране единици. В началото на остеокластите цикъл се появи на неактивни повърхност; в продължение на 2 седмици, те образуват тунел кортикална кост или кухината на повърхността на трабекуларната кост. Честотата на активиране на нови костно ремоделиране единици определя степента на костната обмяна. Здравословният млад мъж на процесите на формиране и костната резорбция са балансирани, поддържа нормалната костна маса. Хормоналният регулиране на костната резорбция поне РТН и PGE ₂, не присъства само от остеокласти и остеобласти, но действието на тези хормони се освобождават фактори, които стимулират костната резорбция от остеокласти. В момента има повече от 12 локална и системна регулатор на растежа на костите засяга неговата ремоделиране, особено РТН, 1,25 (ОН) ₂ D ₃, калцитонин, растежен хормон, глюкокортикоиди, тиреоидни хормони, инсулин, IGF (1 и 2), естрогени, PGE ₂, андрогени.

Костните клетки освобождават редица протеини и цитокини, които извършват ендокринно регулиране и предаване на сигнал. Протеините, произведени от остеобласти, включват протеини на костната матрица като колаген, остеопонтин, остеокалцин, костни сиалопротеини. В допълнение, тези клетки освобождават протеази както в активна, така и в латентна форма, които участват в процеса на костно ремоделиране - ММР, компоненти на активатор на плазминоген (АР) / плазмин активатор. Цитокините, освободени от остеобласти, могат да действат както чрез автокринни механизми, така и чрез паракринни до локални клетки (други остеобласти, остеокласти).

Все още не е известно кой начин тези сигнали се регулират - чрез механично напрежение или други химически сигнали, предизвикани от механично напрежение. Известно е обаче, че повтарящият се механичен стрес причинява локална пролиферация на костни клетки и / или протеини. При условия ин виво механично натоварване способни да активират остеобласти, за да се повиши нивото на цикличен нуклеотид произвеждат простагландини и индуцира морфологични промени, свързани с костно ремоделиране. При условия ин витро механичен стрес индуцира остеобластната пролиферация култура, тРНК експресия на костни протеини, участващи в образуването на остеоид минерализация и в процеса, освобождаването на местни растежни фактори като IGF-1 и IGF-2, и адхезионни молекули. Предаването на сигнал за механично напрежение може да се осъществи чрез механично чувствителни йонни канали.

Има индиректни доказателства за нарушена функция на остеобластите при остеоартрит. G. Gevers и J. Dequeker (1987) показват увеличаване на серумния остеокалцин при жени с остеоартрит на ставите на ръцете, както и експланти кортикалната костна площ, което предполага, че патологията на костната тъкан може да бъде част от остеоартрит. При аутопсия установено, че не само удебеляване на субхондралната кост, но ненормално ниско минерално съдържание на главата на бедрената кост. При морски свинчета с хирургически индуциран остеоартрит, използвайки компютърна томография показват значително удебеляване на субхондралната кост фракция в зоната. Дисбаланс между колаген и не-колагенови (остеокалцин т.н.) протеини може да се увеличи обема на костите, но не засяга неговата минерална плътност. Според М. Shimizu et Al (1993), развитието на дегенеративни промени в ставния хрущял, свързани с по-интензивна ремоделиране на субхондралната кост и увеличи своята твърдост, което също показва дефект в костните клетки при остеоартрит. Съгласно предложения В. Lee и М. Aspden (1997) хипотеза на дефектен пролиферация на костни клетки може да доведе до увеличаване на твърдостта на костите, но не причинява увеличение в минерална плътност.

CI Westacott сътр (1997) хипотеза, че анормални остеобласти директно влияят на метаболизма на хрущяла. Култивиране остеобласти при пациенти с остеоартрит хондроцити с хора, които не са заболявания на ставите, авторите наблюдава значителна промяна в освобождаването на гликозаминогликани нормална хрущялна тъкан ин витро, но нивото на освобождаване на цитокини остава непроменен. G. Хилал сътр (1998) показват, че културата на остеобласти субхондралната кост на пациенти с остеоартрит ин витро има променена метаболизъм - Система активност AP / плазмин и IGF-1 в тези клетки се увеличава. Наблюдението на CI Westacott et al. (1997) може да бъде обяснено с повишаване на протеазната активност в субхондралните костни клетки.

Остава неизвестно дали остеоартрит е по инициатива на промени в субхондралната кост и ще допринесе за неговото развитие? DK Dedrick сътр (1993) показват, че при кучета с хирургически индуциран остеоартрит субхондралната кост сгъстяване не е предпоставка за развитието на osteoartrozpodobnyh промени в ставния хрущял, но допринася за развитието на дегенеративни процеси в хрущяла. Резултати от проучване А. Sa'ied сътр на (1997) са в противоречие с предишни проучвания. Използване ехография 50 MHz за оценка на първоначалните морфологични промени и развитието им в ставния хрущял и кост в експериментални инжекции остеоартрит индуцирана monoyoduksusnoy киселина в колянната става на плъхове, ние показахме едновременни промени в процеса на кости и хрущяли, по време на първите три дни след инжектирането.

Остеобластите секретират растежни фактори и цитокини, които участват в местната ремоделиране на костна тъкан, която може да допринесе за ремоделиране на хрущялната тъкан в подходящ носител "тегло" стави след проникването им през микропукнатини в калциран слой на хрущяла. Освен това продуктите от секреция на костна клетка се намират в синовиалната течност. Най-вероятно продукти секретирани анормални остеобласти могат да се движат местната процес ремоделиране хрущял са TGF-B и костни морфометрични протеини (ILC). И двете са представител на семейството на TGF разпределени и хондроцитите и остеобластите, и двете са способни да модифицират, така костно ремоделиране и хрущял. J. Martel Pelletier и сътр (1997) наблюдава увеличение в нивата на TGF-P в субхондралната кост експланти пациенти остеоартрит в сравнение със здрави индивиди, което показва възможна роля на този растежен фактор в патогенезата на остеоартрит. IGF също се произвежда от остеобласти. В културата на остеобластни-подобни клетки, получени от пациенти с остеоартрит, намерено повишени нива на IGF които променят метаболизма на хрущяла.

TGF-б, IGF, Комисията и цитокините, продуцирани от остеобласти в субхондралната кост, може да повлияе на производството на колагеназа и други протеолитични ензими в хрущяла, което от своя страна, може да допринесе за ремоделиране / разграждане на матрицата на хрущяла. Остава неясно дали остеобластите произвеждат OA-малко макрофаг колония-стимулиращ фактор (M-CSF - стимулатор на костната резорбция) от нормални клетки. Резултатите от изследванията AG Uitterlinden и колеги (1997) показват, че играе роля в образуването на остеофити рецептори може да играе витамин D, които са експресирани от остеобласти и регулира експресията на няколко фактора, синтезирани от тези клетки, които частично обяснява ролята на остеобласти в патогенезата на това заболяване.

Като се имат предвид резултатите от горните изследвания, G. Хилал сътр (1998), J. Martel-Pelletier и сътр (1997) са предложили следната хипотеза връзката работен ремоделиране субхондралната кост и ставния хрущял правилното при остеоартрит. В ранен или продължителен стадий на патогенеза на ОА процесът на ремоделиране на костната тъкан в подхондралната кост се засилва. Едновременно с повтарящи натоварване води до местни микро фрактури и / или външния вид на система дисбаланс IGF / IGF-svyazyvayushy протеин (IGFBP) поради анормален отговор на остеобласти субхондралната кост, която насърчава си склероза. Последните от своя страна могат да допринесат за появата на микро-фрактури на правилния хрущял и увреждане на неговата матрица.

При нормални условия, това увреждане се елиминира чрез местно синтеза и освобождаването на IGF-1 и IGF-свързващ протеин, който стимулира образуването на ставния хрущял ЕСМ. В същото време PD системата насърчава растежа на субхондралните костни клетки и образуването на костна матрица. Анаболна активност на IGF-система увеличава субхондралната кост при пациенти, остеоартрит, докато местно активиране SA система / плазмин (местно регулатор на IGF-система) в ставния хрущял причинява местните промени. В остеобласти в остеоартрит IGF-1 дава регулирането на АР тип плазмин положителна обратна връзка, по този начин може да инхибира ремоделиране на костната тъкан, което в крайна сметка води до субхондралната склероза. Така в кости и хрущяли местно индуцирането на IGF-1 iproteaz води, от една страна, увреждане на хрущял, от друга - до удебеляване на субхондралната кост, последният от своя страна спомага за по-нататъшно увреждане на хрущяла. Дисбалансът между увреждане на хрущял, свързани с субхондралната склероза и ремонт капацитет води до прогресивно промени в ЕСМ на хрущял и за развитието на остеоартрит. Според авторите тази хипотеза обяснява и бавното прогресиране на болестта.