Subchondral luun muutosten rooli osteoartriitin patogeneesissä

Yhdessä nivelruston rappeutumisen kanssa patologinen prosessi nivelrikkoon liittyy taustalla olevaan luukudokseen. On ehdotettu, että subchondral levyn paksuuntuminen edistää niveltulehduksen etenemistä. Etenemiseen nivelrikko nivelruston, johon sovelletaan mekaanisia ja kemiallisia rasituksia, hitaasti heikentää epätasapainon takia catabolic prosessien ja korjaus rusto. Erityisesti mekaaninen rasitus suhteessa nivelten "painonalaiseen" rungon massaan lisää merkittävästi mikromurtumien muodostumista subchondral-levyssä ja rustossa. Kuten erozirovaniya nivelruston etenee skleroosi subkondraalisen luun jäykkyys lisääntyy luukudoksen, mikä puolestaan edistää edelleen häiritä rakenteen nivelruston. Kuitenkin kysymys primäärisen tai sekundaarisen luonteen muutoksista subhondral luun osteoarthrosis pysyy ratkaisematta.

Viime aikoihin asti uskottiin, että määritetyn X-ray muutoksia hohkaluun subkondraalisen luun, kuten multippeliskleroosi tai muodostumista kystat potilailla, joilla on nivelrikko ovat toissijaisia. Kliinisten ja kokeellisten tutkimusten tulokset osoittavat kuitenkin subkonderaalisen luun mahdollisen aloitusroolin osteoartriitin patogeneesiin. Yksi mahdollinen mekanismi on dramaattinen kasvu rustonalaiseen luuhun jäykkyys kaltevuus johtuu siitä, että eheyden asianmukainen ruston riippuu mekaanisiin ominaisuuksiin sen luun "bed". Kädellisillä tutkimuksilla on käynyt ilmi, että subkonderaaliluun muutokset voivat edeltää nivelruston muutoksia. Eläinten osteoartroosimallien ja kliinisten tutkimusten todisteita tämän hypoteesin tueksi ja sitä vastaan vain heikensivät keskustelua. Trabekkeliluuhun paksuuntuminen subkondraalisessa luuta ei aina mukana on luun mineraalia lisäävä tai pikemminkin kasvu osteoid. Tämä ominaisuus poikkeava mineralisaatio viittaa siihen, että säätelyhäiriön luun on olennainen osa nivelrikko, sekä todisteita sen puolesta, että käsite vika luun solujen nivelrikko. J. Dequeker -ryhmä (1989) pitää sitä jälkimmäisenä "yleisenä metabolisena luusairautena".

Luukudos päivitetään jatkuvasti. Tämä dynaaminen prosessi, jota kutsutaan luun remodelingiksi, on monimutkainen resurssi- ja mineralisaatiomenetelmä. Osteoklastit resorboivat luuta, ja osteoblastit erittävät proteiinit, jotka muodostavat ensisijaisen orgaaninen komponentti mineralisaatio. Koulutus ja luun hajoamista sattumalta törmännyt luuranko, se on - ohjelmoitu prosessi, joka tapahtuu eri puolilla luuranko, joka tunnetaan nimellä luunmuodostusyksikköjä. Syklin alussa osteoklastit ilmestyvät inaktiiviselle pinnalle; Kahden viikon kuluessa ne muodostavat tunnelin kortikaaliseen luukerrokseen tai vaurioon trabekulaarisen luun pinnalla. Uusien luun remodeling-yksiköiden aktivaatiotaajuus määrittää luukudoksen uudistamisen asteen. Terveessä nuoressa luukudoksen muodostumisen ja resorption prosesseja tasapainotetaan, luukudoksen normaalimassaa ylläpidetään. Hormonitoimintaa luun imeytymisen vähintään PTH ja PGE ₂, osallistunut ei ainoastaan osteoklastien ja osteoblastien, mutta toimintaa näiden hormonien vapautuu tekijöitä, jotka stimuloivat luun resorptiota osteoklastien. Tällä hetkellä on olemassa enemmän kuin 12 paikallinen ja systeeminen säätelijä luun kasvua vaikuttaa sen remodeling, erityisesti PTH, 1,25 (OH) ₂ D ₃, kalsitoniini, kasvuhormoni, glukokortikoidit, kilpirauhashormonit, insuliini, IGF (1 ja 2), estrogeenit, PGE ₂, androgeenit.

Luussolut vapauttavat useita proteiineja ja sytokiineja, jotka toteuttavat endokriinisen säätelyn ja signaalinsiirron. Osteoblastien tuottamat proteiinit sisältävät luun matriisin proteiineja, kuten kollageenia, osteopontinia, osteokalsiinia, luun sialoproteiineja. Lisäksi nämä solut vapauttavat proteaasien sekä aktiivisen ja piilevän, jotka osallistuvat luun Process - MMP plasminogeeniaktivaattori komponentit (PA) / plasmiini. Osteoblastien vapautetaan sytokiinit voivat toimia autokriinisen mekanismien kautta ja paikallisten parakriinisten soluja (muita osteoblastien, osteoklastien).

Ei tiedetä, mihin suuntaan säädellä näitä signaaleja - mekaanista rasitusta tai muita kemiallisia signaaleja, jotka indusoituvat mekaanista rasitusta. Kuitenkin tiedetään, että toistuva mekaaninen rasitus aiheuttaa luun solujen ja / tai proteiinien paikallista lisääntymistä. Olosuhteissa in vivo mekaanisen kuormituksen, joka kykenee aktivoimaan osteoblastien, tason nostamiseksi syklisten nukleotidien tuottaa prostaglandiineja ja aiheuttaa morfologisia muutoksia, jotka liittyvät luun. Olosuhteissa in vitro mekaaninen rasitus aiheuttaa osteoblastien kulttuuri, mRNA: n ekspressio luun osallistuvien proteiinien muodostumiseen osteoidin mineralisaation ja prosessissa, vapauttaa paikallisen kasvutekijöiden, kuten IGF-1 ja IGF-2, ja adheesiomolekyylien. Mekaanisen rasituksen signaalin siirto voidaan suorittaa mekaanisesti herkillä ionikanavilla.

Osteoartriitin heikentynyt osteoblastitoiminta on epäsuoraa näyttöä. G. Gevers ja J. DEQUEKER (1987) ovat osoittaneet seerumin osteokalsiinin naisilla nivelrikkoon nivelten käsien, sekä eksplantaatteja kortikaalisen luun pinta-ala, mikä viittaa siihen, että patologian luukudoksen voi olla osa nivelrikko. Ruumiinavauksessa ei havaittu ainoastaan paksuuntumista rustonalaiseen luuhun, mutta epänormaalin alhainen mineraalipitoisuus reisiluun pään. Marsuissa kirurgisesti aiheutettu nivelrikko tietokonetomografialla osoitti merkittävää paksuuntumista subkondraalisen luun osa vyöhykkeellä. Epätasapainossa kollageenia ja ei-kollageeninen (osteokalsiini jne.) Proteiinit voivat lisätä luun tilavuus, mutta ei vaikuta sen mineraalitiheyttä. Mukaan M. Shimizu et ai (1993), etenemisen degeneratiiviset muutokset nivelruston liittyy voimakkaampi remodeling subkondraalisen luun ja lisätä sen jäykkyyttä, mikä myös viittaa vika luusoluissa nivelrikossa. Mukaan ehdotettu V. Lee ja M. Aspden (1997) hypoteesi virheellisten leviämisen luun solut voivat johtaa kovuuden kasvu luun, mutta ei aiheuta lisää sen mineraalitiheyttä.

CI Westacott et ai (1997) hypoteesi, että epänormaali osteoblastien suoraan vaikuta aineenvaihduntaan ruston. Viljelemällä osteoblastit nivelrikkopotilailla kondrosyyttien ihmisten kanssa, jotka eivät ole sairauksia nivelissä, kirjoittajat havaittiin merkittävä muutos vapautumisen glykosaminoglykaanien normaalin rustokudoksen in vitro, mutta taso sytokiinioireyhtymän pysyi ennallaan. G. Hilal et ai (1998) osoittivat, että viljelmä osteoblastien subkondraalisen luun nivelrikkopotilaista in vitro on muuttunut aineenvaihdunta - System Aktiviteetti AP / plasmiini ja IGF-1 näissä soluissa on lisääntynyt. Havainto CI Westacott et ai (1997), voidaan selittää lisääntyneellä proteaasien solujen rustonalaiseen luuhun.

Ei tiedetä, aiheutuuko osteoartroosi muutoksia subkondraalisessa luussa tai edistää sen etenemistä. DK Dedrick et ai (1993) osoittivat, että koirilla, joilla oli kirurgisesti aiheutettu nivelrikko rustonalaiseen luuhun paksuuntuminen ei ole edellytys kehittämiseen osteoartrozpodobnyh muutoksia nivelruston, mutta edistää etenemistä rappeuttaviin rustossa. A. Sa'iedin ja muiden kirjoittajien (1997) tutkimuksen tulokset ovat ristiriidassa edellisen tutkimuksen tietojen kanssa. Käyttämällä ultraäänitutkimus 50 MHz arvioimiseksi alkuperäisen morfologisia muutoksia ja niiden etenemistä nivelruston ja luun kokeellisen nivelrikon indusoi monoyoduksusnoy happo injektiot polvinivelen rottien, olemme osoittaneet samanaikaisesti prosessin muutokset luun ja ruston kolmen ensimmäisen päivää injektion jälkeen.

Osteoblastit erittävät kasvutekijöitä ja sytokiinejä, jotka osallistua paikalliseen remodeling luukudoksen, joka voi myötävaikuttaa remodeling rustokudoksen sopivassa "kannattimen" nivelet jälkeen niiden läpi tunkeutuminen mikrohalkeamia kalkkiutuneeseen kerros rustoa. Lisäksi luutulehduksen tuotteet löytyvät synovial-nesteestä. Todennäköisin erittämien tuotteiden epänormaali osteoblastien pystyä suorittamaan paikallisen prosessi remodeling rusto ovat TGF-b ja luun morfometrisesti proteiinit (ILC). Molemmat edustavat perheen TGF kohdennetaan ja kondrosyytit ja osteoblastit, ja molemmat pystyvät muuntamaan molempien luun ja ruston. J. Martel Pelletier et ai (1997) havaitsimme kohoamisen TGF-P-tasot rustonalaiseen luuhun eksplantaattien nivelrikkopotilaiden verrattuna terveistä yksilöistä, mikä osoittaa mahdollista osuutta tämän kasvutekijän patogeneesissä nivelrikko. IGF: tä tuottaa myös osteoblastit. Kulttuurin osteoblastien kaltaisten solujen, jotka ovat peräisin potilaista, joilla on nivelrikko, havaittu lisääntynyttä IGF jotka muuttavat metaboliaa rustoa.

TGF-b: n, IGF, komissio ja solujen tuottamia sytokiinejä osteoblastien rustonalaiseen luuhun, voi vaikuttaa kollagenaasin ja muiden proteolyyttisten entsyymien rusto, joka puolestaan voi edistää remodeling / ruston hajoamiseen matriisin. Se on edelleen epäselvää, osteoblastit tuottaa OA vähemmän makrofagikasvutekijä (M-CSF - stimulaattori luun resorption) kuin normaalit solut. Tutkimuksen tulokset AG Uitterlinden ja työtoverit (1997) osoittivat, että rooli muodostumista osteophytes reseptorit voivat olla D-vitamiinia, joka on ilmaistu osteoblastien ja säätelemään useita tekijöitä syntetisoida näitä soluja, mikä osaltaan selittää rooli osteoblasteissa tämän sairauden patogeneesissä.

Kun otetaan huomioon tulokset edellä mainituista tutkimuksista, G. HILAL et ai (1998), J. Martel-Pelletier et ai (1997) ovat ehdottaneet seuraavat työhypoteesin suhde remodeling rustonalaiseen luuhun ja nivelruston oikea nivelrikossa. Varhaisen tai pitkälle OA patogeneesi tehostetun remontin luukudoksen subchondral luuhun. Samanaikaisesti toistuva kuorma johtaa paikallisiin säröjen ja / tai ulkonäön järjestelmän epätasapainon IGF / IGF-svyazyvayushy proteiini (IGFBP), koska epänormaali vaste osteoblastien rustonalaiseen luuhun, joka edistää sen skleroosi. Jälkimmäinen puolestaan voi osaltaan vaikuttaa murtumien muodostumiseen ja vahingoittaa sen matriisia.

Normaaleissa olosuhteissa nämä vauriot eliminoidaan paikallisen synteesin ja vapautumisen IGF-1 ja IGF-sitovan proteiinin, joka edistää muodostumista nivelruston ECM. Samanaikaisesti PD-järjestelmä edistää subkondraalisten luussolujen kasvua ja luun matriisin muodostumista. Anabolista vaikutusta IGF-järjestelmän lisääntynyt rustonalaiseen luuhun nivelrikko potilailla, kun taas paikallinen aktivointi SA-järjestelmän / plasmiini (paikallinen säädin IGF-järjestelmä) on nivelruston aiheuttaa sen paikallisia muutoksia. Osteoblastien nivelrikossa IGF-1 antaa asetuksen AP plasmiinin tyyppi positiivinen takaisinkytkentä, joten voi estää luun uudelleen- kudosta, joka lopulta johtaa subchondral tauti. Siten, luun ja ruston paikallinen induktio IGF-1 iproteaz johtaa, toisaalta, vaurioita ruston, toinen - ja paksuuntumista rustonalaiseen luuhun, jälkimmäinen puolestaan edistää edelleen rustovaurion. Välinen epätasapaino ruston liittyvät vahingot subchondral tauti, ja sen korjaus kyky johtaa asteittaiseen muutoksia rusto ECM ja osteoartriitin kehittymisessä. Tekijöiden mukaan tämä hypoteesi selittää myös taudin hidas etenemisen.