CC BY
560
Кктково-м'язова система: вiд А до Я
БОЛЬ. СУСТАВЫ
позвоночник
Ведущая рубрики:
ДЕДУХ Н.В.
Заведующая лабораторией морфологии соединительной ткани ДУ «Институт патологии позвоночника и суставов им. проф. М.И. Ситенко НАМН Украины», доктор биологических наук, профессор
Определение
Артроз — синонимы: остеоатроз, остеоартрит, деформирующий остеоартроз, гонартроз, дегенеративная артропатия и др. [1].
В Большой медицинской энциклопедии [2] дано краткое определение: «Артрозы (arthrosis — от греч. arthron, сустав) — дегенеративно-дистрофические заболевания суставов».
В Энциклопедическом словаре медицинских терминов [3] артроз рассматривается как «общее название болезней суставов, в основе которых лежит дегенерация суставного хряща, приводящая к его истончению и разволокнению, обнажению подлежащей кости, костным разрастаниям и нарушению конгруэнтности суставных поверхностей».
Наиболее четкое определение артроза представлено в 1994 году на семинаре «Новые горизонты остеоартроза», проведенном Американской академией ортопедических хирургов, Национальным институтом артрита, мышечно-скелетных и кожных заболеваний, Национальным институтом возраста, Ассоциацией по изучению артрита и др.
«Остеоартроз является одновременно результатом действия механических и биологических факторов, которые нарушают синхронные процессы биодеградации и образования клеток суставного хряща, а также субхондральной кости. Несмотря на то, что остеоартроз может быть инициирован многими факторами, включая генетические, ростовые (факторы развития), метаболические и травматические, заболевание поражает все ткани синовиальных суставов. В итоге остеоартрозные заболевания проявляются морфологическими, биохимическими, молекулярными и биомеханическими изменениями в клетках и матриксе, которые приводят к размягчению, фибрилляции, изъязвлению и уменьшению толщины суставного хряща, а также к остеосклерозу с резким утолщением и уплотнением кортикального слоя (эбурниации) субхондральной кости, формированию остеофитов и развитию суб-хондральных кист. Клинически остеоартроз про-
является артралгиями, болезненностью и ограниченностью движений, крепитациями, периодическим появлением выпота в полости сустава, воспалительным процессом разной степени выраженности без системных проявлений» [4].
Последнее определение наиболее полно отражает также и патогенетические особенности остеоар-троза.
Классификация
На сегодняшний день имеется Международная статистическая классификация болезней и проблем, связанных со здоровьем (Х пересмотр). В ней артроз находится в блоке М15-М19. Кроме того, в клинической практике используют различные классификационные критерии, основанные на систематизации клинических и рентгенологических признаков артроза: Американской коллегии ревматологов [5], классификации, построенной на оценке артроза различной локализации [6, 7] и др.
Медико-социальное значение
Артроз — наиболее распространенная форма суставной патологии: 10—12 % населения страдают этим заболеванием. Рентгенологические обследования, а также аутопсия показали, что начиная с 30-летнего возраста увеличивается количество дистрофических нарушений в суставах. В западных странах рентгенологические признаки артроза встречаются у большинства лиц старше 65 лет и практически у каждого человека после 75— 80 лет обнаруживаются признаки суставной патологии [8, 9].
Наиболее высокая частота артроза характерна для коленного, тазобедренного, локтевого суставов и суставов кистей. Заболеваемость остеоартрозом в Украине составляет 497,1, распространенность — 2200,6 на 100 тыс. населения [10, 11]. Наиболее высокая динамика показателей распространенности артрозов и заболеваемости в 2001 г. имела место в Ивано-Франковской области — 962,3 на 100 тыс.
населения, наименьший показатель зафиксирован для Ровенской области — 239,3 на 100 тыс. человек.
В США более 20 млн взрослого населения имеют клинические признаки артроза. Среди жителей США старше 30 лет симптоматический гонартроз встречается у 6 %, а коксартроз — приблизительно у 3 % населения. В Великобритании у населения возрастной группы старше 35 лет рентгенологические признаки артроза обнаруживаются у 70 % женщин и 69 % мужчин. У жителей Ямайки возрастной группы 35—64 года у 62 % женщин и 54 % мужчин имеют место признаки артроза.
Темнокожие жители Южной Африки также имеют высокий процент артрозов после 35 лет, у мужчин заболеваемость составляет 53 %, у женщин — 60 %. Коксартроз чаще обнаруживается у населения Кавказа, значительно меньше — среди жителей Китая или Африки. В популяции белокожих жителей Северной Америки и Северной Европы около 1/3 жителей в возрасте от 25 до 74 лет имеют рентгенологические признаки остеортроза, поражающего кисти рук, суставы стопы, коленный и тазобедренный.
Традиционно считают, что холодный и влажный климат усиливает проявление клинических симптомов заболевания. Однако у жителей Аляски процент остеоартроза намного ниже, чем в других популяциях: после 40 лет 24 % женщин болеют остеоартрозом и 22 % — мужчин [12].
Для каждого сустава скелета характерна определенная кинетика развития патологического процесса. При увеличении возраста к наиболее поражаемым суставам могут быть отнесены коленный и локтевой, в меньшей мере — плечевой. Промежуточное положение между ними занимают тазобедренные суставы, частота патологии в которых к 80—95 годам достигает 60 %.
Анализ распространенности артроза свидетельствует о неодинаковой частоте его возникновения в различных странах мира, а также о наличии преимущественного поражения тех или иных суставов.
Имеют место половые различия в проявлении патологии. До 50-летнего возраста у мужчин выше распространенность артроза по сравнению с женщинами, однако после 50 лет у женщин чаще наблюдается артроз коленных суставов, кисти и стопы.
Артроз у лиц молодого возраста чаще всего является последствием перенесенных травм, воспалительных процессов, врожденных заболеваний опорно-двигательного аппарата, дифференцированной и недифференцированной дисплазии соединительной ткани.
Факторы, ассоциируемые с остеоартрозом
I. Генетические факторы
1. Пол
2. Наследственные нарушения коллагена II типа (например, синдром Стиклера)
3. Мутации гена коллагена II, IX и X типов, фактора роста и пролиферации (FGD-5)
4. Другие наследственные заболевания костей и суставов
5. Нарушения развития сустава (дисплазии)
6. Раса/этничность
II. Негенетические (ненаследуемые) множественные факторы
1. Возраст
2. Избыточный вес
3. Нарушение эндокринного баланса организма, в т.ч. снижение секреции эстрогенов (т.е. период постменопаузы)
4. Метаболические нарушения в организме
5. Состояние эндокринной системы
6. Анатомические деформации
7. Дефицит (или избыток?) в организме микроэлементов
8. Следствие проявления патологического процесса в пояснично-крестцовом отделе позвоночника (hip-spine syndrome), плечелопаточный периартрит
9. Воспалительный процесс в суставе
10. Раса/этничность
11. Инфекционно-аллергические факторы
12. Гиподинамия
13. Факторы окружающей среды:
— переохлаждение;
— нарушение экологического равновесия, действие химических токсикогенов;
— травма сустава, неоднократные микротравмы;
— предыдущие операции на суставах (например, менискэктомия);
— род занятий и физическая активность на работе;
— занятия спортом.
Патоморфологическая картина артроза
Различают две основные формы остеоартро-за: первичный, или идиопатический, остеоартроз, этиология которого неизвестна, и вторичный, возникновение которого обусловлено нарушениями в суставе, вызванными воздействием факторов, перечисленных выше. Четких границ в проявлении дегенерации между первичным и вторичным артрозом не существует.
Основу повреждения при остеоартрозе составляют нарушения суставного хряща, проявляющиеся снижением клеточного состава, апоптозом клеток, нарушением организации матрикса как колла-геновой структуры, так и основного вещества, что сопровождается истончением суставного покрытия и его потерей на участках [13]. При артрозе меняется фенотип хондроцитов, в результате чего вместо фибриллярного коллагена II типа они синтезируют преимущественно нетипичный для суставного хряща нефибриллярный коллаген III типа и аггрекан с нарушенной структурой за счет деполимеризации макромолекул, сопровождающейся образованием мономеров и белково-полисахаридных молекул с низкой молекулярной массой. Синтезированные протеогликаны слабо связываются с гиалуроновой
Таблица 1. Степень поражения суставного хряща при артрозе [14]
Степень 0 Здоровый хрящ
Степень 1 Поверхностная зона интактна, присутствует отек и/или разволокнение матрикса, пролиферация и гипертрофия хондроцитов
Степень 2 Степень 1 + нарушение целостности поверхностной зоны, снижение окраски матрикса в 1/3 (верхний отдел) промежуточной зоны, нарушение ориентации колонн хондроцитов в глубокой зоне
Степень 3 Степень 2 + снижение окраски матрикса в 2/3 области глубокой зоны + новообразование коллагеновых волокон, формирование вертикальных трещин
Степень 4 Отслоение поверхностной зоны, нарушение матрикса суставного хряща с формированием кист и эрозий
Степень 5 Обнажение подлежащей кости
Степень 6 Неравномерность суставного покрытия на участках за счет обнажения подлежащей кости, ремоделирование кости, формирование остеофитов, микропереломы, нарушение регенерации
кислотой, а формирующиеся комплексы — с кол-лагеновой сетью хряща, что способствует их нестабильности, и они легко вымываются из матрикса. Структурные нарушения в комплексе с метаболическими и биомеханическими приводят к формированию остеофитов. Как результат нарушений, в патологический процесс вовлекается весь сустав, в том числе и мягкотканные структуры. Развивается синовит, прогрессирует слабость мышц и связок.
Процесс регенерации суставного хряща при артрозе носит аномальный характер и заключается в формировании изогенных групп клеток (до 10 хон-дроцитов), редко располагающихся на территории матрикса с нарушенной организацией.
На основе анализа гистологических изменений суставного хряща Международным обществом по изучению остеоартроза (OARSI) предложена новая классификация, позволяющая выделить 6 степеней и 4 стадии поражения суставного хряща (табл. 1, 2).
Механизмы развития остеоартроза
Отдельные патогенетические звенья артроза представлены ниже.
Избыточные нагрузки на суставы_
Значительную роль в патогенезе артроза играет несоответствие между механической нагрузкой на суставную поверхность хряща и адаптационно-компенсаторными возможностями хрящевой ткани. Поэтому артроз часто развивается у лиц, выполняющих тяжелую физическую работу, сопряженную с перегрузками суставов, у спортсменов, например у теннисистов (локтевой сустав), кузнецов (плечевой сустав), маляров (лучезапястный сустав) и др. Хронической микротравматизации суставного хряща способствуют дисплазии и гипермобильность суставов. В целом риск развития ар-
Таблица 2. Стадии поражения суставного хряща в зависимости от объема (%) дегенерации
Стадия 0 Нет признаков артроза
Стадия 1 < 10 %
Стадия 2 10-25 %
Стадия 3 25-50 %
Стадия 4 > 50 %
троза у лиц с врожденными дефектами опорно-двигательной системы значительно повышен.
Важное значение в развитии артроза имеют травматические повреждения — внутрисуставные переломы, вывихи, разрывы связок и сухожилий, перенесенные операции на суставах или переломы костей, прилежащих к суставу.
Неадекватные механические нагрузки приводят к разрушению клеток и нарушению фенотипа хон-дроцитов, что сопровождается повышением биосинтеза провоспалительных цитокинов, протеоли-тических ферментов и снижением биосинтеза хон-дроцитами основных макромолекул матрикса — коллагена и протеогликанов.
Провоспалительные цитокины и ферменты в разрушении суставного хряща_
К дегенерации суставного хряща приводит повышенный биосинтез провоспалительных цитокинов. Клетками синовиальной мембраны, в основном си-новиоцитами макрофагального типа, продуцируются провоспалительные цитокины, которые, поступая в синовиальную жидкость, влияют на функционирование хондроцитов суставного хряща, стимулируя биосинтез интерлейкина-1 (ИЛ-1), -3, -4, фактора некроза опухоли альфа, оксида азота и матриксных металлопротеаз. Синовиоциты выступают как главный источник биосинтеза катаболи-ческих ферментов, вовлеченных в процесс остеоартроза: коллагеназ-1, -2 и -3, стромелизина-1 и же-латиназы 92 кД. Оксид азота в высоких концентрациях нарушает биосинтез макромолекул матрикса суставного хряща и вызывает апоптоз хондроцитов. Разрушение аггрекана — основного протеогликана суставного хряща — осуществляется аггреканазой, обладающей свойствами металлопротеаз.
Существуют естественные ингибиторы цитоки-нов, которые способствуют связыванию цитокинов с рецепторами клеточных мембран (ИЛ-1РА, ИЛ-1 РА, ИЛ-1 бета, рр55 и рр75 и др.) [11]. По всей вероятности, при артрозе существует дисбаланс провоспалительных и воспалительных цито-кинов.
Фактор гипоксии и артроз_
В развитии артроза принимают участие многие факторы, среди которых ведущее место зани-
мает гипоксия и ишемия. Определен транскрипционный фактор, индуцирующий гипоксию (Н№-2 альфа), играющий важную роль в регуляции чувствительности клеток к метаболическому и оксида-тивному стрессу [15, 16]. Повышение уровня Н№-2 альфа негативно отражается на состоянии суставного хряща, так как этот белок стимулирует функционирование протеаз, осуществляющих катабо-лические процессы в суставном хряще. Этот фактор является регулятором процессов энхондраль-ной оссификации, индуцируя NF-кB сигнальный путь, контролируя прогрессирование артроза и развитие остеофитов. Авторы считают, что в будущем он может быть рассмотрен как терапевтическая мишень остеоартроза, поскольку низкий уровень Н№-2 альфа способствует защите хряща от дегенерации и формирования остеофитов.
Иммунные нарушения и артроз_
Проблема аутоиммунных процессов в патогенезе остеоартроза активно изучается. Разрушение матрикса суставного хряща, в частности коллагена и протеогликанов, фрагментов, попадающих в полость сустава, сопровождается их фагоцитозом лейкоцитами, что влечет за собой высвобождение медиаторов воспаления, лизосомальных ферментов. Клинически это проявляется явлениями синовита и развитием иммунных реакций клеточного и гуморального иммунитета на продукты распада. Сенсибилизация продуктов распада Т- и В-лимфоцитов проявляется повышенной выработкой лимфокинов, образованием иммунных комплексов, антител к хрящевой ткани и синовиальной мембране. Это приводит к фибротизации синовиальной мембраны, нарушает выработку синовиальной жидкости, что отражается на питании и лубрикации суставного хряща. Развивающийся иммунопатологический процесс в суставном хряще и синовиальной оболочке замыкает дегенерацию хряща. Одним из звеньев аутоиммунных нарушений в патогенезе может быть белок фибулин, выделенный из синовиальной жидкости, к которому у 23,9 % больных остеоартрозом обнаружены антитела [17].
Ожирение и артроз_
Выявлены особенности механизмов развития артроза у пациентов с ожирением. Повышение индекса массы тела более 25—27 усл.ед. увеличивает риск развития артроза на 15 % [8]. При этом как основу факторов риска развития дегенерации суставного хряща рассматривают продукты биосинтеза клетками жировой ткани провоспалительных медиаторов и адипокинов, в частности лептина [18]. Повышенное содержание интерлейкина-6 и лептина выявлено у людей пожилого возраста при коксартрозе. Агрессивной клеткой выступает макрофаг, секретирующий провоспалительные ци-токины — интерлейкин-6 и фактор некроза опухолей альфа. При этом характер распределения под-
кожной жировой клетчатки (центральный или периферический) не влияет на вероятность развития гонартроза.
Субхондральная кость и остеоартроз_
Дискутируются вопросы изменений субхондральной кости в патогенезе остеоартроза. Имеется двоякая точка зрения на систему «суставной хрящ — субхондральная кость».
С одной стороны, увеличение микротрещин в суставном хряще вследствие повышенной механической нагрузки, формирование участков без покрытия приводит к увеличению жесткости субхон-дральной кости. Это проявляется снижением амортизирующих свойств суставного хряща и, в свою очередь, инициирует и поддерживает в нем дегенеративные проявления. Кроме того, в субхондральной кости при остеоартрозе зафиксировано увеличение скорости ремоделирования, как повышение резорбции, так и костеобразования, что проявляется склерозированием и формированием кист в этой области. Было выявлено, что у больных коксартро-зом в остеоцитах и остеобластах субхондральной костной ткани повышен уровень биосинтеза метал-лопротеаз и щелочной фосфатазы, нарушается биосинтез коллагена. В экспериментах in vitro доказано, что клетки костной ткани, полученные от пациентов с артрозом, влияют на биосинтез гликозами-ногликанов в суставном хряще. Возможно, побудительным механизмом является повышенная секреция остеокальцина и провоспалительных цитоки-нов, способных модифицировать хрящевой метаболизм.
С другой стороны, эти нарушения в субхондраль-ной кости исследователи рассматривают как первичное звено, способствующее инициации остео-артроза. Доказательства этого были получены в эксперименте на животных [19].
Нарушение эндокринного баланса организма
В настоящее время доказано, что гормональные влияния являются существенными регуляторами на этапах роста и развития хрящей, а хондроциты имеют специфические рецепторы к ряду гормонов: тироксину, инсулину, глюкокортикоидам, сома-тотропину, эстрадиолу, андрогенам и пролактину. Нарушение эндокринного баланса организма рассматривается как фактор риска, приводящий к изменению равновесия между анаболическими и ка-таболическими процессами в суставном хряще и, как следствие, — развитию дегенерации [12]. Однако многие аспекты и механизмы воздействия гормонов на суставной хрящ до настоящего времени не раскрыты.
Таким образом, изучение доли вклада факторов риска в патогенез такой сложной и распространенной патологии, как артроз, расширяет представления об этом заболевании и позволяет разработать специфические мероприятия подходов к диагностике и лечению.
^исок литературы
1. Cervini C. J'artrosi terminología // R. Margolongo, J'artrosi. — Milan: Realizzazioni scientifiche, 1996. — P. 15-19.
2. Артрозы. Большая медицинская энциклопедия. — М., 1975. — Т. 2. — 679 с.
3. Энциклопедический словарь медицинских терминов: В 3 томах / Гл. ред. Б.В. Петровский. — М.: Советская энциклопедия, 1982. — Т. 1. — С. 94.
4. Creamer P., Goldberg M.C. Osteoarthritis // The Lancet. — 1997. — Vol. 350. — Р. 503-509.
5. Altman R., Alarcon G., Appelrouth D. et al. The American College of Rheumatology criteria for classification and reporting of osteoarthritis of the hip // Arthritis Rheum. — 1991. — Vol. 34. — P. 505-514.
6. Altman R., Alarcon G., Appelrouth D. et al. The American College Rheumatology criteria for the classification and reporting of osteoarthritis of the hand // Arthritis Rheum. — 1990. — Vol. 33. — P. 1601-1610.
7. Altman R., Asch E., Blochj D. et al. Development of criteria for classification and reporting of osteoarthritis. Classification of osteoarthritis of the knee. Diagnostic and therapeutic criteria committee of the American rheumatism association // Arthitis Rheum. — 1986. — Vol. 29. — P. 1039-11049.
8. Остеоартроз: консервативная терапия. Монография / Авт. кол.: Н.А. Корж, А.Н. Хвисюк, Н.В. Дедух и др. Под ред. Н.А. Коржа, Н.В. Дедух, И.А. Зупанца. — Харьков: Золотые страницы, 2007. — С. 14-47.
9. Поворознюк В.В. Остеоартроз: современные принципы лечения // Новости медицины и фармации. — 2004. — Т. 144, № 4. — С. 10-11.
10. Коваленко В.М., Корнацький В.М., Шуба Н.М. та in. Ревматичш хвороби в Украшк сучасний стан проблеми i надання медично! допомоги та шляхи покращання. — К., 2004. — С. 23-26.
11. Коваленко В.Н., Борткевич О.П. Остеоартроз. — К.: Морюн, 2003. — 448 с.
12. Peyron J.C., Altman R.D. Osteoarthritis: diagnosis and medical surgical management. — 2nd ed. — Philadelfia, Pa: WB Sauders Company, 1992. — P. 15-37.
13. Pritzker K.P.H.S., Gay S.A. Osteoarthritis cartilage histo-pathology: grading and staging // Osteoarthritis and cartilage. — 2006. — Vol. 14. — P. 13-29.
14. Saito T., Kawaguchi H. HIF-2a as a possible therapeutic target of osteoarthritis // Osteoarthritis Cartilage. — 2011. — Vol. 8, № 12. — Р. 1552-1556.
15. Saito T, Kawaguchi H. Transcriptional regulation of osteoarthritis // Clin. Calcium. — 2011. — Vol. 21, № 6. -Р. 853-859.
16. Xiang Y., Sekine T., Nakamura H. et al. Fibulin-4 is a tar-getof autoimmunity predominantli in patients with osteoarthri-tis // J. Immunol. — 2006. — Vol. 176. — Р. 3196-3204.
17. Richette P., Funk-Brentano T. What is New on Osteoarthritis Front // Eur. Musculoskeletal Rev. — 2010. — Vol. 5, № 2. — Р. 8-10.
18. Watson P.J., Hall L.D. Degenerative joint disease in the guinea pig. Use of magnetic resonance imaging to monitor progression ofbone pathology // Arthritis Rheum. — 1996. — Vol. 39, № 8. — Р. 1327-1337.
Получено 15.04.12 ■
