CC BY
23Scientific Journal Impact Factor (SJIF 2022=5.016) Passport: http://sjifactor.com/passport.php?id=22257
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ОСТЕОАРТРОЗА КОЛЕННОГО
СУСТАВА У КРЫС НА ФОНЕ ВНУТРИСУСТАВНОГО ВВЕДЕНИЯ
ОБОГАЩЕННОЙ ТРОМБОЦИТАМИ АУТОЛОГИЧНОЙ ПЛАЗМЫ
Абдусалом Хабибуллаевич Зиядуллаев
Преподаватель Бухарского государственного медицинского института
АННОТАЦИЯ
Мы оценили морфологические изменения в гиалиновом хряще коленного сустава у 30 половозрелых крыс линии Вистар с экспериментальным остеоартритом коленного сустава после внутрисуставной терапии обогащенной тромбоцитами аутоплазмой. Было показано, что остеоартроз коленного сустава включает повреждение и разрушение суставного хряща, связанное с пролиферацией сосудов и гранулематозным воспалением. Применение внутрисуставной аутоплазмотерапии, обогащенной тромбоцитами, привело к уменьшению дегенеративно-дистрофических изменений в хряще, улучшению тинкториальных свойств суставного матрикса.
Ключевые слова: остеоартроз, суставной хрящ, богатая тромбоцитами аутоплазма, коленный сустав, экспериментальное исследование.
ВВЕДЕНИЕ
Деформирующий остеоартроз - гетерогенная группа заболеваний суставов различной этиологии, но с идентичными биологическими, морфологическими и клиническими признаками и исходом, связанным с потерей гиалинового хряща и сопутствующим поражением других анатомических структур и тканей сустава (субхондральная кость, синовиальная оболочка, связки, капсула сустава, околосуставные сухожилия и мышцы).
Гиалиновый хрящ содержит относительно небольшое количество клеток, окруженных большим количеством межклеточного матрикса. Хондроциты участвуют в регуляции синтеза и дегра- дации компонентов хрящевого матрикса, причем в норме эти процессы находятся в равновесии [5]. Под воздействием множества факторов баланс процессов деградации и репарации нарушается, что впоследствии обуславливает развитие остеоартроза, проявляющегося дегенеративно-дистрофическими изменениями в структуре гиалинового хряща и субхондральной кости, воспалением в окружающих мягких тканях, нарушением физико-химических свойств синовиальной жидкости [5, 9].
Scientific Journal Impact Factor (SJIF 2022=5.016) Passport: http://sjifactor.com/passport.php?id=22257
Возможность управления биологическим потенциалом собственного организма и использования его в лечебном процессе представляется весьма перспективным и уже находит подтверждение в ряде работ, посвященных обогащенной тромбоцитами плазме (ОТП). Содержание в ОТП большого количества факторов роста, которые могут одномоментно или постепенно выделяться в окружающие ткани, предполагает возможность воздействия на течение воспалительного процесса в суставе и ремоделирование гиалинового хряща [2, 9]. Существующие экспериментальные исследования на этот счет остаются дискутабельными и пока не позволяют составить целостное представление о патоморфозе структурных изменений хрящевой ткани после применения ОТП на фоне остеоартроза [4, 7, 8].
Оценить морфологические изменения в струк- туре гиалинового хряща коленного сустава при экспериментальном остеоартрозе после внутри -суставного введения ОТП.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Материалом для экспериментального исследования послужили 30 половозрелых крыс линии Wistar массой (250 ± 2,2) г. Лабораторные животные были распределены на 3 группы по 10 животных в каждой (2 экспериментальные и 1 контрольная). Все манипуляции у животных 3 групп были выполнены под общим обезболиванием с использованием препарата «Рометар» по методике, описанной фирмой производителем. В двух экспериментальных группах моделировали остеоартроз путем внутрисуставного введения 10%-й суспензии стерильного талька [1].
Через 30 дней после моделирования остеоартроза животным экспериментальной группы № 2 проводили двухкратное внутри- суставное введение 0,2 мл ОТП с периодичностью 1 раз в 21 день [9].
Животным контрольной группы проводили однократное внутрисуставное введение 0,2 мл 0,9%-го раствора NaCl. Все внутрисуставные инъекции осуществляли из стандартного передневнутреннего доступа в левый коленный сустав.
Через 1 месяц после проведения внутрисуставных инъекций животных выводили из эксперимента путем введения летальной дозы рометара, вычленяли левую бедренную кость для последующего морфологического исследования.
Хрящевую ткань с субхондральной костью фиксировали в 10%-м растворе нейтрального забуференного формалина (рН 7,4) в течение 24 часов (Newell K. J., et al., 2001). Проводили бескислотную декальцинацию в растворе эти-лендиаминтетраацетате натрия стандартной концентрации. После полного
Scientific Journal Impact Factor (SJIF 2022=5.016) Passport: http://sjifactor.com/passport.php?id=22257
удаления из костной ткани минерального компонента выпол- няли стандартную гистологическую проводку по спиртам возрастающих концентраций и препараты заключали в парафин, после чего изготовляли срезы толщиной 6-8 микрон, окрашивали гематоксилином и эозином по Маллори (Киясов А. П., 2001; Коржевский Д. Э., 2005).
Фотопротоколирование микроскопических изменений производили с использованием ком- плекса, включающего микроскоп «Axio Scope» (Carl Zeiss, Германия) и цифровую фотокамеру «Power Shot» (Canon, Япония).
Морфометрический анализ осуществляли с помощью компьютерной программы «Видео ТестМорфо-4» (Россия). Для оценки морфологи- ческих показателей определяли толщину сустав- ного хряща (L, мкм) и объемную долю хондроцитов по отношению к матриксу (ОД, %).
Результаты экспериментов обрабатывали методами базисного статистического анализа с использованием программ «Видео Тест- Морфо-4» (Microsoft, США) и «STATISTICA 6.0» (Stat Soft Inc., США).
Анализ параметров при нормальном рас- пределении значений проводили с помощью критерия Стьюдента, анализ непараметрических количественных признаков - с помощью критерия Манна-Уитни. Для сравнения качественных признаков использовали критерии %2 и Фишера. Значимыми считали различия, если вероятность ошибки не превышала р < 0,05. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Проведенное исследование показало, что в контрольной группе животных суставной гиалиновый хрящ имел толщину (330 ± 17,3) мкм и характерное гистологическое строение. Поверхностные хондроциты характеризовались уплощенной формой и располагались поодиночке в хрящевом матриксе. Хондроциты переходной и базальной зон имели округлую форму и располагались в составе изогенных групп рядами, ориентированными перпендикулярно к суставной поверхности. Объемная доля хондроцитов составляла (13,7 ± 1,1) % (табл. 2). Морфологические признаки дегенеративно- дистрофических процессов не визуализировались (рис. 1 а). Иммунохимическая реакция по Маллори выявляла равномерное расположение коллагеновых волокон, отсутствие очагов оссификации (рис. 2 а).
Scientific Journal Impact Factor (SJIF 2022=5.016) Passport: http://sjifactor.com/passport.php?id=22257
После моделирования остеоартроза происходило уменьшение толщины суставного хряща до (121 ± 20,4) мкм (р < 0,05) и снижение объемной доли хондроцитов до (1,2 ± 0,6) % (р < 0,05). Во всех зонах были отмечены множественные «пустые лакуны» и хондроциты с кариопикнозом, обширные участки деструкции суставной поверхности с разрастанием соединительной ткани, в толще которой определялось гранулематозное воспаление с выраженной гистиомакрофагальной инфильтрацией и гигантскими
многоядерными клетками типа инородных тел, полнокровием кровеносных сосудов и неравномерным отеком межклеточного вещества (рис. 1 б).
При гистохимическом исследовании в суставном хряще отмечали неравномерность окрашивания коллагеновых волокон с выраженным нарушением тинкториальных свойств матрикса хрящевой ткани. В участках склероза волокна коллагена были окрашены наиболее интенсивно (рис. 2 б).
После введения ОТП на фоне экспериментального остеоартроза морфометрически было установлено увеличение толщины суставного хряща до (275 ± 18,9) мкм (р < 0,05) и объемной доли хондроцитов до (18,4 ± 2,0) % (р < 0,05).
Различали три отграниченные друг от друга зоны с типичными для остеоатроза дегенеративными изменениями, но выраженными в меньшей степени. В поверхностной зоне контуры суставной поверхности выглядели ровными.
Несмотря на наличие «пустых» лакун и хондроцитов с признаками распада и образованием апоптозных телец, определяли увеличение количества как отдельно расположенных хондроцитов, так и их изогенных групп во всех зонах (рис. 1 в).
В промежуточной зоне происходила очаговая оссификация межклеточного вещества, что было особенно заметно при окраске по Маллори. Равномерность распределения коллагеновых волокон и тинкториальные свойства хрящевого матрикса сохранялись во всех зонах (рис. 2 в).
Scientific Journal Impact Factor (SJIF 2022=5.016) Passport: littp://sjif(ictor.com/passport.php?id=22257
Рис. 1. Различная степень выраженности дегенеративно-
дистрофических изменений
суставного гиалинового хряща у экспериментальных групп.
Окраска гематоксилином и эозином. Увеличение х200: а - контрольная группа; б - экспериментальная группа № 1; в - экспериментальная группа № 2.
крыс
Морфометрические параметры суставного гиалинового хряща у животных
экспериментальных групп
Объемная доля
Экспериментальные группы Толщина, мкм хондроцитов, %
Контрольная 330 ± 17,3 13,7 ± 1,1
Экспериментальная № 1 121 ± 20,4* 1,2 ± 0,6*
Экспериментальная № 2 275 ± 18,9** 18,4 ± 2,0**
Рис. 2. Изменения тинкториальных свойств матрикса хрящевой ткани у крыс экспериментальных групп.
Scientific Journal Impact Factor (SJIF 2022=5.016) Passport: http://sjifactor.com/passport.php?id=22257
Окраска по Маллори. Увеличение х400: а - контрольная группа; б - экспериментальная группа № 1; в - экспериментальная группа № 2
Возникновение и прогрессирование гонартроза обусловлено структурными изменениями в суставном хряще и других тканях коленного сустава. В нормальном суставном хряще процессы деструкции и репарации тканей происходят достаточно медленно, строго контролируются, находятся в равновесии и являются основой физиологического ремоделирования [5].
На сегодняшний день в клинической практике предпринимаются разносторонние попытки воздействия на течение воспалительного процесса в суставе и дегенеративно-дистрофических изменений в гиалиновом хряще.
Роль тромбоцитов в патогенезе остеоартроза, по всей видимости, более многогранна, чем мы сегодня это представляем. Тромбоциты содержат большое количество быстро высвобождаемых веществ, которые участвуют в первой фазе воспаления, влияя на течение воспалительного процесса в суставе, модулируя его длительность и активность. Кровяные пластинки активируют процессы миграции и активации лейкоцитов, а также репарацию в тканях, что определяет перспективу широкого применения содержащих их лекарственных форм в клинической практике.
Высокий уровень бета-тромбоглобулина, тромбоцитарного фактора 4 в ОТП стимулирует воспалительный ответ, активируя миграцию нейтрофилов. В тоже время ОТП может разрешать воспаление, восстанавливая эндотелиальный барьер путем высвобождения гепатоцитарного фактора роста, VEGF и TGF-b [6, 10]. Высвобождение биологически активных веществ из гранул тромбоцитов, с одной стороны, подавляет активность металлопротеиназ, а с другой - стимулирует пролиферацию, что обуславливает хондропротективное действие ОТП. Из литературных источников известно также, что ОТП in vitro стимулирует выработку хондро- цитами коллагена II типа, снижает уровень апоптоза хондроцитов [7].
Полученные результаты не вступают в противоречие с теоретическими данным о влиянии ГК как ингибитора экссудации, образования провоспалительных медиаторов и как составляющей метаболизма матрикса. Применение ОТП, обладающей двояким действием как на про так и на противовоспалительные цитокины, и значительно увеличивающей
концентрацию различных факторов роста, в кратчайший срок повышает
Scientific Journal Impact Factor (SJIF 2022=5.016) Passport: http://sjifactor.com/passport.php?id=22257
пролиферативную активность грануляционной ткани и приводит к активации поврежденной ткани хряща, таким образом разрешая воспалительный процесс. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
При моделировании остеоартроза в коленном суставе у половозрелых крыс линии Wistar возникают грубые структурные изменения в суставном хряще, вплоть до его полного разрушения, сопровождающегося сосудистой пролиферацией и гранулематозным воспалением.
Введение ОТП на фоне развившегося остеоартроза сопровождается снижением выраженности дегенеративно-дистрофических изменений, улучшением показателей тинкториальных свойств матрикса суставного хряща.
REFERENCES
1. Котельников Г. П., Ларцев Ю. В., Махова А. Н. Сравнительная оценка структурных изменений тканей сустава при различных моделях экспериментального артроза // Казанский медицинский журнал. - 2006. - № 1. -С. 31-35.
2. Обогащенная тромбоцитами аутологичная плаз- ма в лечении пациентов с гонартрозом III стадии / Д. А. Маланин, В. В. Новочадов, С. А. Демкин и др. // Травматология и ортопедия России. - 2014. - № 3. - С. 52-59.
3. Andia I., Sanchez M., Maffulli N. Joint pathology and platelet-rich plasma therapies // Expert Opin. Biol. Ther. - 2012.- Vol. 1, № 1. - P. 7-22.
4. Guner S., Buyukbebeci O. Analyzing the effects of platelet gel on knee osteoarthritis in the rat model. Clin. Appl. Thromb. Hemost. - 2013. - Vol. 19. - P. 494-498.
5. Hedbom E., Hauselmann H. J. Molecular aspects of pathogenesis in osteoarthritis: the role of inflammation // Cell. Mol. Life Sci. - 2002. - Vol. 59. - P. 45-53.
6. Y. T. Lin, B. L. Chiang, et al. // Osteoarthr. Cartil. - 2006. - Vol. 12. - P. 12371247.
7. Influence of platelet-rich plasma on chondrogenic differentiation and proliferation of chondrocytes and mesenchymal stem cells / A. Drengk, A. Zapf, E. K. Stur- mer, et al. // Cells Tissues Organs. - 2009. - Vol. 189,
8. № 5. - P. 317-326.
9. Kwon D. R., Park G. Y., Lee S. U. The effects of intra-articular platelet-rich plasma injection according to the severity of collagenase induced knee osteoarthritis in a rabbit model // Ann. Rehabil. Med. - 2012. - Vol. 6,
10. № 4. - P. 458-465.
11. Platelet-rich plasma: why intra-articular? A sys- tematic review of preclinical studies and clinical evidence on PRP for joint degeneration / G. Filardo, E. Kon, A.
Scientific Journal Impact Factor (SJIF 2022=5.016) Passport: http://sjifactor.com/passport.php?id=22257
Roffi, et al. // Knee Surg. Sports Traumatol. Arthrosc. - 2015. - Vol. 23. - P. 24592474.
12. Walshe T. E., Dole V. S., Maharaj A. S. R. Inhibi- tion of VEGF or TGF-beta signaling activates endothelium and increases leukocyte rolling // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. - 2009. - Vol. 29. - P. 1185-1192.
13. Amrilloevich N. D. Features of the application of external osteosynthesis in gonarthrosis //Asian journal of Pharmaceutical and biological research. - 2021. - Т. 10. - №. 2.
14. Ziyadullaev А., Nurmonov S., Parmonov A. Study of the catalytic reaction of acetylene with cyanuric acid //Journal of science. Lyon. - 2020. - №. 8-1. - С. 11-14.
15. Amrilloevich N. D. et al. INTRA-ARTICULAR PLATELET-RICH PLASMA INJECTIONS INTO THE KNEE IN PATIENTS WITH EARLY OSTEOARTHRITIS //Asian journal of pharmaceutical and biological research. - 2021. - Т. 10. - №. 3.
16. Uli Z. A. K., Amrilloevich N. D. MORPHOLOGICAL CHANGES IN THE HYALINE CARTILAGE OF THE KNEE JOINT AGAINST THE BACKGROUND OF INTRA-ARTICULAR ADMINISTRATION OF THE PREPARATION OF HYALURONIC ACID IN RATS WITH EXPERIMENTAL OSTEOARTHRITIS //Asian journal of pharmaceutical and biological research. - 2021. - Т. 10. - №. 3.
17. Qizi R. G. B. OZBEK FOLKLORIDA TOL OBRAZINING O'ZIGA XOS TALQINLARI //НамДУ илмий ахборотномаси. - 2020. - Т. 1. - С. 5,311-319.
18. Bahronovna R. G. Epic Interpretations of the Image of Trees in Uzbek Folk Tales //European Journal of Life Safety and Stability (2660-9630). - 2021. - Т. 12. - С. 330334.
19. Рустамова Г. Б. HISTORICAL-MYTHOLOGICAL BASES OF IMAGES ASSOCIATED WITH TREES IN FOLKLORE.
20. Шербекова Г. Я. АФСОНА ВА РИВОЯТЛАРДА "ДАЁТ ДАРАХТИ" ОБРАЗИ ИФОДАЛАНИШИГА ОИД АЙРИМ МУЛОХАЗАЛАР //Scientific progress. - 2022. - Т. 3. - №. 2. - С. 244-250.
21. Uktamovich H. B., Shavkatovich A. S. OPTIMIZATION OF BLOCKING INTRAMEDULLARY OSTEOSYNTHESIS METHODS FOR FEMORAL FRACTURES //Asian journal of pharmaceutical and biological research. - 2021. - Т. 10. - №. 3.
22. Mirzamurodov H. H. et al. OPTIMIZATION OF TOTAL HIP ARTHROPLASTY FOR DYSPLASTIC COXARTHROSIS //Новый день в медицине. - 2020. - №. 4. - С. 667-672.
