CC BY
51
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2021 - V. 28, № 1 - P. 35-40
УДК: 616.72-002:616.728.3:57.084.1 DOI: 10.24412/1609-2163-2021-1-35-40
ХИРУРГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ФОРМИРОВАНИЮ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ПОСТТРАВМАТИЧЕСКОГО ОСТЕОАРТРОЗА КОЛЕННЫХ СУСТАВОВ И ЕГО СТРУКТУРНО-МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ
ПАТТЕРНЫ
Е.В. ГЛАДКОВА
Научно-исследовательский институт травматологии, ортопедии и нейрохирургии ФГБУ ВО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского» Минздрава России, ул. им. Н.Г. Чернышевского, д. 148, г. Саратов, Саратовская область, 410002, Россия, e-mail: gladkowa.katya@yandex.ru
Аннотация. Травматические повреждения коленных суставов в 36-60% случаев являются пусковым механизмом возникновения посттравматического остеоартроза, характеризующегося дегенеративно-дистрофическими процессами в скелетных соединительных тканях с их вторичной альтерацией и пролиферацией вследствие выраженной провоспалительной активности. Используемые в ревматологической и ортопедической практике терапевтические и хирургические стратегии, направленные на коррекцию метаболических и структурных нарушений при посттравматическом остеоартрозе носят преимущественно симптоматический характер, что обусловливает актуальность экспериментального изучения основных его патогенетических паттернов и экстраполирования их в клиническую практику. Цель исследования - осуществить хирургическое моделирование посттравматического остеоартроза коленных суставов у крыс путем хирургического нарушения целостности передней крестообразной связки, изучить основные патогенетические механизмы ремоделирования костной и хрящевой скелетных тканей в процессе прогрессирования суставной патологии. Материалы и методы исследования. 40 крысам опытной группы интраопера-ционно формировали посттравматический остеоартроз коленных суставов путем перерезания передней крестообразной связки. Еженедельно в течение 4 недель методом мультиплексного анализа в сыворотке крови определяли концентрации фактора роста фибробластов, склеростина, остеопротегерина; методом иммуноферментного анализа - остеокальцина и гиалуро-нана, проводили оценку ортопедического статуса, гистоморфометрическое исследование препаратов тканей коленных суставов. Результаты и их обсуждение. 1. Через неделю после формирования атеросклероза отмечали нарастание содержания склеростина, остеопротегерина и гиалуронана, и снижение остеокальцина против контрольных значений, наличие воспалительно-клеточной инфильтрации, признаки гидратации суставного гиалинового хряща, наличие сильных положительных связей между концентрацией фактора роста фибробластов и остеопротегерина; а также концентрации фактора роста фибробластов и склеростина. 2. К 2-3-й неделе наблюдения происходило снижение силы корреляционных связей между концентрацией фактора роста фибробластов и остеопротегерина и утрата значимости связи концентрации фактора роста фибробластов-склеростина в патогенезе дегенеративно-дистрофических изменений тканей сустава, характеризующихся снижением общего количества хон-дроцитов и нарастанием признаков клеточной дегенерации в виде кариопикноза и кариолизиса на фоне уменьшения содержания склеростина при высоком уровне экспрессии остеокальцина и остеопротегерина. 3. К 4-ой неделе наблюдения отмечали повышенное содержание остеокальцина и гиалуронана, уменьшение плотности и порядка расположения дистрофически измененных хондроцитов в экстрацеллюлярном матриксе суставного гиалинового хряща. Заключение. Экспериментальный посттравматический остеоартроз коленных суставов у крыс, моделируемый нарушением целостности передних крестообразных связок характеризуется существенными структурно-метаболическими нарушениями в скелетных соединительных тканях, отличающимися прогрессирующим снижением хондробластического потенциала вследствие дегенерации и нарушения синтетической активности хондроцитов, перестройкой механизмов субхондрального ремоделирования с преобладанием остеобласти-ческой активности. Различия в доминировании отдельных патогенетических механизмов прогрессирования посттравматического остеоартроза на различных этапах его развития требует разработки дифференцированных подходов к выявлению и коррекции имеющихся нарушений, что необходимо учитывать при разработке диагностических и терапевтических стратегий в отношении данного вида суставной патологии.
Ключевые слова: экспериментальный посттравматический остеоартроз коленного сустава, крысы, передние крестообразные связки, ремоделирование костной и хрящевой ткани, склеростин, остеопротегерин, остеокальцин, фактор роста фиб-робластов 23, гиалуронан.
SURGICAL APPROACHES TO THE FORMATION OF EXPERIMENTAL POST-TRAUMATIC KNEE OSTEOARTHROSIS AND ITS STRUCTURAL METABOLIC PATTERNS
E.V. GLADKOVA
Scientific Research Institute of Traumatology, Orthopedics and Neurosurgery, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «V.I. Razumovsky Saratov State Medical University», the Russian Federation Ministry of Healthcare, N.G. Chernyshevsky Str., 148, Saratov, 410002, Russia, e-mail: gladkowa.katya@yandex.ru
Abstract. The traumatic lesions of knee joints trigger post-traumatic osteoarthrosis (ОА) in 36-60 percent of cases. The disease features degenerative and dystrophic changes in skeletal connective tissues causing their secondary alteration as well as proliferation due to the profound pro-inflammatory activity. Although the aim of therapeutic and surgical strategies used in rheumatology and orthopedic practice is the correction of metabolic and structural lesions in post-traumatic OA, they are mostly symptomatic thus making the experimental studies of its main pathogenetic patterns and introduction of the findings to the clinical practice highly relevant. The research purpose was to create the surgical model of traumatic knee OA in rats through surgical intervention to the anterior cruciate
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2021 - V. 28, № 1 - P. 35-40
ligament and the investigation of the main pathogenetic mechanisms of bone and cartilage skeletal tissue turnover in the articular pathology progress. Material and methods. The post-traumatic knee ОАwas intra-operatively created by anterior cruciate ligament cutting in 40 rats of the experimental group. The concentrations of serum fibroblast growth factor 23 (FGF23), sclerostin (SOST), osteoprotegerin (OPG) were found with the multiplex assay once in each of the 4 weeks of the research, and osteocalcin (OC) as well as hyaluronan (Hy) with ELISA; the assessment of orthopedic status and histomorphometric examination of the knee tissue specimens were also performed. Results. 1. The increases in SOST, OPG, and Hy, as well as the decrease in OC as compared to the control values, were observed in 1 week after OA formation; the inflammatory cell infiltration, signs of hydration in the articular hyaline cartilage, and strong positive FGF23-OPG, as well as FGF23-SOST correlations, were also found. 2. The strength of FGF23-OPG correlation decreased by the 2nd and 3rd weeks of observation, FGF23-SOST correlation lost its significance in the pathogenesis of degenerative and dystrophic changes of the joint tissues that featured the reduction of the total number of chondrocytes and augmentation of cell degeneration signs presented by karyopyknosis and karyolysis along with SOST reduction while OC and OPG expressions remained high. 3. The increase in OC and Hywas observed by the 4th week as well as the decrease of the density and deterioration of alignment of the dystrophic chondrocytes in the extracellular matrix of the articular hyaline cartilage. Conclusion. The experimental post-traumatic knee OA in rats modeled by the surgical interventions to the anterior cruciate ligaments features significant structural and metabolic abnormalities in skeletal connective tissues; their chondroblast potential constantly decays due to the degeneration and disturbance to chon-drocyte synthetic activity as well as the rearrangement of subchondral remodeling mechanisms dominated by the osteoblast activity. The differences in the dominance of individual pathogenic mechanisms of post-traumatic OA progress in various stages of its development requires the elaboration of specific approaches to the detection and correction of the disturbances that should be considered in designing diagnostic and therapeutic strategies for this type of articular pathologies.
Keywords: experimental post-traumatic knee osteoarthrosis, rats, anterior cruciate ligaments, bone and cartilaginous tissue remodelling, sclerostin, osteoprotegerin, osteocalcin, fibroblast growth factor 23, hyaluronan.
Введение. Травматические повреждения крупных суставов нижних конечностей в 36-60% случаев являются пусковым механизмом развития дегенеративно-дистрофических изменений скелетных соединительных тканей, приводящих к возникновению остеоартроза (ОА) [3]. Известно, что в основе патогенетических механизмов посттравматического ОА лежат воспалительные процессы в синовиальной среде суставов со вторичной альтерацией хрящевой ткани на фоне дисбаланса в системе цитокиновой регуляции, сопровождающиеся накоплением в биологических средах продуктов деградации клеточных элементов и фрагментов хрящевого матрикса [9]. Вместе с тем, терапевтические и хирургические стратегии, применяемые в отношении заболеваний суставов данного генеза, носят скорее симптоматический характер, а работы, посвященные объективизации патологических детерминант различных этапов про-грессирования ОА в литературе недостаточны и представлены лишь отдельными наблюдениями. Ударцев Е.Ю. [5], изучив гистоморфологические особенности суставных тканей при ¡-III стадиях посттравматического ОА, учитывая уровни содержания в них ключевых структурных компонентов: гликоза-миногликанов, галактозы, уроновых кислот предположил о сохранении репаративных потенций синовиальной среды суставов вплоть до II стадии заболевания, что открывает определенные перспективы в плане совершенствования лечебных протоколов при ОА. Давыдов Д.А. и соавт. [2] морфологически оценивая пролиферативную активность и апоптотические изменения костной ткани субхондральных отделов головок бедренных костей на основании молеку-лярно-биологических показателей выявили минимальную пролиферативную активность остеобластов и сохранение клеточного состава за счет повышения уровня экспрессии остеоцитами и остеобластами ан-тиапоптотического белка Ьс1-2 при посттравматическом ОА. В то же время, у данной категории пациен-
тов наблюдаются определенные нарушения в системе иммунитета, предопределяющие хронизацию воспалительно-дегенеративных процессов в суставных тканях [6]. Ранее нами при поздних проявлениях (ПЫУ стадии) как первичного, так и посттравматического ОА крупных суставов были выявлены свидетельства необратимой деструкции коллагена I и II типов на фоне признаков угнетения Г-клеточного иммунитета, подтверждающее существенное снижение вплоть до полной утраты регенераторного потенциала [1]. Однако единой концепции относительно особенностей механизмов ремоделирования скелетных соединительных тканей в процессе прогрессирова-ния ОА посттравматического генеза окончательно не сформировано, в связи с чем изучение данного направления в эксперименте и клинике является актуальным направлением исследований.
Цель исследования - осуществить хирургическое моделирование посттравматического остеоарт-роза коленных суставов у крыс путем хирургического нарушения целостности передней крестообразной связки, изучить основные патогенетические механизмы ремоделирования костной и хрящевой скелетных тканей в процессе прогрессирования суставной патологии.
Материалы и методы исследования. В исследование включили 70 лабораторных крыс самцов весом 280-300 г. в возрасте 16-18 месяцев, у 40 из которых (опытная группа) был сформирован посттравматический ОА, основываясь на хирургической его модели [8]. Дестабилизация коленных суставов экспериментальных животных опытной группы осуществлялась путем передней парапателлярной капсулотомии с последующим нарушением анатомической целостности передних крестообразных связок. Кожный разрез выполняли на 3-4 мм. выше надколенника, ориентируясь на место соединения наружной мышцы бедра и сухожилия квадрицепса и рассекая кожу по направлению вниз, следуя скальпелем по внутренней линии надколенника. Разрез заканчивался на 2-3 мм
ВЕСТНИК НОВЫХ МЕДИЦИНСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ - 2021 - Т. 28, № 1 - С. 35-40 JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2021 - V. 28, № 1 - P. 35-40
ниже бугристости большеберцовой кости, а его общая длина составляла порядка 7-9 мм. После рассечения послойно кожи и фасции разреза по заданной траектории, производили вскрытие капсулы сустава и осуществляли пересечение передней крестообразной связки остроконечным скальпелем в межмыщелко-вом пространстве, после чего операционная рана была послойно ушита. По окончании хирургического вмешательства проводили тест, подтверждающий достижение нестабильности сустава по типу «передний выдвижной ящик». Операционное поле обрабатывали раствором 1%-м спиртовым раствором бриллиантового зеленого. 15 крысам группы сравнения (отрицательный контроль) осуществляли вскрытие капсулы правых (опытных) коленных суставов без нарушения анатомической целостности передних крестообразных связок, после чего операционная рана послойно ушивалась. 15 интактных крыс составили группу контроля. Максимальный срок наблюдения за экспериментальными животными с момента хирургического вмешательства составил 5 недель; еженедельно проводили оценку общего состояния животных, определение локального статуса коленных суставов с измерением их окружности, инфракрасной термометрией «B.Well WF-1000» (Швейцария). С целью оценки синтетической активности остеобластов в сыворотке крови животных методом иммуноферментного анализа (ИФА) на аппарате «Anthos 2020» (Великобритания) проводили определение содержания остеокальцина (ОК) (Rat-Mid Osteocalcin EIA). Концентрация других маркеров, косвенно характеризующих основные механизмы ремо-делирования костной ткани - склеростина (SOST), фактора роста фибробластов (FGF23) и остеопротегерина (ORG) была определена с использованием диагностической панели Milliplex (Merck) методом мультиплексного анализа с использованием системы «MAGPIX Luminex» (USA). О метаболизме суставного хряща судили, основываясь на изменениях содержания гиалуронана (Hy) как ключевого компонента его экстрацеллюлярного матрикса в сыворотке крови, используя наборы реактивов «Quantikine® ELISA Hyaluronan Immunoassay», производства R&D Systems, Inc., США). При выведении животных из эксперимента ткани, коленных суставов были взяты для последующего гистоморфологическое исследования, для чего они были зафиксированы в нейтральном формалине, проведена декальцинация костных фрагментов, осуществлена стандартная проводка в спиртах восходящей плотности, срезы тканей толщиной 3-4 мм были окрашены по Вейгерт-Ван Гизон и Мал-лори («Биовитрум», Россия). Гистоморфометриче-ское исследование проводилось на микроскопе «AxioImager Z2» «Carl Zeiss», (Германия). Протокол проведения исследования (№ 2 от 02.10.2018 г.) согласован Комитетом по этике ФГБОУ ВО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского Минздрава России» и состав-
лен в соответствии с Хельсинкской декларацией (пересмотра 2000 г.), Приказом №755 МЗ СССР от 12.08.1977г., Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (Страсбург, 1986 г.). Работы с лабораторными животными проводились с использованием комплекса из золетила-100 (Virbac Sante Animale, Франция) в дозе 0,05 мл/кг и ксилазина (Interchemie, Нидерланды) в дозе 1 мг/кг в соответствии с инструкциями производителей. Эвтаназия крыс по окончании эксперимента достигнута передозировкой препаратов. Полученные результаты были статистически обработаны с использованием программы Statistica 10.0. Учитывая тот факт, что распределение вариационных рядов отличалось от нормального, полученные данные были обработаны с использованием непараметрического U-критерия Манна-Уитни и Вилкоксона с представлением результатов в виде медианы (Ме) и межквартильного размаха в виде процентилей 75-го и 25-го. Степень параллелизма между изучаемыми процессами оценивалась на основании вычисления коэффициента ранговой корреляции Спирмена (R). Уровень критической значимости р принимали равным 0,05.
Результаты и их обсуждение. Оценивая Status Localis коленных суставов у животных основной группы и группы сравнения через 7 дней после хирургического вмешательства отмечали наличие болезненности и отека в области опытных коленных суставов, который проявлялся увеличением их диаметра в среднем на 0,7-0,8 см и 0,4-0,6 см соответственно. Изменения, ассоциированные с местной воспалительной реакций, носили более выраженный характер в опытной группе животных, что сопровождалось повышением локальной температуры на 0,8-1,2°С в отличие от группы сравнения, где уровень гипертермии не превышал 0,5-0,7°С. Явления болезненности в области коленных суставов у крыс опытной группы через 2-4 недели с момента формирования модели нарастали, животные не использовали конечность при передвижениях, отмечалась гипертермия в области коленных суставов в пределах 0,3-0,6°С. Животные теряли аппетит и вес. В группе сравнения уже через 2 недели с начала эксперимента не выявляли отличий в диаметрах окружностей опытных и контрольных коленных суставов и признаков повышения локальной температуры, болезненности опытных коленных суставов, а также снижения общей активности.
Динамика изменений содержания в сыворотке крови экспериментальных животных белковых молекул, отражающих состояние метаболизма костной и хрящевой тканей, представлена в табл.
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2021 - V. 28, № 1 - P. 35-40
Таблица
Уровни содержания в сыворотке крови экспериментальных животных маркеров метаболизма хрящевой и костной тканей
Показатели/ группы, сроки наблюдения Hyaluronan, нг/мл FGF23, пг/мл OPG, пг/мл SOST, пг/мл Osteocalcin, нг/мл
Группа контроля, и=15 77,9 (67,3; 81,4) 300,27 (211,82; 340,5) 1181,34 (967,2; 2405,0) 203,44 (158,80; 290,90) 175,03 (157,81; 201,6)
Группа сравнения, 1-я неделя наблюдения, и=15 102,2 (73,1; 122,9) 358,19 (292,1; 370,4) 1744,5 (1213,2; 1800,0) 1228,1 (903,4; 1518,0) ▲р=0,0047 210,4 (165,5; 228,1)
Опытная группа, 1-я неделя наблюдения, и=10 123,4 (99,6; 134,9) *р=0,0220 379,49 (283,96; 443,40) 0р=0,0378 17023 (15775;18271) *р=0,0162 4508 (2176; 7357) *р=0,004678 □р=0,0043 115,2 (100,62; 128,95) 0р=0,0002
Опытная группа, 2-я неделя наблюдения, и=10 149,3 (96,2; 161,2) 323,64 (306,19; 401,00) 5062 (3898,08; 11102) нр=0,0344 393,36 (213,31; 479,0) нр=0,0111 256,87 (149,19; 324,24) *р=0,0185 нр=0,0432
Опытная группа, 3-я неделя наблюдения, и=10 156,14 (100,3; 174,13) *р=0,0002 343,37 (304,40; 360,29) 3043 (2950; 3033) *р=0,0143 •р=0,0001 370,44 (149,04; 659,87) *р=0,0004 •р=0,0001 174,76 (118,62; 209,07) *р=0,0467
Опытная группа, 4-я неделя наблюдения, и=10 160,2 (121,4; 152,3) *р=0,0001 □р=0,0003 229,03 (211,55; 249,1) ◊р =0,0433 1014 (684,69; 1854,43) ◊р=0,0240 ор=0,0440 204,65 (136,6; 293,56) 0р=0,0002 308,92 (236,68; 365,07) *р=0,0167
Примечание: * - уровни значимости различий между опытной группой в различные сроки наблюдения и группой контроля при (р<0,05); н - уровни значимости различий в опытной группе между 1- и 2 неделей наблюдения при (р<0,05); * - уровни значимости
различий в опытной группе между 2 и 3 неделями наблюдения при (р<0,05); г - уровни значимости различий в опытной группе между 1 и 4 неделями наблюдения при (р<0,05); ◊ - уровни значимости различий в опытной группе между 3 и 4 неделями наблюдения (р<0,05); □ - уровни значимости различий в опытной группе между группой сравнения и основной группой через 1 неделю наблюдения (р<0,05); • - уровни значимости различий в опытной группе между 1 и 3 неделями наблюдения при р<0,05; й -уровни значимости различий в опытной группе между 2 и 4 неделями наблюдения, р<0,05; ▲ - уровни значимости различий между группой сравнения через 1 неделю наблюдения и референтными значениями при р<0,05
ном гомеостазе, связанных с молекулярной регуляцией остеокластогенеза, обусловленных активацией остеоци-тов с участием натрий-зависимых механизмов ингибиро-вания фосфатов. Не исключено, что подобные изменения могли приводить к нарушению процессов минерализации костного субстрата [7], однако гистоморфологиче-ских подтверждений данному факту при ранних проявлениях (через 7 дней после хирургического вмешательства) не выявляли. В то же время, на данном этапе отмечались биохимические признаки возрастания уровней гликоза-миногликановых (ГАГ) полимеров (Ну) в сыворотке крови с одновременным снижением их (по данным гистологических исследований) в суставных тканях, что свидетельствовало о возникновении дисбаланса катаболических и анаболических процессов в матриксе суставного гиалинового хряща. Не исключено, что интенсификация процессов деструкции была ассоциирована с активацией протео-литических ферментных систем, в том числе - с участием катепсина Д, расщепляющего
При оценке содержания в сыворотке крови животных концентрации молекул, отражающих состояние метаболизма костной ткани, через одну неделю после формирования посттравматического ОА было выявлено повышение (р<0,05) уровня БОБТ, более выраженное в основной группе, чем в группе сравнения, что возможно, было обусловлено объемом хирургического вмешательства и уровнем факторов воспалительной реакции.
Следует отметить, что остальные маркеры ремо-делирования костной и хрящевой тканей в группе сравнения (отрицательного контроля) через 7 дней после операции изменялись несущественно, а в остальные сроки наблюдения практически не отличались от значений в группе контроля, объединяющей интактных животных (табл.). В то же время, ранние сроки (первая неделя) формирования посттравматического ОА в опытной группе, согласно полученным результатам, характеризовались накоплением в биологических средах БОР23 и ОРО, что косвенно свидетельствовало о существенных нарушениях в кост-
ключевой белок протеоглика-нов (ПГ) [4]. Следует отметить, что даже спустя 7 дней с момента воспроизведения модели посттравматического ОА сохранялась выраженная инфильтрация мягких тканей сустава полиморфноядерными нейтрофилами, подтверждающая наличие выраженного воспалительного ответа. Одновременно отмечали появление признаков гидратации экстрацеллю-лярного матрикса суставного гиалинового хряща, приводящих к увеличению его толщины как в нагружаемых, так и интактных его участках. При этом основные цитологические характеристики хондроци-тов были сохранены, пространственная ориентация основных клеточных элементов не нарушалась. Хон-дроциты были расположены упорядоченно, преимущественно - в изогенных группах. О возникновении нарушений основных механизмов ремоделирования костной ткани на ранних стадиях посттравматического ОА свидетельствовали отличия результатов корреляционного анализа между изучаемыми параметрами в основной группе от таковых в группе сравнения и интактных животных. Так, у крыс опытной
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2021 - V. 28, № 1 - P. 35-40
группы к концу первой недели наблюдения было выявлено (р=0,001) наличие сильной положительной связи (Я=0,9) между и ОРО. При этом был связан (р=0,000943) с уровнем экспрессии БОБТ также сильной положительной корреляционной связью в отличие от группы здоровых животных, где данное соотношение характеризовалось как наличие положительной связи средней силы (К=0,58) при р=0,011. Резкое нарастание уровней ОРО позволило предположить о доминирующей роли в качестве одного из ведущих механизмов ранних проявлений посттрав-магического ОА антирезорбтивных процессов с участием системы ОРО-ЕАМК-ЯЛИКЬ, оказывающей ре-гуляторное влияние на дифференцировку, активацию и апоптоз клеточной линии, представленной остеокластами. Прогрессирование же и хронизация посттравматического ОА сопровождалось снижением уровня ОРО и достижением им к 4 неделе наблюдения нормальных значений, характерных для здоровых животных. Параллельно отмечали нарастание концентраций в сыворотке крови ОК (р<0,05), что, возможно, было ассоциировано с активизацией костеобразования за счет повышения остеобластиче-ского потенциала. Развитие посттравматического ОА сопровождалось ко 2 неделе с момента воспроизведения модели уменьшением (р=0,024) силы корреляционной связи между БОР23 и ОРО до Я=0,64 и утратой значимости связей между БОР23 и БОБТ на фоне снижения (р<0,05) концентрации в сыворотке крови БОБТ и приближения его к исходным уровням при сохранении повышенных значений БОР23. В тканях коленных суставов полиморфная воспалительно-клеточная инфильтрация утрачивалась, снижалось общее количество хондроцитов. К 3-й неделе эксперимента хондроциты 1 типа становились малочисленными, изменялась их морфология: они приобретали вытянутую веретенообразную форму, некоторые клетки отличались полиморфией, гипохромией ядер, процессами кариопикноза и кариолизиса, свидетельствующими о признаках клеточной дегенерации и снижении синтетического потенциала. Помимо уменьшения общего числа хондроцитов 1 типа отмечали изменение их пространственного расположения - клетки находились в толще экстрацеллюлярного матрикса в основном изолированно, приближенно к поверхностной зоне, изогенных групп не наблюдали. Хондроциты 2 типа также становились полиморфными. Общая толщина суставного гиалинового хряща уменьшалась, а его поверхностных слой в нагружаемых участках в проекции мыщелков бедренных костей был разволокнён. В крови животных опытной группы сохранялись повышенные концентрации Ну и ОРО, а поступление в системный кровоток БОБТ снижалось по сравнению с предыдущими сроками наблюдения. Корреляционный анализ продемонстрировал тенденцию к снижению силы выявленных ранее взаимосвязей между показателями, при этом имеющиеся зависимости не достигали уровня статистической значимости. Для «поздних»
стадий посттравматического ОА характерной особенностью стало снижение уровня OPG и приближение его к нормальным значениям на фоне сохранения повышенных концентраций ОК и Hy. Примечательно, что перестройка механизмов ремоделирова-ния скелетных соединительных тканей и выраженные структурные нарушения в опытных коленных суставах, начиная с 3-й недели наблюдений сопровождались морфологическими и цитологическими признаками дегенеративных изменений в суставном гиалиновом хряще контрольных суставов у крыс опытной группы, что нашло свое отражение в уменьшении объема матрикса хрящевой ткани, нарушениях численного состава и пространственного расположения хондроцитов, наличия признаков клеточной дистрофии и апоптоза на фоне глубоких метаболических нарушений, свидетельствующих о снижении регенераторного потенциала суставного хряща.
Заключение. Экспериментальный посттравматический ОА коленных суставов у крыс, формирующийся вследствие нарушения целостности передних крестообразных связок характеризуется существенными структурно-метаболическими нарушениями в скелетных соединительных тканях, отличающихся прогрессирующим снижением хондробластического потенциала вследствие дегенерации и нарушения синтетической активности хондроцитов, перестройкой механизмов ремоделирования костной тканей с нарастанием остеобластической активности. Различия в доминировании отдельных патогенетических механизмов прогрессирования посттравматического ОА на различных этапах его развития требует разработки дифференцированных подходов к выявлению и коррекции имеющихся нарушений, что необходимо учитывать при разработке диагностических и терапевтических стратегий в отношении данного вида суставной патологии.
Работа выполнена в рамках темы инициативного плана НИИТОН СГМУ «Патогенетические особенности, регуляторные механизмы и прогностическое значение системных проявлений нарушений метаболизма хрящевой и костной тканей на ранних стадиях остеоартроза», регистрационный номер: АААА-А18-118102690087-7
Литература / References
1. Гладкова Е.В. Особенности иммунных механизмов регуляции ремоделирования хрящевой и костной тканей при ранних и поздних проявлениях первичного и посттравматического остеоартроза. Российский иммунологический журнал. 2019. Т. 22, № 2-2. С. 748-750. DOI: 10.31857/S102872210006715-1 / Gladkova EV. Osoben-nosti immunnyh mekhanizmov regulyacii remodelirovaniya hryash-chevoj i kostnoj tkanej pri rannih i pozdnih proyavleniyah pervichnogo i posttravmaticheskogo osteoartroza [^am^ristics of remodeling regulatory immune mechanisms in cartilage and bone tissues at incipient and late presentations of primary and post-traumatic osteoarthrosis]. Ros-sijskij immunologicheskij zhurnal. 2019;22(2-2):748-50. DOI: 10.31857/S102872210006715-1. Russian.
2. Давыдов Д.А., Авдалян А.М., Агаджанян В.В., Кирилова И.А. Анализ пролиферативной активности и апоптоза клеток костной ткани головки бедра при различных этиологических формах остеоартроза // Политравма. 2016. № 4. С. 69-75 / Davydov DA, Avdalyan AM, Agadzhanyan VV, Kirilova IA. Analiz proliferativnoj aktivnosti i apoptoza kletok kostnoj tkani golovki bedra pri razlichnyh ehtiologicheskih formah
JOURNAL OF NEW MEDICAL TECHNOLOGIES - 2021 - V. 28, № 1 - P. 35-40
osteoartroza [Analysis of proliferative activity and apoptosis of cells of femoral head bone tissue in various etiological forms of osteoarthrosis]. Poly-travma. 2016;4:69-75. Russian.
3. Захватов А.Н., Беляев А.Н., Кузнецов С.И., Аткина Н.А. Коррекция нарушений метаболизма суставного хряща и морфологическая оценка эффективности внутрисуставной озонотерапии при экспериментальном постравматическом артрите // Вестник мордовского университета. 2016. Т. 23, №3. С. 359-369. DOI: 10.15507/02362910.026.201603.359-369 / Zakhvatov AN, Belyayev AN, Kuznetsov SI, Atkina NA. Korrekciya narushenij metabolizma sustavnogo hryashcha i morfologicheskaya ocenka ehffektivnosti vnutrisustavnoj ozonoterapii pri ehksperimentalnom postravmaticheskom artrite [Correction of metabolic disorders of the articular cartilage and morphological evaluation of intra-ozone therapy in experimental post-traumatic arthritis]. Vestnik mordovskogo universiteta. 2016;22(3):359-69. DOI: 10.15507/02362910.026.201603.359-369. Russian.
4. Корпан, М.И., Магомедов С., Бруско А.Т., Чекман И.С. Роль нарушений метаболизма гликозаминогликанов в патогенезе остео-артроза и их медикаментозная коррекция (обзор литературы) // Вкник ортопеда, травматологи та протезування. 2011. № 3 (70). С. 74-79 / Korpan MI, Magomedov S, Brusko AT, Chekman IS. Rol narushenij metabolizma glikozaminoglikanov v patogeneze osteoartroza i ih medikamentoznaya korrekciya obzor literatury [Role of glycosamino-glycan metabolic imbalance in osteoarthritis pathogenesis and its medication correction (literature review)]. Vesnik ortopedii, travmatologii ta protezuvannya. 2011;3(70):74-9. Russian.
5. Ударцев Е.Ю. Морфогистохимические аспекты консервативного лечения больных с посттравматическим остеоартрозом крупных суставов нижних конечностей // Фундаментальные исследования. 2011. № 6. С. 182-187 / Udarcev EYu. Morfogistohimicheskie
aspekty konservativnogo lecheniya bolnyh s posttravmaticheskim osteo-artrozom krupnyh sustavov nizhnih konechnostej [Morphohistochemical aspects of conservative treatment of patients with post-traumatic osteo-arthritis in the large joints of lower extremities]. Fundamentalnye issle-dovaniya. 2011;6:182-7. Russian.
6. Чепелева М.В., Швед Н.С. Иммунологические особенности остеоартроза крупных суставов различной этиологии // Гений Ортопедии. 2012. № 2. С. 107-111 / Chepeleva MV, Shved NS. Immunolog-icheskie osobennosti osteoartroza krupnyh sustavov razlichnoj ehtiologii [Immunological special features of large jont osteoarthrosis of different etiology]. Genij Ortopedii. 2012;2:107-11. Russian.
7. Юренева С.В. Остеопротегерин и его лиганды в регуляции костной резорбции: экспериментальные и клинические аспекты применения при эстрогендефицитных состояниях // Журнал акушерства и женских болезней. 2004. № 1. С. 107-110 / Yureneva SV. Os-teoprotegerin i ego ligandy v regulyacii kostnoj rezorbcii ehksperimental-nye i klinicheskie aspekty primeneniya pri ehstrogendeficitnyh sos-toyaniyah [Osteoprotegerin and its ligands for regulating the osteal resorption: experimental and clinical application aspects under estrogen deficiency conditions]. Zhurnal akusherstva i zhenskih boleznej. 2004;1:107-10. Russian.
8. Shen J., Chen D.J. Recent progress in osteoarthritis research // Am. Acad. Orthop. Surg. 2014. Vol. 22, N 7. P. 467-468. DOI: 10.5435/JAAOS-22-07-467 / Shen J, Chen DJ. Recent progress in osteoarthritis research. Am. Acad. Orthop. Surg. 2014;22(7):467-8. DOI: 10.5435/JAAOS-22-07-467.
9. Thomas A.C., Hubbard-Turner T., Wikstrom E.A., Palmieri-Smith R.M. Epidemiology of posttraumatic osteoarthritis // Journal of athletic training. 2017. Vol. 52, N 6. P. 491-496. DOI: 10.4085/1062-605051.5.08 / Thomas AC, Hubbard-Turner T, Wikstrom EA, Palmieri-Smith RM. Epidemiology of posttraumatic osteoarthritis. Journal of athletic training. 2017;52(6):491-6. DOI: 10.4085/1062-6050-51.5.08.
Библиографическая ссылка:
Гладкова Е.В. Хирургические подходы к формированию экспериментального посттравматического остеоартроза коленных суставов и его структурно-метаболические паттерны // Вестник новых медицинских технологий. 2021. №1. С. 35-40. DOI: 10.24412/1609-2163-2021-1-35-40.
Bibliographic reference:
Gladkova EV. Khirurgicheskie podkhody k formirovaniyu eksperimental'nogo posttravmaticheskogo osteoartroza kolennykh sustavov i ego strukturno-metabolicheskie patterny [Surgical approaches to the formation of experimental post-traumatic knee osteoarthrosis and its structural metabolic patterns]. Journal of New Medical Technologies. 2021;1:35-40. DOI: 10.24412/1609-2163-2021-1-35-40. Russian.
