CC BY
74
МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ СИНОВИАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ В ДИАГНОСТИКЕ ОСТЕОАРТРОЗА: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ
В.В. Зар1, В.П. Волошин1, С.Н. Шатохина1, Л.Ю. Петушкова1, В.Н. Шабалин2
1ГБУЗ МО Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского (МОНИКИ)
2Филиал РНИМУ «НКЦ геронтологии»
Изучены особенности текстур и морфотипов синовиальной жидкости с помощью метода краевой дегидратации. Установлено, что весь комплекс дегенеративно-дистрофических и вторичных иммуновоспали-тельных взаимодействий, происходящих в структуре синовиальной оболочки и хрящевой ткани сустава при остеоартрозе, отражается в морфологической картине синовиальной жидкости. Чужеродные вставки в ее кристаллические структуры, дистрофические и дегенеративные признаки в анизотропных морфотипах, по-лихромность структур свидетельствуют о формировании аномальных связей между органической и минеральной составляющими. Эти связи обуславливают вторичные эффекты, приводящие к дегенеративным изменениям хрящевой ткани сустава.
Ключевые слова: остеоартроз, синовиальная жидкость, метод краевой дегидратации биологической жидкости, дегенеративно-дистрофический процесс.
MORPHOLOGIC STRUCTURES OF SYNOVIAL FLUID IN DIAGNOSIS OF OSTEOARTHROSIS: CONDITION
AND PERSPECTIVES
V.V. Zar1, V.P. Voloshin1, S.N. Shatochina1, L.Yu. Petushkova1, V.N. Shabalin2
1M.F. Vladimirsky Moscow Regional Clinical and Research Institute (MONIKI)
2«Research-and-Clinical Center of Gerontology», Russian National Research Medical University
The features of the texture and morphotypes of synovial fluid were studied using the method of the bordered dehydration. It was established that the whole complex of degenerative-and-dystrophic as well as the secondary immune-and- inflammatory interrelations taking place within the structure of synovial membrane and cartilage tissue in osteoarthosis patients are reflected in the morphological picture of the synovial fluid. Foreign insets within its crystal structures, dystrophic and degenerative signs in anisotropic morphotypes, and structural polychromia are indicative of irregular associations between the organic and mineral components. These associations provide secondary effects leading to degenerative alterations of the joint cartilage.
Key words: osteoarthrosis, synovial fluid, method of bordered dehydration of biological fluids, degenerative-and-dystrophic process.
В основе остеоартроза лежат активные процессы - дегенеративно-дистрофические и репаративные - в суставных тканях. Они развиваются под воздействием различных повреждающих факторов, состоящих в своей основе из каскада биохимических и иммунологических реакций, регуляцию которых выполняет большое количество гуморальных медиаторов. Между синовиальной жидкостью (СЖ) и жидкостной средой межклеточного матрикса осуществляется постоянный обмен, который зависит от подвижности сустава, вязкоэластических свойств СЖ и возможностей физиологического
сопротивления абсорбционной системы. При остеоартрозе уже на ранних стадиях происходит замедление тока жидкости в суставе, что приводит к ее задержке в синовиальном пространстве и увеличению в ней ги-алуроната. «Увидеть» интегральную картину происходящих событий при повреждении сустава по структуре СЖ позволяет новая технология «Литос-система», с помощью которой можно диагностировать различные патологические состояния по морфологической картине биологических жидкостей. Эта технология включает два вида получения структур: методами клиновид-
СОВРЕМЕННЫЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ - ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
СОВРЕМЕННЫЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ - ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
ной дегидратации и краевой дегидратации. Информация, получаемая такими методами, взаимосвязана и дополняет одна другую [5, 6].
Ранее мы сообщали о возможности диагностики остеоартроза по синовиальной жидкости методом клиновидной дегидратации [5]. Проведенные исследования впервые показали возможность диагностики остеоартроза на различных стадиях течения заболевания, в том числе доклинической. Было установлено значительное увеличение ионов кальция и фосфора в СЖ, что указывает на активацию механизмов защитной биоминерализации, которая направлена на нейтрализацию токсичности элементов деградации хрящевой ткани. Однако в результате биоминерализации больших объёмов деструктивной ткани суставного сочленения развиваются вторичные патологические эффекты в виде остеоартрозных образований (краевые костные разрастания, свободные суставные тела и др.).
В настоящем исследовании изучались особенности состава текстур и морфотипов, полученных методом краевой дегидратации СЖ больных остеоартрозом на доклинической и клинической стадиях заболевания.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Материалом явилась СЖ, полученная при артро-скопическом оперативном вмешательстве по поводу различной патологии коленного сустава: повреждение мениска, связочного аппарата, гонартроз. В исследование вошли 52 пациента в возрасте от 18 до 77 лет, получавшие лечение в травматологическом отделении МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского.
По результатам артроскопии и оценки морфологической картины фаций СЖ все пациенты были разделены на три группы: 17 из них - без признаков гонартроза (контрольная группа), 10 - с признаками гонартроза по морфологической картине СЖ (метод клиновидной дегидратации) без клинических и артро-скопических признаков заболевания, и 25 - больные гонартрозом.
Исследование СЖ методом краевой дегидратации проводилось с помощью диагностического набора «Литос-система». При структурировании СЖ происходит медленное (5-6 суток) испарение воды в аналитической ячейке, что создаёт условия для образования биокристаллических структур. Эти структуры анализировали при обычной микроскопии и в поляризованном свете. Исследовали не менее пяти аналитических ячеек для каждого образца СЖ. При этом определяли процентное соотношение количества изотропных и анизотропных биокристаллических структур.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В состав изотропных текстур, выявленных в СЖ, входили: папоротникообразные, смешанные, пластинчатые и параллельные (рис. 1). Смешанная текстура характеризовалась промежуточной формой между папоротникообразной и пластинчатой. Распределение указанных текстур в сравниваемых группах пациентов представлено в таблице. Как видно из ее данных, процентное содержание морфологического маркера деструкции превалирует у больных гонартрозом. Пластинчатые текстуры являются холестериновыми био-кристаллическими образованиями. Известно, что холестерин служит основной формообразующей единицей клеточной мембраны. При массивной гибели клеток ткани суставного сочленения холестерин в больших количествах поступает в СЖ, что и обуславливает формирование данного маркера.
Репаративные процессы, представленные морфологическим маркером пролиферации (параллельные текстуры), развиваются в ответ на воздействие различных повреждений и осуществляются при помощи саморегулирующейся системы биохимических и иммунологических процессов со стереотипной динамикой, принципиально не зависящей от типа повреждения.
Анизотропные морфотипы у всех пациентов контрольной группы были представлены четкими сферо-литами, веерными и дендритными структурами. Все они относились к монохромным образованиям (рис. 2).
Процентный состав изотропных текстур синовиальной жидкости обследуемых пациентов
Группы обследованных Изотропные текстуры синовиальной жидкости, %
папоротнико- образная (норма) смешанная (адаптация) пластинчатая (маркер деструкции) параллельная (маркер пролиферации)
Контрольная (п=17) 84 100 0 0
С доклинической стадией остеоартроза (п=10) 50 100 40 60
Больные гонартрозом (п=25) 4 100 100 40
в г
Рис. 1. Изотропные текстуры синовиальной жидкости: а - папоротникообразная; б - смешанная; в - пластинчатая;
г - параллельная (стрелки). х80
в
Рис. 2. Анизотропные монохромные морфотипы синовиальной жидкости у пациентов без признаков гонартроза (контрольная группа): а - сферолит (х200); б - веерная структура (х200); в - дендрит (х100).
Микроскопия в поляризованном свете
СОВРЕМЕННЫЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ - ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
СОВРЕМЕННЫЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ - ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
У пациентов с доклинической стадией остеоартроза состав анизотропных морфотипов был несколько иным: в монохромных сферолитах отмечался вторичный рост по периферии (12%), в монохромных дендритах определялись включения мелких «липидных капель» (38%), а в некоторых (16%) - включения с различной цветовой гаммой (рис. 3). Морфотипы нормы (в основном, веерные структуры) составляли 34%.
В группе больных гонартрозом анизотропные морфотипы СЖ были представлены широким спектром биокристаллических структур. В первую очередь обращали на себя внимание морфотипы с признаками деструкции (более 60%), а также мелкие сферолиты (около 10%), которые выявлялись отдельно или входили в состав монохромных или полихромных морфотипов (рис. 4). При этом степень анизотропии (свечения) вставочных мелких сферолитов была значительно ниже, чем основного сферолита.
Около 30% анизотропных морфотипов являлись полихромными. Кроме указанных признаков по краю структур монохромных и полихромных морфотипов определялись мелкие фрагменты, что характеризовало несостоятельность структуры, то есть наличие деструктивного процесса (рис. 5). Морфотипы нормы отсутствовали.
Поражения суставов представляют собой патогенетически разнородную группу, которую подразделяют на воспалительные и дегенеративнодистрофические процессы. Однако, несмотря на различия по этиологическому и патогенетическому фактору развития патологии, при всех заболеваниях суставов имеется иммуновоспалительный процесс, который при остеоартрозе возникает в ответ на деструкцию хряща и носит вторичный характер. В процессе иммуновоспалительной реакции попавший в сустав антиген захватывается макрофагами и «презентируется» Т-лимфоцитами. Сенсибилизированные Т-клетки начинают усиленно вырабатывать цитокины, активировать макрофаги и фибробласты, что приводит к сложному каскаду последовательных реакций. Высокая концентрация провоспалитель-ных цитокинов в синовиальной оболочке влечет за собой повышение активности циклооксигеназы-2 и продукцию простагландинов, экспрессию металло-протеиназ, высвобождение факторов комплемента, повышение функциональной активности нейтро-филов с образованием активных форм кислорода и высвобождением лизосомальных ферментов, усиление ангиогенеза, экспрессию молекул адгезии на эндотелиальных клетках, хемотаксис моно-нуклеаров и т.д. Цепь биохимических превращений
в
Рис. 3. Анизотропные морфотипы синовиальной жидкости у пациентов с доклинической стадией гонартроза: а - сферолит с вторичным ростом по периферии (х100); б - веерная структура с включениями «липидных капель» (х200); в - дендрит с цветными вставками (х200). Микроскопия в поляризованном свете
в г
Рис. 4. Анизотропные морфотипы синовиальной жидкости у больных гонартрозом: а - с признаками деструкции (х200); б - мелкий сферолит (х800); в - вставка мелкого сферолита (стрелка) в монохромный дендрит с признаками деструкции (х630); г - вставка мелкого сферолита (стрелка) в полихромный сферолит (х630). Микроскопия в поляризованном свете
СОВРЕМЕННЫЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ - ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
СОВРЕМЕННЫЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ - ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
субстрата непосредственно участвует в разрушении суставного хряща [2, 3, 4].
Безусловно, весь комплекс сложных взаимодействий, происходящих в структуре синовиальной оболочки и хрящевой ткани сустава при остеоартрозе, отражается в морфологической картине СЖ. Чужеродные вставки в ее кристаллические структуры, дистрофические и дегенеративные признаки в анизотропных морфотипах, полихромность структур - все это свидетельствует о формировании множественных аномальных связей между органической и минеральной составляющими, которые обуславливают вторичные эффекты, приводящие к дегенеративным изменениям хрящевой ткани сустава.
Однако вся гамма соотношений морфологической картины СЖ с биохимическими превращениями в тканях суставных сочленений неясна и является предметом наших дальнейших исследований. Уточнение взаимосвязи конкретного морфологического признака с определенным биохимическим процессом может поставить качество диагностики дегенеративно-дистрофических заболеваний суставов на порядок выше. Тем не менее, уже на настоящем этапе исследований интегральный подход к оценке происходящих
нарушений в СЖ при развитии дегенеративно-дистрофических поражений хрящевой ткани сустава позволяет быстро и высокоэкономично оценивать эффективность применения новых групп препаратов и рациональных схем фармакотерапии.
ЛИТЕРАТУРА
1. Зар В.В., Волошин В.П., Шатохина С.Н., Шабалин В.Н. Значение биоминерализации при дегенеративно-дистрофических заболеваниях суставов // Альманах клин. мед. №22. М., 2010. С.21-24.
2. Омельяненко Н.П., Слуцкий Л.И. Соединительная ткань (гистофизиология и биохимия) / под ред. акад. РАН и РАМН С.П. Миронова, т. I. М.: Известия, 2009. 379 с.
3. Омельяненко Н.П., Слуцкий Л.И. Соединительная ткань (гистофизиология и биохимия) / под ред. акад. РАН и РАМН С.П. Миронова, т. II. М.: Известия, 2010. С.364-510.
4. Петров В. И., Бабаева А. Р., Сергеева С. А., Эпштейн О. И. Биологические агенты в фармакотерапии болезней суставов. Волгоград: ВолГМУ, 2009. 174 с.
5. Шабалин В.Н., Шатохина С.Н. Морфология биологических жидкостей человека. М.: Хризостом, 2001. 303 с.
6. Shabalin V.N., Shatokhina S.N. Diagnostic markers in the structures of human biological liquids // Singapore Med. J. 2007. V.48, No.5. P.440-446.
