CC BY
53
УДК 616.15: 616.728.2-002
ПРО- И ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНЫЕ ЦИТОКИНЫ И КОМПОНЕНТЫ ЭКСТРАЦЕЛЛЮЛЯРНОГО МАТРИКСА СУСТАВНОГО ХРЯЩА У БОЛЬНЫХ С РАЗНЫМИ СТАДИЯМИ ПОСТТРАВМАТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРУЮЩЕГО АРТРОЗА СУСТАВОВ НИЖНЕЙ КОНЕЧНОСТИ
А.Д. АХМЕТЖАН*, З.А. БОГОУТДИНОВ**, И.А. БОЛОТОВА**,
С.О. ДАВЫДОВ**, Д.Д. ЦЫРЕНДОРЖИЕВ*’***
Деформирующий остеоартроз (ДОА) является одним из наиболее распространенных и социально значимых заболеваний взрослого населения. Статистические данные свидетельствуют о неуклонном росте числа больных с остеоартрозом различного генеза. Данное заболевание поражает от 6,4 до 12% населения, причем вызванная им нетрудоспособность возросла в 3-5 раз [3].
В структуре ДОА особое место принадлежит поражению суставов нижних конечностей, в частности голенстопного и коленного суставов. Известно, что на всех стадиях ДОА, имеет место явно и скрытно протекающий синовит. Появление компонентов разрушающегося суставного хряща (протеогликаны, коллаген, ферменты хондроцитов), образование костных фрагментов и остеофитов, наличие кристаллов дигидропирофосфата кальция и гидроксиапатита являются пусковыми факторами ДОА. Развивающийся синовит способствует разрушению суставного хряща благодаря лизосомным факторам, катаболитам и цитокинам пролиферирующих синовиоцитов, клеток воспалительного инфильтрата и фибробластов капсулы [7].
Остеоартроз характеризуется двумя параллельными процессами: деградацией и синтезом экстрацеллюлярного матрикса суставного хряща и субхондральной кости, и основная роль в регуляции этих процессов принадлежит системе цитокинов. Именно с цитокинами, в частности интерлейкином-1 (ИЛ-1), фактором некроза опухоли-а (ФНО-а), тканевыми трансформирующими факторами роста-р (ТФР-р), синтезируемыми хондро-цитами, клетками эффекторами воспаления многие связывают развитие иммунопатологических реакций при ДОА [2, 6 ].
Цель — исследование про- и противовоспалительных цито-кинов и компонентов экстрацеллюлярного матрикса суставного хряща в синовиальной жидкости для выявления их патогенетической значимости в механизме развития посттравматического деформирующего артроза суставов нижней конечности.
Материал и методы. Всего обследовано 145 больных с по-сттравматическим ДОА суставов нижней конечности, из которых у 79 пациентов диагностировано поражение голеностопного, а у 66 - коленного сустава. (табл. 1).
Таблица 1
Число и возраст обследованных больных с посттравматическим ДОА суставов нижней конечности (М±т)
Стадии ДОА Посттравматический ДОА
Голеностопного сустава Коленного сустава
N Возраст (лет) N Возраст (лет)
G 22 35,82±1,74 17 34,29±2,08
I 19 42,74±2,13 1б 43,00±2,51
II 21 48,24±1,78 19 48,б8±1,94
III 17 51,88±1,27 14 52,8б±1,34
Контроль 18 (33,б1±1,48 лет)
Для распределения больных по стадиям посттравматиче-ского ДОА использовали артроскопическую (Вап&) и рентгенологическую (КеИ§геп) классификации. В исследование включали больных с ДОА с 0 (артроскопическая стадия), I, II и III стадиями (рентгенологические стадии) заболевания, развившегося вследствие травмы. Исследования проводили при поступлении в стационар до начала проведения лечебных мероприятий. Синовиальную жидкость коленного и голеностопного суставов получали в ходе проведения лечебно-диагностической пункции строго по показаниям. Определение содержания провоспалительных цитокинов ИЛ-1р (кат. №К050) и ФНО-а (кат. №К020), а также противовоспалительного цитокина ИЛ-4 (кат. № К080) в синвиальной жидкости коленного и голеностопного суставов обследованных лиц, выполнялось иммуноферментным методом с использованием наборов РгоСоп («Протеиновый контур», Санкт-Петербург, Россия). Трансформирующий фактор роста-рі (ТФР-рь Кат. № Е!А 1864) в синовиальной жидкости указанных суставов опреде-
**Новосибирский государственный медицинский университет
***Читинская государственная медицинская академия
ГУ Научный центр клинической и эксперимент. медицины СО РАМН (г. Новосибирск)
ляли методом иммуноферментного анализа с использованием набора фирмы «DGR Internarional inc.» (Германия). Иммунофер-ментный анализ цитокинов проводился в неразбавленных образцах синовиальной жидкости пациентов, замороженных при температуре -20°С. Непосредственно перед анализом неразбавленные образцы синовиальной жидкости размораживали посредством тепловой обработки в водяной бане при температуре 37°С, чтобы предотвратить осаждение фибриногена. Все измерения проводились с помощью автоматического вертикального фотометра «Multiscan MCC 340» при длине волны 450 нм, устанавливая нулевое поглощение по лунке со стандартом 0. Количественное содержание ИЛ-1р, ИЛ-4 и ФНО-a в синовиальной жидкости выражали в пкг/мл. Содержание сульфатированных гликозами-ногликанов (с-ГАГ) и уроновых кислот в синовиальной жидкости суставов определяли по методу [4]. Колагенолитическую активность синовиальной жидкости определяли по методу предложенной П.Н. Шараевым с соавт. (1987) [5].
Статобработка результатов включала вычисление средних арифметических величин (М) и ошибку репрезентативности средней арифметической (m). Использовали методы непараметрической статистики. Достоверным считали различия между сравниваемыми рядами с уровнем вероятности 95% (р<0.05).
Результаты определения содержания про- и противовоспалительных цитокинов в синовиальной жидкости коленного и голеностопного суставов больных с посттравматическим ДОА представлены в табл. 2. В раннем посттравматическом периоде (0 ст.) содержание провоспалительных цитокинов ИЛ-1р и ФНО-a в синовиальной жидкости голеностопного и коленного суставов было достоверно выше, чем у пациентов с различными стадиями ДОА. При этом практически на всех стадиях заболевания уровень провоспалительных цитокинов в синовиальной жидкости коленного сустава был выше, чем в голеностопном суставе.
Таблица 2
Содержание про- и противовоспалительных цитокинов в синовиальной жидкости больных с посттравматическим ДОА суставов нижней конечности (M±m)
Стадии ДОА Посттравматический ДОА
Голеностопного сустава Коленного сустава
ИЛ-1 в
G 4б0,53±37,5б 590,2б±49,35
I 323,75±9,18* 399,б9±13,30*/Х
II 79,18±2,3б* 99,4б±2,92*/Х
III 123,14±4,0б* 155,01±5,51*/Х
ФНО-a
G 172,9б±1 G,24 225,41±9,79/Х
I 145,б5±5,89 182,18±8,20*
II б2,98±2,4б* 79,20±3,31*/Х
III 7б,37±2,92* 9б,32±4,31*/Х
ИЛ-4
G 93,б2±2,52 11б,85±3,78/Х
I 74,б9±2,4б* 94,53±3,25*/Х
II 83,4б±2,39 104,31±3,25/Х
III б8,05±2,28* 84,98±3,04*/Х
ТФР-р!
G 93,20±2,07 115,б0±2,99/Х
I 1 G6,24±2,86 133,77±3,б8/Х
II 208,77±4,8б* 260,65±6,62*/х
III 1б0,84±4,14* 201,17±5,б2*/Х
Примечание: * - достоверные различия по сравнению с больными с пот-травматическим артритом (0 стадия); Х - по сравнению с больными с посттравматическим ДОА голеностопного сустава.
Дальнейшие исследования показали, что по мере прогрессирования стадии (1-111) посттравматического ДОА голеностопного и коленного суставов уровень провоспалительных цитоки-нов ИЛ-1р и ФНО-а в синовиальной жидкости постепенно снижается. Подобные результаты получены при определении уровня противовоспалительного цитокина ИЛ-4. Уровень противовоспалительного и/или профиброзного цитокина ТФР-р1 в синовиальной жидкости растет при прогрессировании посттрав-матического ДОА, достигая максимальных значений к поздним стадиям заболевания, особенно, у пациентов со II стадией болезни (табл. 2). В табл. 3 представлены результаты определения содержания сульфатированных гликоаминогликанов (с-ГАГ), уроновых кислот (УК) и их соотношение в синовиальной жидкости голеностопного и коленного суставов больных с посттравма-тическим ДОА. Результаты исследования свидетельствуют об однотипном изменении содержания с-ГАГ и УК в синовиальной жидкости голеностопного и коленного суставов в зависимости от стадии ДОА. Наибольшее содержание с-ГАГ и УК в синовиаль-
ной жидкости суставов выявлены у больных в раннем посттрав-матическом периоде (0 ст.), затем по мере прогрессирования (1-111 ст.) заболевания их уровень постепенно снижается.
Итоги расчета соотношения концентраций с-ГАГ и УК в синовиальной жидкости лиц с посттравматическим ДОА показали, что при I и II стадиях заболевания превалирует уровень с-ГАГ, говорящий о нарушении биосинтетических процессов в экстрацеллюлярном матриксе суставного хряща (табл. 3).
Анализ результатов оценки коллагенолитической активности синовиальной жидкости больных с посттравматическим ДОА голеностопного и коленного суставов выявил максимальную активность у пациентов в раннем посттравматическом периоде (0 ст.), затем по мере прогрессирования (ЫН ст.) заболевания этот показатель постепенно снижается, что отражает усиление склеротических процессов в суставах (табл. 3).
Таблица 3
Содержание с-ГАГ и УК в синовиальной жидкости и их коллагенолитическая активность у лиц с посттравматическим ДОА суставов нижней конечности (М±т)
Стадии ДОА Посттравматический ДОА
Голеностопного сустава | Коленного сустава
Сульфатированные гликозаминогликаны (мкг/мл)
0 381,12±5,41 383,24±б,48
I 331,85±8,9б 329,49±10,19
II 215,8б±3,54* 217,25±3,72*
III 1б5,33±3,05* 1б2,5б±2,84*
Уроновые кислоты (мкг/мл)
0 29б,19±5,99 297,97±б,95
I 195,б5±4,47* 194,91±4,80*
II 130,б9±2,б9* 129,бб±2,85*
III 123,37±2,81 * 123,37±3,21*
Соотношение с-ГАГ/УК (усл.ед.)
0 1,30±0,04 1,30±0,04
I 1,71 ±0,07* 1,71 ±0,07*
II 1,б7±0,05* 1,б9±0,05*
III 1,35±0,04 1,33±0,05
Коллагенолитическая активность (мкмоль/л ч)
0 б,83±0,08 б,80±0,09
I 5,48±0,07* 5,48±0,08*
II 2,90±0,03* 2,90±0,04*
III 2,38±0,04* 2,34±0,03*
Примечание: * - достоверные различия по сравнению с больными с пот-травматическим артритом (0 стадия); Х - по сравнению с больными с посттравматическим ДОА голеностопного сустава.
Таким образом, содержание провоспалительных цитокинов ИЛ-1р и ФНО-а у больных в раннем посттравматическом периоде достоверно превышали эти же значения у больных с различными стадиями ДОА на фоне постепенного повышения уровня противовоспалительного и/или профиброзного цитокина ТФР-р1. Результаты исследования свидетельствуют о том, что на начальных стадиях развития посттравматического ДОА провоспали-тельные цитокины играют ключевую роль в запуске деструктивного процесса в пораженных суставах. При снижении активности воспаления в суставах на поздних стадиях ДОА, вероятно, усиливаются фиброгенез и/или склерогенез за счет действия ТФР-р1 с нарушением биосинтетических процессов в экстрацеллюлярном матриксе суставного хряща, о чем свидетельствуют результаты оценки уровня с_ГАГ и УК в синовиальной жидкости больных.
Подтверждением этих данных могут служить данные Леонтьевой Ф.С. (1997) [1]. По ее мнению, появление хондроитин-сульфатов в синовиальной жидкости может служить ранним признаком вовлечения хряща в патологический процесс. Многие авторы развитие и течение иммунопатологических реакций при ДОА суставов связывают с цитокинами - ИЛ-1, синтезируемым хондроцитами, ФНО-а, ТФР-р [2, 8]. Их наличие в суставном хряще свидетельствует о патологической перестройке внеклеточного матрикса и его утрате [6]. Цитокины представляют собой растворимые медиаторы, обеспечивающие взаимодействие между иммунокомпетентными и кроветворными клетками и между иммунной и нейроэндокринной системами; они проявляют свое биологическое действие посредством связывания с соответствующими рецепторами на клетках-мишенях [9]. В работе [2] так описывают протекающий процесс. Названные цитокины индуцируют выделение ферментов, в том числе металлопротеаз, которые разрушают коллаген II типа и протеогликаны. Одновременно угнетается нормальный синтез матрикса хондроцитами. На молекулярном уровне это выражается в снижении содержание проте-огликанов в матриксе, разрушении сшивок между гликозаминог-ликанами и коллагеном II типа и в увеличении содержания воды в матриксе. Подобные биохимические изменения хрящевого
матрикса уменьшают его прочность на сжатие и растяжение, ухудшают амортизирующую функцию хряща, препятствуют поддержанию гомеостаза хондроцитами, защите субхондральной кости. На основании изложенного цитируемые авторы выдвигают следующую концепцию происхождения артроза. Начальным звеном патогенеза является нарушение гомеостаза хряща, вызванное одним или рядом факторов, среди которых решающую роль играет фактор неадекватных механических нагрузок (повышенных или пониженных). В результате этого происходит изменение фенотипа хрящевых клеток, что проявляется в снижении синтеза ими связывающих белков, участвующих в образовании протеогликановых агрегатов, и начале синтеза коллагена I и III типов, несвойственного для нормального зрелого хряща. Синтез коллагена этих двух типов начинает преобладать над продуцированием коллагена II типа, нужного для постоянного обновления органоспецифического для хряща фибриллярного остова. Нарушение агрегации протеогликанов приводит к их потере хрящом и к его обводнению. Формируется неполноценная основа, не способная в полной мере выполнять функцию суставного хряща.
Результаты исследования свидетельствуют о прямом участии про- и противовоспалительных цитокинов в механизмах инициации и развития посттравматического ДОА суставов нижней конечности.
Литература
1. Леонтьева Ф.С. // Ортопед., травматол. 1997. № 3. С. 30.
2. Миронов С.П. .и др. // Вестн. травматол. и ортопед. 2001. № 2. С. 96-99.
3. Насонова В.А., Халтаев Н.Г. // Тер. архив. 2001. № 5. С.5.
4. Пауль Г.А., Русова Т.В. // Клиническая лабораторная диагностика. 1995. № 2. С. 13-14.
5. Шараев П.Н. и др. // Лаб. дело. 1987. № 1. С. 60-62.
6. LotzM. // Clin. Orthop. 2001. Vol.391, Suppl. P. S108-S115.
7. Pelletier J.P.. et al// J Rheumatol. 1995. Vol. 43, Suppl. P. 109-114.
8. Scully S.P. et al.. // Clin. Orthop. 2001. №39, Suppl. P. S72.
9. Vuolteenaho K..et al. // Osteoarthritis Cartilage. 2001. Vol. 9, №7. P. 597-605.
УДК612.877; 618.39-021.3
НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИСЧИСЛЕНИЯ ПРОГНОЗА ИСХОДОВ ТЯЖЕЛОЙ ЧЕРЕПНО-МОЗГОВОЙ ТРАВМЫ ПРИ СУПРАТЕНТОРИАЛЬНОМ СДАВЛЕНИИ ГОЛОВНОГО МОЗГА
А.В. КЛИМАШ*, Е.Н. КОНДАКОВ *, А.К. БАХТИЯРОВ*,
О.А. КЛИЦЕНКО**
Представлена технология прогнозирования исходов тяжелой черепно-мозговой травмы, основанная на анализе 287 клинических наблюдений с супратенториальным сдавлением головного мозга. Ключевые слова: прогнозирование исходов тяжелой черепно-
мозговой травмы, супратенториальное сдавление головного мозга.
Черепно-мозговая травма (ЧМТ) имеет широкую распространенность, сопровождается высокой инвалидизацией и летальностью среди лиц трудоспособного населения, что придает большое значение прогнозированию исходов при данной патологии. В частности, прогноз ЧМТ представляет интерес с медицинской (в том числе деонтологичской), экономической, юридической и социальной точек зрения [12]. Определенная часть предложенных способов прогнозирования исходов ЧМТ предназначена для группового прогноза [5, 9]. Способы индивидуального прогноза предполагают: учет результатов дополнительных методов обследования, использование большого числа клиниконеврологических признаков, сложных формул, полученных чаще на основании методов логистической регрессии, регрессионного и факторного анализов [3, 6, 7, 11, 13]. Это делает расчеты трудоемкими, удлиняет время их проведения и затрудняет применение способов прогноза на практике. Разработка способов прогнозирования исхода ЧМТ, отличающихся точностью и простотой, является актуальной на данный момент проблемой.
Цель исследования - разработать точный и простой в использовании способ прогнозирования исхода ЧМТ.
Российский научно-исследовательский нейрохирургический институт им. дроф. А.Л.Поленова, 191104, г. Санкт-Петербург, ул. Маяковского, 12 Санкт-Петербургская медакадемия последипломного образования
