CC BY
35
Практична медицина / Practical Medicine
[ЮЛЬ.
СУСТАВЫ.
позвоночник
УДК616.379-008.64:616.72-018.3-007.17/.18-007-248
ГОЛОВКИНА Е.С., ЛУКАШЕНКО Л.В., СИНЯЧЕНКО О.В.
Донецкий национальный медицинский университет имени М. Горького
РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЫВОРОТКИ КРОВИ ПРИ МЕТАБОЛИЧЕСКОМ СИНДРОМЕ У БОЛЬНЫХ ОСТЕОАРТРОЗОМ
Резюме. Интегральные реологические свойства сыворотки крови больных остеоартрозом зависят от наличия всех составляющих метаболического синдрома (в первую очередь от параметров инсулинемии, тяжести инсулинорезистентности, индекса массы тела, урике-мии, липидемии, типа гиперлипидемии, характера артериальной гипертензии и периферического сосудистого сопротивления), а в патогенезе таких признаков, как остеофитоз, остеокистоз, остеоузурация, остеопороз, субхондральный склероз, поражение менисков, развитие кист Бейкера и энтезопатий, участвуют показатели адсорбционно-гликемическо-го интегрального коэффициента, гликемического коэффициента межфазной активности, модуля вязкоэластичности, статического поверхностного натяжения и фазового угла тен-зиограмм.
Ключевые слова: остеоартроз, метаболический синдром, кровь, реология.
Введение
Остеоартроз (ОА) считается одной из главных медико-социальных проблем наступившего столетия [6, 7, 14] и является самым частым воспалительно-дегенеративным заболеванием суставов [10, 11, 13]. Актуальность проблем ОА обусловлена не только его широкой распространенностью, но и высоким риском развития ограничений функции опорно-двигательного аппарата, которые приводят к нарушению трудоспособности и снижению качества жизни пациентов.
ОА часто патогенетически связан с инсулинорезистен-тностью, сахарным диабетом (СД) 2-го типа, ожирением, гиперлипидемией, артериальной гипертензией (АГ) и ише-мической болезнью сердца (ИБС), т.е. составляющими метаболического синдрома (МС). ОА с МС наносит огромный медико-социальный ущерб даже экономически развитым странам [5, 15], причем наличие МС ускоряет темпы про-грессирования суставной патологии [2]. Изучение клинико-патогенетических взаимоотношений ОА и МС стало очень актуальной медицинской проблемой [4, 12, 16].
Разработка методов анализа формы осесимметрич-ных и осциллирующих капель позволила впервые оценить вязкоэластичные и релаксационные характеристики сыворотки крови у пациентов, страдающих различными
воспалительными болезнями опорно-двигательного аппарата (ревматоидный, реактивный хламидийный, юве-нильный идиопатический, псориатический, подагрический артриты и пр.), отдельно определить вискозные и упругие поверхностные параметры крови, что коррелирует с релаксационными свойствами синовиальной жидкости [1, 3]. Вместе с тем клиническая и прогностическая значимость межфазной тензиореометрии сыворотки при ОА с МС остается неизученной, что и стало целью данного исследования.
Материал и методы
Под наблюдением находились 113 больных ОА в возрасте от 43 до 72 лет (в среднем 56,30 ± 0,60 года). Среди этих пациентов было 28,3 % мужчин и 71,7 % женщин. Длительность клинической манифестации ОА составила 7,10 ± 0,26 года. Полиартроз обнаружен в 84,1 % случаев. Индекс тяжести ОА (ИТОА) составил 104,40 ± 9,59 о.е., индекс прогрессирования ОА (ИПОА) — 2,10 ± 0,16 о.е. Клинико-сонографически синовит констатирован в
© Головкина Е.С., Лукашенко Л.В., Синяченко О.В., 2013 © «Боль. Суставы. Позвоночник», 2013 © Заславский А.Ю., 2013
46,0 % наблюдений, I стадия патологического процесса отмечена в 24,8 %, II — в 31,9 %, III — в 43,4 %. Необходимо подчеркнуть, что узелковая форма болезни констатирована у 56,8 % женщин, тогда как в группе мужчин она отсутствовала. МС установлен у 60,2 % больных ОА (среди мужчин МС диагностирован в 84,4 % случаев, среди женщин — в 65,4 %). В 66,4 % наблюдений выявлена диа-столическая АГ, в 64,6 % — СД, в 59,3 % — систолическая АГ, в 31,5 % — ИБС.
Проводили рентгенологическое (Multix Compact, Siеmens, Германия) и ультразвуковое (Envisor, Philips, Нидерланды) исследование периферических суставов и позвоночника, а также двухэнергетическую рентгеновскую остеоденситометрию проксимального отдела бедренной кости (QDR-4500 Delphi, Hologic, США). ИПОА подсчитывали по формуле: ИПОА = (S2 + Ъ) : t, где S — стадия заболевания, Ъ — сумма рентгеносонографиче-ских признаков, t — длительность манифестации болезни. ИТОА определяли по формуле: ИТОА = (a + b) + 2 х х (c + d + e + f + g + h + i + j) + 3 х (k + l + m + n) : N, где a — остеофитоз, b — остеохондроз позвоночника, c — суб-хондральный склероз, d — остеокистоз, e — лигаментоз, f — эпифизарный остеопороз, g — суставные кальцина-ты, h — изменения рогов менисков, i — тела Пеллагри — Штайди, j — тела Гоффа, k — остеоузуры, l — кисты Бей-кера, m — хондромные тела, n — спондилоартроз, N — число признаков. Кроме того, выполняли электрокардиографию (аппараты «М1ДАК-ЕК1Т», Украина, и Fukuda Denshi Cardimax-FX326, Япония) и эхокардиографию (Acuson Aspen, Siemens, Германия).
Используя биохимические анализаторы BS-200 (Китай) и Olympus-AU-640 (Япония), в сыворотке крови изучали показатели глюкозы, мочевой кислоты, холестерина, триглицеридов, липопротеидов высокой и низкой плотности. Определение концентрации инсулина в крови проводили иммуноферментным методом (ридер PR2100 Sanofi diagnostic Pasteur, Франция, наборы ProCon, Россия), показатель гликозилированного гемоглобина (HbA1c) исследовали методом высокой жидкостной хроматографии на анализаторе BI0-RAD-D10 (США). Параметр инсулинорезистентности HOMA (Homeostatic Model Assessment) высчитывали по формуле: НОМА = (Ins х Glue) : 22,5, где Ins — концентрация инсулина в крови, Gluc — содержание в крови глюкозы. Атерогенный коэффициент (АК) определяли по формуле: АК = (H — Hh) : Hh, где H — общий холестерин, Hh — холестерин липопротеидов высокой плотности. Индекс массы тела (ИМТ) Кетле подсчитывали по формуле: ИМТ = W : G2, где W — масса тела, G — рост.
Межфазную тензиореометрию для изучения реологических свойств сыворотки крови (РСК) проводили с использованием компьютерных аппаратов ADSA-Toronto (Германия — Канада) и PAT2-Sinterface (Германия). Изучали статическое (равновесное) поверхностное натяжение (о) при времени существования поверхности, стремящемся к бесконечности (t ^ межфазную активность при t = 0,01 с (о001), t = 1 с (о1) и t = 100 с (о100), соотношение о к о001 (у), отражающее низкомолекулярный состав в крови сурфактантов, разницу между о100 и о(8), показывающую уровень высокомолекулярных по-
верхностно-активных веществ, модуль вязкоэластично-сти (е), время релаксации (т), угол наклона (X) и фазовый угол тензиореограмм (ф). Подсчитывали также адсорбци-онно-гликемический интегральный коэффициент (и) и гликемический коэффициент межфазной активности (ю) по формулам: и = (о : е) : (ф :X) х Gluc и ю = (о + о001 + + + ою) х Ins : (Gluc + HbAlc).
Статистическая обработка полученных результатов исследований проведена с помощью компьютерного вариационного, корреляционного, непараметрического, одно- (ANOVA) и многофакторного (ANOVA/MANOVA) дисперсионного анализа (программы Microsoft Excel и Statistica StatSoft, США). Оценивали средние значения (M), стандартные отклонения (SD) и ошибки, коэффициенты корреляции, критерии дисперсии, Стьюдента, Вилкоксона — Рао, Макнемара — Фишера и достоверность статистических показателей.
Результаты
По данным многофакторного дисперсионного анализа, на интегральное состояние РСК при ОА оказывают влияние пол больных, распространенность суставного синдрома, синовит, стадия патологического процесса, ИТОА, ИПОА, наличие остеохондроза позвоночника и спондило-артроза. На интегральные РСК у таких больных оказывают достоверное воздействие тяжесть поражения пястно-фаланговых, лучезапястных, плечевых, плюснефаланго-вых, голеностопных, коленных и тазобедренных суставов, проксимальных межфаланговых сочленений стоп, шейного, грудного и поясничного отделов позвоночника.
У больных ОА показатели и составляют 5,40 ± 1,10 о.е., ю — 451,40 ± 22,06 о.е., а — 45,70 ± 0,46 мН/м, у -63,90 ± 0,57 %, S — 11,20 ± 0,46 мН/м, е — 21,90 ± 0,69 мН/м, т— 96,90 ± 3,26 с, X — 19,90 ± 0,66 мН/м-1с1/2, ф — 130,0 ± 6,91 мН/м-1с1/2. По данным ANOVA, имеет место влияние пола больных на параметры X, ф и т. Ген-дерные особенности РСК при ОА характерны для показателей X, которые у мужчин на 23 % больше. Как свидетельствует однофакторный дисперсионный анализ, возраст больных влияет на параметры ф, е и т. С возрастом пациентов обратно коррелируют значения ю. Кроме того, согласно удлинению сроков существования болезни возрастают показатели у, а с увеличением распространенности суставного синдрома — значения S. Необходимо подчеркнуть, что с распространенностью суставного синдрома тесно связаны уровни S, е, т, X и ф. Параметры ю прямо коррелируют с показателями ИТОА и ИПОА, а с ИТОА и ИПОА значения ф имеют обратные корреляционные связи. Кроме того, ИТОА характеризуется позитивными соотношениями с релаксационными свойствами сыворотки крови, а ИПОА — негативными связями с вязкоэла-стичными. С учетом проведенной статистической обработки данных исследования установлено, что прогноз-негативными критериями при ОА являются показатели ю > 690 о.е. (> M + SD больных) и ф < 56 мН/м-1с1/2 (< M - SD больных).
По данным анализа Уилкоксона — Рао, наличие и тяжесть МС влияют на интегральные РСК у больных ОА. Все изученные составляющие МС достоверно воздействуют на состояние РСК. Так, сказанное относится к гиперинсу-
линемии, гипергликемии, гиперлипидемии, гиперурике-мии, СД, ожирению, АГ, миокардиосклерозу, аортоскле-розу, вальвулосклерозу. Подчеркнем, что интегральные показатели РСК зависят от нарушений возбудимости миокарда и диастолической дисфункции левого желудочка, а не от изменений электрической проводимости сердца. На изученное физико-химическое состояние сыворотки крови у больных ОА достоверно влияют показатели инсулина и мочевой кислоты в крови, параметры среднего артериального давления и типа нарушений липидного обмена.
Наличие МС при ОА достоверно определяет уровни и, ю, о, S, е, т, X и ф, что демонстрирует ANOVA. Необходимо отметить, что число составляющих МС прямо коррелирует с показателями ю и обратно соотносится с е и ф. Мы установили, что значения е < 15 мН/м (< M — SD больных) отражают при ОА тяжесть МС.
Все компоненты МС при ОА оказывают достоверное влияние на отдельные параметры РСК. По данным од-нофакторного дисперсионного анализа, от наличия ги-перинсулинемии зависят показатели т, X и ф, гипергликемии — о и S, гиперлипидемии — S, т, X и ф, гиперурике-мии — о, от наличия ожирения — о, S, X и ф, СД — у, X и ф, АГ — у, S, т и ф.
Обсуждение результатов
Ранее установлено [9], что если низкомолекулярные сурфактанты характеризуются диффузией и адсорбирующим барьером, то высокомолекулярным присуща и стадия перестройки соединений в поверхностном слое, замедляющая адсорбцию. Мочевая кислота и углеводы существенно изменяют о биологических жидкостей [8]. Указанные компоненты сыворотки крови могут влиять на свойства самого раствора (в том числе и сурфактантные), но главным образом на структуру белка, связывая или ионизируя аминокислотные группы, взаимодействуя с полипептидной цепью, нарушая конформацию молекулы в объеме и поверхностном слое. От уровня в крови липидов (фосфатидилхолина, дипальмитоила, холестерина, триглицеридов, липопроте-идов разной плотности) зависит поверхностное давление сыворотки, которое колеблется от 5 до 25 мН/м [1].
Как известно, основным поверхностно-активным компонентом сыворотки крови является альбумин. Межфазной тензиометрии растворов альбумина и других протеинов посвящено немалое число работ. Детально изучено поведение в растворах адсорбции ß-лактоглобулина, испытаны растворы ß-казеина и лизоцима. Постоянно накапливаются данные по оценке влияния различных сурфактан-тов на межфазную активность модельных растворов с учетом их гидрофобных свойств, интенсивно изучаются процессы кинетики адсорбции-десорбции растворов протеиновых сурфактантов, начаты исследования по изучению теории кинетики процессов адсорбции с перспективой прикладной значимости для медицинской практики, а также вязкоэластичных реологических свойств модельных растворов под действием различных сурфактантов, имеющих непосредственное отношение к ОА и МС [1, 3].
При очень малых концентрациях ионных сурфактан-тов (в 100 раз меньше, чем протеина) наблюдается увеличение о смеси, тогда как относительно большие добавки тех же поверхностно-активных веществ, как прави-
ло, снижают показатели межфазной тензиометрии. Такие же сложные процессы определяют о смесей протеинов. Не всегда при внесении в белковый раствор еще одного протеина межфазная активность понижается. К примеру, если поместить в раствор сывороточного альбумина а-лактальбумин и Р-лактоглобулин, о увеличивается, поскольку адсорбционная активность добавляемых протеинов ниже, чем альбумина [9]. Гипотетически внесение в среду не только а-лактальбумина и Р-лактоглобулина, но и многих других белков (даже при условии значительного увеличения суммарной концентрации протеинов) может привести к росту о данного раствора. Нужно отметить, что в опытах in vitro и in vivo показано влияние и других органических веществ на параметры равновесного (статического) о сыворотки. Это относится к уровням фибриногена, фибронектина, С-реактивного протеина, иммуноглобулинов.
В процессе дополнительной статистической обработки полученных нами данных было установлено, что параметры т и X не коррелируют с отдельными составляющими МС у больных ОА. В свою очередь, уровень инсулина в сыворотке крови имеет достоверные корреляционные связи со значениями е и ф, НОМА — с ю, о, е и ф, ури-кемии — только с ф, показатели степени атерогенности — с ю, массы тела — с ю и е, среднего артериального давления — с у, периферического сосудистого сопротивления — с и, у и е.
На распространенность суставного синдрома влияют параметры о, е и т, ИТОА — и, на ИПОА — ю, о и е. Остео-фитоз тесно связан с воздействием ю и т, остеокистоз — с у, е и т, субхондральный склероз — с и, ю, е и ф, остеоузу-ры — только с е, поражение менисков — только с ю, кисты Бейкера — с ю и е, энтезопатии — с и, ю и о, остеопороз — с и, ю и е. Корреляционный анализ показывает обратную связь ИПОА с ю. С учетом и дисперсионного анализа можно сделать следующее заключение, имеющее определенную практическую значимость: показатели ю < 220 о.е. (< M — SD больных) являются прогностически неблагоприятными в отношении темпов прогрессирования ОА.
Выводы
1. При ОА наблюдаются нарушения интегральных РСК (и, ю, о, у, S, е, т, X, ф), что связано с полом больных, наличием синовита, узелковой формой болезни, распространенностью, стадией, тяжестью течения и темпами прогрессирования артикулярного процесса, с поражением отдельных суставов, характером рентгеносонографи-ческих признаков.
2. Интегральные РСК зависят от наличия у больных всех составляющих МС (в первую очередь от параметров инсулинемии, тяжести инсулинорезистентности, ИМТ, урикемии, липидемии, типа гиперлипидемии, характера АГ и сосудистого сопротивления).
3. В патогенезе таких признаков, как остеофитоз, остеокистоз, остеоузурация, остеопороз, субхондраль-ный склероз, поражение менисков, развитие кист Бей-кера и энтезопатий, участвуют показатели и, ю, е, о и ф.
4. Исследование РСК при ОА, МС и ОА + МС будет полезным для прогнозирования течения патологического процесса, разработки наиболее оптимальных методов
индивидуальной патогенетической терапии и контроля за эффективностью проводимых лечебных мероприятий, а наиболее информативными критериями являются ю, е и ф.
Список литературы
1. Думанский Ю.В. Физико-химические адсорбцион-но-реологические исследования в медицине / Ю.В. Думанский. — Донецк: Донеччина, 2011. — 385 с.
2. Зайцева Е.М. Факторы быстрого прогрессирования остеоартроза коленных суставов / Е.М. Зайцева, Л.И. Алексеева // Тер. арх. — 2012. — Т. 84, № 12. — С. 85-89.
3. Синяченко О.В. Адсорбционно-реологические свойства биологических жидкостей в ревматологии / О.В. Синяченко. — Донецк: Донеччина, 2011. — 286 с.
4. Сухоребська М.Я. Остеоартроз i метаболiчний синдром: сучасний погляд на проблему / М.Я. Сухоребська, Р.1. Яци-шин, Ю.В. Дельва [та ш.] // Укр. ревматол. журн. — 2013. — Т. 51, № 1. — С. 43-52.
5. Bhatia D. Current interventions in the management of knee osteoarthritis / D. Bhatia, T. Bejarano, M. Novo // J. Pharm. Bio-allied. Sci. — 2013. — Vol. 5, № 1. — P. 30-83.
6. Cooper C. How to define responders in osteoarthritis / C. Cooper, J.D. Adachi, T. Bardin [et al.] // Curr. Med. Res. Opin. — 2013. — Vol. 29, № 6. — P. 719-729.
7. Gignac M. A. Social role participation and the life course in healthy adults and individuals with osteoarthritis: are we overlooking the impact on the middle-aged? / M.A. Gignac, C.L. Back-man, A.M. Davis [et al.] // Soc. Sci. Med. — 2013. — Vol. 81. — P. 87-93.
8. Kazakov V.N. Dynamic surface tensiometry in medicine / V.N. Kazakov, O.V. Synyachenko, V.B. Fainerman, R. Miller. — Amsterdam: Elsevier, 2000. — 373 p.
9. Kazakov V.N. Interfacial rheology of biological liquids: Application in medical diagnostics and treatment monitoring / V.N. Kazakov, O.V. Synyachenko, V.B. Fainerman // Interfacial Rheology / Ed. by R. Miller, L. Liggieri. — Leiden: Brill Publ., 2009. — P. 519-566.
10. Litwic A. Epidemiology and burden of osteoarthritis / A. Litwic, M.H. Edwards, E.M. Dennison, C. Cooper // Br. Med. Bull. — 2013. — Vol. 105. — P. 185-199.
11. Marhadour T. Osteoarthritis epidemiology and risk factors / T. Marhadour, D. Guellec, A. Saraux [et al.] // Soins. — 2012. — Vol. 768. — P. 28-29.
12. Nelson F.R. Osteoarthritis and metabolic syndrome // J. Am. Acad. Orthop. Surg. — 2012. — Vol. 20, № 4. — P. 259-260.
13. Neogi T. Epidemiology ofosteoarthritis / T. Neogi, Y. Zhang // Rheum. Dis. Clin. North Am. — 2013. — Vol. 39, № 1. — P. 1-19.
14. Racine J. Pathogenesis and epidemiology of osteoarthritis / J. Racine, R.N. Aaron // R.I. Med. J. — 2013. — Vol. 96, № 3. — P. 19-22.
15. Wenham C.Y. New horizons in osteoarthritis / C.Y. Wen-ham, P.G. Conaghan // Age Ageing. — 2013. — Vol. 42, № 3. — P. 272-278.
16. Yoshimura N. Association of knee osteoarthritis with the accumulation of metabolic risk factors such as overweight, hypertension, dyslipidemia, and impaired glucose tolerance in Japanese men and women: the ROAD study / N. Yoshimura, S. Muraki, H. Oka [et al.] // J. Rheumatol. — 2011. — Vol. 38, № 5. — P. 921-930.
Получено 10.07.13 ■
Головкина К.С., Лукашенко Л.В., Синяченко О.В. Донецький нац'юнальний медичний ун'шерситет '¡м. М. Горького
Реолопчш властивосп сироватки кровi при метаболiчному синдромi у хворих на остеоартроз
Резюме. 1нтегральш реолопчш властивосп сироватки кровi хворих на остеоартроз залежать вщ наявност вшх складових метаболiчного синдрому (у першу чергу вщ параметрiв шсулшеми, тяжкост шсулшорезистентнос-л, шдексу маси тша, урикеми, лшщеми, типу гшерлшще-м11, характеру артерiальноl гшертензи i перифершного су-динного опору), а в патогенезi таких ознак, як остеофь тоз, остеоыстоз, остеоузурац1я, остеопороз, субхондраль-ний склероз, ураження мешсыв, розвиток кют Бейкера й ентезопатш, беруть участь показники адсорбцшно-гтке-мiчного штегрального коефщента, глiкемiчного коефь щента мгжфазно! активносп, модуля в'язкоеластичносл, статичного поверхневого натягу та фазового кута тензю-грам.
Ключовi слова: остеоартроз, метаболiчний синдром, кров, реолопя.
Golovkina Ye.S., Lukashenko L.V., Syniachenko O.V. Donetsk National Medical University named after M. Gorky, Donetsk, Ukraine
Rheological Properties of Blood Serum in Metabolic Syndrome in Patients with Osteoarthritis
Summary. Integral rheological properties of the blood serum in patients with osteoarthritis depend on the presence of all components of the metabolic syndrome (primarily on the parameters of insulinemia, the severity of insulin resistance, body mass index, uricemia, lipidemia, type of hyperlipidemia, the nature of hypertension and peripheral vascular resistance), and in the pathogenesis of such signs as osteophytosis, osteo-cystosis, osseous erosion, osteoporosis, subchondral sclerosis, damage of the meniscus, the development of Baker's cysts and enthesiopathies, the indicators of adsorption-glycemic integral coefficient, glycemic coefficient of interfacial activity, visco-elastic modulus, static surface tension and phase angle tensi-ogram.
Key words: osteoarthritis, metabolic syndrome, blood, rheo logy.
