CC BY
35
Лікарю, що практикує І попило
To General Practitioner 1paBMa
УДК 616.728.2-002.77-008.8 ЛУКАШЕНКО Л.В.
Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького
СУРФАКТАНТНОЕ СОСТОЯНИЕ СИНОВИАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ У БОЛЬНЫХ ГОНАРТРОЗОМ
Резюме. У пациентов, страдающих остеоартрозом с вторичным воспалением коленных суставов, интегральное сурфактантное состояние синовии зависит от пола больных, распространенности артикуляр-ного синдрома и наличия узелков Гебердена и Бушара. При этом на содержание общего белка в суставном ликворе влияет рентгенологическая стадия болезни, на уровень С-реактивного белка — параметры индекса Лансбури, глюкозы — кисты Бейкера, нитритов — тендовагиниты, мочевой кислоты — интраар-тикулярные хондромные тела. Причем существуют связи показателей поверхностно-активных веществ с физико-химическими адсорбционно-реологическими поверхностными значениями вязкости, упругости, вязкоэластичности, натяжения и релаксации, а прогностическое значение в течении гонартроза может иметь суммарная концентрация протеинов.
Ключевые слова: гонартроз, воспаление, синовия, сурфактанты.
Введение
Изучение синовиальной жидкости (СЖ) относится к наиболее информативным методам диагностики заболеваний суставов, в частности остеоартроза (ОА) [3, 6, 8]. При ОА дегенеративно-воспалительные процессы в хряще и суставной мембране характеризуются последующими изменениями в синовии уровней (в алфавитном порядке) аггрекана, альбумина, аполипопротеидов, бигликана, виментина, гаптоглобина, коллагена II типа, моноци-тарного хемоаттрактантного протеина-1, олигомерного матриксного протеина хряща, тенасцина-С, тубулина, фибриногена, фибронектина, хондроитинсульфатов [4,
15, 19], остеогенного протеина-1 и остеокальцина [18], а также глюкозамина (2-амино-2-деокси-В-глюкозы) [20], обладающих большими или меньшими сурфактантными (поверхностно-активными) свойствами.
Сурфактантные характеристики биологических жидкостей обеспечиваются мембранными межмолекуляр-ными взаимосвязями, обусловленными гидрофобными силами [7, 17]. При наличии двух фаз («воздух/СЖ») у больных синовитом силы полярного взаимодействия молекул выталкивают гидрофобную часть из жидкой фазы и занимают энергетически наиболее выгодное положение на границе раздела [4]. У больных ОА в результате выталкивания гидрофобной и притягивания гидрофильной частей молекул сурфактанта в суставном ликворе образуются поверхностные адсорбционные слои [9, 12, 16], вследствие чего нарушаются физико-химические лубри-кантные свойства СЖ.
Целью и задачами данной работы стали изучение биохимического сурфактантного состава суставной жидкости при гонартрозе (ГА), выяснение факторов, определяющих
эти показатели, исследование влияния поверхностно-активных веществ на физико-химические адсорбционнореологические свойства СЖ, оценка патогенетической значимости.
Материалы и методы
Обследовано 27 больных ГА с синовитом в возрасте от 40 до 63 лет (в среднем 50,50 ± 5,40 ± 1,04 года). Среди этих пациентов было 22 % мужчин и 78 % женщин. Узелковая форма ОА установлена в каждом пятом наблюдении, причем только у женшин, а полиартроз — в 89 % (суставной счет составил 11,60 ± 6,80 ± 1,31). I рентгенологическая стадия болезни констатирована у 7 % от числа обследованных больных, II — у 30 % и III — у 63 %, индекс Лансбури был равен 88,40 ± 29,21 ± 5,62 балла, индекс тяжести ОА (ИТОА) — 123,00 ± 101,63 ± 19,56 отн.ед., индекс прогрессирования ОА (ИПОА) — 1,80 ± 0,97 ± 0,19 отн.ед. Тендо-вагиниты диагностированы в 48 % наблюдений, энтезопа-тии и кисты Бейкера — в 15 %, остеокистоз и изменения рогов менисков — в 59 %, субхондральный склероз — в 93 %, эпифизарный остеопороз — в 74 %, остеоузуры и лигаментоз — соответственно в 41 %, интраартикулярные кальцинаты — в 25 %, хондромные тела — в 56 %.
Пациентам выполняли рентгенологическое (аппарат Multix Compact, Siеmens, Германия), ультразвуковое (аппарат Envisor, Philips, Нидерланды:) и магнитно-резонансное (томограф Signa Excite HD, Германия) исследование коленных суставов. Подсчитывали ИТОА по формуле:
© Лукашенко Л.В., 2013 © «Травма», 2013 © Заславский А.Ю., 2013
ИТОА = (А + В) • C, где А — суставной счет, В — индекс Ричи, С — стадия заболевания. Кроме того, определяли ИПОА по формуле: ИПОА = (С2 + Е) : D, где С — стадия заболевания, Е — сумма рентгеносонографических признаков болезни, D — длительность клинической манифестации суставного процесса. Используя биохимические анализаторы BS-200 (Китай) и Olympus-AU-640 (Япония), в надосадочном слое СЖ после ее центрифугирования изучали показатели общего белка, С-реактивного белка (СРБ), р2-микроглобулина ф2МГ), глюкозы, мочевой и молочной кислот, а концентрацию нитритов (конечных стойких продуктов метаболизма оксида азота) исследовали спектрофотометрически («СФ-46», Россия) с помощью реактива Грейса при длине волны 540 нм. Меж-фазную тензиореометрию суставного ликвора проводили с применением компьютерных аппаратов MPT2-Lauda (Германия), ADSA-Toronto (Германия-Канада) и PAT2-Sinterface (Германия). Изучали поверхностные вязкость (ц) и упругость (р), модуль вязкоэластичности (е), время релаксации (т), поверхностное (межфазное) натяжение (ст) при времени существования поверхности, равном 0,01 (ст1), 1 (ст2) и 100 с (ст3), оценивали равновесное (статическое) ст при t^ro (ст4), подсчитывали угол наклона (X) и фазовый угол тензиореограмм (ф), а также интегральный адсорбционный коэффициент (ю) [4, 17]. С помощью ротационного вискозиметра Low Shear-30 (Швейцария) исследовали объемную вязкость (г|) СЖ.
Статистическая обработка полученных результатов исследований проведена с помощью компьютерного вариационного, корреляционного, одно- (ANOVA) и многофакторного (ANOVA/MANOVA) дисперсионного анализа (программы Microsoft Excel и Statistica, StatSoft, США). Оценивали средние значения (M), стандартные отклонения (SD) и ошибки (m), коэффициенты корреляции (r), критерии дисперсии (D), Стьюдента, Уилкоксо-на — Рао и достоверность статистических показателей (p).
Результаты и их обсуждение
При ГА параметры общего белка в суставном лик-воре составляют 54,90 ± 5,56 ± 1,07 г/л, СРБ — 3,20 ± ± 0,61 ± 0,12 мг/л, Р2МГ — 3,80 ± 0,71 ± 0,15 мг/л, глюкозы — 2,30 ± 0,90 ± 0,17 ммоль/л, нитритов — 6,50 ± ± 0,86 ± 0,17 мкмоль/л, мочевой кислоты — 35,80 ± 5,99 ± ± 1,15 мкмоль/л, молочной кислоты — 4,60 ± 0,74 ± ± 0,14 ммоль/л. Необходимо отметить, что по результатам ANOVA/MANOVA на интегральное сурфактантное состояние синовии оказывают влияние пол пациентов, узелковая форма заболевания и число болезненных суставов.
Корреляционные связи отдельных адсорбционнореологических показателей с параметрами в СЖ СРБ, Р2МГ и молочной кислот отсутствуют (табл. 1). С содержанием общего белка в синовии коррелируют е, ст4 и ф, с концентрацией глюкозы — ст2, ст3 и т, с уровнем нитритов — ц и т, мочевой кислоты — р. Повышение уровней нитритов и мочевой кислоты в СЖ больных ГА может быть обусловлено высокой активностью индуцированной оксидазотной синтетазы [14]. Нужно отметить, что содержание этих азотистых продуктов коррелирует с концентрациями в суставном ликворе провоспалитель-ных цитокинов и с активностью матриксных металло-протеиназ [11, 13], а также прямо соотносится с параметрами кристаллов мононатриевого урата и пирофосфата кальция в синовии больных ОА [20].
Поверхностно-активные белки и небелковые азотистые продукты в суставном ликворе способны уменьшать ст данной биологической жидкости, а адсорбируясь на границах раздела фаз — изменять межфазную активность, ускорять или замедлять процессы переноса вещества и энергии через биологические мембраны. Низкомолекулярные сурфактанты характеризуются диффузией и адсорбирующим барьером, тогда как высокомолекулярным присуща еще стадия перестройки соединений в поверхностном слое, замедляющая адсорбцию. Особенно
Таблица 1. Достоверность влияния ф D) отдельных сурфактантов в СЖ на адсорбционно реологические свойства синовии у больных ГА
Адсорбционнореологические показатели СЖ Сурфактанты в СЖ
Общий белок СРБ Р2МГ Глюкоза Нитриты Мочевая кислота Молочная кислота
Л 0,825 0,642 0,791 0,840 0,886 0,340 0,500
Ц 0,914 0,912 0,757 0,315 0,310 0,783 0,773
Р 0,989 0,512 0,322 0,474 0,448 0,753 0,355
е 0,427 0,638 0,215 0,845 0,573 0,724 0,048
ст1 0,757 0,547 0,102 0,264 0,630 0,582 0,617
ст2 0,808 0,972 0,536 0,179 0,578 0,240 0,337
ст3 0,573 0,997 0,407 0,430 0,985 0,932 0,114
ст4 0,340 0,699 0,151 0,413 0,041 0,317 0,321
X 0,435 0,004 0,837 0,138 0,812 0,556 0,116
ф 0,968 0,722 0,585 0,789 0,567 0,465 0,869
ю 0,630 0,082 0,609 0,793 0,136 0,018 0,879
т 0,380 0,264 0,154 0,811 0,424 0,755 0,360
Таблица 2. Достоверность корреляционных связей (p г) показателей сурфактантов в СЖ с параметрами адсорбционно-реологических свойств синовии у больных ГА
Адсорбционнореологические показатели СЖ Сурфактанты в СЖ
Общий белок СРБ Р2МГ Глюкоза Нитриты Мочевая кислота Молочная кислота
Л 0,295 0,295 0,345 0,630 0,373 0,877 0,473
ц 0,963 0,510 0,866 0,359 ^0,026 0,208 0,851
Р 0,990 0,329 0,106 0,396 0,082 Т0,019 0,233
є Т0,044 0,616 0,958 0,392 0,530 0,507 0,882
о1 0,843 0,950 0,548 0,086 0,834 0,486 0,501
о2 0,597 0,744 0,386 Т0,017 0,847 0,530 0,263
о3 0,659 0,591 0,488 Т0,011 0,562 0,251 0,856
о4 ^0,002 0,747 0,563 0,290 0,944 0,246 0,379
X 0,447 0,384 0,641 0,140 0,293 0,080 0,363
Ф Т0,032 0,951 0,477 0,429 0,295 0,696 0,498
ю 0,498 0,626 0,667 0,579 0,057 0,158 0,179
т 0,721 0,402 0,254 Т0,032 Т0,002 0,131 0,375
Примечания: Т — корреляционная
достоверная прямая корреляционная связь; связь.
— достоверная обратная
сложные процессы имеют место в смесях поверхностноактивных веществ СЖ [4, 17]. Как демонстрирует регрессионный анализ, показатели равновесной межфазной активности СЖ четко зависят от степени активности сино-вита, обратно связаны с концентрациями в суставном лик-воре высокомолекулярных Р2МГ и иммуноглобулина^ и прямо соотносятся с уровнем фибронектина [3].
По данным многофакторного дисперсионного анализа [4, 5], реологические свойства СЖ определяет ее липидный состав, а вязкоупругие и релаксационные — белки и небелковые азотистые продукты. Для оценки тяжести костно-деструктивных изменений суставов при ОА изучаются концентрации аггрекана, бигликана, виментина, гиалуроновой кислоты, гликопротеинов, декорина, дер-матансульфата, кальгранулинов, коллагена II типа, общих протеогликанов, хондроитинсульфата и других веществ в синовии. У больных ОА параметры общего белка, гликопротеинов и хондроитинсульфатов в СЖ увеличиваются согласно повышению стадии заболевания [1].
Уровни в СЖ таких аминокислот, как оксипролин (компонент коллагена) и тирозин (показатель общего содержания неколлагеновых белков), предлагается использовать в качестве биологических маркеров интенсивности катаболических процессов в суставах [2]. Аргинин у больных ОА через цитрулиновые пептиды определяет интегральное содержание белка в суставном ликворе [10], а также концентрации таких протеинов, как виментин, коллаген-11, фибриноген и фибронектин [21, 22].
Выводы
1. У пациентов, страдающих ГА, интегральное сурфактантное состояние синовии зависит от пола больных, клинически манифестной распространенности артикулярно-го синдрома, наличия узелков Гебердена и Бушара.
2. На содержание общего белка в суставном ликворе влияет рентгенологическая стадия болезни, на уровень СРБ — параметры индекса Лансбури, глюкозы — кисты Бейкера, нитритов — тендовагиниты, мочевой кислоты — интраартикулярные хондромные тела.
3. Существуют связи показателей сурфактантных веществ с физико-химическими адсорбционно-реологическими значениями поверхностных вязкости и упругости, модуля вязкоэластичности, поверхностного (межфазного) натяжения и релаксации, а прогностическое значение в течении ГА может иметь суммарная концентрация протеинов в СЖ.
4. Исследование параметров сурфактантного состояния СЖ должно найти широкое применение для оценки степени активности синовита при ГА и прогнозирования темпов прогрессирования патологического процесса, а также для контроля за эффективностью проводимых лечебных мероприятий.
Список литературы
1. Корж М.О. Порівняльний аналіз крові та синовіальної рідини при різних стадіях остеоартрозу / М.О. Корж, Ф.С. Леонтьєва, О.П. Вікторов, І.В. Лисенко //Укр. рев-матол. журн. — 2005. — Т. 21, № 3. — С. 45-47.
2. Лисенко І.В. Діагностична цінність оксипроліну й арахідонової кислоти як біологічних маркерів деградації хрящової тканини //Укр. ревматол. журн. — 2006. — Т. 24, № 2. — С. 40-44.
3. Синяченко О.В. Современные аспекты анализа синовиальной жидкости // Укр. ревматол. журн. — 2008. — Т. 32, № 2. — С. 30-39.
4. Синяченко О.В. (ред.) Адсорбционно-реологические свойства биологических жидкостей в ревматологии /О.В. Синяченко. —Донецк: Донеччина, 2011. — 286с.
5. Синяченко О.В. Диагностика и лечение болезней суставов / О.В. Синяченко. — Донецк: Издатель Заславский А.Ю.; СПб.: ЭЛБИ, 2012. — 560с.
6. Чернякова Ю.М. Синовиальная жидкость: состав, свойства, лабораторные методы исследования / Ю.М. Чернякова, Е.А. Сементовская // Мед. новости. — 2008. — № 2. — С. 9-14.
7. Benjamins J. Surface dilatational rheology of proteins adsorbed at air/water and oil/water interfaces / J. Benjamins, E.H. Lu-cassen-Reynders // Proteins Liq. Interf. — 2008. — Vol. 7. — P 241-284.
8. Brannan S.R Synovialfluid analysis/ S.R. Brannan, D.A Jer-rard//J. Emerg. Med. — 2008. — Vol. 30, № 3. — P. 331-339.
9. Brzozowska A.M. On the stability of the polymer brushes formed by adsorption of ionomer complexes on hydrophilic and hydrophobic surfaces / AM. Brzozowska, E. Spruijt, A de Keizer, M.A Cohen Stuart // J. Colloid Interface Sci. — 2011. — Vol. 353, № 2. — P. 380-391.
10. Chang X. Screening citrullinated proteins in synovial tissues of rheumatoid arthritis using 2-dimensional western blotting/X. Chang, Y. Zhao, Y. Wang [et al.]// J. Rheumatol. — 2012. — Vol. 15, № 12. — P 167-169.
11. Chen da P. Activation of human fibroblast-like synoviocytes by uric acid crystals in rheumatoid arthritis / P. Chen da, C.K Wong, L.S. Tamm [et al.] // Cell. Mol. Immunol. — 2011. — Vol. 8, № 6. — P. 469-478.
12. Chenevier-Gobeaux C. Hypoxia induces nitric oxide synthase in rheumatoid synoviocytes: consequences on NADPH oxidase regulation / C. Chenevier-Gobeaux, C. Simonneau, H. Lemarechal [et al.] // Free Radic. Res. — 2012. — Vol. 46, № 5. — P. 628-636.
13. Dash U. Evidence in favor of formation of hydrophobic complexes in aqueous solution / U. Dash, P.K. Misra // J. Colloid Interface Sci. — 2011. — Vol. 357, № 2. — P. 407-418.
14. Denoble AE. Uric acid is a danger signal of increasing risk for osteoarthritis through inflammasome activation/ AE. Denoble, KM. Huffman, T.V. Stabler [et al.] // Proc. Natl Acad. Sci. USA — 2011. — Vol. 108, № 5. — P. 2088-2093.
Лукашенко Л.В.
Донецький національний медичний університет ім. М. Горького
СУРФАКТАНТНИЙ СТАН СИНОВІАЛЬНОЇ РІДИНИ У ХВОРИХ НА ГОНАРТРОЗ
Резюме. У пацієнтів, які страждають від остеоартрозу із вторинним запаленням колінних суглобів, інтегральний сурфак-тантний стан синовії залежить від статі хворих, поширеності артикулярного синдрому та наявності вузликів Гебердена й Бушара. При цьому на вміст загального білка в суглобовому лікворі впливає рентгенологічна стадія хвороби, на рівень С-реактивного білка — параметри індексу Лансбурі, глюкози — кісти Бейкера, нітритів — тендовагініти, сечової кислоти — інтраартикулярні хондромні тіла. Причому існують зв’язки показників поверхнево-активних речовин із фізико-хі-мічними поверхневими адсорбційно-реологічними значеннями в’язкості, пружності, в’язкоеластичності, натягу й релаксації, а прогностичне значення в перебігу гонартрозу може мати сумарна концентрація протеїнів.
Ключові слова: гонартроз, запалення, синовія, сурфактанти.
15. Giovanni T.P. Correlation of intra-articular ankle pathology with cytokine biomarkers and matrix degradation products / T.P. Giovanni, S.R.. Golish, A Palanca [et al.] // Foot Ankle Int. — 2012. — Vol. 33, № 8. — P. 627-631.
16. Kao P. Volumetric interpretation of protein adsorption: Interfacial packing of protein adsorbed to hydrophobic surfaces from surface-saturating solution concentrations/P. Kao, P. Parhi, A Krishnan, H. Noh//Biomaterials. — 2011. — Vol. 32, № 4. — P. 969-978.
17. Kazakov V.N. Dilational rheology of serum albumin and blood serum solutions as studied by oscillating drop tensiometry / V.N. Kazakov, V.B. Fainerman, P.G. Kondratenko, O.V. Syn-iachenko// Colloids Surf. B. Biointerfaces. — 2008. — Vol. 62, № 1. — P. 77-82.
18. Kokebie R. The role of synovial fluid markers of catabolism and anabolism in osteoarthritis, rheumatoid arthritis and asymptomatic organ donors/R. Kokebie, R Aggarwal, S. Lidder [et al.] // Arthritis Res. Ther. — 2011. — Vol. 13, № 2. — R. 50.
19. Kong M.K Evaluation of a pretreatment method for two-dimensional gel electrophoresis of synovial fluid using cartilage oligomeric matrix protein as a marker/M.K Kong, B.H. Min, P.C. Lee // J. Microbiol. Biotechnol. — 2012. — Vol. 22, № 5. — P. 654-658.
20. Pastorini E. Development and validation of a HPLC-ES-MS/ MS method for the determination of glucosamine in human synovial fluid /E. Pastorini, R Rotini, M. Guardigli [et al.]// J. Pharm. Biomed. Anal. — 2009. — Vol. 50, № 5. — P. 10091014.
21. Raijmakers R Elevated levels offibrinogen-derived endogenous citrullinated peptides in synovialfluid ofrheumatoid arthritis patients/R Raijmakers, J.J. Van Beers, M. El-Azzouny [et al.]// Arthritis Res. Ther. — 2012. — Vol. 14, № 3. — R. 114.
22. Shelef M. A Citrullination of fibronectin modulates synovial fibroblast behavior / M.A. Shelef, D.A Bennin, D.F. Mosher, A Huttenlocher // Arthritis Res. Ther. — 2012. — Vol. 14, № 6. — R. 240.
Получено □
Lukashenko L.V.
Donetsk National Medical University named after M. Gorky, Donetsk, Ukraine
SURFACTANT CONDITION OF SYNOVIAL FLUID IN PATIENTS WITH GONARTHROSIS
Summary. In patients with osteoarthrosis and second synovitis of knee joints the integral surfactant condition of the synovial fluid depends on patients’ sex, prevalence of articular syndrome and presence of Heberden’s and Bouchard’s nodes. At that, the content of whole protein in intraarticular liquor is influenced by roentgenologic stage of the disease, the level of C-reactive protein — by Lansbury index, glucose — by Baker’s cysts, nitrites — by tendovaginitis, uric acids — by intraartucular cartilage flaps. Moreover, there are relation between indices of surface-active substances and physicochemical adsorption-rheological surface indices of viscosity, elasticity, viscoelasticity, tension and relaxation, and total concentration of proteins may have prognostic value in the clinical course of gonarthrosis.
Key words: gonarthrosis, inflammation, synovial fluid, surfactants.
