Введение к работе
Актуальность проблемы Артроз - наиболее распространенная форма суставной патологии, приносящая значительный экономический ущерб обществу в связи с частым развитием при артрозе временной и стойкой нетрудоспособности [Лучихина Л.В., 2001]. По имеющимся сведениям, заболеванием страдает от 6,4 до 12% населения, причем в последние годы вызванная им нетрудоспособность возросла в 3-5 раз [Насонова В А. и соавт.,1994; Фо-ломеева О.М. и соавт., 1994,1996].
В структуре распространенности дистрофических поражений крупных суставов важное место занимает остеоартроз (ОА) коленного сустава (КС). Остеоартроз КС, наряду с ОА тазобедренного сустава, является наиболее частой причиной нетрудоспособности и инвалидности среди других заболеваний нижних конечностей [Moskowitz R.W. et al., 2001]. Экономические потери в США, вызванные настоящим заболеванием, исчисляются суммой 15,5 миллиардов долларов (в ценах 1994 года) [Yelin Е., 1998].
Травматическое повреждение капсулярно-связочного аппарата КС в настоящее время определено как одна из основных причин раннего развития ОА колена [Daniel D. et al., 1994; LaneN.E. etal., 1993]. Существующее увлечение экстремальными видами спорта наряду с увеличивающейся спортивной нагрузкой также значительно повышает риск развития ОА, причем у лиц молодого возраста [SpectorT. etal., 1996].
В структуре травмы колена повреждение передней крестообразной связки (ПКС) с последующим развитием передней нестабильности КС является распространенной формой патологии сустава и встречается в среднем у одного из 3000 человек [Fu F.H. et al., 1999]. При этом частота развития ОА при дефиците ПКС составляет от 30 [McDaniel W.J. et al., 1983] до 70% [KannusP. etal, 1989].
Несмотря на успехи диагностики, современные исследователи отмечают значительные трудности в раннем выявлении посттравматического ОА КС. Остается неясным, какого рода молекулярные изменения в хрящевой ткани предшествуют морфологически и клинически позитивным стадиям артроза и, что не менее важно, в какие сроки после травмы эти изменения возникают [Felson D.T. et al., 1997; Messner К. et al., 1996; Rangger C. et al., 1995].
В настоящее время ОА определяется как «... результат действия механических и биологических факторов, дестабилизирующих нормальное соотношение процессов деградации и синтеза в хондроцитах, матриксе суставного хряща, а также в субхондральной кости. <...> В конечном итоге, ОА манифестирует путем развития морфологических, биохимических, молекулярных и биомеханических изменений клеток и матрикса...» [Kuettner К.Е. et al., 1995]. Соответственно, для изучения инициальных механизмов хрящевой дистрофии необходимо использование специфических «маркеров», позволяющих обнаружить и оценить изменения на молекулярном и клеточном уровне. В последние годы на роль подобного маркера активно претендует оксид азота (NO) - химическое соединение, выполняющее функции универ-
сального регулятора тканевого и клеточного метаболизма с огромным диапазоном проявлений биологической активности.
Существует большое количество исследований, направленных на изучение роли N0 в метаболизме суставного хряща как в норме, так и при ОА. Однако, несмотря на это, имеющиеся данные характеризуются крайней противоречивостью. Так, не определена норма продукции оксида азота в здоровом хряще, так же, как не существует единого мнения о динамике продукции N0 в хряще при ОА, в первую очередь ввиду разнородности используемых моделей ОА. Клинико-морфологические исследования большей частью не учитывают стадийность ОА как заболевания, что снижает их практическую значимость. Имеющаяся противоречивость информации о влиянии N0 на развитие программированной клеточной смерти - апоптоза - в хряще до сих пор не позволяет концептуально рассматривать этот важный вопрос [Moskowitz R.W. et al, 2001]. Разноречивость имеющихся сведений фундаментального характера, несомненно, затрудняет клиническое применение полученных данных.
Целью работы являлось установление значения нитроксидергических механизмов в развитии посттравматической дистрофии суставного хряща коленного сустава.
Задачи исследования:
Изучить динамику нитроксидергической активности в хряще и синовиальной оболочке при экспериментальном посттравматическом ОА КС.
Провести иммуногистохимическое картирование и установить действующую в суставном хряще изоформу нитроксидсинтазы.
Определить уровень активности нитроксидсинтазы в хряще и синовиальной оболочке КС человека при хронической постгравматической нестабильности.
Оценить распространенность апоптотических изменений в клетках хряща и синовиальной оболочки в условиях постгравматической нестабильности КС.
Установить характер связи морфологических, гистохимических и им-муноцитохимических изменений хряща и синовиальной оболочки, возникающих при травме КС.
Исследовать нитроксидергическую активность хряща и синовиальной оболочки в сопоставлении с распространенностью апоптоза при клинически и морфологически позитивном ОА КС у человека.
Оценить степень тождественности морфологических, гистохимических и иммуноцитохимических изменений хряща и синовиальной оболочки, возникающих при травме и О А КС.
С учетом полученных данных о характере изменений хряща и синовиальной оболочки при травме КС сравнить отдаленные клинические результаты хирургического лечения острой и хронической посттравматической нестабильности КС.
Научная новизнаработ ы.
Впервые произведена оценка нитроксидергической активности в хряще и синовиальной оболочке КС при индуцированном посттравматическом ОА с этапным исследованием экспериментального материала.
Выполнено иммуногистохимическое картирование действующих изо-форм нитроксидсинтазы в хряще при травме и ОА КС у человека.
Впервые осуществлено комплексное исследование нитроксидергической активности и распространенности апоптоза в хряще и синовиальной оболочке КС человека в условиях хронической посттравматической нестабильности.
Установлен характер динамики апоптотической и нитроксидергической активности клеток хряща и синовиальной оболочки при ОА КС у человека.
Доказана роль синовиального воспаления как интегрированного фактора при формировании цепи патологических событий, вызванных травмой сустава и ведущих к разрушению суставного покрова КС.
Впервые определена взаимосвязь морфологических, гистохимических и биологических изменений хряща и синовиальной оболочки как структур, согласованно реагирующих на дисфункцию КС при травме и ОА.
На основании анализа и сопоставления полученных экспериментальных данных и результатов исследования операционного материала концептуально обоснована роль нитроксидергических процессов в развитии ранней дистрофии суставного хряща при травме КС.
Теоретическоеипрактическоезначениеработы.
Приведенные в диссертации систематизированные сведения являются оригинальным вкладом в развитие теории патогенеза дистрофии суставного хряща. Представленные данные свидетельствуют о значимой роли нитроксидергических механизмов в реализации патологических эффектов травмы на уровне биохимии и биологии хрящевых клеток. Теоретически обоснована инициирующая роль синовиального воспаления в формировании раннего функционального дефекта хондроцитов как предпосылки для развития структурного дефекта хряща.
Прикладное значение работы заключается в фундаментальном обосновании значительного расширения показаний для оперативного лечения посттравматической нестабильности КС в остром периоде. Анатомический подход к восстановлению поврежденных капсулярно-связочных структур позиционирован как эффективный способ раннего купирования посттравматического синовита и предотвращения прогрессирования хрящевой дистрофии. Материалы исследования могут служить основой для составления методических рекомендаций и использоваться в лекциях и практических занятиях по травматологии и ортопедии.
Положения, выставляем ыеназащиту. 1. При экспериментальном посттравматическом О А КС высокая активность NOS в хряще индуцируется воспалением, выявляется в ранние сроки и
служит причиной прогрессирующего угнетения синтетической активности хондроцитов.
Активность NOS в хряще КС у человека при травме и ОА обеспечивается исключительно индуцибельной изоформой фермента.
Синовиальное воспаление является необходимым и достаточным условием для быстрого развития дистрофии суставного хряща при посттравматической нестабильности коленного сустава. Хрящевая дистрофия возникает вследствие индуцированного воспалением повышения iNOS-активности хондроцитов, вызывающего их апоптоз и угнетение синтетической активности.
Существует полная качественная тождественность гистохимических и биологических изменений хряща, возникающих при хронической посттравматической нестабильности и ОА КС. Полученные данные позволяют определить хрящевую дистрофию, возникающую при хирургически позитивной травме, а также существующую в форме ОА, как инициируемый воспалением NO-зависимый процесс, имеющий в своей основе апоптоз хондроцитов.
Основанием для выбора метода лечения в остром периоде травмы колена должна служить оценка степени тяжести структурного, а не функционального дефекта сустава. Первичное восстановление ПКС имеет несомненные преимущества в плане раннего устранения структурной (анатомической) и функциональной недостаточности КС.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на Всероссийском конгрессе ревматологов России (Саратов, 2003), IX Международном конгрессе по клинической патологии (Бангкок, 2004), III Международной научно-практической конференции «Динамика научных достижений» (Днепропетровск, 2004), Научной сессии ДВО РАН, СО РАМН и ДЗАПК «Новые технологии в диагностике и лечении заболеваний человека» (Владивосток, 2004), Региональном конгрессе «Человек и лекарство» (Владивосток, 2004), Annual International Congress ofEULAR (Берлин, 2004), XI Национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2004), IX World Congress of OARSI (Чикаго, 2004), заседаниях краевого научно-практического общества травматологов-ортопедов (Владивосток, 2003; 2004).
Публикации. Основные положения диссертации отражены в монографии «Оксид азота и апоптоз в патогенезе посттравматической дистрофии суставного хряща», 12 журнальных статьях, материалах отечественных и зарубежных конгрессов и конференций.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, пяти глав, отражающих результаты собственных исследований, обсуждения, выводов и практических рекомендаций. Диссертация изложена на 189 страницах и включает 9 таблиц и 76 рисунков (диаграммы, схемы, 72 микрофотографии). Список литературы содержит 345 источников, из них 27 отечественных и 318 - иностранных.
Похожие диссертации на Нитроксидергические механизмы в развитии посттравматической дистрофии хряща коленного сустава
