Артроз: патогенез, механизмы деструкции суставного хряща

Несмотря на то что при ОА в патологический процесс вовлекаются все ткани сустава, ведущим признаком заболевания являются дегенерация и деструкция суставного хряща.

За последние годы наши представления о природе и механизмах развития ОА претерпели значительные изменения.

Еще несколько десятилетий назад изменения в хряще при ОА рассматривались только как следствие естественной возрастной инволюции и дегенерации. В настоящее время ключевое значение в развитии болезни придается воспалению и изменениям субхондральной кости.

Воспалительный процесс затрагивает практически все структуры сустава с формированием хондрита, синовита и остеита. Хронический воспалительный процесс в синовиальной оболочке способствует изменению метаболизма хондроцитов и нарушению баланса между анаболическими (синтетическими) и катаболическими (деструктивными) процессами с преобладанием последних.

В основе нарушения метаболизма хряща лежат количественные и качественные изменения протеогликанов — белково-полисахаридных комплексов, обеспечивающих стабильность структуры коллагеновой сети, которая является основой хрящевого матрикса.

Немаловажную роль в этом играют цитокины, которые по направленности своего действия могут быть разделены на 4 группы (GoldriringM.B.,2000):

• Деструктивные (провоспалительные) — ИЛ- 1, ИЛ-17, ИЛ-18, фактор некроза опухоли-альфа (ФНО-а), лейкемический ингибирующий фактор, онкостатин М.
• Регуляторные — ИЛ-6, ИЛ-8.
• Ингибирующие — ИЛ-4, Ил-10, ИЛ-13, антагонист рецепторов ИЛ-1, интерферон-гамма.
• Анаболические факторы роста — инсулиноподобный фактор роста (ИФР), трансформирующий фактор роста (ТФР), рецепторы костноморфогенетического белка (КМБ) и хрящеморфогенетического белка (ХМБ), фибробластические факторы роста.

Деструктивные цитокины, в частности интерлейкин-1 и ФНО-а, высвобождаемые из синовиальной и хрящевой ткани, стимулируют хондроциты и приводят к возрастанию синтеза коллагеназ, матриксных металла- и сериновых протеаз (Van der Кгаап Р.М., 2006). Кроме того, цитокины способны тормозить синтез ингибиторов энзимов, что приводит к увеличению активности суммы протеаз.

Избыточное накопление ферментов в матриксе хряща приводит к запуску лизосомното пути клеточного повреждения, разрушению коллагеновых волокон II типа и деградации протеогликановых макромолекул, что ведет к дальнейшей деградации матрикса хряща (Леонова Н.М., 2003). С деградацией протеогликанов связано и подавление респираторной активности хондроцитов (Blanco F.J., 2006).

Один из механизмов деструктивных процессов в суставах связан с гиперэкспрессией изоформы синтетазы оксида азота (NO) — фермента, регулирующего образование N0 под действием ИЛ-1 (Mastbergen S.C. et al., 2006). Повышение уровня N0 приводит к развитию резистентности хондроцитов к действию факторов роста, что подавляет синтез компонентов хрящевого матрикса, а также индуцирует апоптоз хондроцитов (Blanco F.J., 2006).

Установлено, что апоптоз хондроцитов при ОА опосредуется повышением экспрессии гена циклооксигеназы-2 (ЦОГ-2) с последующим увеличением продукции эндогенного ПГЕ2.

Высвобождение из хондроцитов и синовиальной ткани ЦОГ-2 и ПГЕ2 в значительной степени определяет интенсивность воспаления. Важное значение в патогенезе ОА приобретает нарушение синтеза анаболических медиаторов — ИФР и ТФР.

Дегенерация хряща сопровождается поступлением в синовиальную жидкость продуктов деградации (фрагментов молекул протеогликанов и коллагена, мембран хонцроцитов и др.), которые обладают антигенными свойствами и индуцируют выработку антител. В целом морфологические изменения синовии при ОА сопоставимы с картиной синовита при хроническом артрите, включая развитие паннусподобных изменений (Цветкова Е.С., 2004).

Секретируемые синовиальной оболочкой провоспалительные факторы могут не только усугублять деструкцию суставного хряща, но и активировать свертывающую систему крови, привода к образованию микротромбов в сосудистом русле субхондральной кости.

Повреждение сосудистой сети способствует развитию внутрикостной гипертензии с очаговой гипоксией и ишемией кости. Возникающие нарушения локального кровотока могут стать дополнительной причиной развития ишемических некрозов и усугубления болевого синдрома при ОА.

В настоящее время активно дискутируются вопросы первичности изменений субхондральной кости и ее роли в патогенезе ОА (Алексеева Л. И., Зайцева Е.М., 2004).

С одной стороны вследствие деструкции хряща субхондральная костная ткань подвергается значительным изменениям: возникают трабекулярные микротрещины и микропереломы, а нефизиологическое перераспределение физической нагрузки вызывает ее уплотнение, склероз и образование остеофитов.

С другой стороны, субхондральная кость является метаболически активной тканью.

Она продуцирует большое количество провоспалительных цитокинов и факторов роста, способных воздействовать на хрящевой матрикс (Алексеева Л.И., Зайцева Е.М., 2004; HenrotinY.E., 2006). В некоторых исследованиях указывается на то, что изменения в субхондральной кости предшествуют поражению хряща (Westacott С.I. et al., 1998).

По данным ряда клинических и экспериментальных исследований, при ОА наблюдается увеличение скорости ремоделирования костной ткани, как ее резорбции, так и костеобразования (Li В. et al., 1999; Sowers М. et al., 1991). При этом преобладание того или иного процесса зависит от стадии болезни. Было установлено, что на ранних стадиях ОА имеется снижение МПКТ субхондральной кости (Karvonen R.L. et al., 1998).

Кроме того наибольшая степень деградации хряща наблюдается при большей выраженности и глубине изменений в архитектонике субхондральной кости (Bobinac D. et al., 2003). О важности изменений в кости свидетельствует обратная зависимость между ОА и заболеваниями, связанными с уменьшением плотности кости, в том числе остеопорозом.

В настоящее время изучается возможная роль аутоиммунных процессов в патогенезе ОА, особенно на ранних стадиях. Японскими учеными был вьщелен аугоантиген из полости сустава — фибулин, к которому у 23,9 % больных ОА обнаружены антитела (Xiaiig Y. et al., 2006).

Предполагается, что при ОА изменяется фенотип хондроцитов, что приводит к нарушению биосинтеза протеогликанов, которые приобретают антигенные свойства и формируют аутоиммунный ответ.

Также развитие аутоиммунного воспаления может быть связано с высвобождением продуктов распада хондроцитов и коллагена в процессе дегенерации хряща. Подтверждением роли аутоиммунных реакций при ОА служит и обнаружение иммунных комплексов в хряще и синовиальной оболочке.

В последние годы разрабатывается концепция вязкоэластической защиты сустава-, упруговязкие свойства синовиальной жидкости и межклеточного матрикса хряща зависят от содержания в ней гиалуроната.

Основное свойство молекулы гиалуроновой кислоты — способность поглощать и удерживать воду.

Физиологическая роль гиалуроната состоит в обеспечении защиты, смазки и механической стабилизации коллагеновой сети и клеток в тканях сустава и на их поверхности.

При ОА наблюдается значительное снижение общей концентрации гиалуроната в синовии, что приводит к нарушению вязкоэластических свойств синовиальной среды сустава. Изменения реологического гомеостаза способствуют задержке жидкости в синовиальном пространстве, гипергидратации хряща и снижению его функциональной резистентности.

---