Остеоартрит (ОА) – патологическое поражение суставов, характеризуется структурными изменениями суставного хряща и субхондральной кости, а также явно или незаметно протекающим умеренно выраженным синовитом. Остеоартрит в структуре ревматических болезней составляет около 70%. Поэтому является самой частой патологией суставови представляетсобой актуальнуюмедико-социальнуюпроблему для большинства стран мираиз-за высокой распространенности, которая достигает около 25% населения. Данное заболевание наиболее часто встречается среди женщин и является одной из причин снижения трудоспособности и повышения инвалидности[1-3].
Остеоартрит является мультифакторным заболеванием, так как в патогенезе развития преобладают механические факторы над биологическими. Осцилляция анаболических и катаболических процессов – важный механизм в организме человека, необходимый для сохранения целостности тканей. Непосредственно дисбаланс этого процесса может наблюдаться при длительном распаде ткани, при снижении способности организма к восстановлению и приводить к повышенной активации катаболического/анаболического цикла [2; 3].
Другими факторами риска выступают избыточная масса тела, пожилой возраст, травмы, профессиональный спорт, профессиональные вредности. Отдельное положение в структуре причин развития ОА занимает цитокиновое повреждение [3; 4].
Главенствующим фактором риска развития остеоартрита является избыточная масса тела, которая перегружает суставы ног, вызывая в них дегенеративно-дистрофические изменения, что непосредственно приводит к болевому синдрому. При избыточной массе тела в организме человека продуцируется огромноеколичество цитокинов воспаления, которые инициирует воспалительный процесс в суставах.
В течении ОА имеют значение различные представители семейства цитокинов (провоспалительные и противовоспалительные). К провоспалительным цитокинам относятся интерлейкин-1β (ИЛ-1β), фактор некроза опухоли-α (ФНО-α), онкостатин М, интерлейкин-6 (ИЛ-6), интерлейкин-8 (ИЛ-8), интерлейкин-17 и интерлейкин-18 оксид азота (NO), реактивные формы кислорода [4; 5].
В результате действия цитокинов повышается синтез протеаз,снижается целостностьвысокомолекулярных соединений (протеогликанов), эндогенного ингибитора металлопротеаз в хондроцитах. Также под влиянием цитокинов идет прогрессирование процессов катаболизма в хряще и деструкция компонентовхрящевого матрикса.
Предшественником синовита является воспалительный процесс, в результате которого формируются остеофиты, происходят деструктивные изменения как в самом хряще, так и в синовиальной оболочке и надхрящевой части кости. При исследовании синовиальной жидкости можно обнаружить хрящевые обломки, вызывающие иммунный ответ.
Появлению свободных радикалов или молекул, содержащих реактивный кислород, способствуют механические повреждения. Реактивные формы кислорода образуются в процессе воспаления. Они оказывают деструктивное действие на мембраны клеток. Кроме цитотоксических эффектов, они способны стимулировать образование таких веществ, как: ФНО-α, ИЛ-1β и ИЛ-8.
Значимость посредников воспаления является актуальным направлением диагностики, так как их влияниеобуславливается распространением на все ткани сустава, синовиальную оболочку, надхрящевую часть. Под воздействием формирующихся остеофитов и выделяющихся медиаторов воспаления происходит активация ноцицептивной системы синовиальной оболочки, что становится причиной возникновения болевых ощущений. В процессе деградации хряща выделяются биологически активные вещества, стимулирующие синтезпровоспалительных агентов, которые способны вызвать аутоиммунный ответ организма [4-8].
ИЛ-1β - это основнойпровоспалительныйцитокин, который участвует во многих биохимических процессах:
- стимуляция синтеза оксида азота;
- активизация образования прокоагулянтов и адгезионных молекул;
- подавление синтеза альбумина;
- стимуляция секреции белков «острой фазы» воспаления и коллагеназы;
- индукция гиперкальциемии и блокирование функции гладкомышечных клеток и кардиомиоцитов [8; 9].
Острый воспалительный процесс при остеоартрите заканчивается полным восстановлением тканей, при условии удаления раздражающих факторов. При хроническом воспалении в суставах остаются патологические поражения, так как наблюдается конкуренция репарационных процессовдруг с другом, даже при угасании воспаления. Среди клеток преобладают макрофаги, встречается лимфоцитарная инфильтрация. Таким образом,хроническое воспаление - попытка хондроцитов и других клетоквосстановить поврежденную ткань сустава.
Существует гипотеза о значительном влиянии экологии, уровня здравоохранения, специфики профессиональной деятельности на состояние опорно-двигательного аппарата, которая подтверждается значительной вариацией количества больных в различных странах. Многогранное изучение патогенетических механизмов ОА необходимо для оптимальной тактики ведения больных [10-12].
Микроциркуляторный дисбаланс - один из основных механизмов при заболеваниях суставов. Эндотелий сосудов – монослой специализированных клеток мезенхимального происхождения, который выстилает кровеносные и лимфатические сосуды, полости сердца [12; 13].
Чувствительность эндотелиальных клеток и скорость кровотока непосредственно связаны друг с другом. Данная связь наблюдается у большинства магистральных артерий, что проявляется в виде способности эндотелиоцитов к синтезу и выделению факторов, способствующих расслаблению или сокращению гладких мышц сосудов. У эндотелиоцитов выражена высокая секреторная способность; исходя из этого, можно предположить, что «эндотелиальная ткань» - это уникальный эндокринный орган, обеспечивающий гомеостаз стенок сосудов [9-13].
При ОА эндотелиальная дисфункция (ЭД) является компонентом микроциркуляторных нарушений, однако ее роль недостаточно рассмотрена [1; 2]. ЭД сопровождается активизацией вазоконстрикторов, способствующих сужению кровеносных сосудов, которые обеспечивают микроциркуляторные нарушения [2].
Десквамированныеэндотелиоциты (ДЭЦ), васкулоэндотелиальный фактор роста (ВЭФР) - сигнальный белок, вырабатываемый клетками для стимулирования васкулогенеза, являются важнейшими показателями повреждения эндотелиальной выстилки кровеносных сосудов [4].
Оксид азота – это нестабильное соединение, выделяемое эндотелием сосудов. Данное вещество рассматривается как своеобразный вазодилататор, индикатор эндотелиальных нарушений [7; 13].
Под влиянием провоспалительных цитокинов происходит нарушение баланса в системе сосудистого эндотелия [2; 4; 11]. В последние годы одним из ведущих направлений в диагностике заболеваний сердечно-сосудистой системы стали исследования молекулярных маркеров, характеризующих функциональное состояние эндотелиальной выстилки сосудов [3; 5].
Важным является выявление предикторов нарушения микроциркуляции и воспаления с оценкой операционных характеристик [3].В настоящее время можно утверждать, что одним из главных молекулярных маркеров повреждения эндотелиальных клеток является моноцитарныйхемоаттрактантный протеин-1 (МСР-1).
МСР-1 относится к классу хемокинов, которые по своей структуре являются пептидными молекулами и обладают свойствами хемоаттрактантов, действие которых опосредовано мембранными рецепторами [6-8].
МСР-1 помимо функции хемоаттрактанта, обеспечивающего миграцию и экстравазациюмононуклеарных клеток в очаг воспаления, также выполняет роль медиатора воспаления путем активации резидентных клеток.
Синтез МСР-1 индуцируется ИЛ-1β, α-ФНО, γ-ИНФ, ИЛ-6, ИЛ-4. Под воздействием МСР-1 происходит также пролиферация гладкомышечных клеток сосудов с секрецией ими провоспалительных цитокинов [6-8].
Поражение клеток провоспалительными цитокинами происходит при образовании МСР-1 активированными моноцитами и паренхиматозными клетками, вследствие чего активизируется окисление свободных радикалов, что способствует воспалению [7; 9; 10].
Непосредственно взаимосвязьцитокинового профиля и нарушений в микроциркуляции в патогенезе остеоартрита изученанедостаточно.
Цель исследования - изучениевзаимодействия показателей эндотелиальной дисфункции и неспецифической иммунологической реактивности, оценкавалидности исследуемых показателей.
Материалы и методы исследования
В исследовании принимало участие78 пациенток в возрасте 50,5±0,58 года с диагнозом «остеоартрит», стаж работы 25,3±4,35 года. Пациентки наблюдались в краевом и областном профцентре г. Перми, на базе НУЗ «ОКБ на станции Пермь - II», ФКУ «Главный военный клинический госпиталь внутренних войск Министерства внутренних дел Российской Федерации», Московская область, г. Балашиха.
Контрольная группа в количестве 30 человек (средний возраст – 48±0,45 года) была составлена из практически здоровых женщин, без характерных признаков остеоартрита. Все женщины из контрольной группы работали в условиях физического перенапряжения.
В ходе эксперимента былизучен общеклинический статус пациенток, проведено инструментальное обследование, также были использованы специальные лабораторные методы: подсчет количества десквамированныхэндотелиоцитов в плазме крови по методу Hladovec.
Методом иммуноферментного анализа на аппарате StatFax оценивалось функциональное состояние эндотелия в сыворотке крови. Также определялись такие показатели, какуровень общего оксида азота, концентрации ВЭФР,МСР-1 и С-реактивного протеина (СRP) в сыворотке крови.
Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью компьютерных программ Excel и STATISTICA 6.1.
При статистическом анализе для определения достоверности междугрупповых различий применяли критерий Стьюдента (t). Для корреляционного анализаприменялсякритерий корреляции Пирсона ®, позволяющий определить, есть ли линейная связь между изменениями значений различных показателей (связь между показателями воспринималась как слабая – при r< 0,3, средней силы – при r от 0,3 до 0,7, сильная при r> 0,7). Критический уровень достоверности нулевой статистической гипотезы принимали равным 0,05.
Результаты исследованияи их обсуждение
Синдром ЭД, диагностированный у обследованных пациенток с остеоартритом, проявляется следующими показателями: увеличение количества ДЭЦ, снижение NO, повышение концентрации ВЭФР (табл. 1).
Таблица 1
Сравнительный анализ показателей функционального состояния эндотелия у больных ОА и в контрольной группе (M±s)
|
Показатели |
Больные ОА (n=78) |
Контрольная группа (n=30) |
P |
|
ДЭЦ, 104/л |
10,14±6,86 |
3,02±1,21 |
<0,001 |
|
VEGF, пг/мл |
366,8±256,1 |
158,86±72,83 |
<0,001 |
|
NO, мкмоль/л |
9,14±1,25 |
29,43±3,34 |
<0,001 |
Примечание:р – достоверность отличий в группах.
Также в группе наблюдения имеет место быть дисбаланс маркеров эндотелиальной дисфункции, приводящий к преобладаниювазоспазма и нарушениям на уровне микроциркуляторного русла.
СRP определялся у 30 больных женщин с ОА (средний возраст которых составил 43±0,49 года), а средняяконцентрация СRP в крови – 52,24±33,58 мг/л. Значительное повышение СRP у больных остеоартритом женщин (до 52,24±33,58 мг/л) по сравнению с группой контроля (р=0,03) обнаружено в 47,6% случаев.
У пациенток с ОА в сыворотке крови повышен уровень цитокина МСР-1, являющегося хемотаксическим фактором для иммунокомпетентных клеток по сравнению с контрольной группой в 91,7% случаев: 154,5±77,5 и 219,1±85,68 пг/мл соответственно, что свидетельствует о наличии стимуляции макрофагального воспалительного ответа при остеоартрите (табл. 2).
Таблица 2
Содержание МСР-1 у больных ОА и в группе контроля (М±σ)
|
Показатели |
Больные, остеоартритом (n=25) |
Контрольная группа (n=13) |
Р |
|
МСР-1, пг/мл |
219,1±85,68 |
154,5±77,5 |
0,029 |
Примечание:р – достоверность отличий в группах.
Данные результаты показали адекватные возможности для диагностики синдрома эндотелиальной дисфункции с высокой степенью валидности (табл. 3).
Таблица 3
Данныефункционального состояния эндотелия у пациенток с диагнозом – остеоартрит
|
Тесты |
Точка разделения |
Диагностическая специфичность, % |
Диагностическая чувствительность, % |
Диагностическая эффективность, % |
|
ДЭЦ, 104/л |
5 |
85,8 |
89,7 |
88,4 |
|
VEGF, пг/мл |
80 |
79 |
89 |
80 |
|
NO, мкмоль/л |
7 |
100 |
71,4 |
86,2 |
Цитокин (МСР-1)специфичен для данной патологии, так как его диагностическая чувствительность составила 83,4%, диагностическая специфичность теста – 76%, эффективность – 75% .
Установлена патогенетическая взаимосвязь между повреждением эндотелия и процессами неоваскулогенеза(r=+0,62). Данная взаимосвязь усугубляет нарушение микроциркуляции при поражении суставов и вызывает прогрессирование деструкции хряща, надхрящевого матрикса. Вследствие повреждения эндотелия происходит нарушение выработки «дирижера кровообращения» - оксида азота. Снижение уровня оксида азота приводит к превалированию вазоспазма над вазодилатацией, что также усугубляет патологический процесс (r= - 0,56 между ДЭЦ и NO).
Выявлена обратная взаимосвязь между маркером неоваскулогенеза и показателем вазодилатации (r= - 0,45). Данная взаимосвязь подтверждает, что нарушение микроциркуляторного звена является важнейшим элементом патогенеза. Взаимосвязь между VEGF и МСР-1 (r=0,424) доказывает, что прогрессирование воспалительного процесса в хряще, в синовиальной оболочке, надхрящевой части кости зависит от выраженности нарушения кровообращения на уровне микроциркуляции.
Выводы. Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что на основе корреляционных зависимостей установлен патогенетический синергизм нарушений в микроциркуляции и в цитокиновом профиле.
Выявлено, чтодискоординация показателей ДЭ ухудшается с нарастанием цитокинового каскада, то есть хронизация воспалительного процесса при остеоартрите создает благоприятный фон условия для синдрома сосудистых нарушений.
Непосредственно при этом доклиническим предиктором является моноцитарный хемоаттрактантный протеин-1, так как его концентрация повышена даже при отсутствии синовита.