Были исследованны дегенеративные изменения хряща из разных топографических зон коленного сустава больных остеоартрозом, их связь с механическими нагрузками в коленном суставе, возникающими вследствие его деформации. В хряще внутреннего мыщелка бедра наряду с сохраненной структурой отмечены локальные проявления дегенеративных изменений: гибель клеток, нарушения тинкториальных свойств матрикса. В хряще латерального мыщелка большой берцовой кости дополнительно также была обнаружена большая популяция активно пролиферирующих и синтезирующих малодифференцированных клеток. В волокнистом хряще медиального мыщелка выявлено низкое содержание фибробластоподобных клеток. В хрящах топографических зон значительно различается качественный и количественный состав протеогликанов (ПГ), а также прочность их связей с внеклеточным матриксом, которые определяют доступность ПГ для экстракции из ткани разными растворителями. Общее содержание ПГ, определяемое по количеству сульфатированных ГАГ, в хряще внутреннего мыщелка бедра и латерального мыщелка большой берцовой кости достоверно не различаются, но в 2,4 раза превышает этот показатель в хряще медиального мыщелка большой берцовой кости. В хряще латерального мыщелка, в отличие от других зон, повышено содержание хондроитин сульфата и «свободных» ПГ. Хрящ медиального мыщелка отличается высоким содержанием прочно связанных ПГ и кератан сульфата. В этом хряще в отличие от других зон повышено относительное содержание ПГ, связанных с сетью коллагена, а также кератан сульфата. Таким образом, структура хряща и фенотип клеток, состав и метаболизм ПГ в разных зонах коленного сустава у больных остеоартрозом различаются и отражают топографическую специфику дегенеративных процессов в суставе.
Degenerative changes in the cartilage tissue of different topographic zones of the osteoarthritis knee, their possible relationship with changes in mechanical loads caused by knee deformation have been studies. The cartilage of the rear lateral femoral condyle had a saved structure and local manifestations of degenerative changes: lesion of tinctorial properties of the matrix. The cartilage of the lateral condyle of the tibia had a large population of actively proliferating and synthesizing poorly differentiated cells in addition to degenerative manifestations. Low levels of fibroblast-like cells were revealed in the fibrocartilage of the medial condyle of the tibia. Qualitative and quantitative composition of proteoglycans (PG) and the strength of their cross-links with the extracellular matrix of the cartilage, which determined the availability of PG for extraction with different solvents, varied considerably in the cartilages of different topographical zones. The total amount of PG determined by the number of sulfated glycosaminoglycans in the cartilages of the rear lateral femoral condyle and the lateral condyle of the tibia did not differ significantly, but it was 2.4 times higher than that figure in the cartilage of the medial condyle of the tibia. The quantities of chondroitin sulfate and "free" PG, were higher in the lateral condyle cartilage than in other zones. The cartilage of the medial condyle of the tibia was enriched by strongly linked PGs and keratan sulfate. Thus, the cartilage structure, the cell phenotype, composition and metabolism of PG vary in different topographic zones of the knee and represent topographic specificity of the degenerative processes in osteoarthritis.
1. Новочадов В. В., Крылов П. А., Зайцев В. Г. Неоднородность строения гиалтинового хряща коленногосустава у интактных крыс и при экспериментальном остеоартрозе // Вести Волгогр.гос. ун-та. – 2014. – Сер.11. – № 4 (10). – С. 7-15.
2. Особенности метаболизма протеогликанов из разных топографических зон коленного сустава у больных остеоартрозом: вариабельность фенотипа хондроцитов / Т. В. Русова, Е. Л. Строкова, А. А. Воропаева, Е. И. Щелкунова // Бюллетень СО РАМН. – 2013. – Т. 33. – № 5. – C. 379-383.
3. Biomechanical considerations in the pathogenesis of osteoarthritis of the knee / A. Heijink, A. H. Gomoll, H. Madry et al. // Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. – 2012. – V. 20. – P.423-435.
4. Effect of load on articular cartilage matrix and the development of guinea-pig osteoarthritis / L. Wei, A. Hjerpe, B. H. Brismar, O. Svensson // Osteoarthritis Cartilage. – 2001. – V. 9. – No. 5. – P. 447-53.
5. Funderburgh J.L. Keratan sulfate: structure, biosynthesis, and function // Glycobiology. – 2000. – Vol. 10. – No.10. – P. 951-958.
6. Joint trauma initiates knee osteoarthritis through biochemical and biomechanical processes and interactions / Cattano N.M., Barbe M.F., Massicotte V.S., et al. //OA Musculoskeletal Medicine. –2013. – Vol. 1. – No. 1. – P.2-6.
7. Little C. B., Ghosh P.Variation in proteoglycan metabolism by articular chondrocytes in different joint regions is determined by post-natal mechanical loading // Osteoarthritis Cartilage.–1997. – Vol. 5. – No. 1. – P.49-62.
8. Markway B. D. Cho H., Johnstone B. Hypoxia promotes redifferentiation and suppresses markers of hypertrophy and degeneration in both healthy and osteoarthritic chondrocytes // Arthritis Res Ther. – 2013. – Vol.15. – No. 4. – P. 92.
9. Moore A. C., D. L. Burris Tribological and material properties for cartilage of and throughout the bovine stifle: support for the altered joint kinematics hypothesis of osteoarthritis // Osteoarthritis and Cartilage. – 2015. – Vol. 23. – No.1. – P. 161-169.
10. Topographical analysis of the structural, biochemical and dynamic biomechanical properties of cartilage in an ovine model of osteoarthritis / Appleyard R.C., Burkhardt D., Ghosh P. et al. // Osteoarthritis Cartilage. – 2003. – Vol. 11. – No. 1. – P.65-77.