Материалы Международной студенческой научной конференции
Студенческий научный форум 2022

РАННИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ ОСТЕОАРТРОЗА (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

Галеева А.Р. 1 Мясникова Е.В. 1
1 ФГБОУ ВО «Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова»
1. Гладкова Е.В. Биохимические предикторы нарушений метаболизма хрящевой ткани в диагностике ранних проявлений остеоартроза. Клиническая лабораторная диагностика. 2020; 65 (3): 155-162.
2. Вельтищев Ю.Е., Комаров Ф.И., Навашин С.М. Справочник практического врача / Под ред. А.И. Воробьева. 4-е изд., Т. I.
3. Стародубцева И.А. Проблемы диагностики и лечения больных остеоартрозом: обзор литературы. Вестник новых медицинских технологий. 2012; 19 (2): 391-2.
4. Забелло Т.В., Мироманов А.М., Мироманова Н.А. Генетические аспекты развития остеоартроза // Фундаментальные исследования. 2015.
5. Филиппенко В.А., Леонтьева Ф.С., Морозенко Д.В., Корж В.И.. Лабораторные диагностические маркеры при оценке состояния больных остеоартрозом, требующих эндопротезирования крупных суставов (обзор литературы). Ортопедия, травматология и протезирование. 2013.
6. Стогов М.В., Овчинников Е.Н. Лабораторные тесты в доклинической диагностике остеоартроза. (Аналитический обзор). Гений ортопедии. 2016.
7. Rousseau J.C., Delmas P.D. Biological markers in osteoarthritis // Nat. Clin. Pract. Rheumatol. 2007. Vol. 3. No. 6. P. 346-356.
8. Мужской остеопороз – медицинская или социальная проблема? Полякова Ю.В., Сивордова Л.Е., Гурьянова Е.А., Заводовский Б.В., Шамитова Е.Н. Современные проблемы науки и образования. 2019. № 1. С. 53.
9. Shamitova E.N., Pikushkin V.V., Myasnikova I.A. Biochemical markers of skin ageing. European Journal of Natural History. 2018. № 3. Р. 13-16.

Научный руководитель: Шамитова Е.Н.

В статье представлены данные обзора литературы о проявлениях остеоартроза, и их характеристики. Рассмотрены патогенез и определение остеоартроза, различные маркеры и их применение в клинической практике.

В наше время достаточно много исследований посвящено нарушениям опорно-двигательного аппарата, в том числе остеоартроза, своевременной постановке диагноза и назначению лечения. Актуальность данной проблемы состоит в том, что это имеет очень важное клиническое значение, особенно в диагностике, поскольку, зная проявления остеоартроза на ранних стадиях, их характеристику, способность предрасполагать возникновению каких-либо заболеваний, можно выявить группу риска, составить примерный план действий по предотвращению развития патологий и ведению пациентов с уже возникшими заболеваниями.

Материалы и методы: обзор и анализ некоторых клинических исследований, связанных с различными нарушениями опорно-двигательного аппарата, изучение научной литературы отечественных ученых, и заключении вывода о возможных предикторах остеоартроза.

Результаты и обсуждения. Для начала необходимо рассмотреть определение и патогенез остеоартроза. Остеоартроз (остеоартрит)-заболевание суставов, при котором первичные изменения в основном дегенеративного характера возникают в суставном хряще. Воспалительный компонент непостоянен, протекает в виде эпизодов и мало выражен.

Выделяют первичный (идиопатический) и вторичный остеоартроз, которые приводят к изменениям других тканей сустава: субхондриальной кости-с её уплотнением (остеосклероз) и разрастаниями (остеофиты), синовиальной оболочки-с развитием реактивной гиперемии, очагового воспаления (синовит) и последующим фиброзом.

Рассмотрим клинические исследования, связанные с изучением и применением некоторых маркеров у пациентов с радиографическими признаками остеоартрита.

Изучение особенностей синтетической активности коллагена II типа, составляющего до 95 % всего объема коллагеновых белков суставного гиалинового хряща проводилось на основании определения интенсивности накопления проколлагена с карбоксильными – С (PIICP или CPII) и аминосодержащими N-терминальными группами (PIIANP или PIINP) как в синовиальной жидкости, так в плазме и сыворотке крови. Коллаген II типа (Col II) преобладает в межклеточном веществе гиалинового хряща. Col II синтезируется в форме проколлагена с аминсодержащей (N)-терминальной группой (PIINP, PIIANP) и карбоксильной (С)-терминальной группой (PIICP или CPII), которые в дальнейшем отщепляются при образовании фибриллярной формы коллагена. Следовательно, является целесообразным использование иммуноферментного анализа с целью определения синтетической активности коллагена II типа, как признака патологического метаболизма хряща. Так, изменения в содержании PIINP в синовиальной жидкости соответствовали радиографическим признакам остеоартрита коленного сустава. Использование иммуногистохимического метода для выявления пептидов, образованных из Col II N-пропептида, демонстрирует повышение уровня пропептида в моче и плазме крови пациентов, страдающих остеоартритом. Однако вышеупомянутые маркеры не нашли применения с диагностической целью. Известно, что у пациентов с ОА, как правило, отмечается возрастание концентрации в моче С – терминальных телопептидов (CTX-II), что соответствует выраженности синовита и сопровождает снижение минерализации костной ткани. В то же время, согласно результатам проведенных гистологических исследований, (CTX-II) может быть выявлен не только в суставной хрящевой ткани, но и в кальцифицированных участках субхондральной кости, что не позволяет однозначно трактовать его происхождение.

В настоящее время более широкое применение нашли маркеры, выявляющие разрушение Col II. Среди них С-терминальная группа телопептида Col II (CTX-II), которая определяется иммуноферментным анализом в моче пациентов, страдающих остеоартритом, и является наиболее специфичным и многообещающим биомаркером для мониторинга остеоартрита. Данный маркер нашел применение при диагностике остеоартрита и ревматоидного артрита, так как является высокочувствительным детектором структурных изменений хряща, увеличение содержания которого сочетается с синовитом и снижением минерализации костной ткани, что характерно для воспалительных артритов[8,9]. Однако в ряде случаев у пациентов, страдающих остеоартритом и ревматоидным артритом, выявлялось нормальное содержание CTX-II, более того в ряде случаев CTX-II обнаруживался в кальцифицированном участке кости, под суставным хрящем, что подразумевает образование CTX-II не только в хрящевом матриксе и ставит под вопрос сам источник его образования. В практике изменения в составе CTX-II могут быть использованы для диагностики остеоартрита в сочетании с другими биомаркерами, в частности сочетание маркеров синтеза (PIIANP) и распада (CTX-II) коллагена II типа. Так, в работах Garnero et al. было показано, что у пациентов, страдающих остеоартритом колена и имеющих наиболее высокий уровень CTX-II (деградация коллагена) и низкий уровень PIIANP (синтез коллагена), выявлялась наиболее быстрая прогрессия процессов дегенерации сустава. Следовательно, можно предположить, что использование комбинации двух данных биомаркеров позволит выявить пациентов с высоким риском быстрой прогрессии заболевания. CTX-II был также использован в исследованиях пациентов, получавших кальцитонин, при этом было также определено количество металлопротеиназ (ММР-3, ММР-13), ферментов разрушающих коллаген. Было выявлено значительное снижение металлопротеиназ при лечении пациентов кальцитонином.

Рассмотрим некоторые статьи из научных журналов, где дается информация об исследованиях, проведенных по данной проблеме.

В 2012 году в журнале «Вестник новых медицинских технологий» была опубликована статья «Проблемы диагностики и лечения больных остеоартрозом», автором которой является И.А.Страдубцева. В ней рассказывается о том, что ведется интенсивный поиск возможных биологических маркеров (БМ) деградации и репарации тканей сустава (главным образом, хрящевой и костной). Некоторые БМ в сыворотке крови определяют уже сегодня: гликозаминогликаны (ГАГ), олигомерный матриксный протеин хряща (COMP – белок) и др. ГАГ – один из самых важных компонентов матрикса хряща (входят в состав протеогликанов– макромолекулы, в которых стержневой белок связан с одной или несколькими цепями ГАГ). ГАГ разделяют на 2 группы: несульфатированные (гиалуроновая кислота, хондроитин) и сульфатированные (хондроитин сульфат и кератан сульфат). Совместно с коллагеновыми волокнами ГАГ обеспечивают устойчивость хряща к внешним воздействиям. БМ можно использовать в качестве критериев эффективности в клинических исследованиях как медикаментозных, так и немедикаментозных методов лечения, а также для мониторирования патогенетического лечения. Однако существует две взаимосвязанные проблемы: отсутствие способов лечения с доказанными свойствами «модифицировать структуру» или «модифицировать болезнь» во многом связано с отсутствием надежных БМ и наоборот, отсутствие специфических маркеров метаболизма тканей суставов во многом обусловлено недостатком контролированных исследований способов лечения с названными свойствами [8, 9].

В 2015 году авторами Забелло Т.В., Мироманов А.М., Мироманова Н.А. была опубликована статья «Генетические аспекты развития остеоартроза». В данной статье рассматривалась роль в развитии ОА общей конституции (старение, пол, ожирение, наследственность, репродуктивные особенности) и неблагоприятны механических (травмы, профессиональные и бытовые вредности, осанка) факторов. Так же говорилось о том, что распространенность ОА обусловлена и генетическими факторами, что подтверждается высоким индексом наследования заболевания (0,39–0,65 среди близнецов) независимо от предрасполагающих факторов внешней среды или демографических особенностей. Дальнейшее результаты генотипической обусловленности к ОА показали, что основными генами являются гены II, VI, IX подтипов коллагена и хрящевого тромбоспондина, матриксных металлопротеаз. Ряд экспериментов, проведенных на модельных животных, подтвердил значимость данных генов в патогенезе ОА. Тяжелые нарушения наблюдались у мышей с мутацией в гене Col2a1, которые приводили не только к ахондроплазии и раннему развитию ОА суставов, но и к нарушению остеогенеза и даже к летальным исходам [4]. Мутации в гене COMP вызывают различной степени ахондроплазию, спондилоэпифизарную дисплазию и развитие генерализованного ОА [4]. Допускается, что у мышей дефект гена Col6a1 приводит к нарушению пространственной структуры данного белка и раннему развитию ОА [4]. Мутации в гене Col9a1 сопровождались развитием ОА конечностей без выраженной ахондроплазии и спондилоэпифизарной дисплазии у мышей.

Классификация маркеров деградации и синтеза внеклеточного матрикса хряща и кости, используемых в диагностике ОА в зависимости от потенциального их использования

Маркер

Исследуемый материал

Признак

Классификация BIPED

1

2

3

4

Маркеры деградации межклеточного матрикса кости:

Пиридинолин (PYR, pyridinoline)

Моча

Увеличение

B

N-концевой телопептид коллагена I типа (NTX-I)

Моча, сыворотка крови

Увеличение

D

С-концевой телопептид коллагена I типа (CTX-I)

Моча, сыворотка крови

Увеличение

P

Маркеры синтеза межклеточного матрикса кости:

Остеокальцин (N-MID)

Сыворотка крови

-

P

Маркеры деградации межклеточного матрикса хряща:

С-концевой телопептид коллагена II типа (CTX-II)

Моча, синовиальная жидкость

Увеличение

B, P, E, D

α1-цепь коллагена II типа (HELIX-II)

Моча

Увеличение

P

Нонапептид коллагена II типа (Coll 2-1)

Моча, сыворотка крови

Увеличение

P

NO2–форма нонапептида коллагена II типа (Coll 2-1 NO2)

Моча, сыворотка крови

Увеличение

P

C2C, COL2-¾C (длинный) эпитоп

Моча, сыворотка крови

Увеличение

P, E

C1,2C, анализ, который обнаруживает COL2-¾C (короткий) эпитоп

Моча, сыворотка крови

Увеличение

P, E

Олигомерный матриксный белок хряща (COMP)

Сыворотка крови, синовиальная жидкость

Увеличение

B, P, D

Пентозидин (маркер гликозилирования) (Pentosidine)

Моча, сыворотка крови

Увеличение

P

Матриксные металлопротеазы (MMPs)

Сыворотка крови

-

B, P, E

Окончание таблицы

1

2

3

4

Тканевой ингибитор MMPs (TIMPs)

Сыворотка крови

-

B, P

Маркеры синтеза межклеточного матрикса хряща:

N-пропептид IIA коллагена типа II (PIIANP)

Сыворотка крови

Снижение

P

Общий PIIANP (Total PIINP)

Сыворотка крови

Снижение

D

С-пропептид коллагена типа II (PIICP)

Сыворотка крови, синовиальная жидкость

-

P, D

Аггрекан, эпитоп 849 (Aggrecan Epitope 846, cartilage content)

Синовиальная жидкость

Увеличение

E

Маркеры распада биополимеров синовия:

Glc–Gal-пиридинолин (Glc–Gal–PYD)

Моча

Увеличение

E

Биополимеры синовия:

Хрящевой гликопротеин-39 (YKL-40)

Сыворотка крови, синовиальная жидкость

Увеличение

B, E

Гиалуроновая кислота

Сыворотка крови

Увеличение

B, P

Примечание. «-» – признак «может как увеличиваться, так и снижаться». Применение теста: B – для оценки заболеваемости; P – прогноз; E – эффективность лечения; D – диагностика.

Так же стоит обратить внимание на статью опубликованную в 2013 году под авторством В.А. Филиппенко, Ф.С. Леонтьева, Д.В. Морозенко, И.В. Корж – «Лабораторные диагностические маркеры при оценке состояния больных остеоартрозом, требующих эндопротезирования крупных суставов». Авторы провели исследования, в результате которых было выявлено, что изменения гемостаза на терминальных стадиях остеоартроза проявляются нарушением системы фибринолиза, что создает риск развития тромбоэмболии. Так же было выявлено,что иммунологические нарушения у больных на терминальных стадиях остеоартроза проявляются изменением клеточного и гуморального иммунитета [5]. При этом роль иммунологических нарушений в возникновении послеоперационных осложнений в настоящее время не вызывает сомнений. Изменение иммунного статуса до и после первичного эндопротезирования тазобедренного сустава изучали многие ученые, однако исследования эти малочисленны и противоречивы [5]. Показатели С-реактивного белка, прокальцитонина, интерлейкина (IL) 6 и иммуноглобулинов G используют для оценки степени воспаления при парапротезной инфекции после эндопротезирования крупных суставов [5].

В статье М.В. Стогова и Е.Н. Овчинникова «Лабораторные тесты в доклинической диагностике остеоартроза» рассматриваются исследования, позволившие сформировать т.н. BIPED-классификацию маркеров обмена кости, хряща и синовия для диагностики и мониторинга развития остеоартроза [6]. По классификации BIPED все биохимические маркеры были разбиты на группы в зависимости от потенциального использования каждого маркера в клинической практике для: B (burden of disease) – оценки заболеваемости; I (investigative) – исследовательских целей; P (prognostic) – прогноза; E (efficacy of intervention) – оценки эффективности лечения; D (diagnostic) – диагностики ОА (таблица, по [7]).

Заключение

Подводя итоги, можно сказать, что выявление пациентов на ранней стадии ОА до появления клинической и рентгенологической симптоматики, является возможным при применении комплексного инструментально-лабораторного обследования, включающего в себя как лабораторные, так и инструментальные методы объективизации состояния суставных структур.


Библиографическая ссылка

Галеева А.Р., Мясникова Е.В. РАННИЕ ПРОЯВЛЕНИЯ ОСТЕОАРТРОЗА (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ) // Материалы МСНК "Студенческий научный форум 2022". – 2020. – № 6. – С. 12-15;
URL: https://publish2020.scienceforum.ru/ru/article/view?id=328 (дата обращения: 20.05.2022).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074