Метаболические сдвиги у лиц с потенциальным риском развития первичного остеоартроза

¹Введение. Одной из самых распространенных патологий суставов является остеоартроз (ОА). Как показывают статистические данные, заболеваемость ОА в России выросла на 35% [1]. Распространенность данной патологии в группе лиц пожилого и старческого возраста может достигать 70% и более. В России 10-12% населения страдают ОА в возрасте 60 лет и старше [2]. Быстро прогрессирующее заболевание с формированием необратимых изменений в опорно-двигательной системе, где основной удар приходится на компоненты сустава, является частой причиной ранней инвалидности значительного числа лиц трудоспособного возраста. Как правило, к факторам риска развития ОА относятся женский пол, возраст, избыточная масса тела.

Основным патогенетическим механизмом ОА признается нарушение процессов деградации и синтеза хондроцитов хрящевой ткани, а также экстрацеллюлярного матрикса и субхондральной кости [3]. Важное место в патогенезе ОА отводится развитию окислительного стресса, активации процессов свободно-радикального окисления, накоплению активных форм кислорода, вызывающих деполимеризацию гиалуроновой кислоты и нарушение структуры протеогликанов, приводящих к возникновению и развитию дегенеративно-дистрофических явлений в суставах [4]. Для обеспечения сохранения нормального функционирования хондроцитов необходима глюкоза, принимающая участие во взаимоотношениях ОА и метаболического синдрома [5]. Однако запредельное ее повышение нередко приводит к отрицательным изменениям в обменных процессах клетки, сопровождающихся образованием активных форм кислорода, что вызывает интенсификацию свободно-радикального окисления, способствующего развитию дегенеративно-деструктивных процессов в суставных тканях [6].

Цель: оценка метаболических нарушений у лиц с потенциальным риском развития первичного остеоартроза коленных суставов.

Материал и методы. В исследование включено 27 пациентов (10 мужчин (37%), 17 женщин (63%) в возрасте от 33 до 68 лет) и 20 практически здоровых людей (8 мужчин и 12 женщин), сопоставимых по возрасту и не имеющих патологии со стороны опорнодвигательной системы. Пациентов отбирали методом случайной выборки на приеме у врача-ортопеда. Был проведен сбор анамнеза их состояния, а также опрос по тестам KOSS (Knee Injury and Osteoarthritis Outcome Score). На основании проведенных мероприятий данные пациенты отнесены к группе высокого потенциального риска развития первичного ОА коленного сустава, при этом клиническая симптоматика у них отсутствовала.

Обследование пациентов состояло из инструментальных и лабораторных методов исследования. Инструментальные методы заключались в проведении рентгенографии и УЗИ коленных суставов.

Лабораторную оценку состояния суставного хряща осуществляли по изменению уровня хрящевого олигомерного матриксного белка в сыворотке крови (COMP, ELISA) на многофункциональном спектрофотометре EPOCH TM (BioTek, США).

Характеристика свободно-радикального окисления проводилась по уровню малонового диальдегида и содержанию сывороточного антиоксиданта церулоплазмина (SENTINEL, Италия).

Косвенную оценку функционального состояния клеточного звена иммунитета проводили по концентрации в сыворотке крови основного продуцента макрофагов –неоптерина (низкомолекулярного производного гуанозинтрифосфата).

Определение традиционных биохимических показателей, характеризующих отдельные стороны обмена, осуществляли на биохимическом анализаторе Сапфир-400 (Япония). Определяли: общий белок, мочевину, холестерин, глюкозу, мочевую кислоту, амилазу и фракции билирубина.

Полученные цифровые данные обрабатывались статистическими методами с помощью программ Microsoft Excel 2010, Statistica 6.0, MS Excel «AtteStat». Предварительно для проверки гипотезы о виде распределения применяли критерий Шапиро — Уилка. По ее результатам использована непараметрическая статистика на основе U-критерия Манна — Уитни. Цифровые данные представлены в виде медианы с указанием нижнего и верхнего квартилей.

Результаты. Установлено, что у пациентов с потенциально высоким риском развития ОА коленных суставов без проявлений клинической картины заболевания имелось статистически достоверное повышение содержания хрящевого олигомерного матрикс-ного белка, внеклеточного белка — гликопротеина, синтезирующегося в экстрацеллюлярном матриксе соединительной ткани, в 1,6 раза (р<0,001) по сравнению с контрольной группой. Повышенный уровень данного показателя свидетельствовал о негативных процессах, происходящих в суставном хряще.

У этих пациентов также отмечались повышение активности процессов перекисного окисления липидов и несостоятельность антиоксидантной системы защиты. Определено отсутствие достоверных изменений содержания церулоплазмина (р=0,512), неклеточного антиоксиданта, зарегистрирован повышенный уровень маркера процессов перекисного окисления липидов — малонового диальдегида: в 1,75 раза (р=0,009) по сравнению с показателями в контрольной группе (таблица).

Кроме того, зафиксировано повышение содержания неоптерина в сыворотке крови в 1,2 раза (р<0,001), что может косвенно свидетельствовать о возрастании функциональной (секреторно-синтетической) активности иммунокомпетентных клеток под воздействием ИФН-γ и TNF-α в условиях определенной воспалительной активности процесса.

При определении общепринятых биохимических показателей, характеризующих отдельные стороны обмена, заслуживало внимания снижение показателя общего белка у отдельных пациентов, имеющее

Лабораторные показатели у лиц с потенциальным риском развития первичного остеоартроза и у практически здоровых людей

Примечание: приведены значения медианы и квартилей (25%; 75%); р — показатель значимости различий исследуемых показателей между контрольной и опытной группами.

лишь тенденцию и, возможно, связанное с увеличением скорости его гидролитического распада при окислительных реакциях белка. Кроме того, были случаи незначительного повышения уровня глюкозы у некоторых пациентов. Другие биохимические показатели оказались в пределах нормальных величин и информативного значения не имели.

Обсуждение. В развитии ОА немаловажное значение имеет интенсификация перекисного окисления липидов, негативным образом сказывающаяся на синтезе коллагена и других веществ, что приводит к возникновению и дальнейшему развитию метаболических нарушений в соединительной ткани сустава. Обнаруженный в настоящем исследовании повышенный уровень малонового диальдегида подтверждал активацию процессов перекисного окисления липидов у пациентов с высоким потенциальным риском развития ОА. Активация процессов перекисного окисления липидов была показана и в исследовании других авторов, установивших, что она имелась при всех рентгенологических стадиях больных ОА, а при 2-й и 3-й стадии наблюдалась недостаточность активности антиоксидантной системы в виде сниженного уровня восстановленного глутатиона [7, 8]. В другом исследовании показана активация процессов перекисного окисления липидов, определяемая по повышенному содержанию диеновых конъюгатов, кетодиенов, сопряженных триенов и активных продуктов тиобарбитуровой кислоты, при одновременном снижении активности антиоксидантной системы у больных ОА [9].

В условиях патологии реактивные формы кислорода препятствуют нормальному функционированию ферментных и неферментных антиоксидантов, что приводит к несостоятельности антиоксидантной системы. Нами выявлено повышенное содержание церулоплазмина у лиц с высоким потенциальным риском развития ОА в сыворотке крови. Недостаточность антиоксидантной системы при данном заболевании была показана и иностранными учеными, обнаружившими снижение уровня антиоксиданта глутатиона в эритроцитах больных гонартрозом на фоне существенного снижения в плазме крови содержания аскорбата [10].

Интересные данные представлены и другими исследователями, определившими в крови и синовиальной жидкости больных гонартрозом дисфункцию глутатионовой антиоксидантной системы, при этом недостаточноcть глутатионовой системы в наиболь- шей степени проявлялась в синовиальной жидкости, что характеризовалось ингибированием глутатионпероксидазы на фоне снижения уровня восстановленного глутатиона. Как утверждают авторы, степень недостаточности компонентов глутатионовой системы в синовиальной жидкости находится в прямой зависимости от выраженности патологического процесса. Дисфункция глутатион-зависимой антиоксидантной системы в синовиальной среде сустава и активная продукция активных кислородных продуктов способствуют активации редокс-чувствительных факторов транскрипции — регуляторов воспаления (AP-1, NF-kB), повышению уровня цитокинов, оксида азота, эйкозаноидов, хемокинов, приводящих к апоптозу хондроцитов и дальнейшему развитию ОА [11].

Как правило, хроническая гипергликемия способствует переизбыточному накоплению конечных продуктов (advanced glycation end-products (AGEs)) реакции гликирования, которая происходит при взаимодействии пептидов и углеводов, что приводит к расстройству структуры и нарушению функций соединительной ткани [12]. Одним из основных структурных компонентов соединительной ткани является коллаген, составляющий до 30% от всей массы тела в организме. В состав молекулы коллагена, являющимся основным компонентом соединительной ткани, входят аминокислоты в виде цепей, скрученных в спирали и соединенных между собой поперечными сшивками из боковых цепей остатков лизина, вступающих во взаимодействие с глюкозой, результатом чего является образование конечных продуктов реакции гликирования. Со временем коллаген теряет эластичность за счет увеличения поперечных сшивок. Поэтому в суставном хряще, где одним из его основных компонентов является коллаген, избыточное накопление конечных продуктов реакции гликирования способно вести к нарушению его функциональных свойств, что может стать вероятным механизмом или фактором риска развития ОА [13]. Избыточное накопление конечных продуктов реакции гликирования вызывает активацию хондроцитов, продукцию провоспалительных цитокинов, протеолитических ферментов, простагландина Е2 при замедлении анаболических процессов, а также способствует нарушению обмена веществ, кислородному голоданию и апоптозу клетки в условиях интоксикации организма. В нашем исследовании повышение уровня глюкозы наблюдалось только в отдельных случаях, однако его не следует игнорировать, в силу того что со вре- менем избыточное накопление конечных продуктов гликирования часто приводит к нарушению обменных процессов в организме и в дальнейшем к всеобщей интоксикации организма.

Заключение. У пациентов с потенциально высоким риском развития ОА коленных суставов без проявлений клинической картины заболевания имелось повышенное содержание хрящевого олигомерного матриксного белка, указывающее на наличие нарушений в метаболизме суставного хряща.

Повышенный уровень малонового диальдегида свидетельствовал об интенсификации процессов перекисного окисления липидов, а повышенное содержание церулоплазмина — об относительной несостоятельности антиоксидантной системы защиты организма у лиц с потенциальным риском развития ОА коленных суставов.

Полученные в ходе исследования данные целесообразно использовать в разработке диагностических подходов, направленных на своевременное выявление пациентов с ОА коленных суставов, а также применять в оценке эффективности проводимой медикаментозной терапии.