Прогностическое значение показателей пероксидации синовиальной жидкости для определения риска нестабильности эндопротезов у больных с гонартрозами, сопровождающимися дефектами суставных поверхностей

Количество артропластик коленного сустава растет с каждым годом [1, 2]. Вместе с этим увеличивается и количество осложнений [3, 4, 5, 6] и ревизионных артропластик коленного сустава по поводу нестабильности компонентов эндопротеза [7, 8].

Среди причин нестабильности в литературе наиболее часто указываются плохое качество эндопроте- за, нарушение техники имплантации, избыточная нагрузка, травма и остеопороз [9, 6, 10]. Механические причины возникновения нестабильности могут быть связаны с изменениями в процессах пероксидании. Продуктами пероксидации являются показатели перекисного окисления липидов (малоновый диальдегид и диеновые конъюгаты) и окислительной модификации

белков (альдегиды и кетоны). Продукты пероксидации в синовиальной жидкости отражают состояние эндогенной интоксикации, а активность каталазы – состояние антиоксидантной системы. Изменения в процессах пероксидации могут быть одной из патогенетических причин возникновения остеоартроза, гипотетически можно предположить, что изменения в процессах пероксидации могут быть также одной из причин возникновения нестабильности эндопротеза [11, 12, 13]. Это было показано для определения продуктов перекисного окисления липидов в сыворотке крови у больных с нестабильностью эндопротзеза тазобедренного сустава.

Предполагается, что определение продуктов пероксидации в синовиальной жидкости коленного сустава при первичном эндопротезировании может иметь важное прогностическое значение и выявить вероятные критерии нестабильности эндопротеза [14].

Целью данного исследования являлось определение продуктов пероксидации и активности основного антиокислительного фермента каталазы в синовиальной жидкости коленного сустава больных перед его эндопротезированием как возможных прогностических критериев развития нестабильности эндопротеза при первичном эндопротезировании.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Образцы синовиальной жидкости 270 пациентов с гонартрозом, сопровождающимся дефектами суставной поверхности (стадия III), были собраны во время операции первичной артропластики коленного сустава. Для перспективного исследования при контрольных осмотрах из общего числа было отобрано 70 пациентов, которых распределили на две группы по следующим критериям включения: аналогичный возраст, используемый имплантат и стабильность/нестабильность протеза. Группа I – пациенты (n = 35, средний возраст 67,4 ± 3,1 года) с нестабильностью имплантата, развившейся в течение 3 лет после операции. У пациентов группы II (n = 35, средний возраст 69,4 ± 2,8 года) были стабильные имплантаты. Контрольная группа III состояла из образцов синовиальной жидкости внезапно погибших людей без какой-либо суставной патологии, которая была бы зарегистрирована экспертом (n = 30, возраст 68,4 ± 1,92 года). Специалисты ФГБУ «РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова» Минздрава России осуществляли оперативное вмешательство, забор синовиальной жидкости и послеоперационный мониторинг пациентов.

Степень окислительной модификации белка (ОМБ) была выражена в единицах оптической плотности на мг общего белка, который был определен биуретовым методом [15]. Продукты ОМБ регистрировались при 270 нм (альдегиды; ОМБ270); 363 и 370 нм (кетоны ОМБ363+370).

В образцах синовиальной жидкости определяли содержание первичных и вторичных продуктов перекисного окисления липидов (диеновых конъюгат – ДК и малонового диальдегида – МДА), давая общую оценку процессам перкоксидации липидов (ПОЛ). По разли- чию оптической плотности при длине волны 232 нм в опытной и контрольной пробе судили о содержании ДК [16]. Малоновый диальдегид (МДА) определяли реакцией с тиобарбитуровой кислотой [16]. Концентрацию общих липидов определяли с помощью наборов фирмы “Lachema” (Чехия). Концентрации холестерина (ХЛ) и триглицеридов (ТГ) определяли с помощью наборов фирмы «VitalDiagnostic». Концентрацию продуктов перекисного окисления рассчитывали на мг общих липидов (ОЛ) СЖ. Оценку антиоксидантной защиты проводили на основании активности в СЖ фермента каталазы, которую определяли спектрофотометрически при длине волны 410 нм согласно описанному методу [17]. Метод основан на способности перекиси водорода образовывать с солями молибдена стойкий окрашенный комплекс [17].

При выполнении работы статистическую обработку полученных данных проводили методом, который применяется для малых выборок. На репрезентативных выборках выполнена клиническая часть работы, в которой исключены распределения выскакивающих вариантов и проверены на нормальность распределения. В группах наблюдений рассчитывали медиану значений и интерквартильные размахи – 0,25 и 0,75 персентили. Достоверность различий в сравниваемых группах оценивали с помощью непараметрического критерия Вилкоксона, пользуясь при этом лицензионными программами. Различия считались значимыми при р < 0,05. На клиническое исследование получено разрешение комитета по этике ФГБУ «РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова» Минздрава России, оно проводилось в соответствии с этическими стандартами, изложенными в Хельсинской декларации [18].

РЕЗУЛЬТАТЫ

Как отмечено в таблице 1, большинство биохимических показателей СЖ больных I и II группы статистически значимо и однонаправленно отличается от показателей контроля. У больных Iгруппы в синовиальной среде пораженного сустава троекратно повышено содержание общих липидов и концентрация холестерина, в 9 раз снижена концентрация триглицеридов. У больных II группы в 2 раза повышено содержание общих липидов и концентрация холестерина, в 7,6 раза снижена концентрация триглицеридов. Отмечено, что изменения липидного состава СЖ однонаправлены в обеих группах больных, но в I группе они выражены значительно сильнее.

Однако в показателях продуктов липопероксидации СЖ есть изменения, которые носят разнонаправленный характер у больных в обеих группах. В первую очередь это касается изменения активности основного антиокис-лительного фермента – каталазы. У больных I группы ее активность возрастает почти в 2 раза, а у больных с благополучным исходом эндопротезирования ее активность снижена на 30 %. Т.е. повышение активности каталазы должно настораживать лечащего врача. Также разнона-правлены изменения в содержании малонового диальдегида. В группе 2 оно было в 4 раза выше контрольных значений, тогда как в группе 1 этот показатель был снижен.

В СЖ пациентов с эндопротезом коленного сустава показательно изменялась концентрация общего белка, которая возрастала в I и II группах относительно группы контроля. Концентрация альдегидов повышалась относительно контрольных значений. Концентрация кетонов была снижена.

Таблица 1

Биохимические показатели в исследуемых группах по результатам определения системы ПОЛ-АОС (медианы значений и интерквартильные размахи)

Показатель, ед. изм.	I группа (n = 35)	II группа (n = 35)	III группа (n = 30)
Общие липиды, г/л	1,92 0,05 (1,22; 2,76)	1,23 (0,77; 1,83)	0,69 (0,60; 0,83)
Холестерин, ммоль/л	1,33 0,05 (0,99; 1,68)	0,68 (0,42; 111)	0,42 (0,29; 0,49)
Триглицериды, ммоль/л	0,11 (0,07; 0,23)	0,13 (0,02; 0,30)	0,72 (0,38; 1,18)
Диеновые конъюгаты, нмоль /г ОЛ	7,62 0,001 (5,79; 13,41)	35,29 (28,79; 49,76)	5,91 (3,94; 13,03)
Малоновый диальдегид, нмоль /г ОЛ	1,48 0,001 (1,31; 1,71)	8,77 (3,80; 13,24)	1,95 (1,32; 3,41)
Каталаза, мкатал /г ОБ	9,03 0,05 (3,61; 12,97)	3,50 (2,26; 13,07)	5,00 (2,54; 12,08)
ДК + МДА	15,97 0,001 (10,98; 22,15)	309,49 (109,40; 658,82)	11,52 (5,20; 44,43)
ДК / МДА	7,36 0,05 (4,35; 12,04)	4,32 (3,12; 8,15)	3,02 (2,98; 3,82)

Примечание: верхний индекс – уровень значимости (р) сравнение между группами; подчеркнуты результаты, отличающиеся от III группы

Таблица 2

Биохимические показатели в исследуемых группах по результатам определения ОМБ (медианы значений и интерквартильные размахи)

Показатель, ед. изм.	I группа (n = 35)	II группа (n = 35)	III группа (n = 30)
Общий белок, г/ л	32,45 (27,33; 39,00)	22,90 (19,20; 38,80)	20,40 (12,30; 25,70)
Альдегиды ОМБ, ед. опт. пл./ г ОБ	0,16 (0,10; 0,19)	0,18 (0,10; 0,37)	0,05 (0,04; 0,07)
Кетоны ОМБ, ед. опт. пл./г ОБ	0,01 (0,01; 0,03)	0,03 (0,01; 0,06)	0,08 (0,04; 0,12)
Альдегиды + Кетоны (10-3)	3,31 (2,17; 3,66)	5,41 (1,00; 6,01)	5,00 (1,00; 8,00)
Альдегиды / Кетоны	7,09 0,05 (2,62; 18,67)	9,09 (1,33; 20,63)	0,82 (0,49; 1,58)

Примечание: верхний индекс – уровень значимости (р) сравнение между группами; подчеркнуты результаты, отличающиеся от III группы

ДИСКУССИЯ

На основании проведенного исследования выявили биохимические изменения в СЖ больных остеоартрозом перед операцией эндопротезирования коленного сустава. Обнаружили статистически значимые различия в этих показателях у больных II группы и больных, у которых в дальнейшем развилась нестабильность эндопротеза (I группа). Проведя анализ прогностической ценности полученных нами результатов, мы определили те биохимические тесты, которые имели разнонаправленные изменения в группе I и группе II. В первую очередь нами было выделено определение в синовиальной жидкости МДА. При развитии патологического процесса его концентрация в СЖ возрастает. В наших исследованиях это выявлено только у больных 2 группы. У пациентов с нестабильностью эндопротеза его концентрация была значимо ниже, чем в группе 2. Такая же закономерность была выявлена и для суммарного показателя первичных и вторичных продуктов липопе-роксидации. Исходя из этого, мы оцениваем прогностическое значение данных тестов как высокое. Повышение активности каталазы также играет существенную роль в определении прогноза при эндопротезировании коленного сустава, так как во II группе она не показала существенных отличий от контрольных показателей, а в I группе была достоверно повышена. При прогнозировании нестабильности мы также отмечаем показатели первичных продуктов ПОЛ – диеновые конъюгаты. При однонаправленном изменении у пациентов I группы его концентрация была в 4,5 раза выше, чем у пациентов второй группы. Концентрации альдегидов и холе- стерина в I и II группах различались в 2 раза, что также может быть использовано для прогноза осложнений. Следует заметить, что пациенты с высокой концентрацией продуктов переоксидации и низкой активностью каталазы явно в прогностическом плане более благополучны по сравнению с пациентами, у которых эти показатели близки к контрольным значениям, а активность каталазы, наоборот, повышена. Ремоделирование костной ткани вокруг импланта, очевидно, нарушено в условиях изменений в системе пероксидации. В группе II (больные с благоприятным течением послеоперационного периода) наблюдали типичную реакцию усиления процессов липопероксидации в синовиальной среде. У них было значительно увеличено количество продуктов липопероксидации (как первичных, так и вторичных) и снижена активность основного антиокислительного фермента – каталазы. Однако дисрегулирующее влияние на процессы свободнорадикального оксиления оказывает не только увеличение, но и снижение количества продуктов липопероксидации, и этот механизм нарушения клеточного функционирования связан с отсутствием активации факторов транскрипции и генной экспрессии [13]. Исходя из этого, можно предположить, что больные, в синовиальной среде суставов которых наблюдается снижение продуктов пероксидации и возрастание активности каталазы, попадают в группу риска, возможно, опосредованную генетически. Т.е., больные с повышенной активностью каталазы и сниженной концентрацией МДА должны быть на контроле у лечащего врача.

ВЫВОДЫ

• 1.    Повышение в синовиальной жидкости активности каталазы и снижение концентрации вторичных продуктов перекисного окисления липидов (малонового диальдеги-

• да) могут свидетельствовать о риске развития нестабильности эндопротеза у больных с гонартрозом, сопровождающимся дефектами суставных поверхностей.

• 2.    Данные биохимические показатели следует учи- клинико-рентгенологическими характеристиками со-тывать наряду с другими лабораторными тестами и стояния больного.