Структурная реорганизация хрящевой ткани при хроническом остеомиелите костей стопы

На костные структуры ступни приходится около десятой части всех остеомиелитических повреждений костного аппарата организма [1]. С анатомической точки зрения, стопа – это многокомпонентная структура, состоящая из множества костей и суставов, за счет которых сводятся несколько костей одновременно. Лечение остеомиелита костей стопы длительное и, как правило, безуспешное, нередко пациентам предлагается ампутация сегмента [2,

3]. По мнению большинства исследователей, успешное лечение хронического остеомиелита связано с радикальностью в отношении остеомиелитического процесса, правильностью выбора оперативной техники и метода оперативного вмешательства [4]. В связи с этим, главной диагностической задачей является получение наиболее полной и объективной картины характера гнойно-воспалительных изменений в кости и окружающих тканях.

При хроническом остеомиелите стопы поражение тканей достаточно обширное, в воспалительный процесс вовлекаются и суставы [5]. Гистопатологические характеристики костной ткани при остром и хроническом остеомиелите детально описаны [6]. Большинство сообщений о патогистологических изменениях хряще- вой ткани суставов при остеомиелите ограничено отдельными описаниями клинических случаев с развитием остеоартрита и синовита крупных суставов [7, 8].

Цель работы – изучение структурной реорганизации хрящевой ткани суставов в зависимости от локализации остеомиелитического очага в костях стопы.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Исследован операционный материал 16 пациентов с хроническим остеомиелитом костей стопы (10 мужчин, средний возраст 45,3 (33÷56) года и 6 женщин, средний возраст 40 (23÷53) лет), у 3 пациентов была диабетическая стопа. От всех больных получено информированное согласие на проведение исследований, предусмотренных протоколом. Исследование проводилось в соответствии с этическими стандартами, изложенными в Хельсинкской декларации 1975 г., пересмотренными в 2008 г. Операционный материал был представлен резецированными фрагментами костно-хрящевого комплекса (пяточной, таранной костей и смежных суставов – подтаранный и таранно-ладьевидный, фаланговых и плюсневых костей и плюснефалангового сустава). Фиксация материала проводилась в 10 % формалине. После декальцинации изготавливали парафиновые срезы (5–7 мкм), которые окрашивали гематоксилином и эозином. Гистологические исследования выполнены с помощью стереомикроскопа «AxioScope.A1» с цифровой камерой «AxioCam» с программным обеспечением «Zenblue» (Carl Zeiss Micro Imaging GmbH, Германия). Фазу воспалительного процесса определяли по шкале A. Tiemann et al. (2014) [9].

РЕЗУЛЬТАТЫ

При светооптическом исследовании гистологических препаратов у всех пациентов были выявлены признаки хронического остеомиелита – очаги остеонекроза, секвестры, замещение структур костного мозга грануляционной тканью разной степени зрелости, фиброз, наличие диффузной или очаговой воспалительной инфильтрации. Наряду с признаками остеоде-структивных изменений выявлялись и признаки репаративного остеогенеза.

Из пациентов с диагнозом «хронический остеомиелит пяточной кости» оценка по шкале Tiemann A. et al. (2014) [9] у 5 пациентов составила 3 балла – фаза ремиссии, у 4 пациентов 4 и 5 баллов – подострое течение и у 3 пациентов 6 и 7 баллов – период обострения.

В фазе ремиссии и подострого течения остеомиелитический очаг находился на удаленном расстоянии от суставной выстилки. Субхондральная костная пластинка представлена зрелой костью остеонной структуры, на всем протяжении непрерывна (рис. 1, а). В субхондральной зоне отмечены признаки остеопороза, разряжение костных трабекул, в межкостных промежутках преобладал жировой костный мозг, присутствовали поля грануляционной ткани, периваскулярный воспалительный инфильтрат состоял преимущественно из лимфоплазмоцитарных клеточных элементов (рис. 1, б). Суставной хрящ сохранял зональное строение, определялись поверхностная, промежуточная и глубокая зоны (рис. 1, в). В поверхностной зоне во всех наблюдениях отмечены очаги разволокнения разной степени выраженности – от суперфациальной части до верхней части промежуточной зоны. Определялись хондроциты с пикнотичными ядрами. В промежуточной зоне увеличена частота встречаемости двухчленных изогенных групп, в глубокой зоне сохранялось колончатое расположение клеток, определялись бесклеточные участки. Базофильная линия местами расслоена, целостность ее не нарушена. Зона кальцифицированного хряща в отдельных участках была истончена либо отсутствовала.

У пациентов с хроническим остеомиелитом в фазе обострения (диабетическая стопа) выявлен некроз костной ткани субхондральной зоны с вовлечением хрящевой ткани суставов. В суставном хряще отмечены изменения как со стороны суставной поверхности, так и со стороны субхондральной зоны (рис. 2, а). Со стороны субхондральной зоны отмечено нарушение структуры субхондральной костной пластинки, остеокласты, резорбирующие основное вещество костной ткани (рис. 2, б). Выявлены участки, в которых отсутствовала зона кальцифицированного хряща, базофильная линия не определялась, наблюдалось проникновение костномозгового паннуса в хрящ. Со стороны суставной поверхности отмечали очаги разволокнения, вплоть до промежуточной зоны, при этом хондроциты поверхностной зоны образовывали трех-, четырехчленные изогенные группы (рис. 2, в).

Рис. 1. Суставная выстилка пяточной кости в зоне подтаранного сустава: а – общий вид; б – периваскулярный воспалительный инфильтрат в субхондральной зоне; в – сохранено зональное строение хряща, разволокнение поверхностной зоны. Окраска гематоксилином и эозином. Увеличение: ×31,25 (а), ×250 (б), ×78,75 (в)

Рис. 2. Суставная выстилка пяточной кости в зоне подтаранного сустава: а – общий вид; б – остеокласт, резорбирующий основное вещество субхондральной кости; в – разволокнение поверхностной зоны, 3-х, 4-х членные изогенные группы клеток. Окраска гематоксилином и эозином. Увеличение ×31,25 (а), ×250 (б), ×200 (в)

При хроническом остеомиелите фаланг и плюсневых костей оценка по шкале Tiemann A. et al. (2014) [9] у 3 пациентов составила 2–3 балла (фаза ремиссии), у 1 пациента – 5 баллов (подострое течение).

У всех пациентов отмечено нарушение структуры суставного хряща плюснефаланговых суставов (рис. 3, а). Гистопатологические изменения выражались резорбцией субхондральной костной пластинки, наличием участков ее истончения и полного отсутствия, проникновением костномозгового паннуса в хрящ, нарушением цитоархитектоники.

Со стороны суставной поверхно сти отмечена сосудистая фиброзная ткань в виде пласта (паннуса), проникновение со судов в поверхностную и промежуточную зоны хряща. Хрящ под паннусом был истончен, отмечали дистрофические и некротиче ские изменения в хондроцитах, определялись и участки регенерации – изогенные группы хрящевых клеток. В промежуточной зоне межтерриториальный матрикс слабо окрашен, разволокнен, хондроциты аномальной формы с признаками деструкции (рис. 3, б). Основная часть хондроцитов глубокой зоны в состоянии хондроптоза (рис. 3, в) [10, 11], такие клетки характеризовались значительной гетерох-роматизацией ядра, в цитоплазме обнаруживалось обилие вакуолей.

Рис. 3. Суставной хрящ плюснефалангового сустава: а – общий вид; б – промежуточная зона; в – хондроциты глубокой зоны. Окраска гематоксилином и эозином. Увеличение ×31,25 (а), ×200 (б), ×500 (в)

ОБСУЖДЕНИЕ

При хроническом остеомиелите костей стопы, в том числе и при диабетической стопе, для обеспечения эффективного лечения и снижения риска обширной ампутации необходим ранний и точный диагноз [12, 13].

«Золотым» стандартом является гистологический метод исследования, который входит в пятерку специальных методов диагностики остеомиелита [6].

При ампутации дискуссионным остается вопрос, оставлять ли хрящ [14] и использовать его как «барьер», чтобы предотвратить проникновение инфекции в подлежащую кость [15].

Суставные хрящи обычно являются стерильными участками. Бактерии могут достигать этих участков путем гематогенного распространения или распространения из экзогенного или эндогенного смежного очага инфекции [16].

Суставной хрящ является барьером для распространения остеомиелитического процесса, так как на границе субхондральной костной пластинки усиленно функционирующие гипертрофированные хондроциты формируют хондрогематический барьер, при этом контакт сосудов с хрящевой тканью блокирован [17]. При патологических состояниях этот «барьер» нарушается, и отмечается проникновение сосудов в хрящ.

Выявленные в данном исследовании патогисто-логические изменения суставного хряща при хроническом остеомиелите зависели от расположения остеомиелитического очага. Так, при хроническом остеомиелите пяточной и таранной кости, когда осте-омиелитиче ский фокус удален от суставной поверхности, сохранялась непрерывность субхондральной костной пластинки и базофильной линии, сосуды в хрящевую ткань не проникали. При наличии остеомиелитического очага в субхондральной зоне выявлены нарушения в суставном хряще как со стороны субхондральной кости, так и со стороны суставной поверхности, инвазия сосудами хрящевой ткани. В глубокой зоне хряща отмечались гипертрофированные хондроциты с признаками хондроптоза, что свидетельствовало о нарушении хондрогематического барьера, выявлено нарушение базофильной линии, проникновение костномозгового паннуса. Со стороны суставной поверхности отмечали синовиальный паннус, инвазирующий матрикс хряща.

Интенсивность деструкции хряща зависела от воспалительной фазы и была более выражена при диабетической стопе.

При хроническом остеомиелите фаланг и плюсневых костей, независимо от фазы воспалительного процесса, во всех наблюдениях отмечено нарушение структуры субхондральной костной пластинки и суставного хряща, инвазия сосудов со стороны субхондральной зоны и суставной поверхности, что можно объяснить малыми размерами этих костей.

Полученные данные о структурных изменениях суставного хряща при хроническом остеомиелите смежных костей необходимы для определения тактики хирургического лечения.