תפקידם של השינויים בעצמות תת-הקרקעית בפתוגנזה של דלקת מפרקים ניוונית

יחד עם התנוונות של הסחוס המפרקי, התהליך הפתולוגי באוסטיאוארתריטיס כולל את רקמת העצם הבסיסית. מוצע כי התעבות של צלחת subchondral מקדם את ההתקדמות של osteoarthritis. כמו התקדמות osteoarthritis, הסחוס המפרקי, שהוא אובייקט ללחץ מכני וכימי, הוא נשחק לאט עקב חוסר איזון בתהליכים של קטבוליזם תיקון הסחוס. בפרט, מתח מכני ביחס "משקל נושאת" הגוף המפרקים של המפרקים תורם להיווצרות של מספר גדול של שברים מיקרו בצלחת subchondral סחוס. עם הסחף המפרקי, טרשת עצם העצם התת-קרקעית מתקדמת, הנוקשות של רקמת העצם עולה, וכתוצאה מכך תורמת להפרעה נוספת במבנה הסחוס הארקולרי. עם זאת, שאלת האופי הראשוני או המשני של השינויים בעצמות תת המוחיות ב osteoarthrosis נשאר בלתי פתור.

עד לאחרונה, הוא האמין כי שינויים שנקבעו רדיוגרפית החומר הספוגי של העצם subchondral, כגון טרשת או היווצרות ציסטה, בחולים עם osteoarthritis הם משניים. עם זאת, התוצאות של מחקרים קליניים וניסוייים מצביעים על אפשרות ליוזמה אפשרית של עצם תת-קרקעי בפתוגנזה של אוסטאוארתריטיס. אחד המנגנונים האפשריים הוא עלייה חדה במדרג הנוקשות של עצם תת-המוח, בשל העובדה שהשלמות של הרקמה הסחוסית המתאימה תלויה בתכונות מכניות של "מיטתה" העצמית. מחקרים שנערכו בפרימטים הראו ששינויים בעובי התת-קרקעי עשויים להקדים שינויים בסחוס המפרקי. הראיות במודלים של osteoarthrosis בבעלי חיים ומחקרים קליניים על ראיות התומכות בהשערה זו ובנגדה רק החריפו את הדיון. העיבוי של טרבולים בעצם תת-קרקעית לא תמיד מלווה בעלייה במינרליזציה של רקמת העצם, או יותר נכון, עלייה בנפח האוסטאיד. זה סימן של מינרליזציה חריגה עולה כי הפרעה בויסות של שיפוץ עצם הוא חלק בלתי נפרד של osteoarthrosis, וכן תומך במושג של פגם רקמת העצם osteoarthritis. קבוצת ג 'יי דקר (1989) רואה את האחרון כ"מחלת עצם מטבולית כללית ".

רקמת העצם מתעדכנת כל הזמן. תהליך דינמי זה, המכונה שיפוץ עצם, הוא רצף מורכב של תהליכים של רספורציה ומינרליזציה. Osteoclasts resorb רקמת העצם, ו osteoblasts להפריש חלבונים המהווים את הרכיב העיקרי אורגני מינרליזציה. היווצרות ו resorption של העצם לא קורה באופן אקראי לאורך השלד, הוא תהליך מתוכנת המתרחשים בחלקים שונים של השלד, שנקרא יחידות שיפוץ עצם. בתחילת המחזור, osteoclasts מופיעים על משטח לא פעיל; בתוך שבועיים הם מהווים מנהרה בשכבת עצם קליפת המוח או לאקונה על פני השטח של העצם הטרביקולרית. תדירות ההפעלה של יחידות שיפוץ עצם חדשות קובעת את מידת התחדשות רקמות העצם. אצל אדם צעיר ובריא מתאזנים תהליכי היווצרות הרקמה של הרקמה, מסתם המסה הרגילה של רקמת העצם. הסדרת הורמונלית של ספיגת עצם לפחות PTH ו- PGE ₂, השתתפו לא רק על ידי osteoclasts ו אוסטאובלסטים, אבל כמו פעולה של הורמונים אלה משתחררים גורמים המעודדים ספיגת העצם על ידי osteoclasts. כרגע יש יותר מ 12 הרגולטור המקומי מערכתית של צמיחת עצם המשפיעה שיפוץ שלה, במיוחד PTH, 1,25 (OH) ₂ D ₃, קלציטונין, הורמון גדילה, גלוקוקורטיקואידים, הורמוני בלוטת התריס, אינסולין, IGF (1 ו 2), אסטרוגנים, PGE ₂, אנדרוגנים.

תאי העצם משחררים מספר חלבונים וציטוקינים, המבצעים ויסות אנדוקריני והעברת אות. חלבונים המיוצרים על ידי אוסטאובלסטים כוללים חלבונים מטריקס עצם כגון קולגן, osteopontin, osteocalcin, sialoproteins עצם. בנוסף, תאים אלה משחררים פרוטאזות הן בצורה פעילה והן סמויה, אשר משתתפות בתהליך של שיפוץ עצם - MMP, רכיבים של activator plasminogen (AP) / plasmin activator המערכת. ציטוקינים שפורסמו על ידי osteoblasts יכול לפעול הן באמצעות מנגנונים אוטוקרינית ו paracrine לתאים מקומיים (אחרים osteoblasts, osteoclasts).

זה עדיין לא ידוע באיזה כיוון אותות אלה מוסדרים - על ידי לחץ מכני או אותות כימיים אחרים הנגרמים על ידי לחץ מכני. עם זאת, ידוע כי הלחץ המכני חזר גורם התפשטות מקומית של תאי העצם ו / או חלבונים. בתנאי in vivo עומס מכאני מסוגלים הפעלת אוסטאובלסטים, כדי להגביר את רמת נוקלאוטידים מחזורי לייצר פרוסטגלנדינים ו לגרום שינויים מורפולוגיים הקשורים שיפוץ עצם. בתנאים במבחנת לחץ מכאני גורם תרבות התפשטות אוסטאובלסטים, ביטוי mRNA של חלבוני עצם מעורבים ביצירה של מינרליזציה דמוי עצם ובסופו של התהליך, שחרור גורמי צמיחה מקומיים כגון IGF-1 ו- IGF-2, ו מולקולות דבקות. העברת האות של מתח מכני ניתן להשיג באמצעות ערוצי יון רגיש מכנית.

ישנן ראיות עקיפות של תפקוד אוסטאובלאסט לקוי אוסטיאוארתריטיס. ג Gevers וג 'Dequeker (1987) הראו עלייה osteocalcin בסרום בנשים עם דלקת מפרקים ניוונית של המפרקים של הידיים, כמו גם באזור עצם קורטיקלית explants, אשר טוען כי פתולוגיה של רקמת העצם יכול להיות חלק osteoarthritis. בנתיחה שלאחר המוות, לא זוהו רק העיבוי של עצם תת-המוח, אלא גם את המינרליזציה הנמוכה של ראש הירך. בחזירי ים עם osteoarthritis המושרה בניתוח, זוהה עיבוי משמעותי של חלק העצם באזור תת-המחזור באמצעות טומוגרפיה ממוחשבת. חוסר האיזון בין קולגן ולא קולגן (osteocalcin ואחרים) חלבונים יכול להוביל לעלייה בהיקף של רקמת העצם, אך אינו משפיע על צפיפות המינרלים שלה. לדברי מ 'שימיזו ואח (1993), את ההתקדמות של שינויים ניווניים הסחוס במפרק הקשורים שיפוץ אינטנסיבי יותר של העצם subchondral ולהגדיל קשיחותו, אשר גם מצביע על פגם בתאי עצם אוסטיאוארתריטיס. לדברי Lee V. המוצע ומ Aspden (1997) הנחת היסוד של התרבות פגום של תאי העצם יכול להוביל לעלייה קשיות של העצם, אך אינו גורם לעלייה בצפיפות המינרלים שלה.

CI ווסטקוט ושותפי משנה (1997) שיערו כי אוסטאובלסטים חריגים משפיעים ישירות על חילוף החומרים של רקמות סחוס. Culturing אוסטאובלסטים בחולים עם אוסטיאוארתריטיס chondrocytes עם אנשים שלא סבלו ממחלות של המפרקים, החוקרים מצאו שינוי משמעותי לשחרור glycosaminoglycans רקמת סחוס נורמלי במבחנה, אך רמת שחרור ציטוקינים נותר ללא שינוי. ג הילאל ואח (1998) הדגים כי התרבות של אוסטאובלסטים subchondral עצם של חולים עם דלקת מפרקים ניוונית במבחנה יש חילוף חומרים שונים - מערכת פעילות AP / פלסמין ו IGF-1 בתאים אלה גדל. התצפית של CI Westacott et al (1997) יכולה להיות מוסברת על ידי גידול בפעילות הפרוטאז בתאי עצם תת תת - רקונליים.

זה עדיין לא ידוע אם osteoarthrosis יוזם שינויים העצם subchondral או תורמת להתקדמות שלה. DK Dedrick ואח (1993) הדגימו כי כלבים עם עיבוי העצם subchondral המושרה בניתוח דלקת מפרקים ניוונית היא לא תנאי הכרחי לפיתוח שינויים osteoartrozpodobnyh ב הסחוס במפרק, אך תורם להתקדמות של תהליכים ניווניים בסחוס. תוצאות מחקרו של א 'סעיד ושותפיו (1997) סותרות את נתוני המחקר הקודם. שימוש echography 50 MHz עבור ההערכה של שינויים מורפולוגיים ראשוניים וההתקדמות שלהם סחוס ועצם במפרק ב זריקות חומצת monoyoduksusnoy מושרה אוסטיאוארתריטיס ניסיונית לתוך מפרק הברך של חולדות, שהראנו שינויי תהליך סימולטני עצם וסחוס במהלך השלושה הימים הראשונים לאחר הזרקה.

אוסטאובלסטים להפריש גורמי גדילה וציטוקינים המשתתפים השיפוץ המקומי של רקמת עצם, אשר עשוי לתרום שיפוץ של רקמת סחוס בתוך "משקל מוביל" מתאימים מפרקים לאחר החדירה שלהם באמצעות מייקרו סדקים בשכבת סידני של סחוס. יתר על כן, המוצרים של הפרשת עצם העצם נמצאים נוזל סינוביאלי. המוצרים הסבירים ביותר מופרשים אוסטאובלסטים נורמלי מסוגל להריץ את סחוס שיפוץ תהליך המקומי הם חלבוני מורפומטריות TGF-B ו- עצם (ILC). שני הנציגים של משפחת TGF נבדלים על ידי chondrocytes ו osteoblasts, ושניהם מסוגלים לשנות את שיפוץ של רקמות עצם ו cartilaginous. ג'יי מרטל פלטייה ואח (1997) נצפתה עלייה ברמות TGF-P ב העצם subchondral explants חולי אוסטיאוארתריטיס לעומת אנשים בריאים, מה שמעיד על תפקיד אפשרי של גורם גדילה זה בפתוגנזה של דלקת מפרקים ניוונית. IGF מופק גם על ידי osteoblasts. בתרבות של תאים דמויי אוסטאובלסטים נגזרו בחולים עם דלקת מפרקים ניוונית, מצא רמות גבוהות של IGF כי לשנות את המטבוליזם של סחוס.

TGF-b, IGF, הנציבות ואת ציטוקינים המיוצרים על ידי אוסטאובלסטים ב עצם subchondral, עשוי להשפיע על הייצור של collagenase ואנזימים פרוטאוליטים אחרים הסחוס, אשר בתורו, עשוי לתרום שיפוץ / שפלה של מטריקס הסחוס. זה עדיין לא ברור אם osteoblasts לפתח עם OA פחות מקרופאג המושבה מגרה גורם (M-CSF - העצם resorption) מאשר תאים נורמליים. תוצאות מחקר AG Uitterlinden ועמיתים לעבודה (1997) הראה כי תפקיד ביצירת קולטנים osteophytes עשוי לשחק ויטמין D, אשר באים לידי ביטוי על ידי אוסטאובלסטים ולהסדיר את הביטוי של מספר גורמים מסונתז על ידי תאים אלה, אשר בחלקו מסביר את תפקידו של אוסטאובלסטים בפתוגנזה של מחלה זו.

לאור התוצאות של המחקרים הנ"ל, G. הילאל ואח (1998), ג'יי מרטל-פלטייה ואח (1997) הציעה את קשר נחת העבודה הבא שיפוץ עצם subchondral ומפרקי סחוס נאות אוסטיאוארתריטיס. בשלב מוקדם או מורחב של פתוגנזה OA, תהליך של רקמת העצם שיפוץ העצם subchondral הוא התעצם. במקביל עומס החוזר על עצמו מוביל microfractures מקומית ו / או המראה של IGF חוסר איזון במערכת / IGF-svyazyvayushy חלבון (IGFBP) עקב תגובה חריגה של אוסטאובלסטים העצם subchondral, אשר מקדם טרשת שלה. זה האחרון בתורו יכול לתרום את המראה של שברים מיקרו של הסחוס הנכון נזק המטריצה שלה.

בתנאים רגילים הנזק הזה מסולק על ידי סינתזה מקומית ושחרור של IGF-1 ו- IGF מחייב חלבון, אשר מעוררים את היווצרות של ECM של סחוס articular. במקביל, מערכת PD מקדם את הצמיחה של תאים עצם subchondral ואת היווצרות של מטריקס העצם. פעילות אנאבוליים של מערכת IGF גדל עצם subchondral ב חולי אוסטיאוארתריטיס, ואילו מערכת SA הפעלה מקומית / פלסמין (הרגולטור המקומי של מערכת IGF) ב הסחוס במפרק גורם לשינויים מקומיים שלה. בשנת אוסטאובלסטים אוסטיאוארתריטיס IGF-1 נותן את הרגולציה של משוב חיובי סוג פלסמין AP, ומכאן ניתן לעכב שיפוץ של רקמת העצם, אשר בסופו של דבר מוביל טרשת subchondral. לפיכך, אינדוקציה המקומית העצם והסחוס של מוביל IGF-1 iproteaz, מחד גיסא, את הפגיעה בסחוס, והשני - לעיבוי העצם subchondral, שהאחרון בתורו מקדם נזק לסחוס עוד יותר. חוסר האיזון בין הנזק בסחוס הקשורים בטרשת subchondral, ויכולת תיקון שלה, מוביל שינויים הדרגתיים של ECM סחוס להתפתחות של דלקת מפרקים ניוונית. לדברי החוקרים, ההשערה הזאת מסבירה גם את ההתקדמות האיטית של המחלה.