Οστεοαρθρίτιδα: Επίδραση της μηνισκεκτομής στον αρθρικό χόνδρο

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, οι αρθρικοί μηνίσκοι παίζουν σημαντικό ρόλο στην κανονική λειτουργία των αρθρώσεων. Οι μηνίσκοι είναι δομές που αυξάνουν τη συνοχή των αρθρικών επιφανειών του μηριαίου και της κνήμης, ενισχύουν την πλευρική σταθερότητα και βελτιώνουν την κατανομή του αρθρικού υγρού και την ανταλλαγή θρεπτικών συστατικών με τον αρθρικό χόνδρο. Η ολική ή μερική μηνισκεκτομή οδηγεί σε αλλαγή στην κατεύθυνση του φορτίου στην αρθρική επιφάνεια της κνήμης, με αποτέλεσμα την εκφύλιση του αρθρικού χόνδρου.

Πολλές μελέτες έχουν αφιερωθεί στη μελέτη της επίδρασης της μηνισκεκτομής στη βιομηχανική της άρθρωσης, καθώς και στην πρόκληση εκφυλιστικών διεργασιών στον αρθρικό χόνδρο και το υποχόνδριο οστό σε ζώα (συνήθως σκύλους και πρόβατα). Αρχικά, οι ερευνητές πραγματοποίησαν εκτομή του έσω μηνίσκου της άρθρωσης του γόνατος, αλλά αργότερα διαπιστώθηκε ότι η εκτομή του έξω μηνίσκου οδηγεί σε ταχύτερη ανάπτυξη οστεοαρθρίτιδας.

Χρησιμοποιώντας πλάγια μηνισκεκτομή σε πρόβατα, οι Little et al. (1997) εξέτασαν αλλαγές στον αρθρικό χόνδρο και στο υποχόνδριο οστό από διάφορες περιοχές της άρθρωσης του γόνατος. Τυπικά ιστολογικά ευρήματα που απεικονίζουν επαγόμενες αλλαγές στον αρθρικό χόνδρο 6 μήνες μετά την επέμβαση ήταν η φθορά του χόνδρου, η μειωμένη συγκέντρωση πρωτεογλυκανών και ο μειωμένος αριθμός χονδροκυττάρων. Κάτω από περιοχές αλλοιωμένου χόνδρου στο υποχόνδριο οστό, παρατηρήθηκε τριχοειδής ανάπτυξη στην ασβεστοποιημένη ζώνη του χόνδρου, η προς τα έξω μετατόπιση του "κυματοειδούς περιγράμματος" και η πάχυνση της σπογγώδους ουσίας του υποχόνδριου οστού.

Στη μελέτη των P. Ghosh et al. (1998) αποδείχθηκε ότι 9 μήνες μετά την πλάγια μηνισκεκτομή σε πρόβατα υπάρχουν ενδείξεις αναδιαμόρφωσης του υποχόνδριου οστού και αύξηση της πυκνότητας των μετάλλων του δευτερογενώς λόγω εκφύλισης του αρθρικού χόνδρου. Σε ζώνες που υπόκεινται σε ασυνήθιστα υψηλό μηχανικό φορτίο λόγω της αφαίρεσης του πλάγιου μηνίσκου (πλάγιος κόνδυλος του μηριαίου οστού και πλάγια πλάκα της κνήμης), διαπιστώθηκε αυξημένη σύνθεση πρωτεογλυκανών που περιέχουν θειική δερματάνη, αν και διαπιστώθηκε αυξημένη σύνθεση πρωτεογλυκανών του ίδιου τύπου και στον χόνδρο της έσω πλάκας. Αποδείχθηκε ότι οι πρωτεογλυκάνες που περιέχουν θειική δερματάνη αντιπροσωπεύονται κυρίως από τη ντεκορίνη. Η υψηλότερη συγκέντρωσή της βρέθηκε στις μεσαίες και βαθιές ζώνες του αρθρικού χόνδρου.

Παράλληλα με την αύξηση της σύνθεσης πρωτεογλυκανών που περιέχουν θειική δερματάνη στις περιοχές του χόνδρου που φέρουν υψηλό φορτίο λόγω της αφαίρεσης του πλευρικού μηνίσκου, ανιχνεύθηκε αυξημένος καταβολισμός της αγγρεκάνης, όπως αποδεικνύεται από την απελευθέρωση θραυσμάτων της στο θρεπτικό μέσο από μοσχεύματα χόνδρου, καθώς και από την υψηλή δραστικότητα της MMP και των αγγρεκανασών. Δεδομένου ότι η φλεγμονώδης δραστηριότητα σε αυτό το μοντέλο οστεοαρθρίτιδας ήταν ελάχιστη, οι συγγραφείς υπέθεσαν ότι τα χονδροκύτταρα ήταν η πηγή των ενζύμων.

Παρόλο που παραμένουν πολλά αναπάντητα ερωτήματα, οι μελέτες που περιγράφονται παραπάνω αποκαλύπτουν έναν πιθανό ρόλο για τους βιομηχανικούς παράγοντες στην παθογένεση της οστεοαρθρίτιδας. Είναι σαφές ότι τα χονδροκύτταρα είναι σε θέση να «ανιχνεύουν» τις μηχανικές ιδιότητες του περιβάλλοντός τους, ανταποκρινόμενα στις αλλαγές συνθέτοντας εξωκυττάρια πρωτεΐνη (ECM) που μπορεί να αντέξει μεγαλύτερα φορτία και έτσι να αποτρέψει τη βλάβη του χόνδρου. Σε νεαρά ζώα, η μέτρια άσκηση προκάλεσε τη σύνθεση ECM πλούσιας σε αγγρεκάνη. Αυτή η υπερτροφική (ή προσαρμοστική) φάση της απόκρισης των χονδροκυττάρων μπορεί να διαρκέσει για αρκετά χρόνια, παρέχοντας ένα σταθερό επίπεδο μηχανικού φορτίου στον αρθρικό χόνδρο. Ωστόσο, η διαταραχή αυτής της ισορροπίας λόγω αυξημένης έντασης ή διάρκειας της φόρτισης ή αλλαγών στη φυσιολογική βιομηχανική των αρθρώσεων μετά από τραυματισμό ή χειρουργική επέμβαση ή μείωσης της ικανότητας των χονδροκυττάρων να ενισχύουν τη σύνθεση ECM σε απόκριση στην αυξημένη φόρτιση (κατά τη γήρανση), η δράση των ενδοκρινικών παραγόντων συνεπάγεται σημαντικές αλλαγές σε κυτταρικό επίπεδο και επίπεδο μήτρας: η σύνθεση πρωτεογλυκανών και κολλαγόνου τύπου II αναστέλλεται και η σύνθεση ντεκορίνης και κολλαγόνου τύπου I, III και X διεγείρεται. Ταυτόχρονα με την αλλαγή στη βιοσύνθεση, αυξάνεται ο καταβολισμός της εξωκυττάριας ουσίας (ECM), καθώς και το επίπεδο των MMPs και των συσσωματασών. Δεν είναι γνωστό πώς η μηχανική φόρτιση προάγει την απορρόφηση της περιβάλλουσας ECM από τα χονδροκύτταρα. Αυτή η διαδικασία πιθανώς προκαλείται από προστανοειδή, κυτοκίνες (όπως IL-1p ή TNF-a, και ελεύθερες ρίζες οξυγόνου). Εδώ είναι απαραίτητο να αναφερθεί ο ρόλος της αρθρίτιδας στην οστεοαρθρίτιδα, καθώς η πιο πιθανή πηγή των προαναφερθέντων μεσολαβητών του καταβολισμού μπορεί να είναι τα μακροφάγα αρθροκύτταρα και τα λευκοκύτταρα που διηθούν την αρθρική μεμβράνη της άρθρωσης.

Μια μελέτη των OD Chrisman et al. (1981) έδειξε ότι η τραυματική βλάβη στις αρθρώσεις διεγείρει την παραγωγή ενός προδρόμου προσταγλανδίνης, του αραχιδονικού οξέος. Οι μεμβράνες των κατεστραμμένων χονδροκυττάρων θεωρούνται η πηγή του αραχιδονικού οξέος. Είναι γνωστό ότι το αραχιδονικό οξύ μετατρέπεται ταχέως σε προσταγλανδίνες από το ένζυμο κυκλοοξυγενάση (COX). Έχει αποδειχθεί ότι οι προσταγλανδίνες, και ιδιαίτερα η PGE2 _, αλληλεπιδρούν με τους υποδοχείς των χονδροκυττάρων, αλλάζοντας την έκφραση των γονιδίων τους. Ωστόσο, παραμένει ασαφές εάν το αραχιδονικό οξύ διεγείρει ή αναστέλλει την παραγωγή πρωτεϊνασών και συσσωματωμάτων. Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι η PGE2 _{αυξάνει} την παραγωγή MMP και προκαλεί αποικοδόμηση του αρθρικού χόνδρου. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα άλλων μελετών, η PGE2 _έχει αναβολική δράση στην εξωκυττάρια μεμβράνη και επίσης προάγει την ακεραιότητα της εξωκυττάριας μεμβράνης, αναστέλλοντας την παραγωγή κυτοκινών από τα χονδροκύτταρα. Είναι πιθανό τα αντικρουόμενα ευρήματα αυτών των μελετών να οφείλονται στις διαφορετικές συγκεντρώσεις PGE2 _{που χρησιμοποιούνται} σε αυτές.

Μια μικρή ποσότητα IL-1β (η κύρια κυτοκίνη που διεγείρει τη σύνθεση και την απελευθέρωση των MMPs, καθώς και αναστέλλει τη δράση των φυσικών αναστολέων τους) μπορεί να σχηματιστεί ως απόκριση σε βλάβη του αρθρικού χόνδρου, η οποία οδηγεί σε περαιτέρω αποικοδόμηση των ιστών.

Έτσι, οι μελέτες που περιγράφονται σε αυτήν την ενότητα έχουν δείξει ότι η διατήρηση ενός υπο-ορίου δυναμικού φορτίου στην άρθρωση προκαλεί τον πολλαπλασιασμό χονδροκυττάρων ικανών να αντέξουν νέες μηχανικές συνθήκες, πράγμα που σημαίνει την έναρξη του υπερτροφικού σταδίου της οστεοαρθρίτιδας. Τα υπερτροφικά χονδροκύτταρα είναι κύτταρα στο τελευταίο στάδιο διαφοροποίησης, πράγμα που σημαίνει ότι η έκφραση γονιδίων των κύριων στοιχείων της μήτρας σε αυτά μεταβάλλεται. Επομένως, η σύνθεση πρωτεογλυκανών αγγρεκάνης και κολλαγόνου τύπου II αναστέλλεται και η σύνθεση ντεκορίνης, κολλαγόνων τύπων I, III και X αυξάνεται.

Η μείωση της περιεκτικότητας σε αγγρεκάνη και κολλαγόνο τύπου II στην εξωκυττάρια ουσία (ECM), που σχετίζεται με μια ανισορροπία μεταξύ των διεργασιών σύνθεσης και αποικοδόμησης, προσδίδει στον αρθρικό χόνδρο την ιδιότητα να μην ανταποκρίνεται επαρκώς στο μηχανικό στρες. Ως αποτέλεσμα, τα χονδροκύτταρα καθίστανται απροστάτευτα, η διαδικασία μεταβαίνει στο τρίτο, καταβολικό στάδιο, που χαρακτηρίζεται από υπερβολική πρωτεολυτική δράση και έκκριση αυτοκρινών και παρακρινών ρυθμιστικών παραγόντων. Μορφολογικά, αυτό το στάδιο χαρακτηρίζεται από την καταστροφή της εξωκυττάριας ουσίας (ECM) του αρθρικού χόνδρου. Κλινικά, αντιστοιχεί σε έκδηλη οστεοαρθρίτιδα. Αυτή η υπόθεση, φυσικά, αντιπροσωπεύει μια απλοποιημένη εικόνα όλων των σύνθετων διεργασιών που συμβαίνουν στην οστεοαρθρίτιδα, αλλά γενικεύει τη σύγχρονη αντίληψη της παθοβιολογίας της οστεοαρθρίτιδας.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ]