Научно-практический журнал
[О компании] Издательство 'Цитокины и воспаление' - Журнал 'Цитокины и Воспаление'

197376, Санкт-Петербург, ул. Акад. Павлова, д. 12,
Институт экспериментальной медицины РАМН
Тел.: (812) 543 52 14, +7 921 984 11 30, +7 921 909 55 49
Факс: (812) 543 52 14
E-mail:
Web: www.cytokines.ru


  


2018 год
1-4 номера

О Журнале

Текущий год
Архив

Рубрики
Подписка

NEW Книжная полка
NEW Стол заказов

Карта сайта
Правила для авторов

Поиск

Контакты
Наши партнеры:

Русский языкEnglish language
Карта сайта Написать письмо, наши координаты

Содержание | Следующая статья | Предыдущая статья

Журнал 'Цитокины и воспаление', 2018, №№ 1-4

Подписаться на 2019 год

Заказать этот номер

Заказать эту статью в PDF

Обзоры

Номер 1-4'2018

Значение факторов воспаления в ремоделировании суставного хряща и субхондральной кости в начальной стадии первичного остеоартроза

Е.В. Карякина, Е.В. Гладкова, Д.М. Пучиньян

В обзоре представлены современные данные о значении факторов воспаления и их влиянии на механизмы регуляции ремоделирования хрящевой и костной ткани при возникновении и прогрессировании первичного остеоартроза (ОА). В условиях воспалительно-дегенеративных изменений при ОА аномалии ремоделирования суставного гиалинового хряща и субхондральной кости с выраженной потерей структурных биополимеров во многом связаны со значительным дисбалансом катаболического (прорезорбтивного) и анаболического влияния локальных регуляторов, прежде всего, цитокинов и ростовых факторов. Дальнейшие комплексные исследования патогенетических механизмов возникновения и прогрессирования первичного ОА, возможно, будут способствовать оптимизации терапевтических стратегий на ранних стадиях заболевания.(Цитокины и воспаление. 2018. Т. 17. №. 1–4. С. 43–48.)

Ключевые слова: остеоартроз, патогенез, факторы воспаления, цитокины, ремоделирование хрящевой и костной ткани.

Остеоартроз (ОА) — наиболее часто встречающаяся (им страдают 10–12 % популяции) хроническая прогрессирующая патология суставов. Повышение эффективности ранней диагностики ОА, профилактики и лечения пациентов с данной патологией является не только медицинской, но и важной социально-экономической проблемой. Это связано со стойкой тенденцией роста заболеваемости, в том числе первичным (идиопатическим) ОА, возникающим без предшествующих повреждений и заболеваний опорно-двигательного аппарата, стремительным «омоложением» ОА, что приводит к частой утрате трудоспособности у значительной доли населения. Вовлечение в патологический процесс крупных суставов значительно утяжеляет состояние пациента, увеличивая риск возникновения инвалидности, и все чаще требует выполнения таких высокотехнологичных и дорогостоящих ортопедических вмешательств, как тотальное эндопротезирование тазобедренного и коленного суставов [1, 6, 7, 20].

Как известно, в основе патогенеза ОА лежит прогрессирующее дегенеративное изменение суставного (гиалинового) хряща, ассоциированное с апоптозом хондроцитов и метаболическими нарушениями в субхондральной кости, а также выраженным нарушением ремоделирования, сопровождающимся по мере развития процесса поражением всех соединительнотканных элементов сустава (связок, синовиальной оболочки, периартикулярного хряща и капсулы сустава, менисков коленных суставов) и параартикулярных тканей [1, 7, 15, 16, 20]. По мнению ряда исследователей, возникновение и прогрессирование ОА следует рассматривать именно как аномальное ремоделирование суставного хряща и субхондральной кости, ведущее к выраженной деструкции тканей с потерей их основных функционально значимых структурных биополимеров [4, 7, 12, 14, 23, 25].

Интегральный процесс ремоделирования включает в себя два этапа: первоначальную резорбцию старой и последующее образование новой ткани — и направлен на обеспечение локальной замены ее отдельных участков. В физиологических условиях в зрелой ткани, благодаря балансу между резорбцией и регенерацией, сохраняются ее морфо-функциональные особенности. В условиях патологии развивается дисбаланс, нарушение метаболического равновесия между анаболическими и катаболическими реакциями с рассогласованием процессов резорбции и формирования ткани [1, 8, 16, 27, 36].

Ремоделирование гиалинового суставного хряща и субхондральной кости связано с функциональной активностью их клеточных элементов и особенностями гомеостаза тканей. В течение десятилетий структурно-метаболические особенности кости и хряща в условиях физиологической нормы и при разнообразной патологии привлекают пристальное внимание исследователей (как теоретиков, так и клиницистов). Однако, несмотря на накопленные сведения и большое количество публикаций по данной проблеме, по мере расширения и углубления знаний возникает все больше и больше вопросов [4, 5, 21, 29, 32].

Подобно всем опорным структурам, субхондральная кость и суставной гиалиновый хрящ относятся к высокоспециализированным тканям. В настоящее время не вызывает сомнения тот факт, что кость является метаболически чрезвычайно активной тканью. Высокая скорость аэробных обменных процессов в костных клетках обеспечивается за счет достаточно развитой сосудистой сети. Ремоделирование костной ткани связано с функциональной активностью ее клеточных элементов: остеокластов, остеобластов и остеоцитов [4, 5, 7, 8].

Хрящевая ткань, в том числе суставной гиалиновый хрящ, является бессосудистой тканью, метаболические процессы в которой обеспечиваются только за счет постоянно протекающей диффузии через экстрацеллюлярный матрикс питательных веществ и регуляторных факторов из субхондральной кости и синовиальной среды сустава. Однако было бы неверно считать хрящевую ткань метаболически инертной. Исследования молекулярно-клеточных взаимодействий в суставном хряще свидетельствуют о том, что в условиях физиологической нормы жизнедеятельность хондроцитов и хондробластов поддерживает достаточный уровень метаболизма в ткани и постоянное ремоделирование высокоспецифичного внеклеточного матрикса [12, 32, 34].

Регуляция функциональной активности клеточных элементов костной и хрящевой тканей, в том числе суставного гиалинового хряща и субхондральной костной пластины, обеспечивается сложным комплексом взаимосвязанных эндокринных и медиаторных механизмов: системных и локальных факторов, динамически влияющих на метаболические процессы и оказывающих как стимулирующее, так и ингибирующее влияние на тканевые клетки, вызывая, соответственно, анаболические или катаболические реакции. Среди локальных (короткодистантных) факторов, продуцируемых как тканевыми клетками, так и мигрирующими в ткань макрофагами, имеются представители всех основных суперсемейств сигнальных молекул локального действия, влияющих на соединительную ткань [14]. Следует особо отметить значение ростовых факторов и провоспалительных цитокинов [8]. В зависимости от изменяющихся условий эти регуляторные факторы могут проявлять как стимулирующее, так и подавляющее действие на метаболизм, что позволяет говорить только об их преимущественном анаболическом или катаболическом влиянии.

Как в хрящевой, так и в костной ткани среди ростовых факторов преобладает влияние суперсемейства трансформирующего ростового фактора (TGF), а также морфогенетических белков кости (BMP) и хряща, оказывающих в физиологических условиях преимущественно анаболическое и антикатаболическое действия [19, 22, 26, 28, 35]. Основной изоформой TGF в этих тканях является короткоживущий пептид TGFβ1, его активация происходит под действием протеаз, в частности, секретируемых остеокластами. TGFβ1 активно взаимодействует с другими системными и локальными факторами, в том числе с интерлейкинами (IL) и BMP [8, 21]. Последние, в свою очередь, активируют пролиферацию хондроцитов, стимулируя свойственный фенотипу хондроцитов синтез протеогликанов и коллагена.

Хондроциты продуцируют хрящевые морфогенетические белки, входящие в семейство ВМР и обладающие аналогичной активностью. Эти белки стимулируют остеобластический синтез, повышают экспрессию остеогенных маркеров: остеокальцина, костноспецифической щелочной фосфатазы, костных сиалопротеинов, коллагена I типа. Хрящевые морфогенетические белки оказывают выраженное влияние на обмен костной ткани [8]. Среди факторов, оказывающих преимущественно анаболическое действие, и некоторые так называемые «противовоспалительные» цитокины (IL-4, IL-10), способные увеличивать остеосинтетический потенциал костной ткани [5, 8].

Преимущественно катаболическое и антианаболическое действие оказывают на костные и хрящевые клетки провоспалительные цитокины: фактор некроза опухоли (TNFα), IL-1β, IL-6, IL-17, IL-18 [2, 3, 5, 8]. Следует особо выделить IL-1β. Его выраженное многостороннее действие заключается в подавлении продукции структурных белков матрикса — аггреканов и коллагенов I и II типа, активации металлопротеиназ и аггреканаз и усиленном протеолизе коллагенов. IL-1β индуцирует также экспрессию других провоспалительных интерлейкинов — IL-6 и IL-18. Ключевая роль в действии на метаболизм костной ткани принадлежит мембранному белку-цитокину семейства TNF — RANKL (Receptor Activator of Nuclear Factor kappa-B ligand — лиганд рецептора активатора ядерного фактора каппа-В), влияющему на остеокластогенез через систему RANKL/OPG/RANK.

TNFα оказывает катаболическое прорезорбтивное действие путем влияния как на остеокласты, так и на остеобласты. Он стимулирует дифференцировку и метаболическую активность остеокластов, что имеет большое значение в патогенезе остекластической деструкции костей, и одновременно снижает синтетический потенциал кости, тормозя дифференцировку остеобластов.

В основе патогенеза первичного ОА, как указано выше, лежит прогрессирующее поражение суставного гиалинового хряща и субхондральной кости с последующим вовлечением в процесс всех остальных суставных структур. Патогенетические механизмы первичного ОА расшифрованы не до конца, однако бесспорно, что в дебюте заболевания на первом месте находятся метаболические нарушения в клетках и экстрацеллюлярном матриксе суставного хряща и субхондральной кости: хондроциты и остеобласты начинают усиленно экспрессировать TGFβ1 и ВМР, модифицирующие ремоделирование как костной, так и хрящевой ткани.

В обеих тканях происходят фенотипические изменения клеточных элементов, сопровождающиеся нарушением их синтетической функции. Изменение фенотипа хондроцитов в сторону их незрелых форм приводит к аномальному ремоделированию с интенсификацией и извращением синтетических процессов в клетках и усиленной экспрессией низкомолекулярных форм протеогликанов, неспособных образовывать агрегаты с гиалуронатом и коллагенами; гиперпродукцией неполноценных коллагенов с короткими цепями, не формирующих нормальных фибрилл; появлением несвойственных данной ткани типов коллагена (так, в суставном хряще вместо коллагена II типа обнаруживается коллаген I типа); усилением экспрессии коллагена VI типа [4, 7, 10, 18, 30, 37].

В настоящее время особое значение придается состоянию перицеллюлярного матрикса, одним из его главных компонентов, оказывающих выраженное влияние на метаболизм и функции хондроцитов, является коллаген VI типа [37]. Результаты исследований последних лет свидетельствуют, что при ОА растворимый коллаген VI типа может стимулировать пролиферацию хондроцитов, с другой стороны он in vitro препятствует пролиферации незрелых недифференцированных хондроцитов [34, 37]. По мнению авторов, углубленное изучение перицеллюлярного матрикса, окружающего хондроциты, поможет найти новые диагностические биомаркеры и, возможно, определить терапевтические стратегии при ОА.

Читайте статью целиком
в печатной версии журнала
!

Содержание | Следующая статья | Предыдущая статья

Подпишитесь на журнал "Цитокины и Воспаление" он-лайн!


Начата подписка на 2019 год!

Обновление на книжной полке: компакт-диск Цитокины и воспаление, 2008 год.

© 2002-2019 Цитокины и Воспаление