МД — микрокристаллические депозиты

ОА — остеоартроз

СХК — субхондральная кость

ГКС — глюкокортикостероиды

ИМТ — индекс массы тела

МПКТ — минеральная плотность костной ткани

ОП — остеопороз

ОПе — остеопения

СО — стандартное отклонение

вчСРБ — высокочувствительный С-реактивный белок

ССД — системная склеродермия

ССДд — диффузная форма ССД

ССДл — лимитированная форма ССД

ФР — фактор риска

В свете современных представлений остеоартроз (ОА) рассматривают как полиэтиологическое и многофакторное заболевание [1]. Особого внимания заслуживают высокая заболеваемость и распространенность ОА и как следствие колоссальные экономические потери, которые влечет это заболевание в абсолютном большинстве экономически развитых стран мира [2—4]. Логичным и последовательным шагом в изучении ОА является дальнейший поиск ключевых патогенетических звеньев, что может стать основой разработки новых подходов к профилактике и лечению, а также выделения новых субтипов заболевания [5].

В современной парадигме ОА ключевая роль отводится биомеханическим факторам, воздействие которых рассматривается как локальный стресс, ведущий в конечном итоге к дезорганизации внеклеточного матрикса суставного хряща и включению механизмов программированной смерти хондроцитов, что, с точки зрения ряда исследователей, является ключевым фактором патогенеза ОА [6—8]. Чрезвычайно интересным в патогенезе ОА представляется роль субхондральной кости (СХК): предполагается, что первоначальные изменения при ОА происходят не в суставном хряще, а в СХК [9]. В основе таких изменений лежит ремоделирование СХК через изменения минеральной плотности, нарушения клеточного метаболизма [10, 11].

Активизация изучения процессов патологической минерализации, наблюдаемая в последнее десятилетие, с одной стороны, обусловлена очевидной необходимостью поиска ответов на вопросы, связанные с отсутствием объяснения всех патологических изменений в суставном хряще в рамках существующих концепций ОА, с другой стороны, инициирована появлением высокотехнологического оборудования, позволяющего взглянуть на глубинные процессы патофизиологии ОА с позиций биоминерализации [12—14].

Целью настоящего исследования является изучение патогенетического значения микрокристаллизации суставного хряща при ОА.

В исследование включили 110 человек, которым проводили тотальное эндопротезирование тазобедренного сустава на базе ГБУЗ «Краевая клиническая больница № 1» (Владивосток) по поводу коксартроза (табл. 1). Диагноз О.А. основывался на национальных клинических рекомендациях [15] с использованием классификационных критериев [16]. Рентгенологическую оценку стадии ОА осуществляли в соответствии с критериями J. Kellgren и J. Lawrence [17]. С учетом малого числа пациентов со II стадией коксартроза, включенных в исследование, их объединили в группу пациентов с III стадией заболевания. Рентгенограммы всех пациентов проанализировали для выявления хондрокальциноза и параартикулярной минерализации. Клиническую и функциональную оценку статуса тазобедренного сустава проводили с использованием индекса HHS (Harris Hip Score) [18] и по визуальной аналоговой шкале боли [19] для каждого из 110 пациентов. В исследование не включали пациентов с сахарным диабетом и другими эндокринопатиями, ревматоидным артритом, онкологическими заболеваниями, гемохроматозом, хронической почечной недостаточностью.

Для сравнения исследована группа из 50 пациентов с тотальным эндопротезированием тазобедренного сустава по поводу переломов шейки бедренной кости. Данные пациенты не имели клинических признаков ОА и не принимали лекарственных препаратов, влияющих на метаболизм костной ткани (табл. 2).

Исследовательский протокол одобрен локальным этическим комитетом, информированное согласие получено у всех участников исследования.

Головки бедренных костей получены в процессе операции (д.м.н. И.И. Кузьмин). Суставной хрящ поверхностно отделяли с использованием скальпеля однократного применения, после чего хрящ высушивали в струе разогретого воздуха при температуре 65±10 °C. Образцы герметично упаковывали и хранили до исследования при температуре –6 °C в течение не более 21 дня (в среднем 5 дней). Исследование для выявления кристаллов состояло из двух этапов. Образцы хряща изучали с использованием рентгеновского дифрактометра D8 DISCOVER с GADDS (General Area Detector Sistem) для поточных измерений («Bruker AXS GmbH», Германия). Полученные рентгенограммы анализировали в прикладном мультимедийном пакете GADDS. Исследования проводили в лаборатории рентгеновских методов анализа Дальневосточного геологического института Дальневосточного отделения РАН (зав. — к.г.-м.н. А.А. Корабцов).

Данные количественных показателей представлены как среднее арифметическое ± стандартное отклонение. Для статистической обработки результатов использовали критерий χ². Различия считали статистически значимыми при р<0,05.

Из 110 пациентов с ОА, включенных в исследование, у 72,7% по данным рентгеновской дифрактометрии идентифицированы микрокристаллические депозиты (МД) в суставном хряще (рис. 1), что по сравнению с контролем статистически значимо больше в 5,3 раза (χ²=12,13; p<0,05). Метод рентгеновской дифракции позволил установить, что у пациентов с ОА микрокристаллы в суставном хряще обнаруживаются значительно чаще (ОР 14,0 при 95% доверительном интервале от 1,3 до 15,6), чем у пациентов без О.А. По данным электронно-зондового анализа обнаруживали одиночные и множественные импригнаты гидроксиапатита (рис. 2).

Оказалось, что женщины с ОА в 1,7 раза чаще, чем мужчины, подвергались эндопротезированию тазобедренных суставов (χ²=15,29; р=0,0001). Последнее обстоятельство не влияло на частоту обнаружения кристаллов у мужчин и женщин с ОА: у мужчин и женщин обнаруживали кристаллы в суставном хряще одинаково часто (χ²=0,01; p>0,05), но значительно чаще, чем в контрольной группе (мужчины: χ²=16,76; p<0,05; женщины: χ²=12,99; p<0,05).

Исследование микрокристаллизации суставного хряща на разных стадиях ОА показало, что кристаллические депозиты статистически значимо чаще встречались при ОА IV стадии, чем при II—III стадии (χ²=5,97; p<0,05). Следует отметить, что пациенты с ОА на II—III стадиях заболевания имели МД в 4,7 раза (χ²=32,31; p<0,05), а на IV стадии — в 5,7 раза (χ²=38,37; p<0,05) чаще, чем в контрольной группе (рис. 3).

Примечательно, что у женщин с ОА IV стадии кальцификация суставного хряща определялась в 1,3 раза чаще, чем при II и III стадиях (χ²=7,51; p<0,05). Вместе с тем частота выявления МД у мужчин и женщин на всех стадиях заболевания не различалась (соответственно χ²=0,08, p<0,05; χ²=0,05, p<0,05).

У женщин с ОА II—III стадии по сравнению с лицами того же пола контрольной группы микрокристаллы встречались в 4,2 раза чаще (χ²=11,45; p<0,05), в то время как при IV стадии микрокристаллы находили в 5,2 раза чаще (χ²=17,27; p<0,05). Мужчины с ОА также имели статистически значимые различия по сравнению с интактной группой того же пола: при II—III стадии частота выявления микрокристаллов выше в 5,5 раза (χ²=12,83; p<0,05), при IV стадии — в 6,1 раза (χ²=10,72; p<0,05).

Нам не удалось установить статистически значимых связей микрокристаллизации при ОА с таким биомеханическим фактором, как сторона поражения. Вместе с тем установлены половые различия. Так, у женщин правый тазобедренный сустав в 1,5 раза чаще, чем у мужчин, подвергался хирургическому лечению по поводу ОА (χ²=14,13; p<0,05). Мужчин в 1,7 раза чаще оперировали по поводу ОА левого тазобедренного сустава (χ²=16,13; p<0,05). В контрольной группе подобных различий не обнаружено — у мужчин и женщин одинаково часто возникали право- и левосторонние переломы (χ²=0,72; p>0,05).

Примечательно, что и статистически значимых различий по частоте кальцификации суставного хряща при ОА в зависимости от стороны поражения при сравнении с контрольной группой не обнаружено (χ²=0,1; p>0,05). У мужчин и женщин одинаково часто выявлялась кальцификация вне зависимости от топографической локализации поражения (χ²=1,156; p>0,05).

Мы предполагаем, что феномен микрокристаллического депонирования может быть рассмотрен в качестве ключевого звена патогенеза ОА.

Полученные нами результаты свидетельствуют, что у 72,7% больных ОА в суставном хряще обнаруживаются МД, в то время как у лиц без ОА микрокристаллы наблюдались лишь в 16% случаев. Похожие данные получены в других исследованиях, когда частота обнаружения кристаллических депозитов у больных II—IV стадией гонартроза достигала 100% [20, 21]. В качестве метода изучения хряща авторы использовали контактную цифровую рентгенографию во всех случаях и электронную микроскопию лишь в 25% наблюдений, где контактная цифровая рентгенография не дала положительного результата. Нужно подчеркнуть, что ни один из предложенных методов не позволяет с высокой долей достоверности отличить аморфные отложения минеральных элементов от истинных кристаллических структур.

Следует отметить, что мы не обнаружили рентгенологического феномена хондрокальциноза на дооперационных рентгенограммах тазобедренных суставов, тогда как M. Fuerst [20] указывает цифру 17,5% при исследовании коленных суставов. Это еще раз подтверждает необходимость пересмотра существующих подходов к изучению эпидемиологии кальцификации суставного хряща, в том числе с применением высокотехнологических рентгенологических методов.

В ходе исследования установлено, что, несмотря на большую склонность женщин к ОА, пол не влияет на частоту микрокристаллизации суставного хряща. Полученные нами данные согласуются с результатами других исследователей [20, 21].

В пользу независимого характера процессов кальцификации суставного хряща свидетельствует одинаковая частота вовлечения правого и левого тазобедренных суставов, что совпадает с выводами других авторов [22]. В то же время к категории особенностей феномена микрокристаллического стресса при ОА можно отнести то, что микрокристаллические ассоциации в суставном хряще мужчин формируются на более ранних стадиях, нежели у женщин, у которых минеральные ансамбли обнаруживаются значительно чаще на финальной стадии ОА.

Примечательно, что распространенность микрокристаллизация суставного хряща при ОА увеличивается по мере прогрессирования рентгенологических симптомов заболевания. Это подчеркивает необходимость выделения в отдельную категорию пациентов с микрокристаллическим фенотипом ОА.

Тесная связь прогрессирования ОА и феномена микрокристаллизации хряща позволяет предполагать вклад последнего в патофизиологию О.А. Необходимы детальные исследования роли генома в управлении процессами кристаллообразования в хряще больных ОА, а также расшифровка молекулярно-биологических механизмов влияния кристаллов на ремоделирование тканей пораженного сустава.

Полученные нами результаты позволяют сделать ряд выводов. Микрокристаллический стресс — часто встречающийся феномен у больных О.А. Увеличение степени импрегнации суставного хряща происходит по мере прогрессирования заболевания. Основными агентами кальцификации суставного хряща при ОА являются кристаллы основного фосфата кальция. Наиболее часто обнаруживается гидроксиапатит. Есть предпосылки для изучения связи между феноменом микрокристаллического стресса и клиническими особенностями течения О.А. Методы рентгеновской дифракции позволяют с высокой достоверностью идентифицировать микрокристаллические структуры в суставном хряще при ОА.

Конфликт интересов отсутствует.