Алкаптонурия (охроноз) — редкое наследственное заболевание нарушения обмена тирозина, встречаемость которого отличается в различных этнических группах. В большинстве стран распространенность этого заболеваня составляет 1:100 000—250 000. Среди новорожденных в Индии частота составляет 1:250 000, а в Словакии и Доминиканской Республике — 1:19 000. Эта патология связана с изменением структуры и функции гомогентизат-1,2-диоксигеназы (ГГД) [1—3]. Этот фермент вырабатывается в основном печенью и почками и отвечает за утилизацию гомогентизиновой кислоты (ГТК) — промежуточного продукта деградации тирозина [2]. Недостаточная активность ГГД ведет к системному повышению уровня ГГК и ее накоплению в роговице, коже, соединительной ткани, включающей ушной хрящ, склеру, клапаны сердца, суставные хрящи, сухожилия, связки [3, 4]. Полифенолоксидазы окисляют ГТК с образованием бензохинонов. Последние полимеризуются в меланиноподобные соединения, а именно в алкаптон, который обусловливает характерную окраску тканей [5]. Метаболит способствует дезорганизации коллагена, приводя к склерозированию синовиальной оболочки, появлению трещин в хряще и его дальнейшему повреждению [6]. Механизм отложения полимера ГТК в тканях суставов представляет большой интерес, так как является возможным ключом к эффективному лечению таких больных. Ранее считалось, что первичным местом отложения пигмента являются хондроциты, но позже было замечено, что его накопление идет больше в эктрацеллюлярном матриксе. Так, L. Tinti и соавт. показали в эксперименте на животных, что при окраске по методу Шморля пигмент выявляется как в хондроцитах, так и в межклеточном матриксе. Авторы обсуждали неоднозначную связь между внутриклеточной и внеклеточной пигментацией. С одной стороны, клеточная активность необходима для отложения пигмента, с другой — домены экстрацеллюлярного матрикса сами по себе способны выступать в качестве зародышевых точек отложения полимера ГТК. Доказательством этого послужила выявленная при электронной микроскопии тесная связь между пигментом и фибриллярными структурами. По всей видимости, полимер ГТК обладает высоким сродством к сложному комплексу из волокнистых белков, протеогликанов и мукополисахаридов [7].

Известно, что симптомы артрита при алкаптонурии появляются чаще у представителей мужского пола. Кроме того, у мужчин заболевание протекает тяжелее, чем у женщин [8]. Клинически алкаптонурия проявляется гомогентизиновой ацидурией, синюшно-черной окраской соединительной ткани, развитием порока клапанов сердца, тяжелой артропатией, обусловленной повышенным у таких больных остеокластогенезом [4, 7, 9]. Кроме того, для этого аутосомно-рецессивного заболевания характерно камнеобразование в почках, уретре и предстательной железе [4, 7]. Патогномоничным признаком алкаптонурии являются коричневые пигментные пятна на лимбе и так называемые капли масла. Часто встречаются червеобразные депозиты в конъюнктиве в сочетании с расширением сосудов глазного яблока и повышением внутриглазного давления [10]. Редким проявлением служит нейрогенная хромота, возникающая в результате очаговой гипертрофии желтой связки в поясничном отделе позвоночника из-за орхонотичных отложений [5, 8, 11]. Существует также экзогенная алкаптонурия, которой страдают в большей степени индусы и азиаты, использующие отбеливающие кремы для лица и тела [12—14]. Длительное и бесконтрольное использование этих средств, в состав которых входит гидрохинон, приводит к появлению характерной пигментации кожи: нерегулярные кольцевые и дугообразные структуры, червеобразный узор на диффузном коричневом фоне с аморфными участками серо-коричневого цвета [12, 13]. Гистологическое исследование такого участка кожи выявляет удлиненные шаровидные или банановидные отложения золотисто-желтого или охряного пигмента [14]. При окраске метиленовым синим эти отложения приобретают темно-синий цвет [12]. Потенциальным ключом к диагностике алкаптонурии служат так называемые коллагеновые и эластические краевые бляшки кисти: морфологически в них наблюдаются коллаген с депозитами охонотичного пигмента, фрагментированные эластические волокна, аморфные базофильные включения с кальцификацией, а также накопление муцина. В данном случае следует отличать алкаптонурию от фотоповреждений, последствий хронических травм и акрокератоэластоидоза [15].

Материал и методы

Изучен операционный и биопсийный материал 11 больных алкаптонурией, 10 было проведено тотальное эндопротезирование коленных или тазобедренных суставов, в одном случае забор материала проведен во время артроскопии коленного сустава. Все пациенты — мужчины в возрасте 45—68 лет. Диагноз был установлен на основании клинических признаков, результатов генетического исследования и лабораторных данных. Оперативное лечение выполнено из-за наличия деструктивных изменений в указанных суставах. Исследовали хрящ, кость, фрагменты синовиальной оболочки и капсулы суставов. Гистологические срезы окрашивали гематоксилином и эозином, пикрофуксином по ван Гизону, Маллори. Методом Косса выявляли отложения кальция.

Результаты

Морфологические изменения в тканях суставов имели мозаичный характер. Синовиальная оболочка гипертрофирована. Обнаруживались ворсины с фибриноидным некрозом на поверхности (рис. 1, а). Синовиоциты пролиферировали, местами формировали несколько рядов вытянутых клеток. Субсиновиальный слой склерозирован. В других участках на фоне склерозированного субсиновиального слоя видны скопления пластинчатых депозитов коричневого цвета (рис. 1, б). Фибробласты пролиферировали. Их ядра крупные, овальной формы.

Рис. 1. Синовиальная оболочка.

а — фибриноидный некроз ворсин, пролиферация кроющих синовиоцитов; пластинчатые депозиты коричневого цвета; кальцинаты черно-синего цвета; б — фиброз ткани, пролиферация фибробластов; большое количество депозитов коричневого цвета в строме и цитоплазме клеток. Окраска гематоксилином и эозином, ×150.

Хрящ имел нарушенную архитектонику. Участки с множеством многоклеточных лакун хаотично чередовались с бесклеточными и одноклеточными полями. Имелись трещины хряща (рис. 2, а). Наряду с этим в матриксе хряща видны гранулярные коричневые депозиты. Определялись полости, содержащие рыхлую фиброзную ткань и сосуды (рис. 2, б). На фоне повреждения хряща определялись отдельно лежащие атрофированные хондроциты, не формирующие лакуны. Отмечалось повышенное отложение кальция в костных балках (рис. 2, в).

Рис. 2. Хрящ.

а — трещины хряща, чередование многоклеточных лакун с хондроцитами и бесклеточных зон; б — нарушение архитектоники хряща, гранулярные депозиты коричневого цвета; в — истончение хряща, повышенная петрификация с единичными хондроцитами. Окраска гематоксилином и эозином, ×150.

Субхондральная кость также вовлекалась в патологический процесс. Костные балки утолщены или фрагментированы. Зоны петрификации имели различную ширину и интенсивность базофилии (рис. 3, а). Межбалочные пространства заполнены рыхлой соединительной тканью с полнокровными сосудами. Определялись клетки, нагруженные коричневым пигментом (см. рис. 3, а), а также пластинчатые депозиты, аналогичные описанным в синовиальной оболочке (рис. 3, б).

Рис. 3. Субхондральная кость.

а — линии петрификации различной ширины; в межбалочных пространствах видны клетки, содержащие коричневые депозиты, ×250; б — межбалочные пространства склерозированы, с депозитами коричневого цвета, ×150; в — кальцинаты синего цвета и алкаптон коричневого цвета, ×400. Окраска гематоксилином и эозином.

Обсуждение

Развитие алкаптонурии связано с мутацией гена, кодирующего синтез оксидазы ГТК. В наших наблюдениях материал представлен тканями коленного и тазобедренного суставов мужчин с достоверным диагнозом алкаптоурии. Ген оксидазы ГТК локализован на длинном плече 3-й хромосомы человека (3q 21-23). Ранняя диагностика алкаптонурии обеспечивает больному оптимальное качество жизни. Алкаптонурия имеет множество масок: окрашивание мочи не всегда появляется в начале заболевания и даже может быть не расценено пациентом как нечто патологическое, так как изменение цвета происходит после определенного времени ее экспозиции при комнатной температуре [16]. Известно, что симптомы появляются на 3—4-й декаде жизни, а видимая пигментация — только на 4-й, как это и происходило у наших пациентов, т.е. маркеры болезни «отстают» от клинических проявлений [17]. Наиболее частым вариантом манифестации является артропатия, более редким — порок клапанов сердца, возникающий вследствие интра- и экстрацеллюлярного отложения депозитов охронотических пигментов в клапанах сердца, а также (в меньшей степени) в аорте и коронарных артериях. Депозиты являются своеобразным триггером к вторичной дистрофической кальцификации тканей. Наряду с артропатией могут быть и симптомы, симулирующие поражения мочевыводящих путей и предстательной железы [18]. Главной мишенью при алкаптонурии является опорно-двигательный аппарат. У всех пациентов исследуемой группы в целевых суставах (коленных или тазобедренных) диагностирована 3-я или 4-я рентгенологическая стадия остеоартроза (по Kellgren), что в сочетании с торпидным болевым синдромом, резистентным к проводимой терапии, являлось показанием к проведению эндопротезирования. Представленный материал соответствует данным других авторов, указывающим на поражение позвоночника и крупных суставов нижних конечностей (коленных и тазобедренных) [19, 20]. Мелкие суставы не подвергаются деформации, но в них также обнаруживаются пигментные отложения [21]. При обследовании пациента с помощью компьютерной томографии определяется петрификация хрящей [22]. Мы также выявили множественные петрификаты в мягких тканях и хряще. Помимо развития артропатии у больных может развиться остеонекроз, требующий протезирования и восстановления функции сустава [23]. Однако таких случаев в нашей практике не было. Важным методом диагностики является гистологическое исследование, которое позволяет дифференцировать охронотические пигменты от кальцинатов. Таким образом, проводится дифференциальный диагноз с микрокристаллической артропатией. В микропрепаратах хряща обнаруживаются глубокая пигментация многочисленных участков с большим количеством пустых лакун, участки с сохраненными хондроцитами и внутриклеточными депозитами пигмента. Некоторые зоны кальцифицированного хрящевого матрикса содержат гранулы пигмента часто в непосредственной близости от пустых лакун хондроцитов. Костная ткань представлена зрелой костью с характерной пластинчатой структурой и множественными остеоцитами без пигмента, а также склерозированным межбалочным пространством. Гистологическое исследование препаратов, окрашенных по методу фон Косса и ализарином красным, показало, что в изученном материале отложения солей кальция в хряще были минимальными и сочетались с наличием охронотичного пигмента. Это контрастировало с минерализованной костью, видимой под хрящом. Полимер ГТК, который является небольшой хорошо растворимой молекулой, по всей видимости, связывает матричные белки, которые закреплены в коллагеновых волокнах и вокруг них, что обусловливает диффузную окраску хряща [24].

Заключение

В представленном материале мы показали отложение алкаптона в различных структурах суставов при алкаптонурии. Поражаются хрящ, субхондральная кость, синовиальная оболочка и капсула. При морфологической диагностике заболевания важно обнаружить коричневые депозиты пигмента. Чаще они располагаются в межклеточном пространстве. Депозиты могут иметь как гранулярную, так и пластинчатую структуру. Однако размер и распространенность отложений не имеют диагностического значения.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — С.Г. Раденска-Лоповок, А.В. Кузин

Сбор и обработка материала — А.В. Кузин, С.Г. Раденска-Лоповок, В.Ю. Мурылев

Написание текста — С.Г. Раденска-Лоповок, А.А. Тимакова

Редактирование — С.Г. Раденска-Лоповок

Научное руководство — С.Г. Раденска-Лоповок

Подбор литературы, оформление — С.Г. Раденска-Лоповок, А.А. Тимакова

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.