Концентрация цитокинов и профиль пероксидации в синовиальной жидкости суставов у пациентов с остеоартрозом, сопровождающимся дефектами суставных поверхностей

03.06.2021

Концентрация цитокинов и профиль пероксидации в синовиальной жидкости суставов у пациентов с остеоартрозом, сопровождающимся дефектами суставных поверхностей

В ходе лабораторных исследований нами были обнаружены статистически значимые различия в концентрациях цитокинов синовиальной жидкости в зависимости от отсутствия дефекта мыщелка большеберцовой кости или его наличия.

Этиология остеоартроза многофакторна и включает в себя как механические, так и обобщенные метаболические факторы [1, 2]. Кроме того, важную, а, по мнению многих авторов, ведущую роль в патогенезе остеоартроза играет воспаление [3]. Ряд исследователей считают остеоартроз системным заболеванием [4, 5, 6], и в экспериментальных исследованиях последних лет большое внимание уделяется изучению липидного обмена. Перекисная модификация липопротеинов низкой плотности, сопровождающаяся повышением их иммуногенности, может вносить дополнительный фактор аутоиммунного процесса в патогенез [7]. Можно пред-положить наличие зависимости между отдельными маркерами обмена липидов и цитокиновым статусом пациентов с остеоартрозом.

Цель исследования: определить концентрацию цитокинов и профиль пероксидации синовиальной жидкости (СЖ) суставов у пациентов с остеоартрозом, сопровождающимся дефектами суставных поверхностей.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Материалом исследования служили образцы СЖ от 102 пациентов с остеоартрозом коленного сустава. В первую группу вошли 78 пациентов без дефекта(13 мужчин и 65 женщин в возрасте 64,4 ± 2,8 года), во вторую - 24 пациента с дефектами мыщелка боль-шеберцовой кости (5 мужчин и 19 женщин, средний возраст 67,4 ± 3,1 года). Забор материала производилив стерильную пробирку во время первичного эндопротезирования коленного сустава. Основным критериемотбора было исключение таких заболеваний как ревматоидный артрит, остеоартроз травматической этио-логии, а также соматические заболевания, способныеповлиять на результаты исследования (аутоиммунные заболевания, хронические заболевания в стадии обострения, отягощенный аллергологический анамнез, носительство HIV, HCV, HbsAg). Пациенты, участвовавшие в исследовании, дали информированное добровольное согласие на медицинское вмешательство и публикацию данных, полученных в результате исследования, в соответствии с Хельсинской декларацией Всемирной медицинской ассоциации последнего пересмотра (Сеул, 2008).

Для контроля показателей продуктов пероксидации были отобраны 30 образцов СЖ внезапно погибших людей обоего пола (мужчин - 22, женщин - 8), средний возраст которых составил 68,4 ± 1,92 года. В данной группе отсутствовала зарегистрированная экспертом патология суставов, которая устанавливалась на основании выписки из амбулаторной карты или истории болезни, сопроводительного листа и судебно-медицинского заключения. СЖ извлекалась в соответствии с п.2.24 приказа Минздрава № 694 от 21 июля 1978 г. «Инструкция о производстве судебно-медицинской экспертизы в СССР».

Концентрации IL-1P, IL-6, IL-10, IL-8, TNFa, IFNy в СЖ определяли иммуноферментным методом на иммуноферментном анализаторе BIOTEK Instruments Inc.,ELx808 (США) с использованием набора реагентов ЗАО«Вектор-Бест», Новосибирск.

Для оценки перекисного окисления липидов (ПОЛ) исследовали содержание первичных (диеновые конъюгаты - ДК) и вторичных (малоновый диальдегид -МДА) продуктов пероксидации. Содержание диеновых конъюгатов определяли спектрофотометрически поразности оптической плотности между опытной и контрольной пробами при длине волны 232 нм [8]. Опреде-ление малонового диальдегида проводили по реакции стиобарбитуровой кислотой [8]. Концентрацию продук-тов перекисного окисления рассчитывали на мг общихлипидов (ОЛ) СЖ, которые, в свою очередь, определялис помощью наборов фирмы “Lachema” (Чехия). Концентрации холестерина (ХЛ) и триглицеридов (ТГ) определяли с помощью наборов фирмы «Vital Diagnostic».

О состоянии антиоксидантной защиты судили по активности в СЖ фермента каталазы, определение которой проводили спектрофотометрически при длине волны 410 нм согласно описанному методу, основанному на способности перекиси водорода образовывать с солями молибдена стойкий окрашенный комплекс [9]. Обработка данных. На репрезентативных выборках выполнена клиническая часть работы, в которой исключены распределения выскакивающих вариантов ипроверены на нормальность распределения.

Статистическую обработку проводили с помощью программного обеспечения AtteStat [10]. Для обработки полученных данных использовали методы непараметрической статистики, достоверность различий в группах сравнения оценивали с помощью критерия Вилкоксона.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Большинство исследователей при изучении уровня цитокинов в СЖ пациентов с остеоартрозом учитывают только стадию заболевания, но не рассматривают степень хрящевой и костной деструкции. Также прианализе литературы мы не обнаружили данных о физиологическом значении цитокинов в СЖ [11]. Согласно литературным источникам [12], цитокины могут индуцировать процессы липопероксидации, а продукты ПОЛ влиять на некоторые интерлейкины. В частности, IL1 усиливает продукцию свободных форм кислорода, IL8 праймирует нейтрофилы к повышенной продукции супероксиданиона - побочного продукта утилизации кислорода аэробными организмами. У человека супероксиданион участвует в стимуляции иммунного ответа фагоцитов и направлении лейкоцитов к месту инфекции. При этом избыток данного соединения и его производных может вызывать повреждение клеток.

В ходе лабораторных исследований мы обнаружили статистически значимые различия в концентрациях цитокинов синовиальной жидкости в зависимости ототсутствия дефекта мыщелка большеберцовой кости или его наличия (табл. 1).

Таблица 1

Концентрации цитокинов в синовиальной жидкости пациентов с ОА при наличии и отсутствии дефекта мыщелка большеберцовой кости

Примечание: верхний индекс - уровень значимости (р) в сравнении между группами.

IL—1 р является одним из важнейших остеотропных медиаторов процессов воспаления, участвующим в процессах деструкции хрящевой и костной ткани. Данный цитокин стимулирует продукцию активных форм кислорода, способных повреждать суставной хрящ[12]. В синовиальной жидкости пациентов с остеоартрозом коленного сустава концентрация IL-ip была статистически значимо выше на 330 % в группе с дефектами мыщелков большеберцовой кости.

В ходе нашего исследования было установлено, что содержание IL-6 в синовиальной жидкости пациентов II группы (с наличием дефекта мыщелка) статистически значимо превышало данный показатель в I группе на 122 %. Очевидно, это связано с тем, что IL-6 влияет на дифференцировку остеокластов и способствует усилению костной резорбции.

Уровень содержания IL-8, который связан с процессом воспаления и деградацией хрящевой ткани, был также статистически значимо повышен на 26 % во II группе.

TNFa - это остеотропный цитокин, способный вызывать катаболизм костной ткани и препятствовать ее восстановлению, вместе с IL-ip он вызывает деструктивные процессы в субхондральной зоне бедренной кости. Концентрация TNFa статистически значимо увеличивалась на 235 % у пациентов в группе с дефектами суставных поверхностей.

Результаты биохимического состава синовиальной жидкости двух групп пациентов представлены в таблице 2.

Исходя из приведенных в таблице данных, очевидно значительное (на 100 % и 150 % в I и II группе соответственно) возрастание концентрации общих липидов у пациентов с остеоартрозом коленного сустава в сравнении с нормой. Причем у пациентов с дефектами суставных поверхностей концентрация липидов была статистически значимо выше, чем в группе без дефектов.

Концентрация холестерина также возрастала в обеих группах и была выше у пациентов с дефектами суставных поверхностей. Содержание триглицеридов в синовиальной среде пациентов, напротив, снижалось относительно нормальных значений (на 218 % в I группе и на 380 % во II группе).

Таким образом, можно отметить, что все изменения определяемых параметров липидного спектра были ярче выражены у пациентов с дефектами суставных концов.

Суммарная концентрация продуктов липопероксидации [ДК+МДА] возрастала в обеих группах (на 548 % в I группе и на 862 % во II группе) относительно нормальных значений, причем в группе пациентов с дефектами суставных поверхностей она возрастала достоверно выше. В синовиальной жидкости накапливались и первичные (ДК), и вторичные (МДА) продукты ПОЛ, о чем свидетельствует статистически значимое повышение их значений в обеих группах и отсутствие изменений коэффициента [ДК/МДА]. В группе пациентов с дефектами в большей степени были повышены первичные продукты (ДК), а у пациентов без дефектов - вторичные (МДА). Активность антиокислительного фермента - каталазы - была повышена у I группы пациентов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Одним из многих биологически важных факторов регуляции амплитуды и продолжительности воспалительного и иммунного ответов являются цитокины. В последнее время разрабатываются и внедряются в практику лечения остеоартроза лекарственные средства, оказывающие влияние на экспрессию цитокинов. Можно предположить наличие зависимости между отдельными маркерами обмена липидов и цитокиновым статусом пациентов с данным заболеванием. Согласно полученным нами данным, в синовиальной жидкости пациентов с дефектами суставных поверхностей достоверно повышены концентрации провоспалительных цитокинов, суммарная концентрация продуктов липопероксидации и снижена активность основного антиоксидантного фермента - каталазы.

Таким образом, полученные результаты могут применяться для оценки наличия дефектов суставной поверхности и определения тактики медикаментозной коррекции.

Финансирование исследования. Исследование выполнено в рамках темы НИР.

ЛИТЕРАТУРА

1. Прогностическое значение нарушений липидного обмена в патогенезе остеоартроза / Е.С. Симакова, Б.В. Заводовский, Л.Е. Сивордова, Ю.В. Полякова, В.И. Кравцов, А.Б. Зборовский // Вестник Российской военно-медицинской академии. 2013. № 2 (42). С. 29-32.

2. Ali Aus Tariq, Crowther Nigel John. Health risks associated with obesity // J. Endocinology. Metabolism and Diabetes of South Africa. 2005. Vol. 10, No 2. P. 56-61.

3. Использование показателей качества жизни при восстановительной терапии воспалительных и дегенеративных ревматических заболеваний / Р.А. Грехов, А.В. Александров, И.Ю. Алехина, А.Б. Зборовский // Терапевтический архив. 2009. Т. 81, № 12. С. 51-54.

4. Contribution of G.A. Ilizarov to bone reconstruction: historical achievements and state of the art / A.V. Gubin, D.Y. Borzunov, L.O. Marchenkova, T.A. Malkova, I.L. Smirnova // Strategies Trauma Limb Reconstr. 2016. Vol. 11, No 3. P. 145-152. DOI: 10.1007/s11751-016-0261-7.

5. Проблема ожирения в Европейском регионе ВОЗ и стратегии ее решения / под ред.: F. Branca, H. Nikogosian, T. Lobstein. Дания, 2009. 408 с

6. Aspden R.M., Scheven B.A., Hutchison J.D. Osteoarthritis as a systemic disorder including stromal cell differentiation and lipid metabolism //Lancet. 2001. Vol. 357, No 9262. P. 1118-1120. DOI: 10.1016/S0140-6736(00)04264-1.

7. Чепелева М.В., Волокитина Е.А., Кармацких О.Л. Особенности иммунного статуса пациентов с дистрофическими заболеваниями тазобедренного сустава: материалы VIII Всероссийского форума с международным участием им. академика В.И. Иоффе «Дни иммунологии в Санкт-Петербурге 2004» // Медицинская иммунология. 2004. Т. 6, № 3-5. С. 407.

8. Современные методы в биохимии / под ред. В.Н. Орехович. М.: Медицина, 1977. 392 с.

9. Королюк М.А., Иванова Л.И., Токарев В.Е. Метод определения активности каталазы // Лабораторное дело. 1988. № 1. С. 16-19.

10. Гайдышев И.П. Решение научных и инженерных задач средствами Exel, VBA и C/C++. СПб.: БХВ-Петербург, 2004. 512 с.

11. Чепелева М.В., Сазонова Н.В., Кузнецова Е.И. Концентрации иммуноглобулинов и цитокинов в синовиальной жидкости пациентов с остеоартрозом при наличии и отсутствии клинических признаков синовита // Сибирский научный медицинский журнал. 2015. Т. 35, № 2.С. 69-73.

12. Влияние комплексного консервативного лечения на уровень сывороточных цитокинов у больных с I-II стадиями остеоартроза крупных суставов / С.Е. Аскаров, Е.А. Волокитина, Н.В. Сазонова, М.В. Чепелева, Н.С. Швед // Гений ортопедии. 2009. № 1. С. 58-61.

Сведения об авторах:

1. Матвеева Елена Леонидовна, д. б. н.,ФГБУ «РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова» МинздраваРоссии, г. Курган, Россия

2. Чепелева Марина Владимировна, к. м. н.,ФГБУ «РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова» Минздрава России, г. Курган, Россия

3. Спиркина Елена Сергеевна, ФГБУ «РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова» Минздрава России, г. Курган, Россия

4. Гасанова Анна Георгиевна,ФГБУ «РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова» Минздрава России, г. Курган, Россия

5. Чегуров Олег Константинович, д. м. н., ФГБУ «РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова» Минздрава России, г. Курган, Россия

6. Кузнецова Елена Ивановна, ФГБУ «РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова» Минздрава России, г. Курган, Россия

Теги: остеоартроз
234567 Начало активности (дата): 03.06.2021 14:03:00
234567 Кем создан (ID): 989
234567 Ключевые слова: синовиальная жидкость, остеоартроз, цитокины, перекисное окисление липидов
12354567899

Концентрация цитокинов и профиль пероксидации в синовиальной жидкости суставов у пациентов с остеоартрозом, сопровождающимся дефектами суставных поверхностей