osteoartroza patomechanizm, obraz...
TRANSCRIPT
Osteoartroza
patomechanizm,
obraz kliniczny
Grzegorz Szczęsny
G.Szczęsny; 2004
Katedra i Klinika Ortopedii i Traumatologii Narządu Ruchu
Akademii Medycznej w WarszawieKierownik: pof dr hab. n med. Andrzej Górecki
Choroba zwyrodnieniowa stawów Osteoartroza, Osteoarthrosis, Osteoarthritis
Postępujący, powolny proces zapalny
prowadzący do stopniowej degradacji
powierzchni stawowych i dysfunkcji stawu
OSTEOARTROZA
• Najczęściej występująca artropatia u człowieka
• 12 % populacji
• Najczęściej po 60 r.ż.
• Każdy po 75 r.ż. • 3 x częściej u kobiet
Osteoartrozy Pierwotne – idiopatyczne (70%)
Wtórne (30%)
metaboliczne • dna moczanowa
• alkaptonuria
• hemochromatoza
• choroba Wilsona
• choroba Gauchera
endokrynologiczne • akromegalia
• nadczynność przytarczyc
• cukrzyca
• otyłość
• niedoczynność tarczycy
urazy • ostre
• przewlekłe
wrodzone i rozwojowe • choroba Perthesa
• DDH, LCC
• złuszczenie chrząstki stawowej
czynniki mechaniczne • różna długość kończyn dolnych
• koślawość lub szpotawość stawu
• zespół nadmiernej ruchomości
stawów
Anatomia stawu i odżywianie chrząstki
Anatomia stawu i odżywianie chrząstki
Mechanizm „odżywiania”
powierzchni stawowych poprzez
płyn stawowy wytwarzany przez
błonę maziową
G.Szczęsny; 2002
Mechanizmy „odżywiania” chondrocytów
Wpływ obciążeń mechanicznych
Mechanizm „odżywiania” powierzchni stawowej
2. Wpływ układu hormonalnego
G.Szczęsny; 2007
Basta M, Chrousos GP, Vela-Bueno A, Vgontzas A: CHRONIC INSOMNIA AND STRESS SYSTEM . Sleep Med Clin. 2007;2(2):279–291.
kortyzol
Sterydy zmniejszają tkankową zawartość płynu
tkankowego – działanie hipoosmolarne
Sterydy (kortyzol) regulują dystrybucję płynu między
kompartmentami wewnątrz i pozanaczyniowym, czego
efektem jest m.in. ich działanie przeciwobrzękowe. Dobowy
rytm wydzielania endogennych sterydów stanowi długą oś
mechanizmu odżywiania chrząstki stawowej poprze
dystrybucję płynu maziowego między jamą stawu i macierzą
chrząstki stawowej.
Zaburzenia dobowego rytmu wydzielania kortyzolu
(zaburzenia snu, sen niefizjologiczny) lub podanie długo
działających sterydów są przyczyną zaburzeń odżywiania
chrząstki stawowej i podstania osteoartrozy.
G.Szczęsny; 2002
Powierzchnie obciążane
Ok. 25 at = 1440 mmHg
Warstwa podchrzęstna kości
Kapilary
32 mmHg
G.Szczęsny; 2002
ciśnienia mmHg
1. Aorta MAP 100
2. Arteriole 50
3. Kapilary 32
4. Venule 5…25
5. VCI 0…-15
6. Prz.m.kom. -5
7. n.chłonne 0…+5
G.Szczęsny; 2002
↑ ↑ ↑ p >>32 mmHg
† krąż.tętniczego
Martwica
Zł. podchrzęstne
Odwapnienie
Przekrw. żylne
N Uszkodona pow. chrzęstna
G.Szczęsny; 2002
W OA zmiany
patologiczne dotyczą: maziówki
płynu stawowego
chrząstki stawowej
warstwy podchrzęstnej kości
Zmiany makroskopowe w osteoartrozie
Objawy kliniczne OA
Ból przy chodzeniu i długotrwałym staniu
Ograniczenie ruchomości stawu
Przykurcze stawu
Zanik funkcjonalny mięśni
Zmiany anatomiczne stawu
Trwała dysfunkcja stawu
G.Szczęsny; 2002
(N)
Obrazy histologiczne chrząstki stawowej w warunkach prawidłowych
(N) oraz w osteoartrozie łagodnej, zaawansowanej i ciężkiej (barwienie Safraniną O / fast green staining)
Wczesna OA Zaawansowana OA Ciężka OA
Niezależnie od czynnika etiologicznego
bezpośrednio za uszkodzenie powierzchni
stawowych odpowiedzialne są enzymy
proteolityczne
Etiologia osteoartrozy polietiologiczna
Metaloproteinazy Kolagenazy MMP-1, MMP-8, MMP-13
Gelatynazy MMP-2, MMP-9
Stromelizyny MMP-3, MMP-7, MMP-10, MMP-11
Błonowe MMP-14
Agreganazy Dyzintegryny i typu metalo- ADAM-TS4, ADAM-TS5
proteinaz
Inne proteinazy Elastaza
Katepsyny katepsyna B, D, G i L
Proteinazy układu krzepnięcia tPa, uPA, plazmina
Proteinazy odpowiedzialne za uszkadzanie
chrząstki stawowej
CMLS, Cell. Mol. Life Sci. Vol. 59, 2002
Uszkodzenie metaboliczne powierzchni
stawowej występuje zawsze na przyległych
powierzchniach
MMP uwalniane przez chondrocyty
wskutek działania
NO, IL-1, TNF-α IL-17, IL-18, IL-1rI, NO (iNOS),
COX-2, IGF (IGF-BP)
G.Szczęsny; 2002
MMP
TIMP
Migracja proliferujących i różnicujących chondrocytów
MMP = TIMP
MMP > TIMP
MMP >> TIMP
Za powstanie osteoartrozy odpowiedzialne są czynniki
molekularne uwalniane z błony maziowej przez komórki
makrofagopodobne i synowiocyty
M. Iovu et al.: Anti-inflammatory activity of chondroitine sulfate. Osteoarthritis
and Cartilage (2008) 16, S14eS18
Patofizjologia powstania OA
IL-1, TNF-α
Czynniki hamujące powstanie OA
Osteoarthritis and Cartilage (2008) 16, S1eS3
Efektem działania MMP jest
enzymatyczna degradacja
substancji zewnątrzkomórkowej
chrząstki stawowej, zwiększenie
jej podatności na urazy
mechaniczne i postępujące
uszkodzenie
G.Szczęsny; 2002
1. Koksartroza dysplastyczna
większa powierzchnia maziówki niż
obciążanej powierzchni chrzęstnej
norma dysplazja
2. Koksartroza
dysplastyczna -
mniejsza
powierzchnia
obciążanej
powierzchni
chrzęstnej
Norma Osteoartroza
Osteoartroza & otyłość
• Otyłość predysponuje do schorzeń stawów,
w tym do powstawania zmian
zwyrodnieniowych
• Otyli (BMI>35 kg/m2) mężczyźni mają 4.8-
krotnie, a kobiety 4-krotnie częściej zmiany
o typie osteoartrozy,
Osteoartroza i otyłość
• Otyłość predysponuje do schorzeń stawów, w tym do
powstawania zmian zwyrodnieniowych
• Otyli (BMI>35 kg/m2) mężczyźni mają 4.8 - krotnie, a
kobiety 4 - krotnie częściej zapadają na osteoartrozę
• Brak prostej zależności między mechanicznym
obciążaniem stawów a osteoartrozą
leptyny
podwzgórze (-)
(+)
NPY
AGRP
a-MSH
CART
Przyjmowanie pokarmu
Regulacja masy ciała
AGRP – agouti-related peptide,
a-MSH – alfa melanocyte stimulating hormone,
CART – cocaine and amphetamine regulated transcript
Otyłość • Otyli mają wyższe stężenie leptyn
• Podanie podskórne leptyn powoduje znaczny odczyn zapalny – reakcja autoimmunologiczna?
• Hipoteza – mniejsza ekspresja receptorów dla leptyn?
• Genetycznie uwarunkowane mniejsza odpowiedź biologiczna po działaniu leptyn – na poziomie transkrypcji genów
• Masa ciała w 50-90% zdeterminowana jest genetycznie – reszta to wpływ czynników środowiskowych (ograniczony wysiłek fizyczny, wysokokaloryczna dieta), które wywołują otyłość
• U otyłych dochodzi do zmniejszania masy mięśniowej i rozplemu tkanki tłuszczowej pod wpływem działania cytokin prozapalnych (m.in. IL-1). Zmniejsza się podstawowy poziom przemiany materii i wzrasta odkładanie tkanki tłuszczowej >> otyłość
• Cytokiny prozapalne odgrywają rolę w patomechanizmie osteoartrozy
CLINICAL PROBLEMS CAUSED BY OBESITY, www.obesity.com
Koksartroza pourazowa
Zmiany związane są z zaburzeniem
stosunków anatomicznych w obrębie
stawu, oraz z zaburzeniem statyki (oś
kończyny) i unaczynienia fragmentów
kostnych stawu
Koksartroza pozapalna
Enzymatyczne uszkodzenie
powierzchni stawu bezpośrednio
przez enzymy proteolityczne
bakterii (głównie koagulazo(+)
Staph. aureus), oraz aktywacja
MMP przez egzo- i endotoksyny
bakteryjne.
Osteoartroza pourazowa
Koksartroza metaboliczna
Uszkodzenie metaboliczne
powierzchni stawowej (toksyczne)
przez kryształy kwasu
moczowego, inne związki
toksyczne
Danger Signals - Matzinger
Koksartroza w zaburzeniach
krzepnięcia
Uszkodzenie powierzchni stawowych
przez czynniki krzepnięcia (enzym
proteolityczne) oraz przez aktywację
szlaków metabolicznych i
poszczególnych populacji komórkowych
przez czynniki krzepnięcia.
Koksartroza idiopatyczna
Etiologia nieznana
–
HIPOTEZY
Akson
rogu
tylnego
Komórka
tuczna
makrofag
Rdzeń
kręgowy
Ból - uraz
3.
1. 2.
4.
5.
6.
7.
chondrocyty
MMP
Neuropeptides can modulate the inflammatory and
immunological response, stimulating significantly the
production of inflammatory cytokines by human whole
blood cells in rheumatoid arthritis patients, as well as, in a
minor way, in osteoarthritis patients.
Leczenie • Przyczynowe – nieznane
• Objawowe: • Zachowawcze
– Kinezyterapia
– Fizykoterapia (magnetronik, krioterapia, sollux, jontoforeza, prądy diadynamiczne, diatermia, ultradźwięki)
– NLPZ (nieselektywne, selektywne)
– Leki przeciwbólowe (paracetamol)
– Wiskosuplementacja, leczenie wspomagające (Arthryl, Piascledine, Zeel, Hyalgan, Synvisc, Go-On)
• Operacyjne: – Zabiegi korekcyjne
• Zwiększające kongruencję stawu
• Korekcja osi, likwidowanie przykurczów
• Egalizacja kończyn
– Zabiegi oszczędzające • Artrodezy
• (…)
– Alloplastyki • Cementowe
• Bezcementowe
Działanie siarczanu chondroityny w OA
M. Iovu et al.: Anti-inflammatory activity of CS. Osteoarthritis and Cartilage
(2008) 16, S14eS18
Kierunki rozwoju leczenia przyczynowego osteoartrozy
Goldring MB: Anticytokine therapy for osteoarthritis. Expert Opin.Biol.Ther. 2001;1(5):817-829.
Pelegrin P, Surprenant A: The P2X7 receptor–pannexin connection to dye uptake and IL-1β release.
Purinergic Signalling 2009;5(2)
Mechanizm aktywacji IL-1beta
IL-1beta
IL-1R
Pelegrin P, Surprenant A: The P2X7 receptor–pannexin connection to dye uptake and IL-1β release.
Purinergic Signalling 2009;5(2)
Mechanizm blokowania działania IL-1beta
IL-1beta
IL-1R
IL-1R
IL-1Ra
Anty-IL-1beta
TNF-RII TNF-RI
sTNF-RII
sTNF-Ra
TNF-a
TACE
(ADAM)
Pro-TNF-a
Mechanizm aktywacji TNF-alfa
TNF-RII TNF-RI
sTNF-RII
sTNF-Ra
TNF-a
TACE
(ADAM)
Pro-TNF-a
Mechanizm blokowania działania TNF-alfa
Pelegrin P, Surprenant A:. Purinergic Signalling 2009;5(2)
Hunter
Collagen immunostained cryosections of immature deep explants following 28 days of
culture. (a) Collagen type I; (b) type II; (c) type III.
Cartilage was immunopositive for collagen type II and very weak for collagen types I and
III. Outgrowth was immunopositive for both collagen types II and I, very weak for type III.
The location of cell proliferation by immunohistochemical
staining for proliferation marker Ki67. In full-thickness
immature explants
A positive immunoreaction was observed in superficial zone
and deep zone (d) chondrocytes, as well as in cells covering
the lesion edge. No proliferation activity was observed in the
middle zone chondrocytes.
Bar ¼ 200 mm.
P. K. Bos et al.: Cellular origin of neocartilage formation. Osteoarthritis and Cartilage (2008) 16, 204e211
P. K. Bos et al.: Cellular origin of neocartilage formation. Osteoarthritis and Cartilage (2008) 16, 204e211
Injury, Int. J. Care Injured (2008) 39S1, S97–S113
Injury, Int. J. Care Injured (2008) 39S1, S97–S113