Osteoarthritis: Epekto ng meniscectomy sa articular cartilage

Gaya ng nasabi kanina, ang articular menisci ay may mahalagang papel sa normal na joint function. Ang menisci ay mga istruktura na nagpapataas ng congruence ng articular surface ng femur at tibia, nagpapahusay ng lateral stability, at nagpapahusay sa pamamahagi ng synovial fluid at ang pagpapalitan ng mga nutrients sa articular cartilage. Ang kabuuan o bahagyang meniscectomy ay humahantong sa isang pagbabago sa direksyon ng pagkarga sa articular surface ng tibia, na nagreresulta sa pagkabulok ng articular cartilage.

Maraming mga pag-aaral ang nakatuon sa pag-aaral ng epekto ng meniscectomy sa biomechanics ng joint, pati na rin ang induction ng mga degenerative na proseso sa articular cartilage at subchondral bone sa mga hayop (karaniwan ay mga aso at tupa). Sa una, ang mga mananaliksik ay nagsagawa ng isang ectomy ng medial meniscus ng joint ng tuhod, ngunit sa kalaunan ay natagpuan na ang isang ectomy ng lateral meniscus ay humahantong sa isang mas mabilis na pag-unlad ng osteoarthritis.

Paggamit ng lateral meniscectomy sa tupa, Little et al. (1997) sinuri ang mga pagbabago sa articular cartilage at subchondral bone mula sa ilang bahagi ng joint ng tuhod. Ang mga tipikal na natuklasan sa histological na naglalarawan ng mga sapilitan na pagbabago sa articular cartilage 6 na buwan pagkatapos ng operasyon ay pagkasira ng cartilage, pagbaba ng konsentrasyon ng proteoglycan, at pagbaba ng bilang ng chondrocyte. Sa ilalim ng mga lugar ng binagong kartilago sa subchondral bone, ang paglaki ng capillary sa calcified cartilage zone, panlabas na pag-aalis ng "kulot na hangganan," at pampalapot ng spongy substance ng subchondral bone ay nabanggit.

Sa pag-aaral ni P. Ghosh et al. (1998) ipinakita na 9 na buwan pagkatapos ng lateral meniscectomy sa tupa ay may mga palatandaan ng subchondral bone remodeling at isang pagtaas sa mineral density nito na pangalawa sa articular cartilage degeneration. Sa mga zone na napapailalim sa abnormally high mechanical load dahil sa pag-alis ng lateral meniscus (lateral condyle ng femur at lateral plate ng tibia), ang pagtaas ng synthesis ng dermatan sulfate-containing proteoglycans ay natagpuan, bagaman ang pagtaas ng synthesis ng proteoglycans ng parehong uri ay natagpuan din sa cartilage ng medial plate. Ito ay lumabas na ang mga proteoglycan na naglalaman ng dermatan sulfate ay pangunahing kinakatawan ng decorin. Ang pinakamataas na konsentrasyon nito ay natagpuan sa gitna at malalim na mga zone ng articular cartilage.

Kasabay ng pagtaas sa synthesis ng mga proteoglycan na naglalaman ng dermatan sulfate sa mga lugar ng cartilage na may mataas na pagkarga dahil sa pag-alis ng lateral meniscus, nakita ang pagtaas ng catabolism ng aggrecan, bilang ebidensya ng paglabas ng mga fragment nito sa nutrient medium mula sa cartilage explants, pati na rin ang mataas na aktibidad ng MMP at isang mataas na aktibidad ng MMP. Dahil ang nagpapasiklab na aktibidad sa modelong ito ng osteoarthrosis ay minimal, iminungkahi ng mga may-akda na ang mga chondrocytes ang pinagmumulan ng mga enzyme.

Bagaman maraming hindi nasagot na mga katanungan ang nananatili, ang mga pag-aaral na inilarawan sa itaas ay nagpapakita ng isang posibleng papel para sa biomechanical na mga kadahilanan sa pathogenesis ng osteoarthritis. Malinaw na ang mga chondrocytes ay nagagawang "maramdaman" ang mga mekanikal na katangian ng kanilang kapaligiran, na tumutugon sa mga pagbabago sa pamamagitan ng pag-synthesize ng ECM na maaaring makatiis ng mas malaking pagkarga at sa gayon ay maiwasan ang pinsala sa kartilago. Sa mga batang hayop, ang katamtamang ehersisyo ay nag-udyok sa synthesis ng aggrecan-rich ECM. Ang hypertrophic (o adaptive) na yugto ng tugon ng chondrocyte ay maaaring tumagal ng ilang taon, na nagbibigay ng isang matatag na antas ng mekanikal na pagkarga sa articular cartilage. Gayunpaman, ang pagkagambala ng balanseng ito dahil sa tumaas na intensity o tagal ng paglo-load, o mga pagbabago sa normal na joint biomechanics pagkatapos ng pinsala o operasyon, o pagbaba sa kakayahan ng mga chondrocytes na pahusayin ang ECM synthesis bilang tugon sa tumaas na pag-load (sa panahon ng pagtanda), ang pagkilos ng mga endocrine factor ay nangangailangan ng mga makabuluhang pagbabago sa mga antas ng cellular at matrix: ang synthesis at uri ng proteoglycans ng proteoglycans, ang synthesis at type II. at ang mga uri ng collagen I, III, at X ay pinasigla. Kasabay ng pagbabago sa biosynthesis, ang ECM catabolism ay tumataas, pati na rin ang antas ng MMPs at aggrecanases. Hindi alam kung paano itinataguyod ng mekanikal na pagkarga ang resorption ng nakapalibot na ECM ng mga chondrocytes; ang prosesong ito ay malamang na pinamagitan ng mga prostanoid, cytokine (tulad ng IL-1p o TNF-a, at mga libreng radikal na oxygen). Dito kinakailangan na banggitin ang papel ng synovitis sa osteoarthritis, dahil ang pinaka-malamang na pinagmumulan ng mga nabanggit na catabolism mediator ay maaaring macrophage-like synovocytes at leukocytes na pumapasok sa synovial membrane ng joint.

Isang pag-aaral ni OD Chrisman et al. (1981) ay nagpakita na ang traumatic joint injury ay nagpapasigla sa paggawa ng prostaglandin precursor, arachidonic acid. Ang mga lamad ng mga nasirang chondrocytes ay itinuturing na pinagmumulan ng arachidonic acid. Kilalang-kilala na ang arachidonic acid ay mabilis na na-convert sa prostaglandin ng enzyme cyclooxygenase (COX). Ipinakita na ang mga prostaglandin, sa partikular na PGE ₂, ay nakikipag-ugnayan sa mga receptor ng chondrocyte, na binabago ang pagpapahayag ng kanilang mga gene. Gayunpaman, nananatiling hindi malinaw kung ang arachidonic acid ay nagpapasigla o pumipigil sa paggawa ng mga proteinase at aggrecanases. Ang mga naunang pag-aaral ay nagpakita na ang PGE ₂ ay nagpapataas ng produksyon ng MMP at nagiging sanhi ng pagkasira ng articular cartilage. Ayon sa mga resulta ng iba pang mga pag-aaral, ang PGE ₂ ay may anabolic effect sa ECM, at nagtataguyod din ng integridad ng ECM, na pumipigil sa paggawa ng mga cytokine ng mga chondrocytes. Posible na ang magkasalungat na natuklasan ng mga pag-aaral na ito ay dahil sa iba't ibang mga konsentrasyon ng PGE2 _{na ginamit} sa kanila.

Ang isang maliit na halaga ng IL-1β (ang pangunahing cytokine na nagpapasigla sa synthesis at pagpapalabas ng mga MMP, pati na rin ang pumipigil sa aktibidad ng kanilang mga natural na inhibitor) ay maaaring mabuo bilang tugon sa pinsala sa articular cartilage, na humahantong sa karagdagang pagkasira ng tissue.

Kaya, ang mga pag-aaral na inilarawan sa seksyong ito ay nagpakita na ang pagpapanatili ng isang subthreshold na dynamic na pagkarga sa joint ay nagiging sanhi ng paglaganap ng mga chondrocytes na may kakayahang magtiis ng mga bagong mekanikal na kondisyon, na nangangahulugang ang simula ng hypertrophic na yugto ng osteoarthrosis. Ang mga hypertrophied chondrocytes ay mga cell sa huling yugto ng pagkita ng kaibhan, na nangangahulugan na ang pagpapahayag ng mga gene ng mga pangunahing elemento ng matrix sa kanila ay binago. Samakatuwid, ang synthesis ng aggrecan proteoglycans at type II collagen ay inhibited, at ang synthesis ng decorin, collagens I, III at X na mga uri ay nadagdagan.

Ang pagbaba sa nilalaman ng aggrecan at type II collagen sa ECM, na nauugnay sa isang kawalan ng timbang sa pagitan ng mga proseso ng synthesis at degradation, ay nagbibigay sa articular cartilage ng pag-aari ng hindi sapat na pagtugon sa mekanikal na stress. Bilang isang resulta, ang mga chondrocytes ay nagiging hindi protektado, ang proseso ay gumagalaw sa pangatlo, catabolic na yugto, na nailalarawan sa pamamagitan ng labis na aktibidad ng proteolytic at pagtatago ng mga kadahilanan ng regulasyon ng autocrine at paracrine. Morphologically, ang yugtong ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagkasira ng ECM ng articular cartilage; clinically, ito ay tumutugma sa manifest osteoarthrosis. Ang hypothesis na ito, siyempre, ay kumakatawan sa isang pinasimple na pangitain ng lahat ng mga kumplikadong proseso na nagaganap sa osteoarthrosis, ngunit ito ay pangkalahatan ang modernong konsepto ng pathobiology ng osteoarthrosis.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ]