บทบาทของการเปลี่ยนแปลงในกระดูกเชิงมานในการเกิดโรคของโรคข้อเข่าเสื่อม

ร่วมกับความเสื่อมของกระดูกอ่อนข้อ, กระบวนการทางพยาธิวิทยาในโรคข้อเข่าเสื่อมเกี่ยวข้องกับเนื้อเยื่อกระดูกต้นแบบ มีข้อเสนอแนะว่าแผ่นหนาขึ้นจะทำให้เกิดความก้าวหน้าของโรคข้อเข่าเสื่อม เมื่อเกิดโรคข้อเข่าเสื่อมกระดูกอ่อนข้อต่อซึ่งเป็นวัตถุสำหรับความเครียดทางกลและสารเคมีจะถูกกัดกร่อนอย่างช้าๆเนื่องจากความไม่สมดุลของกระบวนการ catabolism และการซ่อมแซมกระดูกอ่อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งความเค้นทางกลที่สัมพันธ์กับมวลกาย "แบกรับน้ำหนัก" ของข้อต่อก่อให้เกิดการเกิดรอยร้าวขนาดใหญ่จำนวนมากในแผ่นรอง subchondral และกระดูกอ่อน ขณะที่กระดูกอ่อนข้อเข่าเสื่อมเส้นโลหิตตีบของกระดูกอ่อนจะเกิดขึ้นความแข็งของเนื้อเยื่อกระดูกจะเพิ่มขึ้นซึ่งจะส่งผลต่อการขัดขวางโครงสร้างกระดูกอ่อนข้อต่อ อย่างไรก็ตามคำถามเกี่ยวกับลักษณะที่เกิดขึ้นหลักหรือทุติยภูมิของการเปลี่ยนแปลงในกระดูกอ่อนของ subchondral ในโรคข้อเข่าเสื่อมยังไม่ได้รับการแก้ไข

จนกระทั่งเมื่อเร็ว ๆ ก็เชื่อว่าการเปลี่ยนแปลงที่กำหนดไว้ X-ray ในกระดูกเนื้อโปร่งของกระดูก subchondral เช่นหลายเส้นโลหิตตีบหรือการก่อตัวของซีสต์ในผู้ป่วยที่มีโรคข้อเข่าเสื่อมมีรอง อย่างไรก็ตามผลการศึกษาทางคลินิกและทางทดลองแสดงให้เห็นถึงบทบาทที่เป็นไปได้ในการเริ่มต้นของกระดูกต้น subchondral ในการเกิดโรคของโรคข้อเข่าเสื่อม กลไกหนึ่งที่เป็นไปได้คือการเพิ่มความแข็งของโครงกระดูก subchondral เนื่องจากความสมบูรณ์ของเนื้อเยื่อกระดูกอ่อนที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางกลของกระดูก "bed" การศึกษาในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมได้แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงในกระดูก subchondral อาจนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในกระดูกอ่อนข้อ หลักฐานในรูปแบบของโรคข้อเข่าเสื่อมในสัตว์และการศึกษาทางคลินิกของหลักฐานในการสนับสนุนสมมติฐานนี้และกับมันเท่านั้นที่รุนแรงการอภิปราย ความหนาของกระดูกขากรรไกรในกระดูกปลายด้านล่างไม่ได้มาจากการเพิ่มขึ้นของแร่ในเนื้อเยื่อกระดูกหรือมากกว่าการเพิ่มปริมาณของ osteoid เครื่องหมายของแร่ผิดปกตินี้แสดงให้เห็นว่าการรบกวนการเปลี่ยนแปลงกระดูกเป็นส่วนสำคัญของโรคข้อเข่าเสื่อมและยังสนับสนุนแนวคิดเรื่องข้อบกพร่องของกระดูกในโรคข้อเข่าเสื่อม กลุ่ม J. Dequeker (1989) มองว่าหลังเป็น "โรคกระดูกเผาผลาญทั่วไป"

เนื้อเยื่อกระดูกมีการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง กระบวนการพลวัตนี้เรียกว่าการปรับปรุงกระดูกเป็นลำดับที่ซับซ้อนของกระบวนการ resorption และ mineralization Osteoclasts จะดูดซับเนื้อเยื่อกระดูกและ osteoblasts จะปลดปล่อยโปรตีนที่เป็นส่วนประกอบของสารอินทรีย์หลักสำหรับแร่ การศึกษาและการสลายของกระดูกโดยมีโอกาสเจอโครงกระดูกก็คือ - กระบวนการโปรแกรมที่จะเกิดขึ้นในส่วนต่างๆของโครงกระดูกที่เรียกว่ากระดูกเปลี่ยนแปลงหน่วย ในช่วงเริ่มต้นของวงจร osteoclasts ปรากฏบนพื้นผิวที่ไม่ใช้งาน ภายใน 2 สัปดาห์พวกเขาสร้างอุโมงค์ในชั้นกระดูกเปลือกนอกหรือช่องคลอดบนพื้นผิวของกระดูก trabecular ความถี่ของการเปิดใช้งานของหน่วยการเปลี่ยนแปลงกระดูกใหม่กำหนดระดับของการต่ออายุเนื้อเยื่อกระดูก ในคนหนุ่มสาวที่มีสุขภาพดีกระบวนการสร้างและการ resorption ของเนื้อเยื่อกระดูกมีความสมดุลมวลปกติของเนื้อเยื่อกระดูกจะยังคงอยู่ กฎระเบียบของฮอร์โมนของกระดูกสลายอย่างน้อย PTH และ PGE ₂เข้าร่วมโดยไม่เพียง แต่ osteoclasts และเซลล์สร้างกระดูก แต่เป็นการกระทำของฮอร์โมนเหล่านี้จะถูกปล่อยออกปัจจัยที่กระตุ้นให้เกิดการสลายของกระดูกโดย osteoclasts ขณะนี้มีมากกว่า 12 หน่วยงานกำกับดูแลท้องถิ่นและระบบของการเจริญเติบโตของกระดูกที่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงโดยเฉพาะอย่างยิ่ง PTH, 1,25 (OH) ₂ D ₃, calcitonin ฮอร์โมนการเจริญเติบโต, glucocorticoids ต่อมไทรอยด์ฮอร์โมนอินซูลิน IGF (1 และ 2), estrogens, PGE ₂, androgens

เซลล์ของกระดูกจะปลดปล่อยโปรตีนและ cytokines จำนวนมากออกไปซึ่งจะส่งผลต่อการควบคุมและการส่งต่อสัญญาณต่อมไร้ท่อ โปรตีนที่ผลิตโดย osteoblasts ได้แก่ โปรตีนในกระดูกเช่นคอลลาเจน osteopontin, osteocalcin, sialoproteins กระดูก นอกจากนี้เซลล์เหล่านี้ยังปล่อยโปรตีเอสทั้งในรูปแบบแอกทีฟและแฝงซึ่งมีส่วนร่วมในกระบวนการปรับปรุงกระดูก - MMP ส่วนประกอบของระบบ activator plasminogen activator (AP) / plasmin activator cytokines ที่ออกโดย osteoblasts สามารถทำหน้าที่ทั้งสองผ่านกลไก autocrine และ paracrine ไปยังเซลล์ท้องถิ่น (osteoblasts อื่น osteoclasts)

ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดว่าสัญญาณเหล่านี้ถูกควบคุมโดยความเครียดเชิงกลหรือสัญญาณทางเคมีอื่น ๆ ที่เกิดจากความเค้นทางกล อย่างไรก็ตามเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าความเครียดเชิงกลซ้ำทำให้เกิดการขยายตัวของเซลล์กระดูกและ / หรือโปรตีน ในร่างกายความเครียดเชิงกลสามารถกระตุ้นการทำงานของ osteoblasts เพิ่มระดับ cyclic nucleotide สร้าง prostaglandins และทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงกระดูก ภายใต้เงื่อนไขในหลอดทดลองความเครียดเชิงกลก่อให้เกิดการสร้างกระดูกวัฒนธรรมการขยายแสดงออกของโปรตีนกระดูกส่วนร่วมในการก่อตัวของ osteoid แร่และในกระบวนการการเปิดตัวของปัจจัยการเจริญเติบโตในท้องถิ่นเช่น IGF-1 และ IGF-2 และโมเลกุลยึดเกาะ การส่งผ่านสัญญาณของความเค้นทางกลสามารถทำได้ผ่านทางช่องไอออนที่มีความไวต่อกลไก

มีหลักฐานทางอ้อมของฟังก์ชั่น osteoblast บกพร่องในโรคข้อเข่าเสื่อม G. Gevers เจ Dequeker (1987) ได้แสดงให้เห็นการเพิ่มขึ้นใน osteocalcin ซีรั่มในสตรีที่มีโรคข้อเข่าเสื่อมของข้อต่อของมือเช่นเดียวกับชิ้นส่วนบริเวณกระดูกเยื่อหุ้มสมองซึ่งแสดงให้เห็นว่าพยาธิสภาพของเนื้อเยื่อกระดูกที่สามารถเป็นส่วนหนึ่งของโรคข้อเข่าเสื่อม ในการผ่าชันสูตรศพไม่เพียง แต่การตรวจพบกระดูกหนาขึ้นเท่านั้น แต่ยังมีแร่ธาตุต่ำที่ผิดปกติของหัวเข่า ในหนูตะเภาที่มีโรคข้อเข่าเสื่อมที่ผ่าตัดทำให้เกิดการหนาแน่นของกระดูกในบริเวณ subchondral อย่างมีนัยสำคัญโดยใช้เครื่องเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ ความไม่สมดุลระหว่างคอลลาเจนและไม่ใช่ collagenous (osteocalcin ฯลฯ ) โปรตีนอาจเพิ่มปริมาณของกระดูก แต่ไม่ได้ส่งผลกระทบต่อความหนาแน่นของแร่ ตามที่เอ็มชิมิซึ, et al (1993) ความคืบหน้าของการเปลี่ยนแปลงในกระดูกอ่อนเสื่อมข้อที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงที่รุนแรงมากขึ้นของกระดูก subchondral และเพิ่มความแข็งแกร่งซึ่งยังแสดงให้เห็นข้อบกพร่องในเซลล์กระดูกในโรคข้อเข่าเสื่อม ตามที่เสนอวีลีและเอ็ม Aspden (1997) สมมติฐานของการแพร่กระจายที่มีข้อบกพร่องของเซลล์กระดูกสามารถนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของความแข็งของกระดูก แต่ไม่ได้ก่อให้เกิดการเพิ่มขึ้นของความหนาแน่นของแร่

CI Westacott และผู้ร่วมเขียน (1997) ตั้งข้อสังเกตว่า osteoblasts ที่ผิดปกติมีผลโดยตรงต่อการเผาผลาญของเนื้อเยื่อกระดูกอ่อน การเพาะเลี้ยงเซลล์สร้างกระดูกในผู้ป่วยโรคข้อเข่าเสื่อม chondrocytes กับคนที่ไม่ได้มีโรคของข้อต่อที่ผู้เขียนสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในการเปิดตัวของ glycosaminoglycans ปกติของเนื้อเยื่อกระดูกอ่อนในหลอดทดลอง,แต่ระดับของการปล่อยไซโตไคน์ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง G. Hilal, et al (1998) แสดงให้เห็นว่าวัฒนธรรมของเซลล์สร้างกระดูกกระดูก subchondral ของผู้ป่วยโรคข้อเข่าเสื่อมในหลอดทดลองมีการเผาผลาญอาหารที่มีการเปลี่ยนแปลง - ระบบกิจกรรม AP / plasmin และ IGF-1 ในเซลล์เหล่านี้จะเพิ่มขึ้น การสังเกตของ CI Westacott et al. (1997) สามารถอธิบายได้จากการเพิ่มขึ้นของกิจกรรม protease ในเซลล์กระดูก subchondral

ยังไม่ทราบว่าโรคข้อเข่าเสื่อมเริ่มต้นการเปลี่ยนแปลงในกระดูก subchondral หรือก่อให้เกิดความคืบหน้าของมัน DK Dedrick, et al (1993) แสดงให้เห็นว่าในสุนัขที่มีการเหนี่ยวนำการผ่าตัดโรคข้อเข่าเสื่อมกระดูก subchondral หนาไม่จำเป็นสำหรับการพัฒนาของการเปลี่ยนแปลง osteoartrozpodobnyh ในกระดูกอ่อน แต่ก่อให้เกิดความก้าวหน้าของกระบวนการเสื่อมในกระดูกอ่อน ผลการศึกษาของ A. Sa'ied และผู้ร่วมเขียน (1997) แย้งกับข้อมูลของการศึกษาก่อนหน้านี้ ใช้ echography 50 MHz สำหรับการประเมินผลของการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาเริ่มต้นและความก้าวหน้าของพวกเขาในกระดูกอ่อนและกระดูกในการทดลองโรคข้อเข่าเสื่อมเหนี่ยวนำให้เกิดการฉีดกรด monoyoduksusnoy เข้าไปในข้อเข่าของหนูที่เราได้แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงกระบวนการพร้อมกันในกระดูกและกระดูกอ่อนในช่วงสามวันแรกหลังการฉีด

เซลล์สร้างกระดูกหลั่งปัจจัยการเจริญเติบโตและ cytokines ที่มีส่วนร่วมในการเปลี่ยนแปลงในท้องถิ่นของเนื้อเยื่อกระดูกซึ่งอาจนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงของเนื้อเยื่อกระดูกอ่อนในที่เหมาะสม "น้ำหนักผู้ให้บริการ" ข้อต่อหลังจากการรุกของพวกเขาผ่าน microcracks ในชั้นจนใจของกระดูกอ่อน นอกจากนี้ผลิตภัณฑ์ของการหลั่งของเซลล์กระดูกจะพบในของเหลว synovial ผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่มีแนวโน้มที่หลั่งเซลล์สร้างกระดูกที่ผิดปกติสามารถใช้กระดูกอ่อนกระบวนการเปลี่ยนแปลงท้องถิ่น TGF-B และโปรตีนกระดูกเมตริก (ILC) ทั้งสองเป็นตัวแทนของครอบครัวของ TGF จัดสรรและ chondrocytes และเซลล์สร้างกระดูกและทั้งสองมีความสามารถในการปรับเปลี่ยนทั้งกระดูกเปลี่ยนแปลงและกระดูกอ่อน เจ Martel Pelletier, et al (1997) ตั้งข้อสังเกตการเพิ่มขึ้นในระดับ TGF-P กระดูก subchondral ชิ้นส่วนผู้ป่วยโรคข้อเข่าเสื่อมเมื่อเทียบกับบุคคลที่มีสุขภาพแสดงให้เห็นบทบาทที่เป็นไปได้ของปัจจัยการเจริญเติบโตในการเกิดโรคของโรคข้อเข่าเสื่อม IGF ยังผลิตโดย osteoblasts ในวัฒนธรรมของเซลล์ที่คล้ายกับ osteoblast ที่ได้รับจากผู้ป่วยโรคข้อเข่าเสื่อมพบว่าระดับ IGF ที่เพิ่มขึ้นซึ่งเปลี่ยนแปลงการเผาผลาญของกระดูกอ่อนได้

TGF-B, IGF สำนักงานคณะกรรมการกำกับและ cytokines ที่ผลิตโดยเซลล์สร้างกระดูกในกระดูก subchondral อาจส่งผลกระทบต่อการผลิตคอลลาและเอนไซม์โปรตีนอื่น ๆ ในกระดูกอ่อนซึ่งในที่สุดก็อาจนำไปสู่การเปลี่ยนแปลง / ย่อยสลายของกระดูกอ่อนเมทริกซ์ ยังไม่ทราบแน่ชัดว่า osteoblasts มี OA น้อยกว่า macrophage colony stimulating factor (M-CSF - ตัวกระตุ้นการ resorption กระดูก) มากกว่าเซลล์ปกติ ผลการวิจัย AG Uitterlinden และเพื่อนร่วมงาน (1997) แสดงให้เห็นว่ามีบทบาทในการก่อตัวของตัวรับกระดูกอาจจะเล่นวิตามิน D ซึ่งจะแสดงออกโดยการสร้างกระดูกและควบคุมการแสดงออกของหลายปัจจัยที่สังเคราะห์โดยเซลล์เหล่านี้ซึ่งส่วนหนึ่งอธิบายบทบาทของเซลล์สร้างกระดูกพยาธิกำเนิดของโรคนี้ได้

ได้รับผลจากการศึกษาข้างต้นกรัม Hilal, et al (1998), เจ Martel-Pelletier, et al (1997) ได้เสนอความสัมพันธ์สมมติฐานดังต่อไปนี้การทำงานการเปลี่ยนแปลงของกระดูก subchondral และข้อต่อกระดูกอ่อนที่เหมาะสมในโรคข้อเข่าเสื่อม ในขั้นตอนต้นหรือระยะการขยายตัวของกระบวนการสร้างต้นกำเนิดของ OA กระบวนการของการเปลี่ยนแปลงเนื้อเยื่อกระดูกในกระดูกอ่อน subchondral จะทวีความรุนแรงมากขึ้น โหลดซ้ำพร้อมกันนำไปสู่การ microfractures ท้องถิ่นและ / หรือลักษณะของความไม่สมดุลของระบบ IGF / IGF-svyazyvayushy โปรตีน (IGFBP) เนื่องจากการตอบสนองที่ผิดปกติของเซลล์สร้างกระดูกกระดูก subchondral ที่ส่งเสริมการตีบของมัน หลังนี้สามารถนำไปสู่การปรากฏตัวของกระดูกหักที่มีขนาดเล็กของกระดูกอ่อนที่เหมาะสมและความเสียหายต่อเมทริกซ์ของมัน

ภายใต้สภาวะปกติความเสียหายนี้จะถูกกำจัดโดยการสังเคราะห์ในท้องถิ่นและปล่อยโปรตีน IGF-1 และ IGF ซึ่งจะกระตุ้นการสร้าง ECM ของกระดูกอ่อนข้อ ในเวลาเดียวกันระบบ PD ส่งเสริมการเจริญเติบโตของเซลล์กระดูกใต้และการสร้างเมทริกซ์กระดูก กิจกรรม Anabolic ของ IGF-ระบบเพิ่มขึ้นของกระดูก subchondral ในผู้ป่วยโรคข้อเข่าเสื่อมในขณะที่การเปิดใช้งานในท้องถิ่น SA / ระบบ plasmin (ควบคุมท้องถิ่นของ IGF-System) ในกระดูกอ่อนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในท้องถิ่นของตน ในเซลล์สร้างกระดูกในโรคข้อเข่าเสื่อม IGF-1 จะช่วยให้การควบคุมของ AP ประเภท plasmin ตอบรับเชิงบวกจึงสามารถยับยั้งการเปลี่ยนแปลงของเนื้อเยื่อกระดูกซึ่งในที่สุดนำไปสู่เส้นโลหิตตีบ subchondral ดังนั้นในกระดูกและกระดูกอ่อนเหนี่ยวนำในท้องถิ่นของผู้นำ IGF-1 iproteaz บนมือข้างหนึ่งความเสียหายให้กับกระดูกอ่อน, อื่น ๆ - จะหนาของกระดูก subchondral ให้หลังในทางกลับส่งเสริมให้เกิดความเสียหายต่อกระดูกอ่อน ความไม่สมดุลระหว่างความเสียหายที่เกิดจากเอ็นกระดูกอ่อนและความสามารถในการซ่อมแซมทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่รุนแรงใน VKM กระดูกอ่อนและการเกิดโรคข้อเข่าเสื่อม ตามสมมติฐานนี้ยังอธิบายความคืบหน้าของโรคช้า