CC BY
16
Мкарю, що практикуе
To General Practitioner
YAK 616.72:616.711-007.17:611.018.4
ГУЖЕВСЬКИЙ I.B., ГЕРАСИМЕНКО C.I., ПАНЧЕНКО Л.М., МАГОМЕАОВ О.М. AY«1нститут травматологи та ортопед! АМН Укра!ни», м. Ки!в
ОСТЕОГЕННА АКТИВНЮТЬ СТОВБУРОВИХ СТРОМАЛЬНИХ КЛ1ТИН ЮСТКОВОГО МОЗКУ В ДОРОСЛИХ ПРИ ОСТЕОАРТРОЗ! НА ГРУНТ _СПОНДИЛОЕП1Ф13АРНО1 ДИСПЛАЗИ_
Резюме. Аосл/джено зразки спонпозно! кстково! тканини гол/вки стегново! кстки 13 хворих в1ком вд 28 до 61 року з коксартрозом 3-4-! стадИ (за класифкац/ею J.H. Kellgren, J.S. Lawrence, 1957), що виник на грунт/ спондилоеп/ф/зарно!дисплазИ. Установлено значне п/двищення регенераторного потенц/алукл/тин-попередник/в ксткового мозку в д/лянц/ уражених патолог/чним процесом суглоб/в, що дозволяе оч/кувати позитивнихв/ддаленихрезультат/в при застосуванн/х/рург/чнихметод/в л/кування, пов'язанихз /мплантац/ею алогеннихматер/ал/в удлянку суглоб1в.
Ключов1 слова: остеогенна активнсть, остеоартроз, спондилоеп/ф/зарна дисплаз/я.
Вступ
Остеоартроз (ОА) — найбшьш поширене захворювання сугдоб1в, поширешсть якого неухильно зростае [1, 2, 7, 8]. Вщповщно до сучасно! дефшщ!!, ОА е групою захворювань сугдоб1в р1зно! етюлогй, аде з однаковим к1нцевим результатом — утратою суглобового хряща та супутшм уражен-ням субхондрально! кустки, синов!ально! оболонки, кап-сули, пер1артикулярних тканин [7]. У бшьшоста публ1кац1й ОА подiдяють на первинний (щеопатичний) та вторинний (i3 виявленими ет1олог1чними факторами) [7, 18]. Вважа-ють, що генетичнi чинники мають найбiдьше значения як фактори ризику первинного ОА, i серед них одне з перших мiсць посщають прояви спадково! патологй' гену колагену II типу [13, 14, 17—19], до яких належить споидидоепiфiзар-на дисплазiя (СЕД) [12, 13, 16].
Незважаючи на усп1хи у вивченш патогенезу ОА, на сьогоднi серед дослщниюв не iснуе одаостайно! думки щодо стану регенераторно-компенсацiйних процесiв у р!з-них тканинах дшянки суглоба [2, 7, 18]. Зокрема, достатньо не вивчеш процеси перебудови кютково! тканини в суб-хондральних вщдшах кiсток при ОА р!зно! етюлогй', що за-лежать вщ активност остеобдастiв i безпосередньо вплива-ють на результати хiрургiчних втручань [3, 6, 9]. Джерелом поповнення остеобласта е остеогенш клггини-попередни-ки юсткового мозку або стовбуровi стромадьнi кттини, вдастивостi яких вивчають методом клонування in vitro. У культурах остеогенш кштини-попередники утворюють колон!!, звщси походить !х назва — кодонiеутворюючi оди-ницi фiбробдастiв (КУОф) [3, 6]. 1снують данi про КУОф юсткового мозку рiзних делянок скелета людини при де-яких ортопедичних захворюваннях [3, 9], але ведомостей про показники регенаторного потенцiаду юстково! тканини у хворих з ОА, що виникае на Груш! СЕД, та практич-не застосування отриманих результата iз дiагностичною та прогностичною метою у доступнiй нам лiтературi ми не знайшли.
Також недостатньо вивчеш бiохiмiчнi маркери штен-сивносп деградацй хрящового матриксу, як! в бшьшосп пубдiкацiй оцшюються шляхом вимiрювання р!вн1в вщ-повщних метабодiтiв у кров! та сеч!, а не безпосередньо в нативному хрящ! та синов!альнш рщиш, що знижуе шфор-матившсть под!бних дослщжень [11].
Пов'язаш з генетично запрограмованими порушеннями синтезу колагену II типу метабол!чш, шунолопчш та бю-мехашчн змши обумовлюють особливоста перебпу та характеру прогресування ОА при СЕД i вимагають особливо! тактики дiкувания [4, 5, 10, 12]. На жаль, лшв вщ дисплаз!! сполучно! тканини ще не юнуе, але, безумовно, реально при вивчент особливостей перебпу регенераторно-компенса-цшних процеав у дшянщ суглоб1в у хворих з ОА на Грунт! СЕД шдвищити ефектившсть консервативного лiкувания та подовжити термши позитивних результата мрурпчного лiкувания обрано! групи хворих [4, 5, 11, 15, 18].
Матер1ал i методи дозддження
Метою дослщження було одночасне вивчення по-казниюв остеогенно! активност стовбурових стромаль-них клггин юсткового мозку в гсшвщ стегново! юстки та локальних бюх1м!чних показниюв деградацй хрящового матриксу шляхом дослщження зразюв спонпозно! тканини та суглобового хряща, отриманих при виконанш оперативних втручань у дорослих хворих !з коксартрозом (КА) на rai СЕД. Дослщжено зразки спонпозно! юстко-во! тканини гол!вки стегново! юстки, суглобового хряща та синов!ально! рщини вщ 13 хворих вжом вщ 28 до 61 року з КА 3-4-! стад!! (за класифжащею J.H. Kellgren, J.S. Lawrence, 1957), що виник на Грунт! СЕД. Заб!р ма-тер!алу для дослщження проводився у стерильних умовах пщ час операцш ендопротезування кульшового суглоба. Здобул в процес дослщження показники пор!внювали з нормою та аналопчними показниками хворих !з дис-
Том 12, №2 • 2011
www.trauma.mif-ua.com
109
Д Лкарю, що практикуе / To General Practitioner
пластичним (на Грунта локально! дисплазй' суглоба) КА 3-4-1 ст. [3, 6, 9].
Клонування стовбурових стромальних клiтин ЮСТко-вого мозку проводили за методикою О.Я. Фрщенштейна (1973) в модифiкацii В.С. Астахово! (1982) при стандарт-них умовах протягом 14 д1б без змши культурального се-редовища у чашках Петр^ матерiал знаходився при 37 °С у газовiй сумМ з 5% умiстом СО2 в атмосферному повгщ з використанням летально опромшених клiтин юсткового мозку кроля як фщера. Остеогенну активнiсть стовбурових стромальних кштин юсткового мозку ощнювали за такими показниками: загальна кшьюсть ядровмюних клiтин та кшьюсть стовбурових стромальних клiтин (КУОф юстко-вого мозку) в 1 см3 та ефектившсть 1х клонування серед 105 ядровмюних клiтин. Ефективнiсть клонування КУОф юст-кового мозку визначали за формулою:
ЕКУОф = К/Nх 105,
де К — кшьюсть колонш, що виросли у чашщ Петрi х 105; N — кшьюсть кштин, що посаджено у чашку Петрi.
Кшьюсть КУОф в 1 см3 визначали за формулою:
Шльккть КУОф в 1 см3 = Кх n/Nx V,
де К — кшьюсть колонш, що виросли у чашцц n — кшьюсть кштин, що вимито iз зразка спонгюзно! юстки; N— кшьюсть клiтин, що посаджено; V— об'ем зразка спонгюзно! юстки.
З бiохiмiчних способ1в дослщження використовували визначення глiкозамiноглiканiв у хрящi карбазоловим методом С.А Кляцюна та Р.1. Лiфшиц, 1989. Умют колагену визначали за методом А.А. Крель та Л.Н. Фурцево!, 1968, а визначення активносп колагенази в синовiальнiй рiдинi — за S. Lindy та J. Halme, 1973.
Розрахунки проводили за кожним дослщом й у серед-ньому в груш. Статистичну обробку отриманого матерiалу виконували за допомогою пакету програм Statistica. Серед-нi величини подан як M ± m, де M — середне значення показника, m — стандартна похибка середнього.
Результати та Тх обговорення
Вирощенi 42 культури стромальних фiбробластiв юст-кового мозку, значущ результати отриманi в 12 випадках, а
в шних випадках отримали пророст культур грибами роду Aspergillus fumigatus i Aspergillus niger та шшою бат^альною флорою. У наших попереднк дослiдженнях [9] були ви-вченi показники регенераторного потенщалу спонгiозно! кiстки проксимального епiметафiзу стегна в нормi та при КА на Грунл локально! дисплазй' кульшового суглоба. Саме цi показники були використаш нами як показники контрольно! групи та групи порiвняння (табл. 1).
Як видно з табл. 1, ефектившсть клонування КУОф хворих iз коксартрозом на Груш! СЕД вiрогiдно вища за аналопчш показники здорових осiб та хворих iз коксартрозом унаслiдок локально! дисплази кульшового суглоба. Цей факт може бути пояснений дiею факторiв, що стимулюють активнiсть остеогенних кштин-попередни-кiв кiсткового мозку у хворих iз СЕД. Iмовiрно, причиною виникнення подiбних стимулюючих агенлв е бiльш iнтенсивнi процеси деградащ! хрящового матриксу при спадковiй неповнощнност колагену II типу.
Бiохiмiчнi дослщження суглобового хряща та синовь ально! рiдини, отриманi пiд час операцш, дозволили вста-новити низький ушст колагену та глiкозамiноглiканiв у суглобовому хрящi та пiдвищення активностi колагенази в синовiальнiй рiдинi (табл. 2), що пщтверджуе наявнiсть ви-ражених процесiв деструкц!! основних складових хрящового матриксу.
Висновки
1. У хворих iз пiзнiми стадiями коксартрозу, що ви-ник на Грунл СЕД, спостерiгаеться значне пiдвищення регенераторного потенщалу клггин-попередниюв юст-кового мозку в дшянщ уражених патологiчним процесом суглобiв.
2. Iмовiрно, що фактори, якi пiдвищують ефективнiсть клонування колошеутворюючих одиниць фiбробластiв, пов'язанi з дiею продукпв iнтенсивно! деградащ! хрящового матриксу, що, у свою чергу, обумовлено спадковою не-повноцiннiстю колагену II типу у хворих iз СЕД.
3. Таким чином, при ОА на Грунл СЕД не спотерша-еться виснаження регенераторного потенщалу юсткового мозку, що дозволяе очжувати тривалих позитивних ре-зультатiв при застосуванш хiрургiчних методiв лiкування, пов'язаних з iмплантацiею алогенних матерiалiв у дшянку суглобiв.
Таблиця 1. Показники остеогенно/ активност стовбурових стромальних клтин ксткового мозку голiвки стегновоI юстки хворих на диспластичний коксартроз, коксартроз на тлi СЕД та в норм1
Групи хворих Загальна кшьюсть ядровмюних кттин у 1 см3 х 107 Кшьюсть КУОф в 1 см3 спонпози х 104 Ефективнiсть клонування КУОф серед 105 ядровмiсних клiтин кiсткового мозку
XBopi на диспластичний коксартроз 2,49 ± 0,77 0,485 ± 0,240 9,21 ± 2,03
XBopi з коксартрозом на 0,95 ± 0,38, 0,1621 ± 0,1104, 32,50 ± 22,44,
rpyHTi СЕД n = 16 n = 13 n = 13
Норма 13,06 ± 0,7 1,28 ± 0,13 10,8 ± 2,0
Таблиця 2. Бiохiмiчнi показники в хрящовiй тканн1 та синовiальнiй рiдинi у хворих з ОА на фунт СЕД
Групи Колаген Глiкозамiноглiкани Колагеназа
Xвopi з ОА на Грунт СЕД 0,95 ± 0,10 2,83 ± 0,30 7,35 ± 0,20
Норма 1,85 ± 0,20 5,10 ± 0,40 3,03 ± 0,20
110
Травма
Том 12, №2 • 2011
Лкарю, що практикуе / To General Practitioner
Список л1тератури
1. Алексеева Л.И., Верткин А.Л., Мендель О.И., Наумов А.В., Шамуилова М.М. Коморбидность при остеоартрозе: рациональные подходы к лечению больного //Русский мед. журнал. — 2009. — Т. 17, № 21. — С. 1472-1476.
2. Артеменко Н.А., Чвамания М.А. Особенности про-грессирования и лечения остеоартроза // Русский мед. журнал. — 2005. — Т. 13, № 7. — С. 403-406.
3. Астахова В.С. Остеогенные клетки-предшественники костного мозга человека. — К.: Феникс, 2000. — 176 с.
4. Гужевський 1.В., Герасименко С.1., Панченко Л.М., Соколовська О.Р. Особливостi перебиу раннього тс-ляоперацшного перюду та медичногреабштацН тсля тотального ендопротезування суглобiв нижшх ктщ-вок при спондило-етф^арнш дисплази // Травма. — 2007. — Т. 8, № 4. — С. 455-457.
5. Кадурина Т.И. Дисплазия соединительной ткани. Руководство для врачей / Т.И. Кадурина, В.Н. Горбунова. — СПб.: ЭЛБИ, 2009. — 714с.
6. Коваленко В.Н., Лысенко И.В., Панченко Л.М. Культура стволовых стромальных клеток костного мозга человека как модель для изучения прямого влияния фармакологических препаратов при остеоартрозе // Украгнський ревматологiчний журнал. — 2006. — № 3(25). — С. 45-48.
7. Корж Н.А. Остеоартроз: консервативная терапия / Корж Н.А, Дедух Н.В., Зупанец И.А. — Х.: Золотые страницы, 2007. — 424 с.
8. Насонова В.А. Остеоартроз — проблема полиморбид-ности // Consilium Medicum. — 2009. — № 2. — С. 5-8.
9. Панченко Л.М. Показатели остеогенной активности костного мозга человека и их практическое использование: Дис... канд. мед. наук: 14.01.21 /Панченко Леся Михайловна. — К., 1997. — 115 с.
10. Рой I.B. Диспла.пя сполучног тканини в прогнозуванш розвитку та клЫчного перебiгу остеохондрозу хреб-
Гужевский И.В., Герасименко С.И., Панченко A.M., Магомедов A.M.
ГУ «Институт травматологии и ортопедии АМН Украины», г. Киев
ОСТЕОГЕННАЯ АКТИВНОСТЬ СТВОЛОВЫХ СТРОМАЛЬНЫХ КЛЕТОК КОСТНОГО МОЗГА У ВЗРОСЛЫХ ПРИ ОСТЕОАРТРОЗЕ НА ПОЧВЕ СПОНДИЛОЭПИФИЗАРНОЙ ДИСПЛАЗИИ
Резюме. Исследованы образцы спонгиозной костной ткани головки бедренной кости 13 больных в возрасте от 28 до 61 года с коксартрозом 3-4-й стадии (по классификации J.H. Kellgren, J.S. Lawrence, 1957), который развился на почве спондилоэпифизарной дисплазии. Выявлено существенное повышение регенераторного потенциала клеток-предшественников костного мозга в области пораженных патологическим процесом суставов, что позволяет рассчитывать на позитивные отдаленные результаты при использовании хирургических методов лечения, связанных с имплантацией аллогенных материалов в область суставов.
Ключевые слова: остеогенная активность, остеоартроз, спондилоэпифизарная дисплазия.
та: Автореф. дис... д-ра мед. наук: спец. 14.01.21 «Ортопедiя та травматологiя» / 1.В. Рой. — Киев, 2006. — 31 с.
11. Felson D.T., Kim Y.J. The futility of current approaches to chondroprotection //Arthritis Rheum. —2007. — V. 56. — P. 1378-1383.
12. Gleghorn L., Ramesar R., Beighton P., Wallis G. A mutation in the variable repeat region of the aggrecan gene (AGC1) causes a form of spondyloepiphyseal dysplasia associated with severe, premature osteoarthritis // Am. J. Hum. Genet. — 2005. — V. 77, № 3. — Р. 484-90.
13. Hall C.M. International nosology and classification of constitutional disorders of bone (2001) // Am. J. Med. Genet. — 2002. — V 113, № 1. — P. 65-77.
14. Kerkhof H.J. et al. A genome-wide association study identifies an osteoarthritis susceptibility locus on chromosome 7q22 // Arthritis Rheum. — 2010 Feb. — V. 62, № 2. — P. 499-510.
15. Namee P. et al. The clinical effectiveness of glucosamine and chondroitin supplements in slowing or arresting progression of osteoarthritis of the knee: a systematic review and economic evaluation // Health Technol. Assess. — 2009. — № 13(52).
16. OMIM (Online Mendelian Inheritance in Man). www. ncbi.nlm.nih.gov/omim
17. Peach C.A., Carr A.J., Loughlin J. Recent advanses in the genetic investigate of osteoarthritis // Trends Mol. Med. — 2005Apr. — V. 4, № 4. — P. 186-191.
18. Wilson J.F. To Stop Osteoarthritis, Fixing Cartilage May Not Be Enough// Ann. Intern. Med. — 2007. — V. 147. — P. 437-439.
19. Zhai G., Hart D.J., Kato B.S. et al. Genetic influence on the progression of radiographic knee osteoarthritis: a longitudinal twin study // Osteoarthritis Cartilage. — 2007. — № 15. — Р. 222-225.
Отримано 11.04.11 □
Guzhevsky I.V., Gerasimenko S.I., Panchenko L.M., Magomedov A.M.
SI Institute of Traumatology and Orthopedics of AMS of Ukraine, Kyiv, Ukraine
OSTEOGENIC ACTIVITY OF STEM STROMAL CELL OF BONE MARROW IN ADULTES WITH OSTEOARTHRITIS RELATED TO SPONDYLOEPIPHYSIAL DYSPLASIA
Summary. There have been analyzed the samples of spongy bone of femoral head in 13 patients aged 28-61 years with stage III-IV coxarthrosis (according with classification of J.H Kellgren, J.S. Lawrence, 1957) following the spondyloepiphysial dysplasia. There was revealed the significant increase of regenerative capacity of regenerative capacity of progenitor cells of marrow in the area ofjoints affected by the pathological processes. It makes possible to count upon positive long-term results at using surgical methods of treatment associated with implantation of allogenic materials the joints.
Key words: osteogenic activity, osteoarthritis, spondyloepiphysial dysplasia.
TOM 12, №2 • 2011
www.trauma.mif-ua.com
111
