Журнал «Боль. Суставы. Позвоночник» 2 (06) 2012

Определение

Артроз — синонимы: остеоатроз, остеоартрит, деформирующий остеоартроз, гонартроз, дегенеративная артропатия и др. [1].

В Большой медицинской энциклопедии [2] дано краткое определение: «Артрозы (arthrosis — от греч. arthron, сустав) — дегенеративно-дистрофические заболевания суставов».

В Энциклопедическом словаре медицинских терминов [3] артроз рассматривается как «общее название болезней суставов, в основе которых лежит дегенерация суставного хряща, приводящая к его истончению и разволокнению, обнажению подлежащей кости, костным разрастаниям и нарушению конгруэнтности суставных поверхностей».

Наиболее четкое определение артроза представлено в 1994 году на семинаре «Новые горизонты остеоартроза», проведенном Американской академией ортопедических хирургов, Национальным институтом артрита, мышечно-скелетных и кожных заболеваний, Национальным институтом возраста, Ассоциацией по изучению артрита и др.

«Остеоартроз является одновременно результатом действия механических и биологических факторов, которые нарушают синхронные процессы биодеградации и образования клеток суставного хряща, а также субхондральной кости. Несмотря на то, что остеоартроз может быть инициирован многими факторами, включая генетические, ростовые (факторы развития), метаболические и травматические, заболевание поражает все ткани синовиальных суставов. В итоге остео­артрозные заболевания проявляются морфологическими, био­химическими, молекулярными и биомеханическими изменениями в клетках и матриксе, которые приводят к размягчению, фибрилляции, изъязвлению и уменьшению толщины суставного хряща, а также к остеосклерозу с резким утолщением и уплотнением кортикального слоя (эбурниации) субхондральной кости, формированию остеофитов и развитию субхондральных кист. Клинически остеоартроз проявляется артралгиями, болезненностью и ограниченностью движений, крепитациями, периодическим появлением выпота в полости сустава, воспалительным процессом разной степени выраженности без системных проявлений» [4].

Последнее определение наиболее полно отражает также и патогенетические особенности остеоартроза.

Классификация

На сегодняшний день имеется Международная статистическая классификация болезней и проблем, связанных со здоровьем (Х пересмотр). В ней артроз находится в блоке М15-М19. Кроме того, в клинической практике используют различные классификационные критерии, основанные на систематизации клинических и рентгенологических признаков артроза: Американской коллегии ревматологов [5], классификации, построенной на оценке артроза различной локализации [6, 7] и др.

Медико-социальное значение

Артроз — наиболее распространенная форма суставной патологии: 10–12 % населения страдают этим заболеванием. Рентгенологические обследования, а также аутопсия показали, что начиная с 30-летнего возраста увеличивается количество дистрофических нарушений в суставах. В западных странах рентгенологические признаки артроза встречаются у большинства лиц старше 65 лет и практически у каждого человека после 75–80 лет обнаруживаются признаки суставной патологии [8, 9].

Наиболее высокая частота артроза характерна для коленного, тазобедренного, локтевого суставов и суставов кистей. Заболеваемость остеоартрозом в Украине составляет 497,1, распространенность — 2200,6 на 100 тыс. населения [10, 11]. Наиболее высокая динамика показателей распространенности артрозов и заболеваемости в 2001 г. имела место в Ивано-Франковской области — 962,3 на 100 тыс. населения, наименьший показатель зафиксирован для Ровенской области — 239,3 на 100 тыс. человек.

В США более 20 млн взрослого населения имеют клинические признаки артроза. Среди жителей США старше 30 лет симптоматический гонартроз встречается у 6 %, а коксартроз — приблизительно у 3 % населения. В Великобритании у населения возрастной группы старше 35 лет рентгенологические признаки артроза обнаруживаются у 70 % женщин и 69 % мужчин. У жителей Ямайки возрастной группы 35–64 года у 62 % женщин и 54 % мужчин имеют место признаки артроза.

Темнокожие жители Южной Африки также имеют высокий процент артрозов после 35 лет, у мужчин заболеваемость составляет 53 %, у женщин — 60 %. Кокс­артроз чаще обнаруживается у населения Кавказа, значительно меньше — среди жителей Китая или Африки. В популяции белокожих жителей Северной Америки и Северной Европы около 1/3 жителей в возрасте от 25 до 74 лет имеют рентгенологические признаки остеортроза, поражающего кисти рук, суставы стопы, коленный и тазобедренный.

Традиционно считают, что холодный и влажный климат усиливает проявление клинических симптомов заболевания. Однако у жителей Аляски процент остеоартроза намного ниже, чем в других популяциях: после 40 лет 24 % женщин болеют остеоартрозом и 22 % — мужчин [12].

Для каждого сустава скелета характерна определенная кинетика развития патологического процесса. При увеличении возраста к наиболее поражаемым суставам могут быть отнесены коленный и локтевой, в меньшей мере — плечевой. Промежуточное положение между ними занимают тазобедренные суставы, частота патологии в которых к 80–95 годам достигает 60 %.

Анализ распространенности артроза свидетельствует о неодинаковой частоте его возникновения в различных странах мира, а также о наличии преимущественного поражения тех или иных суставов.

Имеют место половые различия в проявлении патологии. До 50-летнего возраста у мужчин выше распространенность артроза по сравнению с женщинами, однако после 50 лет у женщин чаще наблюдается артроз коленных суставов, кисти и стопы.

Артроз у лиц молодого возраста чаще всего является последствием перенесенных травм, воспалительных процессов, врожденных заболеваний опорно-двигательного аппарата, дифференцированной и недифференцированной дисплазии со­единительной ткани.

Факторы, ассоциируемые с остеоартрозом

I. Генетические факторы

1. Пол

2. Наследственные нарушения коллагена II типа (например, синдром Стиклера)

3. Мутации гена коллагена II, IX и X типов, фактора роста и пролиферации (FGD-5)

4. Другие наследственные заболевания костей и суставов

5. Нарушения развития сустава (дисплазии)

6. Раса/этничность

ІІ. Негенетические (ненаследуемые) множественные факторы

1. Возраст

2. Избыточный вес

3. Нарушение эндокринного баланса организма, в т.ч. снижение секреции эстрогенов (т.е. период постменопаузы)

4. Метаболические нарушения в организме

5. Состояние эндокринной системы

6. Анатомические деформации

7. Дефицит (или избыток?) в организме микроэлементов

8. Следствие проявления патологического процесса в пояснично-крестцовом отделе позвоночника (hip-spine syndrome), плечелопаточный периартрит

9. Воспалительный процесс в суставе

10. Раса/этничность

11. Инфекционно-аллергические факторы

12. Гиподинамия

13. Факторы окружающей среды:

— переохлаждение;

— нарушение экологического равновесия, действие химических токсикогенов;

— травма сустава, неоднократные микротравмы;

— предыдущие операции на суставах (например, менискэктомия);

— род занятий и физическая активность на работе;

— занятия спортом.

Патоморфологическая картина артроза

Различают две основные формы остеоартроза: первичный, или идиопатический, остеоартроз, этиология которого неизвестна, и вторичный, возникновение которого обусловлено нарушениями в суставе, вы­званными воздействием факторов, перечисленных выше. Четких границ в проявлении дегенерации между первичным и вторичным артрозом не существует.

Основу повреждения при остеоартрозе составляют нарушения суставного хряща, проявляющиеся снижением клеточного состава, апоптозом клеток, нарушением организации матрикса как коллагеновой структуры, так и основного вещества, что сопровождается истончением суставного покрытия и его потерей на участках [13]. При артрозе меняется фенотип хондроцитов, в результате чего вместо фибриллярного коллагена II типа они синтезируют преимущественно нетипичный для суставного хряща нефибриллярный коллаген III типа и аггрекан с нарушенной структурой за счет деполимеризации макромолекул, сопровождающейся образованием мономеров и белково-полисахаридных молекул с низкой молекулярной массой. Синтезированные протеогликаны слабо связываются с гиалуроновой кислотой, а формирующиеся комплексы — с коллагеновой сетью хряща, что способствует их нестабильности, и они легко вымываются из матрикса. Структурные нарушения в комплексе с метаболическими и биомеханическими приводят к формированию остеофитов. Как результат нарушений, в патологический процесс вовлекается весь сустав, в том числе и мягкотканные структуры. Развивается синовит, прогрессирует слабость мышц и связок.

Процесс регенерации суставного хряща при артрозе носит аномальный характер и заключается в формировании изогенных групп клеток (до 10 хондроцитов), редко располагающихся на территории матрикса с нарушенной организацией.

На основе анализа гистологических изменений суставного хряща Международным обществом по изучению остеоартроза (OARSI) предложена новая классификация, позволяющая выделить 6 степеней и 4 стадии поражения суставного хряща (табл. 1, 2).

Механизмы развития остеоартроза

Отдельные патогенетические звенья артроза представлены ниже.

Избыточные нагрузки на суставы

Значительную роль в патогенезе артроза играет несоответствие между механической нагрузкой на суставную поверхность хряща и адаптационно-компенсаторными возможностями хрящевой ткани. Поэтому артроз часто развивается у лиц, выполняющих тяжелую физическую работу, сопряженную с перегрузками суставов, у спортсменов, например у теннисистов (локтевой сустав), кузнецов (плечевой сустав), маляров (лучезапястный сустав) и др. Хронической микротравматизации суставного хряща способствуют дисплазии и гипермобильность суставов. В целом риск развития артроза у лиц с врожденными дефектами опорно-двигательной системы значительно повышен.

Важное значение в развитии артроза имеют травматические повреждения — внутрисуставные переломы, вывихи, разрывы связок и сухожилий, перенесенные операции на суставах или переломы костей, прилежащих к суставу.

Неадекватные механические нагрузки приводят к разрушению клеток и нарушению фенотипа хондроцитов, что сопровождается повышением биосинтеза провоспалительных цитокинов, протеолитических ферментов и снижением биосинтеза хондроцитами основных макромолекул матрикса — коллагена и протеогликанов.

Провоспалительные цитокины и ферменты в разрушении суставного хряща

К дегенерации суставного хряща приводит повышенный биосинтез провоспалительных цитокинов. Клетками синовиальной мембраны, в основном синовиоцитами макрофагального типа, продуцируются провоспалительные цитокины, которые, поступая в синовиальную жидкость, влияют на функционирование хондроцитов суставного хряща, стимулируя биосинтез интерлейкина-1 (ИЛ-1), -3, -4, фактора некроза опухоли альфа, оксида азота и матриксных металлопротеаз. Синовиоциты выступают как главный источник биосинтеза катаболических ферментов, вовлеченных в процесс остеоартроза: коллагеназ-1, -2 и -3, стромелизина-1 и желатиназы 92 кД. Оксид азота в высоких концентрациях нарушает биосинтез макромолекул матрикса суставного хряща и вызывает апоптоз хондроцитов. Разрушение аггрекана — основного протеогликана суставного хряща — осуществляется аггреканазой, обладающей свойствами металлопротеаз.

Существуют естественные ингибиторы цитокинов, которые способствуют связыванию цитокинов с рецепторами клеточных мембран (ИЛ-1РА, ИЛ-1РА, ИЛ-1 бета, рр55 и рр75 и др.) [11]. По всей вероятности, при артрозе существует дисбаланс провоспалительных и воспалительных цитокинов.

Фактор гипоксии и артроз

В развитии артроза принимают участие многие факторы, среди которых ведущее место занимает гипоксия и ишемия. Определен транскрипционный фактор, индуцирующий гипоксию (HIF-2 альфа), играющий важную роль в регуляции чувствительности клеток к метаболическому и оксидативному стрессу [15, 16]. Повышение уровня НIF-2 альфа негативно отражается на состоянии суставного хряща, так как этот белок стимулирует функционирование протеаз, осуществляющих катаболические процессы в суставном хряще. Этот фактор является регулятором процессов энхондральной оссификации, индуцируя NF-кB сигнальный путь, контролируя прогрессирование артроза и развитие остеофитов. Авторы считают, что в будущем он может быть рассмотрен как терапевтическая мишень остеоартроза, поскольку низкий уровень НIF-2 альфа способствует защите хряща от дегенерации и формирования остеофитов.

Иммунные нарушения и артроз

Проблема аутоиммунных процессов в патогенезе остеоартроза активно изучается. Разрушение матрикса суставного хряща, в частности коллагена и протеогликанов, фрагментов, попадающих в полость сустава, сопровождается их фагоцитозом лейкоцитами, что влечет за собой высвобождение медиаторов воспаления, лизосомальных ферментов. Клинически это проявляется явлениями синовита и развитием иммунных реакций клеточного и гуморального иммунитета на продукты распада. Сенсибилизация продуктов распада Т- и В-лимфоцитов проявляется повышенной выработкой лимфокинов, образованием иммунных комплексов, антител к хрящевой ткани и синовиальной мембране. Это приводит к фибротизации синовиальной мембраны, нарушает выработку синовиальной жидкости, что отражается на питании и лубрикации суставного хряща. Развивающийся иммунопатологический процесс в суставном хряще и синовиальной оболочке замыкает дегенерацию хряща. Одним из звеньев аутоиммунных нарушений в патогенезе может быть белок фибулин, выделенный из синовиальной жидкости, к которому у 23,9 % больных остеоартрозом обнаружены антитела [17].

Ожирение и артроз

Выявлены особенности механизмов развития артроза у пациентов с ожирением. Повышение индекса массы тела более 25–27 усл.ед. увеличивает риск развития артроза на 15 % [8]. При этом как основу факторов риска развития дегенерации суставного хряща рассматривают продукты биосинтеза клетками жировой ткани провоспалительных медиаторов и адипокинов, в частности лептина [18]. Повышенное содержание интерлейкина-6 и лептина выявлено у людей пожилого возраста при коксартрозе. Агрессивной клеткой выступает макрофаг, секретирующий провоспалительные цитокины — интерлейкин-6 и фактор некроза опухолей альфа. При этом характер распределения подкожной жировой клетчатки (центральный или периферический) не влияет на вероятность развития гонартроза.

Субхондральная кость и остеоартроз

Дискутируются вопросы изменений субхондральной кости в патогенезе остеоартроза. Имеется двоякая точка зрения на систему «суставной хрящ — субхондральная кость».

С одной стороны, увеличение микротрещин в суставном хряще вследствие повышенной механической нагрузки, формирование участков без покрытия приводит к увеличению жесткости субхондральной кости. Это проявляется снижением амортизирующих свойств суставного хряща и, в свою очередь, инициирует и поддерживает в нем дегенеративные проявления. Кроме того, в субхондральной кости при остео­артрозе зафиксировано увеличение скорости ремоделирования, как повышение резорбции, так и костеобразования, что проявляется склерозированием и формированием кист в этой области. Было выявлено, что у больных коксартрозом в остеоцитах и остеобластах субхондральной костной ткани повышен уровень биосинтеза металлопротеаз и щелочной фосфатазы, нарушается биосинтез коллагена. В экспериментах in vitro доказано, что клетки костной ткани, полученные от пациентов с артрозом, влияют на биосинтез гликозаминогликанов в суставном хряще. Возможно, побудительным механизмом является повышенная секреция остеокальцина и провоспалительных цитокинов, способных модифицировать хрящевой метаболизм.

С другой стороны, эти нарушения в субхондральной кости исследователи рассматривают как первичное звено, способствующее инициации остеоартроза. Доказательства этого были получены в эксперименте на животных [19].

Нарушение эндокринного баланса организма

В настоящее время доказано, что гормональные влияния являются существенными регуляторами на этапах роста и развития хрящей, а хондроциты имеют специфические рецепторы к ряду гормонов: тироксину, инсулину, глюкокортикоидам, соматотропину, эстрадиолу, андрогенам и пролактину. Нарушение эндокринного баланса организма рассматривается как фактор риска, приводящий к изменению равновесия между анаболическими и катаболическими процессами в суставном хряще и, как следствие, — развитию дегенерации [12]. Однако многие аспекты и механизмы воздействия гормонов на суставной хрящ до настоящего времени не раскрыты.

Таким образом, изучение доли вклада факторов риска в патогенез такой сложной и распространенной патологии, как артроз, расширяет представления об этом заболевании и позволяет разработать специфические мероприятия подходов к диагностике и лечению.