Nivelrikko: meniskektomian vaikutus nivelrustoiseen nivelsiteeseen.

Kuten aiemmin todettiin, nivelmeniskeillä on tärkeä rooli nivelen normaalissa toiminnassa. Meniskit ovat rakenteita, jotka lisäävät reisiluun ja sääriluun nivelpintojen kongruenssia, parantavat sivuttaisvakautta ja parantavat nivelnesteen jakautumista ja ravinteiden vaihtoa nivelruston kanssa. Täydellinen tai osittainen meniskektomia johtaa sääriluun nivelpinnan kuormituksen suunnan muutokseen, mikä johtaa nivelruston rappeutumiseen.

Meniskektomian vaikutusta nivelen biomekaniikkaan sekä nivelruston ja subkondraalikulun degeneratiivisten prosessien indusointia eläimillä (yleensä koirilla ja lampailla) on tutkittu useissa tutkimuksissa. Aluksi tutkijat suorittivat polvinivelen mediaalisen meniskin poiston, mutta myöhemmin havaittiin, että lateraalisen meniskin poisto johtaa nivelrikon nopeampaan kehittymiseen.

Little ym. (1997) tutkivat lampaiden lateraalista meniskektomiaa käyttäneissä nivelruston ja subkondraalin luun muutoksia useilla polvinivelen alueilla. Tyypillisiä histologisia löydöksiä, jotka havainnollistavat nivelruston muutoksia kuusi kuukautta leikkauksen jälkeen, olivat ruston kuluminen, proteoglykaanipitoisuuden lasku ja kondrosyyttien määrän lasku. Subkondraalin luun muuttuneiden rustojen alla havaittiin kapillaarien kasvua kalkkeutuneeseen rustovyöhykkeeseen, "aaltoilevan reunan" siirtymistä ulospäin ja subkondraalin luun sienimäisen aineen paksuuntumista.

P. Ghosh ym. (1998) tutkimuksessa osoitettiin, että yhdeksän kuukautta lateraalisen meniskiktomian jälkeen lampailla havaittiin merkkejä subkondraalisesta luun uudelleenmuodostumisesta ja luun mineraalitiheyden lisääntymisestä nivelruston rappeutumisen seurauksena. Alueilla, jotka altistuvat epätavallisen suurelle mekaaniselle kuormitukselle lateraalisen meniskin poiston vuoksi (reisiluun lateraalinen nivelnastan pää ja sääriluun lateraalinen levy), havaittiin dermataanisulfaattia sisältävien proteoglykaanien lisääntynyttä synteesiä, vaikka saman tyyppisten proteoglykaanien lisääntynyttä synteesiä havaittiin myös keskilevyn rustossa. Kävi ilmi, että dermataanisulfaattia sisältäviä proteoglykaaneja edustaa pääasiassa dekoriini. Sen korkein pitoisuus havaittiin nivelruston keski- ja syvillä alueilla.

Sivumeniskien poiston aiheuttaman suuren kuormituksen omaavilla rustoalueilla lisääntyneen dermataanisulfaattia sisältävien proteoglykaanien synteesin myötä havaittiin aggrekaanien katabolian lisääntymistä, mistä on osoituksena sen fragmenttien vapautuminen ravinneliuokseen rustokudoksesta sekä MMP:n ja aggrekanaasien korkea aktiivisuus. Koska tulehdusaktiivisuus tässä nivelrikkomallissa oli minimaalista, kirjoittajat ehdottivat, että entsyymit olivat peräisin kondrosyyteistä.

Vaikka monia kysymyksiä on edelleen avoimia, edellä kuvatut tutkimukset paljastavat biomekaanisten tekijöiden mahdollisen roolin nivelrikon patogeneesissä. On selvää, että kondrosyytit kykenevät "aistimaan" ympäristönsä mekaaniset ominaisuudet ja reagoimaan muutoksiin syntetisoimalla soluvälitteistä massaa (ECM), joka kestää suurempia kuormituksia ja estää siten rustovaurioita. Nuorilla eläimillä kohtuullinen liikunta indusoi aggrekaanipitoisen ECM:n synteesiä. Tämä kondrosyyttivasteen hypertrofinen (tai adaptiivinen) vaihe voi kestää useita vuosia, mikä tarjoaa vakaan mekaanisen kuormituksen nivelrustolle. Tämän tasapainon häiriintyminen lisääntyneen kuormituksen intensiteetin tai keston vuoksi tai normaalin nivelbiomekaniikan muutosten vuoksi vamman tai leikkauksen jälkeen tai kondrosyyttien kyvyn heikentyessä parantaa ECM:n synteesiä lisääntyneen kuormituksen seurauksena (ikääntymisen aikana), aiheuttaa endokriinisten tekijöiden vaikutus merkittäviä muutoksia solu- ja matriisitasolla: proteoglykaanien ja tyypin II kollageenin synteesi estyy, ja dekoriinin ja tyypin I, III ja X kollageenin synteesi stimuloituu. Samanaikaisesti biosynteesin muutoksen kanssa ECM:n katabolia lisääntyy, samoin kuin MMP:iden ja aggrekanaasien tasot. Ei tiedetä, miten mekaaninen kuormitus edistää ympäröivän solukalvon (ECM) imeytymistä kondrosyytteihin; tätä prosessia välittävät todennäköisesti prostanoidit, sytokiinit (kuten IL-1p tai TNF-a) ja vapaat happiradikaalit. Tässä on mainittava nivelkalvon tulehduksen rooli nivelrikossa, koska edellä mainittujen katabolian välittäjäaineiden todennäköisin lähde voivat olla nivelen nivelkalvoon tunkeutuvat makrofagien kaltaiset synoviosyytit ja leukosyytit.

OD Chrismanin ym. (1981) tutkimus osoitti, että traumaattinen nivelvamma stimuloi prostaglandiinin esiasteen, arakidonihapon, tuotantoa. Vaurioituneiden kondrosyyttien kalvoja pidetään arakidonihapon lähteenä. On hyvin tunnettua, että arakidonihappo muuttuu nopeasti prostaglandiineiksi syklo-oksigenaasientsyymin (COX) vaikutuksesta. On osoitettu, että prostaglandiinit, erityisesti PGE2 _, ovat vuorovaikutuksessa kondrosyyttireseptorien kanssa ja muuttavat niiden geenien ilmentymistä. On kuitenkin edelleen epäselvää, stimuloiko vai estääkö arakidonihappo proteinaasien ja aggrekanaasien tuotantoa. Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että PGE2 _lisää MMP-tuotantoa ja aiheuttaa nivelruston hajoamista. Muiden tutkimusten tulosten mukaan PGE2 _:lla on anabolinen vaikutus solun ulkopuoliseen massakalvoon (ECM), ja se edistää myös ECM:n eheyttä estäen kondrosyyttien sytokiinien tuotantoa. On mahdollista, että näiden tutkimusten ristiriitaiset havainnot johtuvat niissä _{käytetyistä PGE2:n eri pitoisuuksista.}

Nivelruston vaurioitumisen seurauksena voi muodostua pieni määrä IL-1β:tä (tärkein sytokiini, joka stimuloi MMP:iden synteesiä ja vapautumista sekä estää niiden luonnollisten inhibiittorien aktiivisuutta), mikä johtaa kudosten hajoamiseen.

Tässä osiossa kuvatut tutkimukset ovat osoittaneet, että nivelen dynaamisen kuormituksen ylläpitäminen kynnysarvon alapuolella aiheuttaa uusiin mekaanisiin olosuhteisiin kestävien kondrosyyttien lisääntymistä, mikä tarkoittaa nivelrikon hypertrofisen vaiheen alkamista. Hypertrofoituneet kondrosyytit ovat erilaistumisen viimeisessä vaiheessa olevia soluja, mikä tarkoittaa, että niiden päämatriisielementtien geenien ilmentyminen on muuttunut. Tämän seurauksena aggrekaaniproteoglykaanien ja tyypin II kollageenin synteesi estyy ja dekoriinin sekä tyypin I, III ja X kollageenien synteesi lisääntyy.

Agrekaanien ja tyypin II kollageenin määrän väheneminen solukalvossa (ECM), johon liittyy synteesi- ja hajoamisprosessien välinen epätasapaino, antaa nivelrustolle ominaisuuden reagoida riittämättömästi mekaaniseen rasitukseen. Tämän seurauksena kondrosyytit menettävät suojaansa ja prosessi siirtyy kolmanteen, kataboliseen vaiheeseen, jolle on ominaista liiallinen proteolyyttinen aktiivisuus ja autokriinisten ja parakriinisten säätelytekijöiden eritys. Morfologisesti tälle vaiheelle on ominaista nivelruston ECM:n tuhoutuminen; kliinisesti se vastaa manifestiä nivelrikon nivelrikkoa. Tämä hypoteesi edustaa tietenkin yksinkertaistettua kuvaa kaikista nivelrikossa tapahtuvista monimutkaisista prosesseista, mutta se yleistää nykyaikaista käsitystä nivelrikon patobiologiasta.

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