دور التغيرات في العظم تحت الغضروف في التسبب في هشاشة العظام

جنبا إلى جنب مع انحطاط الغضروف المفصلي ، فإن العملية المرضية في هشاشة العظام تشمل النسيج العظمي الكامن. يقترح أن سماكة صفيحة الغضروف يعزز تطور هشاشة العظام. مع تقدم الفصال العظمي ، يتآكل الغضروف المفصلي ، وهو جسم للإجهاد الميكانيكي والكيميائي ، ببطء بسبب اختلال التوازن في عمليات هدم وإصلاح الغضاريف. على وجه الخصوص ، يساهم الإجهاد الميكانيكي فيما يتعلق بكتلة الجسم التي تحمل وزنًا في تكوين عدد كبير من الكسور الصغرى في الصفيحة الغضروفية والغضروف. مع تآكل الغضروف المفصلي ، يتطور تصلب العظم تحت الغضروفي ، يزداد تصلب النسيج العظمي ، مما يساهم بدوره في مزيد من الاضطراب في بنية الغضروف المفصلي. ومع ذلك ، فإن مسألة الطبيعة الأولية أو الثانوية للتغيرات في العظم تحت الغضروف في هشاشة العظام لا تزال دون حل.

حتى وقت قريب ، كان يعتقد أن التغيرات العقدية التي تم تحديدها إشعاعيا في المادة الإسفنجية للعظم تحت الغضروف ، مثل التصلب أو تكوُّن الكيس ، في المرضى الذين يعانون من هشاشة العظام تكون ثانوية. ومع ذلك ، فإن نتائج الدراسات السريرية والتجاربية تشير إلى الدور المستقبلي المحتمل للعظم تحت الغضروف في التسبب في هشاشة العظام. وتتمثل إحدى الآليات الممكنة في حدوث زيادة حادة في تدرج صلابة العظم تحت الغضروف ، وذلك بسبب حقيقة أن تكامل النسيج الغضروفي السليم يعتمد على الخواص الميكانيكية لعظام "سريره". أظهرت الدراسات في الرئيسيات أن التغيرات في العظم تحت الغضروف قد تسبق التغييرات في الغضروف المفصلي. الأدلة في نماذج هشاشة العظام في الحيوانات والدراسات السريرية للأدلة في دعم هذه الفرضية وضدها لم تؤدي إلا إلى تفاقم المناقشة. لا يرافق كثف الترابكولا في العظم تحت الغضروف دائما زيادة في تمعدن النسيج العظمي ، أو بالأحرى ، زيادة في حجم العظم. تشير هذه العلامة للتمعدن غير الطبيعي إلى أن الاضطراب في تنظيم إعادة تشكيل العظام هو جزء لا يتجزأ من هشاشة العظام ، ويدعم أيضًا مفهوم عيب أنسجة العظام في هشاشة العظام. ترى مجموعة J. Dequeker (1989) أن هذا الأخير هو "مرض عظمي استقلابي عام".

يتم تحديث نسيج العظام باستمرار. هذه العملية الديناميكية ، التي تسمى إعادة تشكيل العظام ، هي سلسلة معقدة من عمليات الارتشاف والتمعدن. الأوستيوكلاست تمتص نسيج العظام ، وتفرز بانيات العظم البروتينات التي تشكل المكون العضوي الرئيسي للتمعدن. التعليم وارتشاف العظم عن طريق الصدفة تأتي عبر الهيكل العظمي، فإنه - عملية مبرمجة الذي يحدث في أجزاء مختلفة من الهيكل العظمي، والمعروفة باسم وحدة العظام إعادة عرض. في بداية الدورة ، تظهر osteoclasts على سطح غير نشط ؛ في غضون أسبوعين يشكلون نفقًا في طبقة العظام القشرية أو الثغرة على سطح العظم التربيقي. يحدد تواتر تنشيط وحدات إعادة تشكيل العظام الجديدة درجة تجديد أنسجة العظام. في الشاب السليم ، تتم موازنة عمليات تكوين وامتصاص أنسجة العظام ، يتم الحفاظ على كتلة الأنسجة العظمية الطبيعية. على الأقل التنظيم الهرموني لارتشاف العظام PTH وPGE ₂ حضر، ليس فقط عن طريق الخلايا الآكلة وبانيات، ولكن كما عمل هذه الهرمونات يتم الافراج العوامل التي تحفز ارتشاف العظم من الخلايا الآكلة. ويوجد حاليا أكثر من 12 منظم المحلية والنظامية لنمو العظام يؤثر على إعادة عرض، وخاصة PTH، 1،25 (OH) ₂ D ₃ ، الكالسيتونين، هرمون النمو، السكرية، وهرمونات الغدة الدرقية، والأنسولين، IGF (1 و 2) ، هرمون الاستروجين ، PGE ₂ ، الاندروجين.

تطلق الخلايا العظمية عددا من البروتينات والسيتوكينات ، التي تقوم بتنظيم الغدد الصماء ونقل الإشارات. البروتينات التي تنتجها بانيات العظم تشمل بروتينات مصفوفة العظام مثل الكولاجين ، أوستيوبونتين ، أوستيوكالسين ، sialoproteins العظام. بالإضافة إلى ذلك ، تطلق هذه الخلايا البروتياز في شكل نشط وكامن ، والتي تشارك في عملية إعادة تشكيل العظام - MMP ، مكونات نظام المنشط البلازمينوجين (AP) / البلازمين. يمكن للسيتوكينات التي تطلقها بانيات العظم أن تتصرف من خلال آليات الاستبداد و paracrine إلى الخلايا المحلية (بانيات العظم الأخرى ، الخلايا الآكلة للعظم).

لم يعرف بعد الطريقة التي يتم بها تنظيم هذه الإشارات - عن طريق الضغط الميكانيكي أو الإشارات الكيميائية الأخرى الناجمة عن الإجهاد الميكانيكي. ومع ذلك ، من المعروف أن الإجهاد الميكانيكي المتكرر يسبب انتشارًا محليًا لخلايا العظام و / أو البروتينات. في الجسم الحي ، يمكن للضغط الميكانيكي تنشيط بانيات العظم ، وزيادة مستويات النوكليوتيدات الحلقية ، وإنتاج البروستاجلاندين ، وتسبب أيضًا تغيرات مورفولوجية مرتبطة بإعادة تشكيل العظام. في ظل ظروف في المختبر إجهاد ميكانيكي يدفع ثقافة انتشار العظمية، مرنا التعبير عن البروتينات العظام تشارك في تشكيل تمعدن عظمية وفي العملية، والإفراج عن عوامل النمو المحلية مثل IGF-1 و IGF-2، وجزيئات الالتصاق. يمكن أن يتم نقل إشارة الإجهاد الميكانيكي من خلال قنوات الأيون الحساسة ميكانيكياً.

هناك دليل غير مباشر على ضعف وظيفة أوستيوبلاست في هشاشة العظام. وقد أظهرت G. Gevers وJ. DEQUEKER (1987) زيادة في أوستيوكالسين المصل لدى النساء يعانون من التهاب المفاصل مفاصل اليدين، وكذلك إإكسبلنتس منطقة العظام القشرية، مما يوحي بأن في أمراض النسيج العظمي يمكن أن تكون جزءا من هشاشة العظام. في تشريح الجثة ، لم يتم الكشف عن سماكة العظم تحت الغضروفي فقط ، بل أيضًا تمعدن رأس الفخذ بشكل غير طبيعي. في غينيا أظهرت الخنازير يعانون من هشاشة العظام التي يسببها جراحيا باستخدام التصوير المقطعي سماكة كبيرة من الكسر العظم تحت الغضروف في المنطقة. اختلال التوازن بين البروتينات الكولاجين وغير الكولاجينية (أوستيوكالسين الخ) قد يزيد حجم العظام، ولكن لا يؤثر على الكثافة المعدنية. ووفقا لM. شيميزو وآخرون (1993)، وتقدم من التغيرات التنكسية في الغضروف المفصلي المرتبطة إعادة عرض أكثر كثافة العظم تحت الغضروف وزيادة صلابة، والذي يشير أيضا إلى وجود خلل في خلايا العظام في هشاشة العظام. وفقا لمقترح V. لي وM. Aspden (1997) فرضية انتشار عيب من خلايا العظام يمكن أن يؤدي إلى زيادة في صلابة العظام، ولكن لا تسبب زيادة في الكثافة المعدنية.

افترض [س.] [وستكوت] و [ك-كتّوريس] (1997) أنّ [أستيوبلاستس] شاذّة مباشرة أثرت على الإستقلاب من نسيج غضروفيّة. زراعة الخلايا بانية العظم في المرضى الذين يعانون من التهاب المفاصل الغضروفية مع الناس الذين لم يكن لديهم أمراض المفاصل، لاحظ واضعو تغير كبير في الإفراج عن الجليكوسامينوجليكان طبيعية أنسجة الغضاريف في المختبر، ولكن ظل مستوى الافراج خلوى دون تغيير. G. هلال وآخرون (1998) أثبتت أن ثقافة بانيات العظم تحت الغضروف المرضى الذين يعانون من هشاشة العظام في المختبر لديه الأيض تغير - يزداد نظام آخر AP / بلازمين وIGF-1 في هذه الخلايا. ويمكن تفسير ملاحظة CI Westacott وآخرون (1997) من خلال زيادة نشاط البروتياز في الخلايا العظمية تحت الغضروفية.

لا يزال من غير المعروف ما إذا كان osteoarthrosis يبدأ تغييرات في العظم تحت الغضروف أو يساهم في تقدمها. أظهرت DK ديدريك وآخرون (1993) أن في الكلاب مع التهاب المفاصل الناجم جراحيا سماكة العظم تحت الغضروف ليس شرطا مسبقا لتطوير تغييرات osteoartrozpodobnyh في الغضروف المفصلي، ولكن يساهم في تطور العمليات التنكسية في الغضروف. نتائج دراسة A. Sa'ied والمؤلفين المشاركين (1997) يتناقض مع بيانات الدراسة السابقة. باستخدام الموجات فوق الصوتية على 50 ميغاهيرتز لتقييم التغيرات المورفولوجية الأولية وتقدمهم في الغضروف المفصلي والعظام في المفاصل الناجم عن حقن حمض monoyoduksusnoy التجريبية في مفصل الركبة من الفئران، لقد أثبتنا تغييرات عملية في وقت واحد في العظام والغضاريف خلال الأيام الثلاثة الأولى بعد الحقن.

بانيات تفرز عوامل النمو والسيتوكينات التي تشارك في إعادة عرض محلي من النسيج العظمي، والتي قد تساهم في إعادة تشكيل نسيج الغضروف في "الوزن الناقل" المفاصل المناسبة بعد اختراق من خلال microcracks في طبقة متكلسة الغضاريف. علاوة على ذلك ، تم العثور على منتجات إفراز الخلايا العظمية في السائل الزليلي. المنتجات الأكثر احتمالا يفرز بانيات غير طبيعية قادرة على تشغيل الغضروف عملية إعادة المحلي هي TGF-B والعظام البروتينات المورفولوجية (ILC). يتميز كل من ممثلي عائلة TGF من قبل الخلايا الغضروفية وبانيات العظم ، وكلاهما قادر على تعديل إعادة تشكيل كل من الأنسجة العظمية والغضروفية. لاحظ J. مارتل بلاتير وآخرون (1997) زيادة في مستويات TGF-P في العظم تحت الغضروف إإكسبلنتس مرضى هشاشة العظام بالمقارنة مع الأفراد الأصحاء، مما يشير إلى دور محتمل لهذا العامل نمو في التسبب في هشاشة العظام. IGF تنتج أيضا من بانيات العظم. في الثقافة من الخلايا تشبه العظمية المستمدة من المرضى الذين يعانون من هشاشة العظام، وجدت على تزايد مستويات IGF التي تغير عملية التمثيل الغذائي للغضروف.

TGF-ب، IGF، لجنة والسيتوكينات التي تنتجها الخلايا بانية العظم في العظام تحت الغضروف، قد تؤثر على إنتاج كولاجيناز وغيرها من الأنزيمات المحللة للبروتين في الغضروف، والتي بدورها قد تساهم في إعادة عرض / تدهور المصفوفة الغضروف. ولم يتضح بعد ما إذا كانت الخلايا بانية العظم تنتج OA مستعمرة تحفيز أقل بلعم عامل (M-CSF - مشجعا من ارتشاف العظم) من الخلايا الطبيعية. أظهرت نتائج البحوث AG Uitterlinden وزملاء العمل (1997) التي لها دور في تشكيل مستقبلات العظمية قد تلعب فيتامين D، والتي يتم التعبير عنها بواسطة بانيات وتنظيم التعبير عن عدة عوامل توليفها من قبل هذه الخلايا، وهو ما يفسر جزئيا دور بانيات في التسبب في هذا المرض.

وبالنظر إلى نتائج الدراسات المذكورة أعلاه، G. هلال وآخرون (1998)، J. مارتل-بلاتير وآخرون (1997) وقد اقترح العلاقة فرضية العمل التالية إعادة عرض العظام تحت الغضروف والغضروف المفصلي السليم في هشاشة العظام. في مرحلة مبكرة أو متقدمة من OA المرضية إعادة تشكيل النسيج العظمي المكثفة في العظم تحت الغضروف. الحمل المتكرر في وقت واحد يؤدي إلى microfractures المحلية و / أو ظهور نظام الخلل IGF /-IGF svyazyvayushy البروتين (IGFBP) بسبب استجابة غير طبيعية من بانيات العظم تحت الغضروف، وهو ما يعزز التصلب لها. هذا الأخير يمكن أن يساهم بدوره في ظهور الكسور الصغيرة للغضروف المناسب والضرر لمصفوفته.

في ظل الظروف العادية يتم التخلص من هذا التلف عن طريق التوليف المحلي وإطلاق بروتين IGF-1 و IGF ، مما يحفز تكوين ECM للغضروف المفصلي. في الوقت نفسه ، يعزز نظام PD نمو الخلايا العظمية تحت الغضروفية وتشكيل مصفوفة العظام. النشاط الابتنائية من IGF-نظام ارتفع عظم تحت الغضروف في مرضى هشاشة العظام، في حين تفعيل المحلي SA نظام / بلازمين (المنظم المحلي لIGF-النظام) في الغضروف المفصلي يسبب تغيرات المحلية. في بانيات في هشاشة العظام IGF-1 يعطي تنظيم AP نوع بلازمين ردود الفعل الإيجابية، وبالتالي يمكن أن تمنع إعادة تشكيل النسيج العظمي، الأمر الذي يؤدي في نهاية المطاف إلى التصلب تحت الغضروف. وهكذا، في العظام والغضاريف تحريض المحلي من الخيوط IGF-1 iproteaz، من جهة، والأضرار التي لحقت الغضاريف، وغيرها - إلى سماكة العظم تحت الغضروف، وهذا الأخير بدوره يشجع المزيد من الضرر الغضروف. عدم التوازن بين الضرر الغضروف المرتبطة التصلب تحت الغضروف، والقدرة على إصلاحها، ويؤدي إلى تغييرات تدريجية في ECM الغضروف وتطوير هشاشة العظام. وفقا للمؤلفين ، هذه الفرضية تشرح أيضا التقدم البطيء للمرض.