МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ СИНОВИАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ В ДИАГНОСТИКЕ ОСТЕОАРТРОЗА: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ СИНОВИАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ
В ДИАГНОСТИКЕ ОСТЕОАРТРОЗА: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ
В.В. Зар1, В.П. Волошин1, С.Н. Шатохина1, Л.Ю. Петушкова1, В.Н. Шабалин2
1
ГБУЗ МО Московский областной научно-исследовательский клинический институт
им. М.Ф. Владимирского (МОНИКИ)
2
Филиал РНИМУ «НКЦ геронтологии»
Изучены особенности текстур и морфотипов синовиальной жидкости с помощью метода краевой дегидратации. Установлено, что весь комплекс дегенеративно-дистрофических и вторичных иммуновоспалительных взаимодействий, происходящих в структуре синовиальной оболочки и хрящевой ткани сустава при
остеоартрозе, отражается в морфологической картине синовиальной жидкости. Чужеродные вставки в ее
кристаллические структуры, дистрофические и дегенеративные признаки в анизотропных морфотипах, полихромность структур свидетельствуют о формировании аномальных связей между органической и минеральной составляющими. Эти связи обуславливают вторичные эффекты, приводящие к дегенеративным изменениям хрящевой ткани сустава.
Ключевые слова: остеоартроз, синовиальная жидкость, метод краевой дегидратации биологической жидкости, дегенеративно-дистрофический процесс.
MORPHOLOGIC STRUCTURES OF SYNOVIAL FLUID IN DIAGNOSIS OF OSTEOARTHROSIS: CONDITION
AND PERSPECTIVES
V.V. Zar1, V.P. Voloshin1, S.N. Shatochina1, L.Yu. Petushkova1, V.N. Shabalin2
1
M.F. Vladimirsky Moscow Regional Clinical and Research Institute (MONIKI)
«Research-and-Clinical Center of Gerontology», Russian National Research Medical University
2
The features of the texture and morphotypes of synovial fluid were studied using the method of the bordered
dehydration. It was established that the whole complex of degenerative-and-dystrophic as well as the secondary
immune-and- inflammatory interrelations taking place within the structure of synovial membrane and cartilage tissue
in osteoarthosis patients are reflected in the morphological picture of the synovial fluid. Foreign insets within its crystal
structures, dystrophic and degenerative signs in anisotropic morphotypes, and structural polychromia are indicative of
irregular associations between the organic and mineral components. These associations provide secondary effects leading
to degenerative alterations of the joint cartilage.
Key words: osteoarthrosis, synovial fluid, method of bordered dehydration of biological fluids, degenerative-anddystrophic process.
В основе остеоартроза лежат активные процессы
– дегенеративно-дистрофические и репаративные – в
суставных тканях. Они развиваются под воздействием
различных повреждающих факторов, состоящих в своей основе из каскада биохимических и иммунологических реакций, регуляцию которых выполняет большое
количество гуморальных медиаторов. Между синовиальной жидкостью (СЖ) и жидкостной средой межклеточного матрикса осуществляется постоянный обмен,
который зависит от подвижности сустава, вязкоэластических свойств СЖ и возможностей физиологического
сопротивления абсорбционной системы. При остеоартрозе уже на ранних стадиях происходит замедление
тока жидкости в суставе, что приводит к ее задержке
в синовиальном пространстве и увеличению в ней гиалуроната. «Увидеть» интегральную картину происходящих событий при повреждении сустава по структуре СЖ позволяет новая технология «Литос-система», с
помощью которой можно диагностировать различные
патологические состояния по морфологической картине биологических жидкостей. Эта технология включает два вида получения структур: методами клиновид-
57
СОВРЕМЕННЫЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ – ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
Альманах клинической медицины № 27’2012
СОВРЕМЕННЫЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ – ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
Альманах клинической медицины № 27’2012
Исследование СЖ методом краевой дегидратации проводилось с помощью диагностического набора «Литос-система». При структурировании СЖ происходит медленное (5-6 суток) испарение воды в аналитической ячейке, что создаёт условия для образования
биокристаллических структур. Эти структуры анализировали при обычной микроскопии и в поляризованном свете. Исследовали не менее пяти аналитических
ячеек для каждого образца СЖ. При этом определяли
процентное соотношение количества изотропных и
анизотропных биокристаллических структур.
ной дегидратации и краевой дегидратации. Информация, получаемая такими методами, взаимосвязана и
дополняет одна другую [5, 6].
Ранее мы сообщали о возможности диагностики остеоартроза по синовиальной жидкости методом
клиновидной дегидратации [5]. Проведенные исследования впервые показали возможность диагностики
остеоартроза на различных стадиях течения заболевания, в том числе доклинической. Было установлено
значительное увеличение ионов кальция и фосфора в
СЖ, что указывает на активацию механизмов защитной
биоминерализации, которая направлена на нейтрализацию токсичности элементов деградации хрящевой
ткани. Однако в результате биоминерализации больших объёмов деструктивной ткани суставного сочленения развиваются вторичные патологические эффекты в
виде остеоартрозных образований (краевые костные
разрастания, свободные суставные тела и др.).
В настоящем исследовании изучались особенности состава текстур и морфотипов, полученных методом краевой дегидратации СЖ больных остеоартрозом
на доклинической и клинической стадиях заболевания.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В состав изотропных текстур, выявленных в СЖ,
входили: папоротникообразные, смешанные, пластинчатые и параллельные (рис. 1). Смешанная текстура характеризовалась промежуточной формой между
папоротникообразной и пластинчатой. Распределение указанных текстур в сравниваемых группах пациентов представлено в таблице. Как видно из ее данных,
процентное содержание морфологического маркера
деструкции превалирует у больных гонартрозом. Пластинчатые текстуры являются холестериновыми биокристаллическими образованиями. Известно, что холестерин служит основной формообразующей единицей
клеточной мембраны. При массивной гибели клеток
ткани суставного сочленения холестерин в больших количествах поступает в СЖ, что и обуславливает формирование данного маркера.
Репаративные процессы, представленные морфологическим маркером пролиферации (параллельные
текстуры), развиваются в ответ на воздействие различных повреждений и осуществляются при помощи саморегулирующейся системы биохимических и иммунологических процессов со стереотипной динамикой,
принципиально не зависящей от типа повреждения.
Анизотропные морфотипы у всех пациентов контрольной группы были представлены четкими сферолитами, веерными и дендритными структурами. Все
они относились к монохромным образованиям (рис. 2).
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Материалом явилась СЖ, полученная при артроскопическом оперативном вмешательстве по поводу
различной патологии коленного сустава: повреждение мениска, связочного аппарата, гонартроз. В исследование вошли 52 пациента в возрасте от 18 до 77
лет, получавшие лечение в травматологическом отделении МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского.
По результатам артроскопии и оценки морфологической картины фаций СЖ все пациенты были
разделены на три группы: 17 из них – без признаков
гонартроза (контрольная группа), 10 – с признаками
гонартроза по морфологической картине СЖ (метод
клиновидной дегидратации) без клинических и артроскопических признаков заболевания, и 25 – больные
гонартрозом.
Процентный состав изотропных текстур синовиальной жидкости обследуемых пациентов
Изотропные текстуры синовиальной жидкости, %
папоротникообразная
(норма)
смешанная
(адаптация)
пластинчатая
(маркер деструкции)
параллельная
(маркер пролиферации)
Контрольная
(n=17)
84
100
0
0
С доклинической
стадией остеоартроза
(n=10)
50
100
40
60
Больные гонартрозом
(n=25)
4
100
100
40
Группы обследованных
58
а
б
в
г
Рис. 1. Изотропные текстуры синовиальной жидкости: а – папоротникообразная; б – смешанная; в – пластинчатая;
г – параллельная (стрелки). ×80
а
б
в
Рис. 2. Анизотропные монохромные морфотипы синовиальной жидкости у пациентов без признаков гонартроза
(контрольная группа): а – сферолит (×200); б – веерная структура (×200); в – дендрит (×100).
Микроскопия в поляризованном свете
59
СОВРЕМЕННЫЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ – ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
Альманах клинической медицины № 27’2012
СОВРЕМЕННЫЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ – ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
Альманах клинической медицины № 27’2012
У пациентов с доклинической стадией остеоартроза состав анизотропных морфотипов был несколько иным: в монохромных сферолитах отмечался вторичный рост по периферии (12%), в монохромных дендритах определялись включения мелких «липидных капель» (38%), а в некоторых (16%)
– включения с различной цветовой гаммой (рис. 3).
Морфотипы нормы (в основном, веерные структуры)
составляли 34%.
В группе больных гонартрозом анизотропные
морфотипы СЖ были представлены широким спектром биокристаллических структур. В первую очередь
обращали на себя внимание морфотипы с признаками
деструкции (более 60%), а также мелкие сферолиты
(около 10%), которые выявлялись отдельно или входили в состав монохромных или полихромных морфотипов (рис. 4). При этом степень анизотропии (свечения)
вставочных мелких сферолитов была значительно
ниже, чем основного сферолита.
Около 30% анизотропных морфотипов являлись
полихромными. Кроме указанных признаков по краю
структур монохромных и полихромных морфотипов
определялись мелкие фрагменты, что характеризовало несостоятельность структуры, то есть наличие
деструктивного процесса (рис. 5). Морфотипы нормы
отсутствовали.
Поражения суставов представляют собой патогенетически разнородную группу, которую подразделяют на воспалительные и дегенеративнодистрофические процессы. Однако, несмотря на
различия по этиологическому и патогенетическому
фактору развития патологии, при всех заболеваниях суставов имеется иммуновоспалительный процесс, который при остеоартрозе возникает в ответ
на деструкцию хряща и носит вторичный характер.
В процессе иммуновоспалительной реакции попавший в сустав антиген захватывается макрофагами и
«презентируется» Т-лимфоцитами. Сенсибилизированные Т-клетки начинают усиленно вырабатывать
цитокины, активировать макрофаги и фибробласты,
что приводит к сложному каскаду последовательных
реакций. Высокая концентрация провоспалительных цитокинов в синовиальной оболочке влечет за
собой повышение активности циклооксигеназы-2 и
продукцию простагландинов, экспрессию металлопротеиназ, высвобождение факторов комплемента,
повышение функциональной активности нейтрофилов с образованием активных форм кислорода
и высвобождением лизосомальных ферментов,
усиление ангиогенеза, экспрессию молекул адгезии на эндотелиальных клетках, хемотаксис мононуклеаров и т.д. Цепь биохимических превращений
а
б
в
Рис. 3. Анизотропные морфотипы синовиальной жидкости у пациентов с доклинической стадией гонартроза:
а – сферолит с вторичным ростом по периферии (×100); б – веерная структура с включениями «липидных капель» (×200);
в – дендрит с цветными вставками (×200). Микроскопия в поляризованном свете
60
а
б
в
г
Рис. 4. Анизотропные морфотипы синовиальной жидкости у больных гонартрозом: а – с признаками деструкции (×200);
б – мелкий сферолит (×800); в – вставка мелкого сферолита (стрелка) в монохромный дендрит с признаками деструкции
(×630); г – вставка мелкого сферолита (стрелка) в полихромный сферолит (×630). Микроскопия в поляризованном свете
а
б
в
г
Рис. 5. Анизотропные морфотипы синовиальной жидкости у больных гонартрозом: а, б – полихромные сферолиты (×200);
в, г – фрагментация структур (стрелки) по краю сферолита (×400). Микроскопия в поляризованном свете
61
СОВРЕМЕННЫЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ – ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
Альманах клинической медицины № 27’2012
СОВРЕМЕННЫЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ, КЛИНИЧЕСКИЕ И МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ – ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
Альманах клинической медицины № 27’2012
нарушений в СЖ при развитии дегенеративно-дистрофических поражений хрящевой ткани сустава позволяет быстро и высокоэкономично оценивать эффективность применения новых групп препаратов и рациональных схем фармакотерапии.
субстрата непосредственно участвует в разрушении
суставного хряща [2, 3, 4].
Безусловно, весь комплекс сложных взаимодействий, происходящих в структуре синовиальной оболочки и хрящевой ткани сустава при остеоартрозе,
отражается в морфологической картине СЖ. Чужеродные вставки в ее кристаллические структуры, дистрофические и дегенеративные признаки в анизотропных
морфотипах, полихромность структур – все это свидетельствует о формировании множественных аномальных связей между органической и минеральной
составляющими, которые обуславливают вторичные
эффекты, приводящие к дегенеративным изменениям
хрящевой ткани сустава.
Однако вся гамма соотношений морфологической картины СЖ с биохимическими превращениями в тканях суставных сочленений неясна и является
предметом наших дальнейших исследований. Уточнение взаимосвязи конкретного морфологического
признака с определенным биохимическим процессом
может поставить качество диагностики дегенеративно-дистрофических заболеваний суставов на порядок
выше. Тем не менее, уже на настоящем этапе исследований интегральный подход к оценке происходящих
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
6.
62
Зар В.В., Волошин В.П., Шатохина С.Н., Шабалин В.Н.
Значение биоминерализации при дегенеративно-дистрофических заболеваниях суставов // Альманах клин.
мед. №22. М., 2010. С.21-24.
Омельяненко Н.П., Слуцкий Л.И. Соединительная ткань
(гистофизиология и биохимия) / под ред. акад. РАН и
РАМН С.П. Миронова, т. I. М.: Известия, 2009. 379 с.
Омельяненко Н.П., Слуцкий Л.И. Соединительная ткань
(гистофизиология и биохимия) / под ред. акад. РАН и
РАМН С.П. Миронова, т. II. М.: Известия, 2010. С.364-510.
Петров В.И., Бабаева А.Р., Сергеева С.А., Эпштейн О.И.
Биологические агенты в фармакотерапии болезней суставов. Волгоград: ВолГМУ, 2009. 174 с.
Шабалин В.Н., Шатохина С.Н. Морфология биологических жидкостей человека. М.: Хризостом, 2001. 303 с.
Shabalin V.N., Shatokhina S.N. Diagnostic markers in the
structures of human biological liquids // Singapore Med. J.
2007. V.48, No.5. P.440-446.