ГИСТОПАТОЛОГИЯ ТКАНЕЙ ТАЗОБЕДРЕННОГО И КОЛЕННОГО СУСТАВОВ, ГИСТОМОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И НЕКОТОРЫЕ КОРРЕЛЯЦИОННЫЕ ЗАВИСИМОСТИ СПОНГИОЗЫ ГОЛОВКИ И ДИСТАЛЬНОГО ЭПИФИЗА БЕДРЕННОЙ КОСТИ БОЛЬНЫХ РЕВМАТОИДНЫМ АРТРИТОМ

Вступ

Ревматоїдний артрит (РА) — системне, хронічне, запальне захворювання, при якому хронічний поліартрит охоплює білатерально діартрозні суглоби (Schiller A.L., Teitelbaum S.L., 1999). В основі пато- та морфогенезу лежить хронічне запалення з імунним компонентом і супроводжується системними змінами кісткової та інших похідних сполучної тканини (Алякна В. и соавт., 1999; Макаров С.А. и соавт., 2006). На клінічному матеріалі стан кісткової тканини у хворих на РА вивчали методами ультра­звукової та рентгенденситометрії (Курята А.В. и соавт., 2006). Проте характеристики кісткової тканини, одержані різними апаратними методами, не відображають всіх особливостей її структурно-функціонального стану у світлі сучасних даних, тобто, крім загальної щільності (частка кісткової тканини в одиниці об’єму) — також ступеня активності остеогенезу, ступеня активності остеорезорбції та інших гістологічних показників. Хоча ці характеристики суттєво розширюють уявлення про доопераційний стан кісткової тканини у хворих на РА, досі не відомо — чи можна на цій основі прогнозувати перебіг репаративних процесів у ложі компонентів ендопротезів після їхньої імплантації, оскільки подібних досліджень раніше не проводилося. Однак кількісні структурні особливості спонгіози голівки та дистального епіфіза стегнової кістки за даними гістоморфометричних методів дослідження досі не визначені.

Мета проведеного нами дослідження — визначити гістоморфометричні характеристики спонгіо­зи у фрагментах стегнової кістки, що утворюють кульшовий та колінний суглоби, які було видалено під час операцій ендопротезування у хворих на РА, встановити відмінності між їх середніми параметрами та кореляційні залежності.

Матеріал і методи дослідження

Матеріалом дослідження були біоптати (резектати) кісткових фрагментів проксимального та дистального епіфізів стегнової кістки, одержані під час виконання ендопротезування кульшового та колінного суглобів у 55 хворих на РА. Для гістологічного дослідження вилучені фрагменти зазвичай використовували цілком, далі не подрібнюючи, з них вирізали фрагменти з максимальним збереженням топографії суглобових кінців. Проводили фіксацію 10% розчином формаліну, декальцинацію шматочків 5% азотною кислотою, заливання у целоїдин, одержання зрізів товщиною 10 мкм, фарбування гематоксилін-еозином. Гістологічні та гістоморфометричні дослідження проводили на мікроскопах Olympus СХ-41 та МБС-2.

Гістоморфометрію спонгіози (ГМС) виконували у кількох послідовно-прилеглих полях зору мікроскопів відповідного збільшення у ділянках, дещо віддалених від ураженої суглобової поверхні, тобто прилеглих до площини хірургічної резекції фрагментів. Проте підрахунок числа точок у максимальній кількості полів зору (10, 20) у деяких випадках був неможливим у зв’язку з малими розмірами резектованих фрагментів.

ГМС резектатів включала визначення таких показників зі стандартної системи ASBMR (Melsen E. et al., 1978; Malluche H.H., Faugere M.-C., 1986; Parfitt A.M., 1988; Weinstein R.S., 1992; Meunier P.J., 2000):

1. Кістковий об’єм BV/TV (%). Гістоморфометрію проводили на мікроскопі МБС-2 із застосуванням окулярної квадратно-сітчастої вставки зі 196 перетинами, максимально у 10 полях зору. За наявності більш дрібних фрагментів кісткового об’єкта число полів зору було меншим. Індивідуальний параметр кісткового об’єму (BV/TV, %) вираховували відносно загальної кількості тестових точок перетину у всіх полях зору, за принципом зваженої середньої (максимально було 1960 точок у 10 полях вимірювання).

2. Остеоїдна поверхня OS/BS (%). Гістоморфометрію проводили на мікроскопі Olympus СХ-41 із застосуванням окулярної квадратно-сітчастої вставки із 10 паралельними відрізками; максимально у 20 послідовно-прилеглих полях зору. Підраховували загальне число точок перетину поверхні кісткових трабекул з усіма відрізками (Bone Surface) та окремо — число перетинів поверхні трабекул, що вкрита шаром остеоїду (Osteoid Surface), а потім — вираховували їхню частку.

3. Число багатоядерних остеокластів на одиницю площі вимірювання N.Oc/T.Ar (індекс остео­кластів, 1/мм). Визначення проводили на мікроскопі Olympus СХ-41 із застосуванням окулярної квадратно-сітчастої вставки з полем квадратної форми відомої площі при використанні об’єктива ×20 та окуляра ×7; максимум у 20 послідовно-прилеглих полях зору підраховували загальне число багатоядерних клітин-остеокластів, які містилися на поверхні трабекул, а потім визначали частку від ділення сумарного числа остеокластів на загальну площу досліджених полів зору, виражену в 1/мм.

Результати дослідження

Гістопатологія тканин кульшового та колінного суглобів

Гістологічно у видалених тканинах виявляли різноманітні патологічні зміни, які часто спостерігаються у хворих на РА. У суглобовій капсулі це були насамперед ознаки хронічного неспецифічного продуктивно-інфільтративного та ексудативного запалення різної активності, які найбільшої вираженості досягали у синовіальному шарі капсули (рис. 1). Ці зміни відповідали різному ступеню активності запального процесу. У більшості випадків визначалися ворсинчасті розростання синовіального шару у вигляді гіпертрофії ворсинок, доволі часто — з гіперплазією синовіоцитів різного ступеня (рис. 2). В окремих випадках на більшому чи меншому протязі синовіоцити були відсутні, десквамовані, на підлеглій запально зміненій власній синовіальній пластинці визначалися порівняно товсті нашарування мас фібрину (рис. 3). Переважно у структурах синовіального шару, менше — волокнистого шару капсули, спостерігалася доволі виражена гіперемія мікроциркуляторного русла та запальна інфільтрація. Інфільтрати були поширені, щільні, часто зливалися; подекуди скупчення мононуклеарів та плазмоцитів формували у власній синовіальній пластинці дрібні лімфоїдні фолікули; в інфільтратах переважали лімфоцити та плазмоцити, з домішкою макрофагів, нейтрофілоцитів та невеликих багатоядерних гігантських клітин. У структурах волокнистого шару лімфоїдно-плазмоцитарні інфільтрати формували невеликі, розкидані периваскулярні скупчення. Порівняно рідко спостерігалися ознаки фібриноїдного некрозу окремих гіпертрофованих ворсинок ураженої синовіальної оболонки.

Рис. 1. Загальний вигляд патологічно зміненої ворсинчастої частини синовіального шару суглобової капсули при РА, з ознаками запального процесу високої активності. Гістопрепарат капсули колінного суглоба хворого віком 43 років. Пофарбування гематоксилін-еозином, х12

Рис. 2. Гіперплазія синовіоцитів (позначено стрілкою) у сино­віальному шарі суглобової капсули. У власній синовіальній пластинці — запалення середньої активності. Гістопрепарат капсули колінного суглоба хворої віком 51 рік. Пофарбування гематоксилін-еозином, х160

Рис. 3. Нашарування фібринозного ексудату (позначено стрілкою) на поверхні зміненого синовіального шару суглобової капсули, активність запалення у власній синовіальній пластинці — висока. Гістопрепарат тканин колінного суглоба хворої віком 77 років. Пофарбування гематоксилін-еозином, х80

Значні патологічні зміни спостерігалися у суглобових кінцях голівки та виростка стегнової кістки. Суглобовий хрящ (СХ) у жодному випадку не відповідав нормі: був значно потоншений, різко деформований, із численними вертикальними та горизонтальними щілинами, неоднорідної будови, з розволокненням, утворенням псевдоворсинок та дрібних патологічних хрящових регенератів, частковим заміщенням суглобової поверхні фіброзним панусом (рис. 4). У різних зонах СХ виявляли ділянки хондронекрозів (рис. 5), подекуди траплялися кластери проліферуючих хондроцитів. На поверхні СХ непостійно визначалися нашарування пануса різної будови, здебільшого фіброзного, з деякою кількістю запальних інфільтратів (рис. 6). В окремих випадках руйнування СХ було настільки вираженим, що суглобову поверхню утворювала оголена кістка у стані остеосклерозу. В тих випадках, де СХ, хоча і різко змінений, але був збереженим, субхондральна губчаста кістка була потоншена, з розширеними резорбційними порожнинами, в яких містився волокнистий кістковий мозок, з різною кількістю та щільністю мононуклеарних запальних інфільтратів, що відображало певний ступінь активності продуктивно-­інфільтративного запального процесу (рис. 7). У деяких місцях у субхондральній спонгіозі містилися хрящові вузлики-регенерати та дистрофічні мікрокісти — звичні атрибути дистрофічно-деструктивного ураження суглобового кінця (рис. 8). Ширина ділянки патологічних змін субхондріальної спонгіози на зрізах варіювала, але зазвичай не перевищувала 3 мм, глибше губчаста кістка мала звичайний вигляд і мало відрізнялася від спонгіози нормальних суглобових кінців. За загальною оцінкою вираженості дистрофічно-деструктивних змін у тканинах суглобових кінців переважали випадки, що відповідали остеоартрозу ІІ–ІІІ стадії.

Рис. 4. Високий ступінь дистрофічно-деструктивних змін суглобової поверхні, що відповідає остеоартрозу ІІІ стадії, при РА. На суглобовій поверхні — залишки дистрофічно зміненого СХ та елементи фіброзного пануса (позначено стрілкою). Гістопрепарат тканин кульшового суглоба хворого віком 51 рік. Пофарбування гематоксилін-еозином, х16

Рис. 5. Хондронекрози (позначені стрілками) та деструкція у СХ при РА. Гістопрепарат тканин колінного суглоба хворої віком 49 років. Пофарбування гематоксилін-еозином, х32

Рис. 6. Руйнування поверхневої зони СХ та заміщення її фіброзним панусом (позначено стрілкою) із продуктивним запаленням низької активності. Гістопрепарат тканин колінного суглоба хворої віком 57 років. Пофарбування гематоксилін-еозином, х32

Рис. 7. Осередки хронічного запалення серед фіброзної тканини, що міститься у резорбційних порожнинах субхондральної кісткової тканини. Гістопрепарат тканин кульшового суглоба хворої віком 53 років. Пофарбування гематоксилін-еозином, х16

Рис. 8. Ураження СХ голівки стегнової кістки, що відповідає остеоартрозу ІІІ стадії: майже повне руйнування хряща (окремі залишки СХ позначено стрілкою), дистрофічні кісти та хрящові вузлики-регенерати в субхондріальній спонгіозі. Гістопрепарат тканин колінного суглоба хворої віком 56 років. Пофарбування гематоксилін-еозином, х12

Гістоморфометричні дані про стан спонгіози проксимального та дистального епіфізів стегнової кістки

Одержані дані ГМС голівки та дистального епіфіза стегна свідчать, що визначені параметри всіх показників зазнають значних коливань між окремими випадками, у доволі широких межах.

Статистичні порівняння середніх величин показників ГМС (табл. 1) виявили, що всі визначені параметри: «кістковий об’єм», «остеоїдна поверхня» та «число остеокластів» — у спонгіозі голівки стегнової кістки хворих на РА є вірогідно вищими, ніж у дистальному епіфізі стегна, причому індивідуальні параметри показників «остеоїдна поверхня» та «індекс остеокластів» у спонгіозі голівки варіюють сильніше, ніж у дистальному епіфізі, тобто в останньому локусі параметри є більш однорідними.

t_ф — фактичне значення критерію Стьюдента при порівнянні середніх; р — ймовірність помилки при порівнянні середніх.

r — значення коефіцієнта кореляції Пірсона; t_ф — фактичне значення критерію Стьюдента при оцінці значення r; р — ймовірність помилки при оцінці значення r; НВ — значення коефіцієнта кореляції невірогідне при цьому числі спостережень.

Результати кореляційного аналізу зв’язків (табл. 2) між окремими показниками ГМС голівки та дистального епіфіза стегна свідчать, що у голівці стегна показники мають більш високі значення зв’язку, ніж аналогічні показники для дистального епіфіза; значення коефіцієнта кореляції Пірсона для всіх пар є позитивними, що свідчить про односпрямованість варіації параметрів: чим вищі значення одного показника, тим вищі значення іншого, і навпаки. Найвищі параметри коефіцієнта кореляції — як для голівки, так і для дистального епіфіза, має пара показників «остеоїдна поверхня» — «індекс остеокластів» (значення його у діапазоні середньої сили зв’язку та вірогідні для голівки, також середньої сили та близькі до вірогідних — для дистального епіфіза стегна), найнижчі — пара «кістковий об’єм» — «індекс остеокластів». Ці результати для об’єктів, які досліджено у нашій роботі, з літератури невідомі.

Обговорення

Порівнювати одержані нами в цьому дослідженні ГМС-дані можна з параметрами відповідних показників, одержаних для спонгіози іліобіоптатів (Алякна В. и совавт., 1999), або з показниками ГМС, одержаними для спонгіози голівки-шийки стегна від хворих на остеоартроз ІІІ стадії, яким виконували ендопротезування (Григоровський В.В. та спів­авт., 2001). Такі порівняння можливі лише за показником відносного «кісткового об’єму», але група хворих на РА-ураження кульшового суглоба в нашому матеріалі була дуже неоднорідна у віковому аспекті, тому статистичні порівняння групових середніх параметрів вважаємо некоректними. Можна сказати, що середні величини показника «кістковий об’єм» для жінок, які хворіли на РА, приблизно такі ж як і у жінок, які хворіли на остеоартроз (Григоровський В.В. та співавт., 2001), отже, цей показник РА не має кількісної нозологічної специфічності щодо гістоморфометричних особливостей кісткової тканини.

Результати проведеного гістологічного та гістоморфометричного дослідження фрагментів уражених суглобових кінців кульшового та колінного суглобів у хворих на РА свідчать, що тканини уражених суглобів виявляють патологічні зміни, що відповідають відомим із літератури, та полягають у поєднанні виражених запальних та дистрофічно-деструктивних процесів — як у тканинах суглобової капсули, так і у суглобових кінцях, причому ступінь вираженості в окремих анатомічних елементах суглобів значно варіював (Дєдух Н.В., Батура І.О., 2001; Hale L.P., Haynes B.F., 2001; Kirwan J.R., 2001).

Внаслідок статистичного аналізу, статистичних порівнянь та кореляційного аналізу показників ГМС голівки та дистального епіфіза стегна визначено їхні статистичні характеристики, вірогідність різниці середніх величин та параметри кореляційного зв’язку між цими показниками, що загалом доповнює знання про особливості уражень суглобів за РА великих суглобів даними, які раніше були невідомими або неочевидними (Дєдух Н.В., Батура І.О., 2001; Mackiewicz S., 2007; Wislowska M. et al., 2009).

Висновки

1. Встановлено, що у тканинах кульшового та колінного суглобів хворих на РА, включно — в обох суглобових кінцях стегнової кістки, виявляються різноманітні патологічні зміни, які відповідають картині хронічного інфільтративно-продуктивного запалення з імунним компонентом різного ступеня вираженості та супроводжуються деструктивними і проліферативними змінами. У частині випадків гістопатологічні зміни, характерні для продуктивного запалення, поєднуються з ознаками ексудативного запалення характеру серозного чи серозно-фібринозного.

2. Статистичні порівняння середніх величин показників ГМС виявили, що всі визначені середні параметри: «кістковий об’єм», «остеоїдна поверхня» та«число остеокластів» — у спонгіозі голівки стегнової кістки хворих на РА є вірогідно вищими, ніж у дистальному епіфізі стегна, причому індивідуальні середні параметри показників «остеоїдна поверхня» та «індекс остеокластів» у спонгіозі голівки варіюють сильніше, ніж у дистальному епіфізі, тобто в останньому локусі параметри більш однорідні.

3. За результатами кореляційного аналізу зв’язків між окремими ГМС-показниками спонгіо­зи голівки та дистального епіфіза стегнової кістки встановлено, що у голівці показники виявляють більш високі значення зв’язку, ніж аналогічні показники для дистального епіфіза; значення коефіцієнта кореляції для всіх корелюючих пар є позитивними, що свідчить про односпрямованість варіації параметрів. Найвищі параметри коефіцієнта кореляції — як для голівки, так і для дистального епіфіза, має пара «остеоїдна поверхня» — «індекс остео­кластів», найнижчі — пара «кістковий об’єм» — «індекс остеокластів».

ЛІТЕРАТУРА

• Алякна В., Мацкявичус З., Черемных Е. (1999) Структурные изменения костей (по данным гистоморфометрического анализа) у больных ревматоидным артритом и остеоартрозом. Пробл. остеології, 2(1): 28–31.
• Григоровський В.В., Рибачук О.І., Беседінський С.М. (2001) Вікова динаміка та кореляційні залежності клініко-рентгенологічних та гістоморфометричного показників стану кісткової тканини проксимального епіметафіза стегна у хворих з патологією кульшового суглоба. Ортопед. травматол., 3: 43–48.
• Дєдух Н.В., Батура І.О. (2001) Структурно-метаболічні особливості кісткової тканини та репаративного остеогенезу в умовах експериментального глюкокортикоїд-індукованого остеопорозу. Ортопед. травматол., 3: 133–138.
• Курята А.В., Караванская И.А., Фролова Е.А. та ін. (2006) Частота развития системного остеопороза при ревматоидном артрите. Пробл. остеології, 9 (2–3): 31–32.
• Макаров С.А., Макаров М.А., Павлов В.П. (2006) Изменение минеральной плотности костной ткани вокруг эндопротеза у больных с ревматическими заболеваниями после операции бесцементного тотального эндопротезирования тазобедренного сустава. Науч.-практ. ревматол., 1: 63–67.
• Hale L.P., Haynes B.F. (2001) Pathology of rheumatoid arthritis and associated disorders. In: W.J. Koopman (Ed.) Arthritis and Allied Conditions. 14 edn., Vol. 1, Lippincott Williams and Wilkins, Philadelphia, p. 1103–1127.
• Kirwan J.R. (2001) Links between radioilogical change, disability, and pathology in rheumatoid arthritis. J. Rheumatol., 28(4): 881–886.
• Mackiewicz S. (2007) Rheumatoid arthritis — phenomenological concepts. Rheumatologia, 45(2): 55–58.
• Malluche H.H., Faugere M.-C. (1986) Atlas of Mineralized Bone Histology. Karger, Basel, 136 p.
• Melsen F., Mosekilde B., Mosekilde L. et al. (1978) Histomorphometric analysis of normal bone from the iliac crest. Acta pathol. microbiol. scand., 86(1): 70–81.
• Meunier P.J. (2000) Гистоморфометрия кости. В кн.: Б.Л. Риггз, Л.Дж. Мелтон III. Остеопороз. Этиология, диагностика, лечение. Пер. с англ. БИНОМ, Невский диалект, Санкт-Петербург, с. 321–344.
• Parfitt A.M. (1988) Bone histomorphometry: proposed system for standardization of nomenclature, symbols and units. Calcif. Tiss. Int., 42(5): 284–286.
• Schiller A.L., Teitelbaum S.L. (1999) Bones and Joints. In: Pathology. E. Rubin, J.L. Farber (Eds). 3 edn., Lippincott-Raven, Philadelphia, р. 1337–1413.
• Weinstein R.S. (1992) Clinical Use of Bone Biopsy. In: Disorders of Bone and Mineral Metabolism. F.L. Coe, M.J. Favus (Eds). Raven Press, New York, р. 455–474.
• Wislowska M., Jakubics D., Stepien K. et al. (2009) Serum concentrations of formation (PINP) and resorption (Ctx) bone turnover markers in rheumatoid arthritis. Rheumatol. Int., 29(12): 1403–1409.

Адреса для листування:
Григоровський Валерій Володимирович
01601, Київ, вул. Воровського, 27
ДУ «Інститут травматології та ортопедії НАМН України», відділ патоморфології з експериментально-біологічним відділенням
E-mail: val_grigorov@bigmir.net

No Comments » Додати свій

Leave a comment

Name (required)

Mail (will not be published) (required)

Website

Введите цифры, изображенные на картинке *