Artros: Meniskektomins effekt på ledbrosket

Som tidigare nämnts spelar de artikulära meniskerna en viktig roll i normal ledfunktion. Meniskerna är strukturer som ökar kongruensen mellan ledytorna på lårbenet och skenbenet, förbättrar sidostabiliteten och förbättrar distributionen av synovialvätska och utbytet av näringsämnen med ledbrosket. Total eller partiell meniskektomi leder till en förändring i belastningsriktningen på skenbenets ledyta, vilket resulterar i degeneration av ledbrosket.

Många studier har ägnats åt att studera effekten av meniskektomi på ledens biomekanik, såväl som induktion av degenerativa processer i ledbrosket och subkondralt ben hos djur (vanligtvis hundar och får). Inledningsvis utförde forskarna en ektomy av knäledens mediala menisk, men det visade sig senare att en ektomy av den laterala menisken leder till en snabbare utveckling av artros.

Med hjälp av lateral meniskektomi på får undersökte Little et al. (1997) förändringar i ledbrosk och subkondralt ben från flera områden i knäleden. Typiska histologiska fynd som illustrerar inducerade förändringar i ledbrosk 6 månader efter operationen var fransning av brosk, minskad proteoglykankoncentration och minskat kondrocytantal. Under områden med förändrat brosk i det subkondrala benet noterades kapillärtillväxt in i den förkalkade broskzonen, utåtriktad förskjutning av den "vågiga kanten" och förtjockning av den svampiga substansen i det subkondrala benet.

I en studie av P. Ghosh et al. (1998) visades det att 9 månader efter lateral meniskektomi hos får finns tecken på subkondral benremodellering och en ökning av dess mineraldensitet sekundärt till ledbroskdegeneration. I zoner som utsätts för onormalt hög mekanisk belastning på grund av avlägsnande av den laterala menisken (laterala lårbenskondylen och laterala skenbensplattan) observerades ökad syntes av dermatansulfatinnehållande proteoglykaner, även om ökad syntes av proteoglykaner av samma typ också observerades i brosket i den mediala plattan. Det visade sig att dermatansulfatinnehållande proteoglykaner huvudsakligen representeras av dekorin. Dess högsta koncentration hittades i de mellersta och djupa zonerna av ledbrosket.

Tillsammans med ökningen av syntesen av dermatansulfatinnehållande proteoglykaner i de områden av brosk som utsätts för hög belastning på grund av avlägsnandet av den laterala menisken, upptäcktes ökad katabolism av aggrekan, vilket framgår av frisättningen av dess fragment i näringsmediet från broskexplantat, samt hög aktivitet av MMP och aggrekanaser. Eftersom den inflammatoriska aktiviteten i denna modell av artros var minimal, föreslog författarna att kondrocyter var källan till enzymerna.

Även om många obesvarade frågor kvarstår, avslöjar de studier som beskrivs ovan en möjlig roll för biomekaniska faktorer i patogenesen av artros. Det är tydligt att kondrocyter kan "känna" de mekaniska egenskaperna i sin omgivning och reagera på förändringar genom att syntetisera ECM som kan motstå större belastningar och därmed förhindra broskskador. Hos unga djur inducerade måttlig träning syntesen av aggrekanrik ECM. Denna hypertrofiska (eller adaptiva) fas av kondrocytresponsen kan vara i flera år, vilket ger en stabil nivå av mekanisk belastning på ledbrosket. Störningar i denna balans på grund av ökad intensitet eller varaktighet av belastningen, eller förändringar i normal ledbiomekanik efter skada eller operation, eller en minskning av kondrocyternas förmåga att förbättra ECM-syntesen som svar på ökad belastning (under åldrande), medför dock endokrina faktorers verkan betydande förändringar på cell- och matrixnivå: syntesen av proteoglykaner och typ II-kollagen hämmas, och syntesen av dekorin och kollagen typ I, III och X stimuleras. Samtidigt med förändringen i biosyntesen ökar ECM-katabolismen, liksom nivån av MMP och aggrekanaser. Det är inte känt hur mekanisk belastning främjar resorption av omgivande ECM av kondrocyter; denna process medieras troligen av prostanoider, cytokiner (såsom IL-1p eller TNF-α, och fria syreradikaler). Här är det nödvändigt att nämna synovitens roll vid artros, eftersom den mest sannolika källan till ovan nämnda katabolismmediatorer kan vara makrofagliknande synovocyter och leukocyter som infiltrerar ledens synovialmembran.

En studie av OD Chrisman et al. (1981) visade att traumatisk ledskada stimulerar produktionen av en prostaglandinprekursor, arakidonsyra. Membranen hos skadade kondrocyter anses vara källan till arakidonsyra. Det är välkänt att arakidonsyra snabbt omvandlas till prostaglandiner av enzymet cyklooxygenas (COX). Det har visats att prostaglandiner, särskilt PGE2 _, interagerar med kondrocytreceptorer och förändrar uttrycket av deras gener. Det är dock fortfarande oklart om arakidonsyra stimulerar eller hämmar produktionen av proteinaser och aggrekanaser. Tidigare studier har visat att PGE2 _ökar MMP-produktionen och orsakar nedbrytning av ledbrosk. Enligt resultaten från andra studier har PGE2 _en anabol effekt på ECM, och främjar även ECM:s integritet genom att hämma produktionen av cytokiner av kondrocyter. Det är möjligt att de motstridiga resultaten från dessa studier beror på de olika koncentrationerna av PGE2 _{som används} i dem.

En liten mängd IL-1β (det huvudsakliga cytokinet som stimulerar syntesen och frisättningen av MMP, samt hämmar aktiviteten hos deras naturliga hämmare) kan bildas som svar på skador på ledbrosk, vilket leder till ytterligare vävnadsnedbrytning.

Studierna som beskrivs i detta avsnitt har således visat att upprätthållandet av en dynamisk belastning under tröskeln på leden orsakar proliferation av kondrocyter som kan uthärda nya mekaniska förhållanden, vilket innebär att det hypertrofiska stadiet av artros inträder. Hypertrofierade kondrocyter är celler i det sista differentieringsstadiet, vilket innebär att uttrycket av gener för de viktigaste matrixelementen i dem förändras. Därför hämmas syntesen av aggrekanproteoglykaner och typ II-kollagen, och syntesen av dekorin, kollagenerna I, III och X ökar.

En minskning av innehållet av aggrekan och typ II-kollagen i ECM, i samband med en obalans mellan syntes- och nedbrytningsprocesserna, ger ledbrosket egenskapen att otillräckligt reagera på mekanisk stress. Som ett resultat blir kondrocyterna oskyddade, processen går vidare till det tredje, kataboliska stadiet, som kännetecknas av överdriven proteolytisk aktivitet och utsöndring av autokrina och parakrina reglerande faktorer. Morfologiskt kännetecknas detta stadium av förstörelsen av ECM i ledbrosket; kliniskt motsvarar det manifest artros. Denna hypotes representerar naturligtvis en förenklad syn på alla de komplexa processer som sker vid artros, men den generaliserar det moderna konceptet för artrosens patobiologi.

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