1.2 Этиология и патогенез заболевания или состояния (группы заболеваний или состояний)
Остеоартрит представляет собой мультифакториальное заболевание, поражающее все структуры сустава (хрящ, синовиальную оболочку, субхондральную кость, околосуставные ткани), возникающее в результате взаимодействия возрастных, гормональных, генетических и средовых факторов [11,12].
В развитии ОА значимую роль играют системные (возраст, пол, раса, гормональный статус, отягощенный семейный анамнез по ОА, генетические факторы, высокая минеральная плотность кости), локальные (травмы, слабость четырехглавой мышцы, нарушение оси сустава, аномалии развития костно-мышечной системы, в частности, гипермобильность) и внешние (ожирение, спортивная нагрузка, профессиональная деятельность) предикторы. Однако в зависимости от локализации патологического процесса факторы развития и прогрессирования ОА различаются [13,14].
Патогенез остеоартрита
На сегодняшний день накопилось большое количество данных, подтверждающих ключевую роль нарушения баланса цитокинов в сторону провоспалительных в патогенезе болезни, которые индуцируют воспалительные реакции, способствующие изменению метаболизма остеобластов, остеоцитов, хондроцитов, синовиоцитов и нарушению баланса между анаболическими и катаболическими процессами с преобладанием последних, что в конечном итоге приводит к деградации хряща и других внутрисуставных структур [15]. Среди провоспалительных цитокинов наибольшее значение имеют ИЛ-1β, ФНО-α, ИЛ-6, ИЛ-15, ИЛ-17, ИЛ-18, ИЛ-21, ИЛ-22. Эти цитокины являются активаторами множества различных воспалительных сигнальных путей (в частности, NF-κB, Wnt и MAPK), которые вызывают гиперэкспрессию других цитокинов, запуская тем самым порочный круг. Частью этого процесса являются и хемокины (ИЛ-8, ССL2, ССL3, ССL4, ССL5), которые, стимулируемые цитокинами, привлекают «воспалительные клетки» к тканям сустава, что дополнительно способствует секреции воспалительных медиаторов и прогрессированию заболевания [16]. Доказано, что многие растворимые провоспалительные медиаторы могут увеличивать продукцию матриксных металлопротеиназ, коллагеназ и пр., которые усиливают катаболические процессы в хряще. Кроме того, провоспалительные цитокины способны тормозить синтез ингибиторов энзимов, что приводит к увеличению активности протеаз, разрушающих протеогликаны, которые являются основным структурным компонентом матрикса хряща.
Нейтрофилы, макрофаги и Т-клетки (важнейшие регуляторы врожденного и приобретенного иммунитета) тоже играют значимую роль в патогенезе этого заболевания [17]. В частности, макрофаги секретируют металлопротеиназы и воспалительные цитокины, в то время как нейтрофилы - деструктивные протеазы, включая эластазу нейтрофилов, которые могут инициировать как развитие, так и прогрессирование ОА. В последние годы большое внимание уделяется микроРНК, представляющие собой небольшие некодирующие РНК, которые используются в качестве биомаркеров и модуляторов посттранскрипционной экспрессии генов при многих патологических состояниях, включая ОА. Многочисленные исследования показали, что механическая нагрузка вызывает дифференциальную экспрессию микроРНК в хряще, участвующих в регуляции аутофагии и ферментов, разрушающих матрикс, а также в модуляции воспалительной реакции и апоптоза хондроцитов [18,19].
При ОА меняется архитектоника субхондральной кости, вследствие ускоренного костного метаболизма нарушаются функции остеобластов и остеокластов, что способствует костной резорбции и ускорению остеокластогенеза [20]. При этом наблюдается гиперэкспрессия многих провоспалительных цитокинов/хемокинов и ростовых факторов, которые способствуют инвазии сосудов из субхондральной кости в хрящ и деградации хрящевой ткани. Ускорение ремоделирования кости вызывает развитие субхондральных поражений костного мозга. Воспалительные биологические факторы, перегрузка и ненормальная биомеханика суставов вызывают активацию эндохондральной оссификации, в результате которой происходит образование остеофитов.
Важное значение в развитии и прогрессировании ОА придается метаболическим нарушениям и инфрапателлярной жировой ткани [21]. С одной стороны, большой объем жировой массы, увеличивает механическую нагрузку на суставы и способствует активации механорецепторов в тканях сустава. В условиях in vitro «механический стресс» вызывает пролиферацию культуры остеобластов, усиление экспрессии микроРНК костных белков, принимающих участие в образовании остеоида и в процессе минерализации, высвобождение локальных факторов роста и молекул адгезии. С другой стороны, жировая ткань является самостоятельным эндокринным органом, продуцирующим большое количество провоспалительных медиаторов (цитокины, адипокины, жирные кислоты и активные формы кислорода), которые негативно влияют на ткани суставов, а также провоцируют развитие и поддержание низкоинтенсивного «метавоспаления». Последние данные свидетельствуют о том, что инфрапателлярная жировая ткань тоже способствует поддержанию воспаления и деградации хрящевой ткани [22].