Diagnosticul de laborator al osteoartritei

In cele mai multe cazuri, pacienții cu osteoartrită sunt modificări în sânge și urină teste, cu excepția sinovita cu efuziune semnificative, putând să apară creșterea VSH, hipergamaglobulinemie, rate crescute de fază acută - CRP, fibrinogen., Etc. Studiu synovial fluid semnificativ diferit de indicatorii normali nu se dezvăluie.

În ultimii ani, este în curs de căutare o căutare intensă a posibilelor markeri biologici (BM) pentru degenerarea și repararea țesuturilor articulare (în principal cartilaginoase și osoase). BM ar trebui să reflecte aceste modificări dinamice, să servească drept predictori ai prognosticului osteoartritei și markeri ai eficacității tratamentului patogenetic. Descoperirea unui studiu nou și mai aprofundat al markerilor biologici cunoscuți ne va permite să înțelegem mai bine mecanismele patogenezei osteoartritei. Cu toate acestea, sarcina principală de a utiliza markerii biologici ai metabolismului cartilaginos este de a evalua proprietățile chondroprotective ale medicamentelor și de a monitoriza tratamentul cu medicamente aparținând grupului DMO AD - "modificarea bolii".

În osteoartrita, modificările patologice apar în principal în cartilajul articular, precum și în osul subcondral, membrana sinovială și alte țesuturi moi ale articulației. Deoarece capacitatea noastră de a investiga direct aceste structuri este limitată, cele mai importante surse pentru colectarea markerilor biologici sunt sângele, urina și fluidul sinovial.

Examinarea urinară este cea mai preferată, deoarece nu este asociată cu proceduri invazive. În opinia noastră, materialul ideal pentru studiu este urina zilnică. Analiza probelor de urină de dimineață ar fi mai potrivit, cu toate acestea, posibilitatea utilizării sale se bazează doar pe faptul că doar un astfel de test este utilizat pentru detectarea markerilor biologici ai metabolismului osos in osteoporoza: este cunoscut faptul că markerii biologici sunt supuse ritmul circadian, iar concentrația maximă a markerilor biologici ai cont metabolismului osos pentru noaptea. Până în prezent, nu a publicat informații privind ritmul circadian al markerilor biologici de tesuturi moi de cartilaj, astfel încât decizia finală cu privire la alegerea unei analize de urină adecvate se va face în urma studiilor relevante.

Testul de sânge se referă la analizele clinice de rutină. Anumiți markeri biologici din sânge determină astăzi, de exemplu, indicatori ai fazei acute, alții, probabil în viitorul apropiat, vor fi incluși în lista standard a testelor biochimice. Pentru fiecare marker biologic este necesar să se precizeze componenta sângelui care trebuie determinată - în plasmă sau ser. Rezultatele studiilor indică faptul că concentrația markerilor biologici din plasma sanguină este semnificativ diferită de cea din ser. De obicei, markerii biologici sunt determinați în ser. Conform lui V. Rayan și co-autorilor (1998), concentrația markerilor biologici din sânge luată dintr-o venă în apropierea articulației afectate și dintr-o venă mai îndepărtată este diferită. Aceste date indică necesitatea standardizării eșantionării sângelui pentru studiul markerilor biologici.

Filed LJ Attencia și colab (1989), cartilajul articulatiilor sinoviale adult este de numai 10% din greutatea totală a cartilajului hialin a corpului, inclusiv discurile intervertebrale. Astfel, determinarea markerilor biologici din sânge și urină reflectă mai degrabă un metabolism sistemic decât schimbări locale în articulația afectată de osteoartrită. Fluidul sinovial este cel mai apropiat de concentrarea patologică a osteoartritei și, probabil, reflectă cel mai bine procesele care apar în articulația afectată. Concentrația markerilor biologici în lichidul sinovial poate fi semnificativ mai mare decât în sânge și, prin urmare, este mai ușor de determinat. Exemplele includ epitop agrecan 846 - în lichidul sinovial este de 40 de ori mai mare decât în ser, cartilagii proteina matrice oligomerice (Hombach) - 10 ori mai mare decât în serul sanguin. Produsele de degradare din lichidul sinovial reflectă mai exact procesele catabolice din cartilajul articular. Drenajul moleculelor din fluidul sinovial prin sistemul limfatic local poate duce la diminuarea dimensiunii lor și chiar la distrugerea lor.

În ciuda invazivității tehnicii de admisie a lichidului samovial, cuplată cu o serie de complicații posibile, valoarea determinării markerilor biologici în ea este evidentă. Pentru a evita problemele cu așa-numita îmbinare uscată, chiar înainte de îndepărtarea fluidului în articulație, puteți introduce 20 ml de soluție izotonică de NaCI. Imediat după injectarea soluției izotonice, pacientul trebuie să efectueze o extensie de flexie de 10 ori a articulației în articulație, urmată de aspirarea rapidă a fluidului sinovial diluat. Conform EM-JA Thonar (2000), o astfel de diluție a sinoviei afectează metabolismul în cartilajul articular. Cu toate acestea, rezultatele studiului realizat de FC Robion și co-autori (2001) indică faptul că spălarea repetată a articulațiilor genunchiului calului nu determină modificări semnificative ale metabolismului cartilajului. Aceste date, desigur, necesită confirmare. Prin urmare, pentru fiecare marker biologic la stadiul de cercetare preclinic la animale este necesar să se determine efectul lavajului articulației asupra modificării concentrației sale.

Următorul punct important este determinarea pentru fiecare marker biologic a timpului de înjumătățire în lichidul sinovial și în sânge. Fără astfel de date, interpretarea rezultatelor testelor va fi dificilă. În mod tipic, timpul de înjumătățire al substanțelor biologic active din sânge este mai mic decât în alte medii lichide, datorită clearance-ului eficient al ficatului și rinichilor. Astfel, pentru fiecare marker biologic este de asemenea necesar să se determine calea de eliminare. Astfel, N-propeptida colagenului de tip III secretat de ficat prin endocitoză mediată de receptor, și fragmente de colagen non-glicozilate principal derivate smochoytakzhe, kakosteokaltsin. Celulele Naendotelialnyh lobules hepatice sinusoidale sunt receptori glicozaminoglicani, acidul hialuronic și deci proteoglicanii sunt eliminate de către ficat. Timpul de înjumătățire al acidului hialuronic în sânge este de 2-5 minute. Prezența sinovita poate accelera clearance-ul markerilor biologici ai articulațiilor, deși un studiu la iepuri a arătat nici o diferență semnificativă în clearance-ul proteoglicanilor în prezența și absența sinovită. Astfel, este necesar să se investigheze efectul inflamației asupra modificărilor concentrației markerilor biologici în fluidele corporale.

Rinichii filtrează selectiv markerii biologici. Astfel, glicozaminoglicanul transportă sarcină negativă mare, nu pot pătrunde prin membrana bazală de rinichi, în timp ce glicozaminoglicani precum condroitin-6-sulfat și condroitin-4-sulfat, sunt determinate în urină.

În plus față de patologie (în special, osteoartroza), concentrația markerilor biologici în fluidele corporale poate fi afectată de o serie de factori:

1. Ritmurile circadiane au fost studiate doar pentru un număr mic de markeri biologici. Pentru markerii metabolismului osos, ele sunt studiate. Astfel, concentrația de vârf osteocalcina noaptea, și colagen legături încrucișate dimineața. - 8 ore în artrita reumatoidă, IL-6, de asemenea, activitatea de vârf a reprezentat ore de noapte (aproximativ 2 ore), și mai devreme de osteocalcin. Aceste date prezintă un interes în implicarea IL-6 în inflamație și în fiziologia țesutului osos. TNF, dimpotrivă, nu are ritmuri circadiane. Cu toate acestea, receptorii acestei citokine pot fi subordonați acestora.
2. Peristaltismul. Acidul hialuronic este sintetizat de celulele sinoviale (precum și de multe alte celule) și este un marker potențial al sinovitisului în osteoartrita și artrita reumatoidă. Cu toate acestea, cea mai mare concentrație de hialuronat se găsește în sistemul limfatic al intestinului. Nu este surprinzător faptul că concentrația de acid hialuronic circulant poate crește după consum. Astfel, prelevarea de probe de sânge pentru determinarea markerilor biologici ar trebui efectuată pe stomacul gol sau la 3 ore după masă. Iar influența peristaltismului asupra nivelului markerilor biologici din sânge necesită studii.
3. Activitatea fizică dimineața după somn duce la o creștere a concentrației de acid hialuronic în sânge, MMP-3 și epitopul de keratan-sulfat la persoanele sănătoase. Sarcina fizică poate modifica concentrația unor markeri atât în lichidul sinovial cât și în ser. Această creștere este mai pronunțată la pacienții cu poliartrită reumatoidă, în plus, concentrația markerilor biologici se corelează cu starea clinică a acestor pacienți.
4. Boli ale ficatului și rinichilor. Ciroza determină o creștere semnificativă a nivelului acidului hialuronic în serul de sânge și, probabil, afectează eliminarea proteoglicanilor. Se știe că afecțiunile renale afectează concentrația de osteocalcin. Această problemă necesită, de asemenea, un studiu aprofundat.
5. Vârsta și sexul. În timpul creșterii organismului crește activitatea celulelor plăcii de creștere, care este însoțită de o creștere a concentrației markerilor biologici scheletici în serul de sânge. Un exemplu este creșterea concentrației de fragmente de agregan și colagen de tip II în sângele periferic și urină la animalele în creștere. Astfel, interpretarea analizelor markerilor biologici la copii și adolescenți cu boli ale sistemului musculoscheletal este dificilă. Pentru mulți markeri biologici, sa constatat o creștere a concentrației cu îmbătrânire. La bărbați, concentrația markerilor biologici este semnificativ mai mare decât cea a femeilor din țesuturile cartilaginoase și osoase. În plus, la femeile în perioadele menopauzale și postmenopauzale, se pot aștepta modificări ale concentrației markerilor biologici ai metabolismului țesutului cartilaginos într-o manieră similară celei observate în țesutul osos.
6. Operațiile chirurgicale pot afecta, de asemenea, nivelul markerilor biologici; în plus, acest efect poate dura câteva săptămâni.

Baza conceptului de markeri biologici ai osteoartritei este presupunerea că ele reflectă anumite aspecte ale proceselor metabolice în țesuturile articulațiilor. Cu toate acestea, relația dintre concentrațiile de markeri biologici în mediul lichid al organismului și metabolismul țesuturilor cartilaginoase, sinoviale și de altă natură sa dovedit a fi foarte complicată.

De exemplu, concentrația markerilor de degradare VCR cartilajului articular lichidului sinovial poate depinde nu numai de gradul de degradare a matricei, ci și de alți factori, cum ar fi gradul de eliminare a fragmentelor de molecule ale sinovialei, așa cum sa menționat mai sus, precum și numărul de cartilajul rămas în articulație.

În ciuda faptelor de mai sus, concentrația de biomarkeri in lichidul sinovial este în general corelată cu metabolismul moleculelor ECM ale cartilajului articular. De exemplu, schimbarea concentrației fragmentelor de agrecan epitop 846, Hombach și C-propeptida colagenului II în lichidul sinovial după traumatisme articulare si in dezvoltarea osteoartritei in concordanta cu modificarile metabolice rata de agrecan, Hombach și colagen II în modele experimentale de osteoartrita la animale și / vivo și în cartilajul articular al pacienților cu osteoartrită / vitro.

Identificarea surselor specifice de fragmente moleculare este un proces complex. Eliberare crescută de fragmente de molecule pot avea loc atât prin amplificarea globală a proceselor de degradare care nu sunt compensate prin procedee sintetice sau prin creșterea degradării cu creșterea simultană a ratei de sinteză a aceluiași VCR molecule; în ultimul caz concentrația moleculelor VKM nu se modifică. Astfel, este necesar să se caute markeri specifici degradării și sintezei. Exemplele celor de mai sus pot fi fragmentele de agregan și a doua propeptidă C a colagenului 11.

Chiar dacă markerul biologic este asociat cu un anumit aspect al metabolismului, este necesar să se ia în considerare caracteristicile specifice ale acestui proces. De exemplu, fragmentele identificate pot fi generate ca rezultat al degradării sintetizată de novo molecule, care nu au avut încă timp să se integreze în moleculele ECM funcționale, care tocmai a fost construit în VCR și, în final, un molecule ECM constant, care este o parte funcțională importantă a matricei mature. Problema este , de asemenea , definiția zonei specifice matrice (matricea pericelulare, teritorială și inter-teritorială), care a servit ca sursă de markeri biologici gasite in sinovial fluid, sânge sau urină. Studiile in vitro indică faptul că rata metabolică în zonele individuale ale cartilajului articular ECM pot fi diferite. Investigarea anumitor epitopi asociate cu sulfarea sulfaturilor de condroitină poate ajuta la identificarea populației de molecule de agregan de sinteză de novo.

Se poate presupune că apariția fragmentelor în lichidul sinovial de molecule care sunt în mod normal prezente în ECM a cartilajului este asociat cu metabolismul matricei de cartilaj. Cu toate acestea, acest lucru nu este întotdeauna cazul, deoarece aceasta depinde de o serie de factori, în special cu privire la modul în care concentrația moleculei în cartilajului articular depășește pe cea în alte țesuturi ale articulației și ca intensitatea metabolismului său în cartilaj depășește care în alte țesuturi ale îmbinării. Deci, greutatea totală a agrecan în cartilajului articular este semnificativ mai mare decât cea a, de exemplu, în meniscul genunchiului, cu greutatea totală a Hombach în meniscul nu diferă de cea a cartilajului articular. Și condrocite produc și sinovitsity stromelizina-1, dar numărul total de celule din sinoviala care depășește în cartilaj, astfel încât o porțiune semnificativă detectată în lichidul sinovial stromelizinei-1 origine sinovial probabil. Astfel, identificarea unei surse specifice de markeri biologici este extrem de complexă și adesea imposibilă.

În studiul markerilor biologici în ser și urină apare problema determinării unei posibile surse extra-articulare. În plus, în cazul unei leziuni monoarticulare, markerii biologici alocați de articulația afectată pot fi amestecați cu markeri alocați prin articulații intacte, inclusiv cele contralaterale. Compoziția cartilajului articular este mai mică de 10% din masa totală a cartilajului hialin al corpului. Astfel, determinarea markerilor biologici în sânge și urină poate fi justificată în boli poliarticulare sau sistemice (pentru osteoartroză, în osteoartrită generalizată).

Cerințele pentru markerii biologici depind de scopul pentru care sunt utilizați - ca un test de diagnostic, de prognostic sau de evaluare. De exemplu, un test de diagnosticare identifică diferențele dintre indivizii sănătoși și pacienții cu osteoartrită, care este exprimată de conceptul sensibilității și specificității testului. Un test de prognostic relevă în grupul de persoane care au cea mai mare probabilitate de a progresa rapid. În cele din urmă, testul de evaluare se bazează pe capacitatea markerului de a monitoriza modificările în timp la un pacient individual. În plus, markerii biologici pot fi utilizați pentru a determina sensibilitatea pacienților la un anumit medicament.

Inițial, sa presupus că markerii biologici pot servi ca teste diagnostice care vor ajuta la distingerea articulației afectate de osteoartrita de intacte, precum și la diagnosticarea diferențială a altor boli comune. Deci, determinarea concentrației serice de sulfat de keratan a fost considerată un test de diagnostic pentru osteoartrita generalizată. Cu toate acestea, studiile ulterioare au arătat că acest marker biologic poate reflecta doar degradarea proteoglicanelor cartilaginoase în anumite situații. Sa constatat că concentrația markerilor biologici din ser depinde de vârsta și sexul subiectului.

Presupuși markeri biologici ai metabolismului țesutului articular în lichidul sinovial și serul pacienților cu osteoartrită

Indicator biologic	Procesul	În lichidul sinovial (legături)	Ser (link-uri)
1. Hrean
Aggrekan
Fragmente ale proteinei de bază	Degradarea Aggrecan	Lohmander LS. și colab., 1989; 1993	Thonar EJMA și colab., 1985; Campion GV și colab., 1989; MehrabanF. și colab., 1991; Spector TD și colab., 1992; Lohmander LS., Thonar EJ-MA, 1994; PooleAR și colab., 1994) (Poole AR și colab., 1994)
Epitopii proteinei de bază (neoepitopi specifici ai zonei de clivare)	Degradarea Aggrecan	Sandy JD și colab., 1992; LohmanderLS. și colab., 1993; LarkM.W. și colab., 1997
Epitopii de sulfați de keratan	Degradarea Aggrecan	Campion GV și colab., 1989; Belcher C și colab., 1997
Epitopii de condroitin sulfat (846, ZVZ, 7D4 și DR.)	Sinteza / degradarea agreganului	Poole AR și colab., 1994; HazellP.K. și colab., 1995; Slater RR Jr. și colab., 1995; Plaas AHK și colab., 1997; 1998; Lohmander LS. și colab., 1998
Raportul dintre condroitin-6 și condroitin-4-sulfați	Sinteza / degradarea agreganului	Shinme iM. Et al .. 1993
Îngeri de carne	Degradarea proteoglicanilor mici	Sandvișuri-PrehmP. și colab., 1992
Proteine de matrice cartilaginoasă
Hompo	Degradarea HOMP	Saxne Т, Heinegerd D., 1992, Lohmander L. și colab., 1994, Petersson IF și colab., 1997	Sharif M. și colab., 1995
Colagenul cartilajului
C-propeptidă de colagen de tip II	Sinteza colagenului II	ShinmeiM. Et al., 1993; YoshiharaY. și colab., 1995; LohmanderLS. Et al., 1996
Fragmente ale lanțului de colagen de tip II	Degradarea colagenului II	Hollander AP și colab., 1994; Billinghurst RC și colab., 1997; AtleyLM. și colab., 1998
MMP și inhibitorii lor	Sinteza și secreția	De la sinovia sau cartilajul articular?
II. Meniscului
Hompo	Degradarea HOMP	De la cartilaj articular, menisc sau sinovie?
Proteoglicani mici	Degradarea proteoglicanilor mici
III. Sinoviul
Acid hialuronic	Sinteza acidului hialuronic		Goldberg RL și colab., 1991; HedinP.-J. și colab., 1991; Sharif M. și colab., 1995
MMP și inhibitorii lor
Stromelizina (MMP-3)	Sinteza și secreția MMP-3	LohmanerLS. și colab., 1993	ZuckerS. și colab., 1994; YoshiharaY. Et al., 1995
Collagenază interstițială (MMP-1)	Sinteza și secreția MMP-1	Clark IM și colab., 1993; LohmanderLS. și colab., 1993	Manicourt DH și colab., 1994
TIMP	Sinteza și secreția TIMP	Lohmander LS. și colab., 1993; Manicourt DH și colab., 1994	Yoshihara Y. și colab., 1995
N-propeptidă de colagen de tip III	Sinteza / degradarea colagenului III	Sharif M. și colab., 1996	Sharif M. și colab., 1996

O serie de studii au demonstrat diferențe fragmentează concentrațiile de agrecan, HOMP și MMPs și inhibitorii acestora în fluidul sinovial al voluntarilor sănătoși genunchi, pacienții cu artrită reumatoidă, artrita reactivă sau osteoartrita În ciuda faptului că autorii demonstrează diferențe semnificative în concentrațiile medii ale markerilor biologici, interpretarea datelor este dificilă deoarece Analiza comparativă efectuată a fost profilată și retrospectivă. Proprietățile prognostice ale acestor teste trebuie confirmate în studiile prospective.

Indicatorii biologici pot fi utilizați pentru a evalua severitatea unei boli sau stadializarea unui proces patologic. Aplicată la osteoartrita de severitatea bolii și de stadiul ei este judecat de rezultatele examinărilor cu raze X, artroscopie, precum și de severitatea durerii, limitarea funcției articulațiilor afectate, și capacitatea funcțională a pacientului. L. Dahlberg și colab (1992) și T. Saxne și D. Heinegard (1992) a propus utilizarea unor markeri moleculari ai metabolismului cartilaj pentru a caracteriza în continuare etapele osteoartritei. Cu toate acestea, pentru introducerea unor astfel de markeri biologici în practica medicală, sunt necesare cercetări suplimentare în această direcție.

Există rapoarte despre posibila utilizare a markerilor biologici ca teste de prognostic. De exemplu, sa demonstrat că concentrația de acid hialuronic (sulfat dar nu keratan) în serul sanguin al pacienților cu pacientii cu osteoartrita genunchiului la momentul initial demonstreaza progresia gonartroza in termen de 5 ani de observare. În aceeași populație de pacienți au demonstrat ca Hombach continut seric ridicat la pacientii cu OA genunchi în timpul primului an după începerea studiului a fost asociata cu progresia radiografice peste 5 ani de urmarire. Studiul markerilor biologici la pacienți cu poliartrită reumatoidă au arătat că concentrația serică a Hombach, epitopul 846, condroitin sulfat este asociata cu progresia bolii mai rapida. Aceste rezultate, obținute în grupuri mici de pacienți, de multe ori nu arată puterea legăturii dintre nivelurile de markeri biologici si progresia bolii, de exemplu, este nevoie de cercetări suplimentare, cohorte prospective si mari de pacienti.

TD Spector și coautori (1997) au descoperit o creștere mică a nivelurilor serice ale CRP la pacienții cu osteoartroză precoce și au raportat că CRP poate servi drept predictor al progresiei osteoartritei. În acest caz, o creștere a nivelului de CRP reflectă procesele de deteriorare a țesuturilor articulare și poate fi asociată cu o creștere a nivelului acidului hialuronic, care indică, de asemenea, evoluția bolii. Este posibil ca membrana sinovială să fie responsabilă pentru cea mai mare parte a acidului hialuronic detectat în serul de sânge, ceea ce indică prezența unui sinovitis slab. O creștere a concentrației de stromelizină MMP în lichidul sinovial și serul pacienților cu osteoartrită și după o leziune articulară poate fi, de asemenea, asociată cu un sinovitis slab.

În cele din urmă, markerii biologici pot fi utilizați ca criterii de eficacitate în studiile clinice de medicamente, precum și pentru monitorizarea tratamentului patogenetic. Cu toate acestea, există două probleme interdependente: lipsa de medicamente cu proprietăți dovedite de „structură modificată“ sau „boala modificarea“ este în mare parte din cauza lipsei de markeri biologici fiabile și dimpotrivă, lipsa unor markeri specifici ai metabolismului tesutului articulatiilor este in mare parte din cauza lipsei de studii controlate de droguri acestor grupuri.

[1], [2], [3], [4]