Патогенетические особенности экспериментального остеоартроза, индуцированного дексаметазоном и тальком

Цель – изучение патогенеза экспериментального остеоартроза (ОА), индуцированного дексаметазоном и тальком, на основании исследования структуры, определения морфометрических характеристик и метаболических особенностей скелетных соединительных тканей коленных суставов у крыс.

Материалы и методы. Осуществлена морфометрическая оценка суставного хряща (толщина, организация внеклеточного матрикса, пространственное расположение основных компонентов, плотность распределения, основные клеточные индексы хондроцитов) и изменений субхондральной кости (наличие костных разрастаний в виде появления костных балок в базальном слое суставного хряща и наличия единичных остеофитов) у 30 крыс с моделью первичного ОА, индуцированного путем последовательного введения в полость сустава 0,5 мл дексаметазона (2 мг) и 1 мл 10%-й суспензии стерильного талька в изотоническом растворе натрия хлорида. Изучены гистологические препараты коленных суставов, окрашенные гематоксилином Майера и эозином, альциановым синим (рН 1,0 и 2,5) по Ван-Гизону, Массону и Маллори. Метаболические особенности хрящевой и костной тканей изучены путем определения в сыворотке крови лабораторных животных концентраций гиалуронана, остеокальцина и коллагена I типа.

Результаты. У крыс с ОА, индуцированным введением дексаметазона и талька, выявлено уменьшение на 50% толщины суставного хряща в его нагружаемых участках, нарушение пространственного распределения хондроцитов, снижение (р < 0,01) ядерно-цитоплазматического отношения хондроцитов до 0,3 и повышение в сыворотке крови концентраций гиалуронана (р < 0,001) до 110,2 нг/мл, фрагментов коллагена I типа (р < 0,001) до 217,9 нг/мл и остеокальцина (р < 0,001) до 231,1 нг/мл.

Заключение. Основными патогенетическими особенностями экспериментального остеоартроза, индуцированного дексаметазоном и тальком, являются нарушение плотности распределения, морфологических характеристик и функциональной активности хондроцитов, что приводит к угнетению синтеза компонентов внеклеточного матрикса суставного хряща, а также сопровождается активизацией деструкции протеогликанов, содержащих несульфатированные гликозаминогликаны. Особенностью ремоделирования субхондральной кости при экспериментальном ОА, индуцированном дексаметазоном и тальком, является интенсификация синтетической активности остеобластов.

1. Лапшина С.А., Мухина Р.Г., Мясоутова Л.И. Остеоартроз: современные проблемы терапии. Русский медицинский журнал. 2016;24(2):95–101.

2. Щелкунова Е.И., Воропаева А.А., Русова Т.В., Штопис И.С. Применение экспериментального моделирования при изучении патогенеза остеоартроза (обзор литературы). Сибирский научный медицинский журнал. 2019;39(2):27–39. DOI: 10.15372/SSMJ20190203.

3. Алексеева Л.И. Новые представления о патогенезе остеоартрита, роль метаболических нарушений. Ожирение и метаболизм. 2019;16(2):75–82. DOI: 10.14341/omet10274

4. Патент РФ № 95106870, М. кл. G 09 B 23/28 1997.

5. Kuyinu E.L., Narayanan G., Nair L.S., Laurencin C.T. Animal models of osteoarthritis: classification, update, and measurement of outcomes. Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 2016;(11):19. DOI: 10.1186/s13018-016-0346-5.

6. Mazor M., Best T.M., Cesaro A., Lespessailles E., Toumi H. Osteoarthritis biomarker responses and cartilage adaptation to exercise: A review of animal and human models. Scand. J. Med. Sci. Sports. 2019;29(8):1072–1082. DOI: 10.1111/sms.13435.

7. Cope P.J., Ourradi K., Li Y., Sharif M. Models of osteoarthritis: the good, the bad and the promising. Osteoarthritis and Cartilage. 2019;27(2):230–239. DOI: 10.1016/j.joca.2018.09.016.

8. Новочадов В.В., Крылов П.А., Зайцев В.Г. Неоднородность строения гиалинового хряща коленного сустава у интактных крыс и при экспериментальном остеоартрозе. Вестник Волгоградского государственного университета. Сер. 11: Естественные науки. 2014;(4):7–16. DOI: 10.15688/jvolsu11.2014.4.1.

9. Lu Z., Luo M., Huang Y. IncRNA‐CIR regulates cell apoptosis of chondrocytesin osteoarthritis. J. Cell Biochem. 2018;(120):7229–7237. DOI: 10.1002/jcb.27997.

10. Uthman I., Raynauld J.-P., Haraoui B. Intra-articular therapy in osteoarthritis. Postgrad. Med. J. 2003;(79):449–453. DOI: 10.1136/pmj.79.934.449.

11. Szychlinska M.A., Leonardi R., Al-Qahtani M., Mobasheri A., Musumeci G. Altered joint tribology in osteoarthritis: Reduced lubricin synthesis due to the inflammatory process. New horizons for therapeutic approaches. Annals of Physical and Rehabilitation Medicine. 2016;59(3):149–156. DOI: 10.1016/j.rehab.2016.03.005.

12. Glasson S.S., Chambers M.G., van Den Berg W.B., Little C.B. The OARSI histopathology initiative recommendations for histological assessments of osteoarthritis in the mouse. Osteoarthritis and Cartilage. 2010;(18):17–23. DOI: 10.1016/j.joca.2010.05.025.

13. Карякина Е.В., Гладкова Е.В., Пучиньян Д.М. Структурно-метаболические особенности суставных тканей в условиях дегенеративной деструкции и ревматоидного воспаления. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2019;105(8):989–1001. DOI: 10.1134/s0869813919080065.

14. MacKay J.W., Murray P.J., Kasmai B., Johnson G., Donell S.T., Toms A.P. Subchondral bone in osteoarthritis: association between MRI texture analysis and histomorphometry. Osteoarthritis and Cartilage. 2017;25(5):700–707. DOI: 10.1016/j.joca.2016.12.011.

15. Ashraf S., Mapp P.I., Walsh D.A. Contributions of angiogenesis to inflammation, joint damage, and pain in a rat model of osteoarthritis. Arthritis & Rheumatism. 2011;63(9):2700– 2710. DOI: 10.1002/art.30422.