Preview

Бюллетень сибирской медицины

Расширенный поиск

Роль метаболического синдрома в патогенезе гонартроза. Новый взгляд на проблему

https://doi.org/10.20538/1682-0363-2021-1-190-199

Полный текст:

Аннотация

 На сегодняшний день получены многочисленные данные, неоспоримо доказывающие взаимосвязь остеоартроза (ОА) с метаболическим синдромом.
При гиперлипидемических состояниях свободные жирные кислоты аномально накапливаются в тканях суставов. Это оказывает липотоксическое действие, что приводит к  дисфункции клеток и их гибели. Пальмитаты и стеараты  вызывают выраженное проапоптотическое действие на  хондроциты суставного хряща. 
Факторы системной воспалительной реакции,  продуцируемые жировой тканью, выступают в качестве значимого звена в патогенезе метаболического ОА  коленного сустава. Метаболические нарушения, инсулинорезистентность, дислипидемия способствуют  увеличению продукции медиаторов воспаления, гликированных соединений, образованию кислородных радикалов, провоцирующих эндотелиальную
дисфункцию.
Локальным звеном в патогенезе метаболического  гонартроза является взаимосвязь внутрисуставных структур (суставного хряща, синовиальной оболочки,  субхондральной кости и синовиальной жидкости) с внутрисуставной инфрапателлярной жировой клетчаткой.  Доказано, что инфрапателлярная жировая клетчатка  значительно увеличивается у пациентов с ожирением. Из-за близкого расположения с суставным хрящом и синовиальной оболочкой, жировая ткань находится с ними в тесном контакте. Под влиянием системных метаболитов, разрастаясь, адипоциты, преадипоциты, макрофаги,  фибробласты и другие клетки жировых тел усиливают продукцию и высвобождение адипокинов, таких как лептин,  адипонектин, висфатин, цитокинов, которые  стимулируют асептическое воспаление, приводящее к  развитию синовита, дегенерации хряща и прогрессированию гонартроза.
Таким образом, метаболический синдром оказывает  негативное влияние на состояние тканей сустава,  способствуя возникновению гонартроза или его  прогрессированию, реализуясь как через системные  эффекты, так и за счет локального воздействия гипертрофируемой инфрапателлярной жировой клетчатки  на компоненты синовиальной среды сустава.
 

Об авторах

Г. В. Порядин
Российский национальный исследовательский медицинский университет (РНИМУ) им. Н.И. Пирогова
Россия

 д-р мед. наук, профессор, член-корр. РАН, кафедра патофизиологии и клинической патофизиологии

Россия, 117997, г. Москва, ул. Островитянова, 1 



А. Н. Захватов
Национальный исследовательский Мордовский государственный университет (МГУ) им. Н.П. Огарёва
Россия

 д-р мед. наук, доцент, кафедра общей хирургии имени профессора Н.И. Атясова

 Россия, 430005, г. Саранск, ул. Ульянова, 26А 



Т. В. Тарасова
Национальный исследовательский Мордовский государственный университет (МГУ) им. Н.П. Огарёва
Россия

 д-р биол. наук, профессор, кафедра нормальной и патологической физиологии, Медицинский институт

 Россия, 430005, г. Саранск, ул. Ульянова, 26А 



В. О. Тимошкин
Национальный исследовательский Мордовский государственный университет (МГУ) им. Н.П. Огарёва
Россия

 студент 4-го курса

 Россия, 430005, г. Саранск, ул. Ульянова, 26А 



Список литературы

1. Лутов Ю.В., Селятицкая В.Г., Васильева О.В., Пинхасов Б.Б. Взаимоотношения основных факторов патогенеза метаболического синдрома с его компонентами у мужчин. Сибирский научный медицинский журнал. 2017; 37 (6): 97–104.

2. Lementowski P.W., Zelicof S.B. Obesity and osteoarthritis. Am. J. Orthop. (Belle Mead. NJ). 2008; 37 (3): 148–151.

3. De Oliveira N.C., Alfieri F.M., Lima A.R.S., Portes L.A. Lifestyle and pain in women with knee osteoarthritis. Am. J. Lifestyle Med. 2019; 13 (6): 606–610. DOI: 10.1177/1559827617722112.

4. Корочина К.В., Чернышева Т.В., Корочина И.Э., Полякова В.С., Шамаев С.Ю. Ранние морфофункциональные преобразования суставного хряща крыс с экспериментальным остеоартрозом различного генеза. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2018; 165 (4): 494–499.

5. Otero M., Lago R., Gomez R. et al. Changes in plasma levels of fat-derived hormones adiponectin, leptin, resistin and visfatin in patients with rheumatoid arthritis. Ann. Rheum. Dis. 2006; 65 (9): 1198–1201. DOI: 10.1136/ard.2005.046540.

6. Reid J.L., Morton D.J., Wingard D.L., Garrett M.D., von Muhlen D., Slymen D. Obesity and other cardiovascular disease risk factors and their association with osteoarthritis in Southern California American Indians, 2002–2006. Ethn. Dis. 2010; 20 (4): 416–422.

7. Шостак Н.А. Остеоартроз – современные подходы к диагностике и лечению. РМЖ. 2003; 14: 803.

8. Patsch J.M., Kiefer F.W., Varga P., Pail P., Rauner M., Stupphann D. et al. Increased bone resorption and impaired bone microarchitecture in short-term and extended high-fat diet-induced obesity. Metabolism. 2011; 60 (2): 243–249. DOI: 10.1016/j.metabol.2009.11.023.

9. Alfieri F.M., Silva N., Battistella L.R. Study of the relation between body weight and functional limitations and pain in patients with knee osteoarthritis. Einstein. 2017; 15 (3): 307–312. DOI: 10.1590/S1679-45082017AO4082.

10. Losina E., Walensky R.P., Reichmann W.M., Holt H.L., Gerlovin H., Solomon D.H., Jordan J.M., Hunter D.J., Suter L.G., Weinstein A.M., Paltiel A.D., Katz J.N. Impact of obesity and knee osteoarthritis on morbidity and mortality in older Americans. Ann. Intern. Med. 2011; 154 (4): 217–226. DOI: 10.7326/0003-4819-154-4-201102150-00001.

11. Felson D.T., Anderson J.J., Naimark A., Walker A.M. Meenan R.F. Obesity and knee osteoarthritis. The Framingham Study. Annals of Internal Medicine. 1988; 109 (1): 18–24. DOI: 10.7326/0003-4819-109-1-18.

12. Grotle M., Hagen K.B., Natvig B., Dahl F.A., Kvien T.K. Obesity and osteoarthritis in knee, hip and/or hand: an epidemiological study in the general population with 10 years follow-up. BMC Musculoskelet. Disord. 2008; 9: 132. DOI: 10.1186/1471-2474-9-132.

13. Fingleton C., Smart K., Moloney N., Fullen B. M., Doody C. Pain sensitization in people with knee osteoarthritis: a systematic review and meta-analysis. Osteoarthr. Cartil. 2015; 23 (7): 1043–1056. DOI: 10.1016/j.joca.2015.02.163.

14. Goldring M.B., Otero M. Inflammation in osteoarthritis. Curr. Opin. Rheumatol. 2011; 23 (5): 471–478. DOI: 10.1097/BOR.0b013e328349c2b1.

15. Губская Е.Ю., Кузьминец А.А., Гуцул В.Н., Лавренчук И.О. Кишечный микробиом и остеоартрит. Гастроэнтерология. 2019; 53 (2): 132–137. DOI: 10.22141/2308-2097.53.2. 2019.168988.

16. Boutagy N.E., McMillan R.P., Frisard M.I., Hulver M.V. Metabolic endotoxemia with obesity: Is it real and is it relevant? Biochimie. 2016; 124: 11–20. DOI: 10.1016/j.biochi.2015.06.020.

17. Bobacz K., Sunk I.G., Hofstaetter J.G., Amoyo L., Toma C.D., Akira S., Weichhart T., Saemann M., Smolen J.S. Toll-like receptors and chondrocytes: the lipopolysaccharide-induced decrease in cartilage matrix synthesis is dependent on the presence of toll-like receptor 4 and antagonized by bone morphogenetic protein 7. Arthritis Rheum. 2007; 56 (6): 1880–1893. DOI: 10.1002/art.22637.

18. Fatkhullina A.R. AniInterleukin-23-interleukin-22 axis regulates intestinal microbial homeostasis to protect from diet-induced atherosclerosis. Immunity. 2018; 49 (5): 943– 957. DOI: 10.1016/j.immuni.2018.09.011.

19. Lee S.W., Rho J.H., Lee S.Y., Chung W.T., Oh Y.J., Kim J.H., Yoo S.H., Kwon W.Y., Bae J.Y., Seo S.Y., Sun H., Kim H.Y., Yoo Y.H. Dietary fat-associated osteoarthritic chondrocytes gain resistance to lipotoxicity through PKCK2/STAMP2/FSP27. Bone Res. 2018; 6: 20. DOI: 10.1038/s41413-018-0020-0.

20. Simopoulos A.P. Importance of the omega-6/omega-3 balance in health and disease: evolutionary aspects of diet. World Rev. Nutr. Diet. 2011; 102: 10–21. DOI: 10.1159/000327785.

21. Calder P.C. Omega-3 polyunsaturated fatty acids and inflammatory processes: nutrition or pharmacology? Br. J. Clin. Pharmacol. 2013; 75 (3): 645–662. DOI: 10.1111/j.1365-2125.2012.04374.x.

22. Courties A., Gualillo O., Berenbaum F., Sellam J. Metabolic stress-induced joint inflammation and osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage. 2015; 23 (11): 1955–1965. DOI: 10.1016/j.joca.2015.05.016.

23. Yang H., Jin X., Kei Lam C.W., Yan S.K. Oxidative stress and diabetes mellitus. Clin. Chem. Lab. Med. 2011; 49 (11): 1773–1782. DOI: 10.1515/CCLM.2011.250.

24. Омельяненко Н.П., Слуцкий Л.И. Соединительная ткань: (Гистофизиология и биохимия); под ред. С.П. Миронова: В 2 т., т. 1. М.: Известия, 2009: 14–17.

25. Захватов А.Н., Козлов С.А., Аткина Н.А., Дудоров И.И. Динамика уровня цитокинов при экспериментальном посттравматическом артрите. Медицинская иммунология. 2016; 18 (1): 91–96. DOI: 10.15789/1563-0625-2016-1-91-96.

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

27. Mutabaruka M.S., Aissa M.A., Delalandre A. et al. Local leptin production in osteoarthritis subchondral osteoblasts may be responsible for their abnormal phenotypic expression. Arthritis Res. Ther. 2010; 12 (1): R20. DOI: 10.1186/ar2925.

28. Dixit V., Yang H., Cooper-Jenkins A. et al. Reduction of T cell-derived ghrelin enhances proinflammatory cytokine expression: implications for age-associated increases in inflammation. Blood. 2009; 113: 5202–5205.

29. Matarese G., Moschos S., Mantzoros C.S. Leptin in immunology. J. Immunol. 2005; 174: 3137–3142.

30. Yang W.H., Liu S.C., Tsai C.H. et al. Leptin induces IL- 6 expression through OBRl receptor signaling pathway in human synovial fibroblasts. PLoS One. 2013; 8 (9): e75551. DOI: 10.1371/journal.pone.0075551.

31. Sasaki K., Hattori T., Fujisawa T. et al. Nitric oxide mediates interleukin-1-induced gene expression of matrix metalloproteinases and basic fibroblast growth factor in cultured rabbit articular chondrocytes. J. Biochem. 1998; 123: 431–439.

32. Bao J.P., Chen W.P., Feng J. et al. Leptin plays a catabolic role on articular cartilage. Mol. Biol. Rep. 2010; 37 (7): 3265–3272. DOI: 10.1007/s11033-009-9911-x.

33. Conde J., Scotece M., Lopez V. et al. Adiponectin and leptin induce VCAM-1 expression in human and murine chondrocytes. PLoS One. 2012; 7 (12): e52533. DOI: 10.1371/journal.pone.0052533.

34. Giles J.T., van der Heijde D.M, Bathon J.M. Association of circulating adiponectin levels with progression of radiographic joint destruction in rheumatoid arthritis. Ann. Rheum. Dis. 2009; 70 (9): 1562–1568. DOI: 10.1136/ard.2011.150813.

35. Scotece M., Conde J., Lopez V. et al. Adiponectin and leptin: new targets in inflammation. Basic Clin. Pharmacol. Toxicol. 2014; 114 (1): 97–102. DOI: 10.1111/bcpt.12109.

36. Gosset M., Berenbaum F., Salvat C., Sautet A., Pigenet A., Tahiri K., Jacques C. Crucial role of visfatin/pre-B cell colony-enhancing factor in matrix degradation and prostaglandin E 2 synthesis in chondrocytes: possible influence on osteoarthritis. Arthritis Rheum. 2008; 58 (5): 1399–1409. DOI: 10.1002/art.23431.

37. Moschen A.R., Kaser A., Enrich B., Mosheimer B., Theurl M., Niederegger H., Tilg H. Visfatin, an adipocytokine with proinflammatory and immunomodulating properties. J. Immunol. 2007; 178 (3): 1748–1758. DOI: 10.4049/jimmunol.178.3.1748.

38. Jacques C., Holzenberger M., Mladenovic Z., Salvat C., Pecchi E., Berenbaum F., Gosset M. Proinflammatory actions of visfatin/nicotinamide phosphoribosyltransferase (Nampt) involve regulation of insulin signaling pathway and Nampt enzymatic activity. J. Biol. Chem. 2012; 287 (18): 15100–15108. DOI: 10.1074/jbc.M112.350215.

39. Poulet B., Staines K.A. New developments in osteoarthritis and cartilage biology. Curr. Opin. Pharmacol. 2016; 28: 8–13. DOI: 10.1016/j.coph.2016.02.009.

40. Cheleschi S., Gallo I., Barbarino M., Giannotti S., Mondanelli N., Giordano A., Tenti S., Fioravanti A. MicroRNA Mediate Visfatin and Resistin Induction of Oxidative Stress in Human Osteoarthritic Synovial Fibroblasts Via NF-κB Pathway. Int. J. Mol. Sci. 2019; 20 (20): 5200. DOI: 10.3390/ijms20205200.

41. Del Rey M.J, Valín А., Usategui A., Ergueta S., Martín E., Municio C., Cañete J.D, Blanco F.J, Criado G., Pablos J.L. Senescent synovial fibroblasts accumulate prematurely in rheumatoid arthritis tissues and display an enhanced inflammatory phenotype. Immun. Ageing. 2019; 16: 29. DOI: 10.1186/s12979-019-0169-4.

42. Wang Y., Xu J., Zhang X., Wang C., Huang Y., Dai K., Zhang X. TNF-α-induced LRG1 promotes angiogenesis and mesenchymal stem cell migration in the subchondral bone during osteoarthritis. Cell Death Dis. 2017; 8 (3): e2715. DOI: 10.1038/cddis.2017.129.

43. Kusumbe A.P., Ramasamy S.K., Adams R.H. Coupling of angiogenesis and osteogenesis by a specific vessel subtype in bone. Nature. 2014; 507 (7492): 323–328. DOI: 10.1038/nature13145.

44. Кабалык М.А., Невзорова В.А. Дислипидемия и атеросклероз в патогенезе остеоартрита. Медицинский альманах. 2018; 56 (5): 220–224. DOI: 10.21145/2499-9954-2018-5-220-224.

45. Hunter D.J., Felson D.T. Osteoarthritis. BMJ. 2006; 332 (7542): 639–642. DOI: 10.1136/bmj.332.7542.639.

46. Pan F., Han W., Wang X., Liu Z., Jin X., Antony B., Cicuttini F., Jones G., Ding C. A longitudinal study of the association between infrapatellar fat pad maximal area and changes in knee symptoms and structure in older adults. Ann. Rheum. Dis. 2015; 74 (10): 1818–1824. DOI: 10.1136/annrheumdis-2013-205108.

47. Ding C., Stannus O., Cicuttini F., Antony B., Jones G. Body fat is associated with increased and lean mass with decreased knee cartilage loss in older adults: a prospective cohort study. Int. J. Obes. (Lond). 2013; 37 (6): 822–827. DOI: 10.1038/ijo.2012.136.

48. Dumond H., Presle N., Terlain B., Mainard D., Loeuille D., Netter P., Pottie P. Evidence for a key role of leptin in osteoarthritis. Arthritis Rheum. 2003; 48 (11): 3118–3129. DOI: 10.1002/art.11303.

49. Xie J., Huang Z., Yu X., Zhou L., Pei F. Clinical implications of macrophage dysfunction in the development of osteoarthritis of the knee. Cytokine Growth Factor Rev. 2019; 46: 36–44. DOI: 10.1016/j.cytogfr.2019.03.004.

50. Beekhuizen M., Gierman L.M., van Spil W.E., Van Osch G.J., Huizinga T.W., Saris D.B., Creemers L.B., Zuurmond A.M. An explorative study comparing levels of soluble mediators in control and osteoarthritic synovial fluid. Osteoarthritis Cartilage. 2013; 21 (7): 918–922. DOI: 10.1016/j.joca.2013.04.002.

51. Witoński D., Wągrowska-Danilewicz M., Kęska R., Raczyńska-Witońska G., Stasikowska-Kanicka O. Increased interleukin 6 and tumour necrosis factor α expression in the infrapatellar fat pad of the knee joint with the anterior knee pain syndrome: a preliminary report. Pol. J. Pathol. 2010; 61 (4): 213–218.

52. Ballegaard C., Riis R.G.C., Bliddal H., Christensen R., Henriksen M., Bartels E.M. et al. Knee pain and inflammation in the infrapatellar fat pad estimated by conventional and dynamic contrast-enhanced magnetic resonance imaging in obese patients with osteoarthritis: a cross-sectional study. Osteoarthritis Cartilage. 2014; 22 (7): 933–940. DOI: 10.1016/j.joca.2014.04.018.

53. Eitner A., Hofmann G.O., Schaible H.G. Mechanisms of оsteoarthritic Pain. Studies in Humans and Experimental Models. Front. Mol. Neurosci. 2017; 10: 349. DOI: 10.3389/fnmol.2017.00349.

54. Cowan S.M., Hart H.F., Warden S.J., Crossley K.M. Infrapatellar fat pad volume is greater in individuals with patellofemoral joint osteoarthritis and associated with pain. Rheumatol. Int. 2015; 35 (8): 1439–1442. DOI: 10.1007/s00296-015-3250-0.

55. Wang B., Lang Y., Zhang L. Histopathological changes in the infrapatellar fat pad in an experimental rabbit model of early patellofemoral osteoarthritis. Knee. 2019; 26 (1): 2–13. DOI: 10.1016/j.knee.2018.06.010.


Для цитирования:


Порядин Г.В., Захватов А.Н., Тарасова Т.В., Тимошкин В.О. Роль метаболического синдрома в патогенезе гонартроза. Новый взгляд на проблему. Бюллетень сибирской медицины. 2021;20(1):190-199. https://doi.org/10.20538/1682-0363-2021-1-190-199

For citation:


Poryadin G.V., Zakhvatov A.N., Tarasova T.V., Timoshkin V.O. The role of metabolic syndrome in the pathogenesis of knee osteoarthritis: a new view on the problem. Bulletin of Siberian Medicine. 2021;20(1):190-199. (In Russ.) https://doi.org/10.20538/1682-0363-2021-1-190-199

Просмотров: 54


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1682-0363 (Print)
ISSN 1819-3684 (Online)