Оценка патологических изменений костной ткани при коксартрозе

Причины снижения плотности костной ткани

В настоящее время особенно актуальным является изучение биоминералов физиогенной природы, в частности костной ткани. Закономерности этиопатогенеза различных костных заболеваний до сих пор остаются спорными. В данном случае необходимым является комплексное изучение костной ткани специалистами разного профиля (медиками, химиками, исследователями минералов и т.д.).

Цель исследования специалистов из Омской ГМА состоит в изучении особенностей химического состава костной ткани и его патологических изменений при коксартрозе.

Среди дегенеративно-дистрофических заболеваний крупных суставов данная патология занимает ведущее место. Так, в Омском регионе в 2006 году было отмечено 164 больных коксартрозом, тазобедренные суставы которых заменены эндопротезами, из них 56 % составляют женщины, 44% - мужчины.

Объектом исследования является коллекция из 65 суставных головок бедренных костей больных коксартрозом (возраст 30-80 лет). Для изучения динамики заболевания из бедренных эпифизов получали три горизонтальных среза (верхний - ближний к гиалиновому хрящу, средний, нижний - ближний к костной ткани бедренной кости).

В виде сухого порошка материала брали для анализа. Анализ химического состава костной ткани осуществлялся РФА, ИК-спектроскопией, ААС (определение общего кальция), фотометрическим (анализ общего фосфора и азота) и рентгено-флуоресцентным (элементный анализ) методами. Во всех образцах исследовалось содержание влаги (ГОСТ 17684-82).

Согласно данным РФА, кристаллическая фаза кости представлена гидроксиапатитом низкой окристаллизованости, что связано с наличием аморфной фазы. Из анализа ИК-спектров костных образцов видно, что апатит кости является карбонатапатитом (дублет - 1460-1420 см^-1 и 1550 см^-1).

Также на спектрограммах присутствуют пики колебаний РО4^3-, ОН^-, Н2О, С=0, N-H и С-Н-связей: последние три указывают на присутствие органического компонента. Слабая диффузность поглощений еще раз подтверждает низкую кристалличность костного минерала.

Кроме того, на ИК-спектрах поврежденной ткани отмечается наибольшая интенсивность колебаний карбонат-ионов, фосфат-ионов - наименьшая. Видимо, в патогенезе артроза уменьшается стехиометричность апатита.

Для доказательства данного предположения необходимо детальное изучение кристаллохимии гидроксиапатита кости. Сказанное выше подтверждается величиной атомного отношения Са/Р: чем более выражена патология (нижний—>средний->верхний срез или костная ткань разной степени поражения одного среза), тем выше величина Са/Р и тем более состав костного апатита отличается от стехиометрического.

Увеличение плотности костной ткани

Увеличение кальция в некоторой степени объясняет повышенную твердость артрозных костей и может быть связано с отложением дополнительных минеральных фаз, например, СаСОз, (Эпифаров В.А., 2005). Уменьшение фосфора обусловлено замещением СОз^2- тетраэдров РО4^3- в структуре гидроксиапатита.

В более поврежденной костной ткани отмечается также увеличение содержания общего азота и свободной воды, что понижает окристаллизованность костного минерала.

Повышение количества органического компонента можно объяснить, принимал во внимание пролиферацию гиалинового хряща в костную ткань бедренной головки. Увеличение воды может быть вызвано разрушением кристаллов гидроксиапатита.

Полученные результаты подтверждены методами многомерной статистики (дискриминантный анализ - Statictica 6.0, StatSoft). Изучение химического состава кист, околокистозного пространства и патологической ткани одного костного среза показало, что в поврежденной ткани и в пространстве вокруг кисты практически нет изменений по содержанию воды и общему азоту, но величина Са/Р значительно больше.

В костной ткани кисты уменьшается содержание всех трех величин, что указывает на протекание процессов резорбции кости, в ходе которых наблюдается разрушение минеральной и органической фаз.

Завышенное значение Са/Р в околокистнозном пространстве связано с частичной миграцией кальция из ткани кисты и уменьшением количества общего фосфора.

Согласно данным рентгено-флуоресцентного анализа в более пораженной костной ткани увеличивается содержание кальция, количество других микроэлементов (железа, цинка, меди, стронция и т.д.) уменьшается.

Таким образом, в патогенезе коксартроэа можно отметить следующие закономерности:

• Увеличение соотношения Са/Р, содержания органических веществ, воды.
• Уменьшение кристалличности и стехиометричности гидроксиапатита кости.

Результаты таких работ важны при выборе методов лечения артроза и других костных патологий, а также при разработке эндопротезов, нанокомпозитов и т.п.

Ссылки по теме:

• Микроэлементы и витамины для костной и соединительной ткани
• Деминерализованная костная матрица
• Искусственная кость для лечения остеоартроза

Автор материала Елена Васильева, врач общей практики специально для Spinet.ru

Также стоит почитать: