Остеоартрит — это связанное с возрастом хроническое воспалительное заболевание синовиальных суставов. Синовиальным суставом называется сустав, имеющий не только хрящевые поверхности, но и сумку из соединительной ткани, заполненную синовиальной жидкостью. Таков, например, коленный сустав. Остеоартрит — это одна из форм артрита, которая требует высоких расходов на лечение и в итоге приводит к значительному нарушению двигательной функции. В основе остеоартрита лежит поражение всех тканей сустава — синовиальной оболочки, собственно суставного хряща и прилежащей к нему кости.
Синовиальная и хрящевая ткани не имеют собственных кровеносных и лимфатических сосудов, поэтому их снабжение кислородом и питательными веществами, например глюкозой, происходит за счет омывания синовиальной жидкостью. Содержание кислорода и глюкозы в этой жидкости ниже, чем в плазме крови. Это значит, что ткани сустава получают относительно бедную метаболическую поддержку со стороны организма. Это обуславливает низкую скорость течения всех метаболических процессов в тканях сустава, особенно в тех, что направлены на синтез новых компонентов тканей. В клетках тканей сустава происходит шесть ключевых метаболических процессов: гликолиз, цикл трикарбоновых кислот, пентозофосфатный путь, синтез жирных кислот и их окисление, аминокислотный обмен. В норме глюкоза включается в аэробный гликолиз и цикл трикарбоновых кислот, что приводит к получению 36 молекул АТФ из одной молекулы глюкозы.
Предыдущие исследования показали, что основные причины остеоартрита — старение организма, биомеханическое и метаболическое повреждение суставов. Старение организма приводит к возникновению сбоев в работе иммунитета, что провоцирует воспалительные процессы. Биомеханическое повреждение суставов — это частая травматизация или повышение нагрузки на коленные суставы при ожирении. Также ожирение способно изменять иммунный статус человека, делая более вероятным воспаление в его организме (провоспалительный сдвиг). Иммунометаболические изменения, сопутствующие повышенному весу, повреждают все суставы, даже те, которые не испытывают прямой нагрузки, как суставы кистей.
Таким образом, из-за замедленного и обедненного обмена веществ суставы начинают меняться. В них накапливаются промежуточные продукты метаболизма и активируются воспалительные реакции Хрящевая ткань начинает активно распадаться и слабо восстанавливаться, в итоге хрящ, а за ним и весь сустав, повреждается.
Также на молекулярном уровне дефицит кислорода запускает переход от аэробного гликолиза к анаэробному (бескислородному), который энергетически менее выгоден для клеток. При нем из одной молекулы глюкозы вместо 36 молекул АТФ образуется всего две. Энергетический дефицит приводит к нарушению образования волокон, составляющих неклеточную основу хряща. Эти продукты нарушенного синтеза могут сами по себе нарушать метаболизм и усиливать воспаление в хряще. Также в повреждении хряща при остеоартрите играют роль чисто иммунные механизмы.
Исследователи определили ключевую молекулу при всех этих процессах — АМФ-активируемая протеинкиназа (АМФК). Уменьшение количества АМФК в тканях сустава приводит к усилению распада хряща в ответ на воспаление. В настоящее время тестируются препараты для лечения остеоартрита, основанные на этом принципе, которые позволят активнее вмешиваться в патогенез заболевания.
Таким образом, для предотвращения остеоартрита необходимо поддерживать нормальный метаболизм, то есть правильно питаться и подвергать организм физической нагрузке.
Работа опубликована в журнале Nature Reviews Rheumatology.
Ранее врачи «увидели» хруст суставов на УЗИ.
Евгения Щербина