골관절염의 병인에서 연골 하골의 변화의 역할

관절 연골의 퇴화와 함께, 골관절염의 병리학 적 과정은 밑에있는 뼈 조직을 포함합니다. 연골 하판의 농축은 골관절염의 진행을 촉진시키는 것으로 제안됩니다. 골관절염이 진행됨에 따라 기계적 및 화학적 스트레스의 대상인 관절 연골은 이화 작용과 연골 회복 과정의 불균형으로 인해 서서히 침식됩니다. 특히, 관절의 "체중 부하"체중과 관련한 기계적 응력은 연골 하판과 연골에서 많은 수의 미세 골절 형성에 기여합니다. 관절 연골이 침식됨에 따라, 연골 하골의 경화가 진행되고, 뼈 조직의 강성이 증가하며, 이는 차례로 관절 연골 구조의 추가 파열에 기여한다. 그러나, 골관절염에서 연골 하골의 변화의 1 차 또는 2 차적인 성질의 문제는 아직 해결되지 않았다.

최근까지, 골관절염 환자에서 경화 또는 낭종 형성과 같은 연골 하골의 해면상 물질의 방사선 학적으로 결정된 변화 가 이차적 이라고 믿어졌습니다 . 그러나 임상 적 및 실험적 연구의 결과는 골관절염의 발병 기전에서 연골 하골의 역할을 개시 할 수 있음을 시사한다. 한 가지 가능한 메커니즘으로 인해 연골의 적절한 무결성이 뼈 "침대"의 기계적 특성에 의존한다는 사실에 연골 하골 강성 그라데이션의 극적인 증가이다. 영장류에서의 연구에 따르면 연골 하골의 변화가 관절 연골의 변화보다 먼저 나타날 수 있습니다. 동물의 골관절염 모델에서의 증거와이 가설을 뒷받침하는 근거에 대한 임상 연구와 그에 대한 임상 연구는이 논의를 더욱 악화 시켰습니다. 연골 하골에 소주 두꺼워은 항상 뼈 광물의 증가, 또는 유골에서 오히려 증가를 동반하지 않습니다. 이 기능 변칙적 인 광물은 뼈의 재 형성의 조절 이상이 골관절염의 중요한 부분뿐만 아니라 관절염의 결함 뼈 세포의 개념에 찬성 증거는 것을 의미한다. J. Dequeker (1989)는 후자를 "일반화 된 대사성 뼈 질환"이라고보고있다.

뼈 조직은 지속적으로 업데이트됩니다. 골조직 개조 (bone remodeling)라고 불리는이 역동적 인 과정은 흡수와 광화 작용의 복잡한 과정입니다. 파골 세포는 골조직을 재 흡수하며, 골아 세포는 광물 화를위한 주요 유기 성분을 형성하는 단백질을 분비합니다. 뼈의 형성과 재 흡수는 골격 전체에 걸쳐 무작위로 발생하는 것이 아니라 뼈 개조 장치라고하는 골격의 여러 부분에서 발생하는 프로그래밍 된 과정입니다. 사이클의 시작에서 파골 세포가 비활성 표면에 나타납니다. 2 주내에 이들은 피질골 층에 터널을 형성하거나 섬유 골의 표면에있는 쇠공돌을 형성합니다. 새로운 뼈 개조 장치의 활성화 빈도는 뼈 조직 재생의 정도를 결정합니다. 건강한 젊은 사람에게는 뼈 조직의 형성 및 흡수 과정이 균형을 이루고 정상적인 뼈 조직이 유지됩니다. 골 흡수의 호르몬 규제는 적어도 PTH와 PGE ₂ 만 파골 세포와 조골 세포에 의해하지에 참석하지만, 이러한 호르몬의 작용으로 파골 세포에 의한 골 흡수를 자극하는 요인을 해제됩니다. 현재 골 성장의 12 개 이상의 로컬 및 전신 레귤레이터가 개장 특히 PTH, 1,25 (OH)에 영향이있는 ₂ D ₃, 칼시토닌, 성장 호르몬, 스테로이드, 갑상선 호르몬, 인슐린, IGF (1 및 2), 에스트로겐, PGE ₂, androgens.

뼈 세포는 내분비 조절과 신호 전달을 수행하는 많은 단백질과 사이토 카인을 방출합니다. 조골 세포가 생산하는 단백질에는 콜라겐, 오스테 오 폰틴, 오스테오칼신, 뼈 시알 로테테인과 같은 골 기질 단백질이 포함됩니다. 또한 이들 세포는 활성 형 및 잠재 성 형태로 프로테아제를 분비하며, 이는 골 재생 과정 (MMP, plasminogen activator (AP) / plasmin activator system의 구성 요소)에 참여합니다. Osteoblasts에 의해 풀어 놓인 cytokines는 autocrine 기계 장치 그리고 국부적으로 세포 (다른 osteoblasts, 파골 세포)에 paracrine를 통해 둘 다 작용할 수있다.

기계적 스트레스 또는 기계적 스트레스에 의해 유도 된 다른 화학적 신호에 의해 이러한 신호가 조절되는 방식은 아직 알려져 있지 않습니다. 그러나, 반복적 인 기계적 응력은 골 세포 및 / 또는 단백질의 국소적인 증식을 일으키는 것으로 알려져있다. 조건하에 생체 내에서 사이 클릭 뉴클레오티드 수준을 높이기 위해 골아 세포를 활성화 할 수있는 기계적 부하 프로스타글란딘을 생성하고 골 개조와 관련된 형태 학적 변화를 유도한다. 조건 체외에서 기계적 응력 조골 세포의 증식 배양, 유골 광물의 형성 프로세스에 관여하는 뼈 단백질의 mRNA 발현을 유도, 예컨대 IGF-1, IGF-2, 부착 분자와 같은 로컬 성장 인자의 방출. 기계적으로 민감한 이온 채널을 통해 기계적 응력 신호를 전송할 수 있습니다.

골관절염에서 골아 세포 기능이 손상되었다는 간접적 인 증거가 있습니다. G. Gevers와 J. Dequeker (1987) 뼈 조직의 병리가 골관절염의 일부가 될 수 있음을 시사 손의 관절의 골관절염 여성뿐만 아니라 외식 피질골 지역에서 혈청 오스테오칼신,의 증가를 보여 주었다. 부검에서는 연골 골의 비후가 감지되었을뿐만 아니라 대퇴골 두의 비정상적으로 낮은 광물질도 발견되었습니다. 외과 적으로 유발 된 골관절염이있는 기니아 피그에서, 연골 하층부의 뼈 분획이 유의하게 두꺼워지는 것은 컴퓨터 단층 촬영을 사용하여 감지되었습니다. 콜라겐과 비 콜라겐 (오스테오칼신 및 기타) 단백질 사이의 불균형은 뼈 조직의 부피를 증가시킬 수 있지만 미네랄 밀도에는 영향을 미치지 않습니다. 시미즈 M. 등 (1993), 연골 하골의 더 강렬한 리모델링과 연관된 관절 연골의 퇴행성 변화의 진행에 따라 골관절염 및 골 세포의 결함을 나타내는 그것의 강성을 증가시킨다. 이 제안에 따르면, V. M. Aspden 리 및 골 세포의 증식의 결함 (1997) 가설 골 강도의 증가로 이어질 수 있지만, 그 미네랄 밀도의 증가를 초래하지 않는다.

CI Westacott과 공동 저자 (1997)는 비정상적인 골아 세포가 연골 조직의 신진 대사에 직접적으로 영향을 미친다는 가설을 세웠다. 관절의 질병을 가지고 있지 않은 사람들과 골관절염 연골 세포와 환자의 조골 세포를 배양, 저자는 글리코 사 미노 글리 칸 정상 연골 조직의 출시에 큰 변화를 관찰 체외에서, 하지만, 사이토 카인 방출의 수준은 변화가 없었다. G. 히랄 등 (1998) 골관절염 환자의 조골 세포의 배양 연골 하골 것을 증명 체외은 이러한 세포에서 시스템 활동 AP / 플라스 민과 IGF-1이 증가 - 변경된 신진 대사가있다. CI Westacott et al. (1997)의 관찰은 연골 하골 세포에서 프로테아제 활성의 증가로 설명 될 수있다.

골관절염이 연골 하골에서 변화를 일으키거나 그 진행에 기여하는지 여부는 알려지지 않았습니다. DK Dedrick 등 (1993)은 수술 유도 관절염 연골 하골 비후와 개에서 관절 연골의 osteoartrozpodobnyh 변화의 개발을위한 전제 조건이 아니라 연골의 퇴행성 과정의 진행에 기여하고 있음을 보여 주었다. 연구 A. Sa'ied 등의 등 (1997)의 결과는 이전의 연구에 위배됩니다. 초기 형태 변화의 평가와 쥐의 무릎 관절 내로 실험적 관절염 유도 monoyoduksusnoy 산 주사에서 관절 연골 및 뼈에서의 진행에 대한 echography 50 메가 헤르츠를 사용하여, 주입 후 3 일 동안 뼈 및 연골의 동시 공정 변경을 증명하고있다.

조골 세포는 연골의 석회화 층에 미세 균열을 통해 침투 한 후 적절한 "캐리어 무게"관절 연골 조직의 재 형성에 기여할 수있는 뼈 조직의 로컬 리모델링에 참여 성장 인자와 사이토 카인을 분비한다. 또한 뼈 세포 분비물은 활액에서 발견됩니다. 연골 조직의 국소 재 형성을 유발할 수있는 비정상적인 조골 세포에 의해 방출 될 가능성이 가장 높은 제품은 TGF-b와 골 형태 단백질 (bone morphometric proteins, CML)이다. 모두 할당 된 TGF의 가족과 연골 세포와 조골 세포의 대표, 둘 다 뼈의 리모델링 및 연골을 모두 수정 할 수있다. J. 마르텔의 Pelletier 등 (1997) 등은 관절염의 발병 기전이 성장 인자의 가능한 역할을 나타내는, 연골 하골에서 TGF-P 수준의 증가 건강한 사람에 비해 관절염 환자 외식을 관찰했다. IGF는 또한 골아 세포에 의해 생성됩니다. 골관절염 환자에서 파생 된 조골 세포의 배양에서 연골의 대사를 변경 IGF의 증가 수준을 발견했다.

TGF-B, IGF위원회 및 연골 하골의 조골 세포에 의해 생산 된 사이토 카인은 다시 연골 매트릭스를 리모델링 / 열화에 기여할 수있는 연골에서 콜라게나 제와 다른 단백질 분해 효소의 생산에 영향을 미칠 수있다. 정상 세포에 비해 - 그것은 조골 세포가 OA 덜 식세포 콜로니 자극 인자 (골 흡수의 자극 M-CSF)를 생산 불분명 남아있다. 연구 결과 AG Uitterlinden 동료 (1997) 골극 수용체의 형성에 중요한 역할을 골아 세포로 표시되는 비타민 D를 재생 부분적이 질병의 병인에 골아 세포의 역할을 설명하고 이들 세포에 의해 합성 된 여러 요소의 발현을 조절할 수 있음을 보여 주었다.

위의 연구 결과 감안할 때, G. 히랄 등 (1998), J. 마르텔-의 Pelletier 등 (1997) 연골 뼈와 관절염의 적절한 관절 연골을 리모델링 다음과 같은 작업 가설 관계를 제안했다. OA 병인의 초기 또는 확장 단계에서, 연골 하골에서 뼈 조직 개질의 과정은 강화된다. 동시에 반복 하중 인해 경화증을 촉진하는 골 형성 세포의 비정상적인 반응 연골 하골에 microfractures 로컬 및 / 또는 시스템 불균형 IGF / IGF-svyazyvayushy 단백질 (IGFBP)의 출현으로 이끈다. 후자는 차례로 적절한 연골의 미세 골절 및 그 모체 손상을 유발할 수 있습니다.

정상적인 조건에서이 손상은 관절 연골의 ECM 형성을 자극하는 IGF-1 및 IGF- 결합 단백질의 국소 합성 및 방출에 의해 제거된다. 동시에 PD 시스템은 연골 하골 세포의 성장과 골질의 형성을 촉진합니다. 관절 연골의 로컬 활성화 SA 시스템 / 플라스 민 (IGF-시스템의 로컬 레귤레이터) 로컬 변화를 일으키는 반면, IGF-시스템의 근육 활동, 골관절염 환자의 연골 하골 증가. 골관절염 골아 세포에서 IGF-1은 결국 연골 경화증 리드 골 조직의 재 형성을 억제 할 수있다 따라서, AP의 플라스 형 포지티브 피드백의 조절을 제공한다. 그러므로, IGF-1 iproteaz 리드의 뼈와 연골 로컬 유도에서, 한편, 연골 손상, 다른 - 연골 하골의 비후에 차례로 후자는 상기 연골 손상을 촉진한다. 연골 경화증과 관련된 연골 손상 및 수리 능력 사이의 불균형은 연골 ECM과 골관절염의 발전에 진보적 인 변화로 이어집니다. 저자들에 따르면,이 가설은 질병의 느린 진행을 설명합니다.