Коллектив авторов
Болезни суставов
УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
АВ – атриовентрикулярный
АКЛ – антитела к кардиолипину
АКТГ – адренокортикотропный гормон
АНА – антинуклеарные антитела
АНЦА – антинейтрофильные цитоплазматические антитела
АРА – Американская ревматологическая ассоциация
АС – анкилозирующий спондилоартрит
АСЛ – антистрептолизин
АТ – антитела
АФЛ – антитела к фосфолипидам
АХВ – анемия хронического воспаления
ББ – болезнь Бехтерева
БКПД – болезнь отложения кристаллов кальция пирофосфата дигидрата
ВА – волчаночный антикоагулянт
в/в – внутривенно
в/м – внутримышечно
ВОЗ – Всемирная организация здравоохранения
ВУТ – временная утрата трудоспособности
ВЧС – височно-челюстной сустав
ВЭБ – вирус Эпстайна – Барр
ГВ – геморрагический васкулит
ГГФТ – гипоксантингуанинфосфорибозилтрансфераза
ГКС – глюкокортикостероиды
ГКТ – глюкокортикостероидная терапия
ДБСТ – диффузные болезни соединительной ткани
ДДТ – диадинамические токи
ДМ – дерматомиозит
ДМВ-терапия – дециметрово-волновая терапия
ДМФС – дистальные межфаланговые суставы
ЗГТ – заместительная гормональная терапия
ИКК – иммунокомпетентные клетки
ИЛ – интерлейкин
ИФН – интерферон
КК – креатинкиназа
Кон-А – конканавалин
КСФ-ГМ – колониестимулирующий фактор грануломоноцитарный
КТ – компьютерная томография
ЛПС – липополисахариды
ЛФК – лечебная физкультура
МДС – миелодиспластический синдром
МКАТ – моноклональные антитела
МПКТ – минеральная плотность костной ткани
МТ – метатрексат
МФС – межфаланговый сустав
НЛ – неходжкинская лимфома
НПВП – нестероидные противовоспалительные препараты
НЯК – неспецифический язвенный колит
ОА – остеоартроз
ОРЛ – острая ревматическая лихорадка
ПГ – простагландин
ПГн – протеогликаны
ПМ – полимиозит
ПТГ – паратиреоидный гормон
ПУВА – пувален-ультрафиолетовое облучение А-спектра
ПЦР – полимеразная цепная реакция
РА – ревматоидный артрит
РБТЛ – реакция бласттрансформации лимфоцитов
РеА – реактивный артрит
РНГА – реакция непрямой гемагглютинации
РСК – реакция связывания комплемента
РТМЛ – реакция торможения миграции лейкоцитов
РФ – ревматоидный фактор
СВ – системный васкулит
СЖ – синовиальная жидкость
СЗСТ – системное заболевание соединительной ткани
СИ – суставной индекс
СКВ – системная красная волчанка
СМТ – синусоидальные модулированные токи
СОЭ – скорость оседания эритроцитов
СР – синдром Рейно
СРБ – C-реактивный белок
ССД – системная склеродермия
СТГ – соматотропный гормон
Т3 – трийодтиронин
ТФР – трансформирующий фактор роста
УП – узелковый периартериит
УФО – ультрафиолетовое облучение
ФГА – фитогемагглютинин
ФК – функциональный класс
ФНО – фактор некроза опухоли
ФНС – функциональная недостаточность суставов
ФР – фактор роста
ФТ – физиотерапия
ХПН – хроническая почечная недостаточность
ЦИК – циркулирующие иммунные комплексы
ЦНС – центральная нервная система
ЦОГ – циклооксигеназа
ЦФ – циклофосфан
ЦЦП – циклический цитруллинсодержащий пептид
ЭКГ – электрокардиография (электрокардиограмма)
ЭКМОК – экстракорпоральные методы очистки крови
ЭМП УВЧ – электромагнитное поле ультравысокой частоты
ЮРА – ювенильный ревматоидный артрит
ЯМРТ – ядерно-магнитно-резонансная томография
Ig – иммуноглобулин
TGF – см. ТФР
ПРЕДИСЛОВИЕ
Подготовленный авторским коллективом очередной том многотомного руководства для врачей посвящен большой группе первичных и вторичных артропатий, часто встречающихся в практической работе ревматологов, ортопедов, терапевтов и врачей общей практики.
Поводом для подготовки данного тома явились определенные изменения представлений о патогенезе целого ряда заболеваний суставов и околосуставных мягких тканей, трудности их диагностики, особенно на начальной стадии формирования патологического процесса, недостаточная информированность широкого круга терапевтов о новых рабочих классификациях отдельных нозологических форм, а также отсутствие систематизации в выборе тактики лечения больных с учетом нарастающего потока современных лекарственных средств, имеющих свои особенности, которые следует учитывать при назначении совместно с препаратами других фармакологических групп.
В представленном томе первый раздел содержит достаточно обширный материал о морфологических и физиологических свойствах костной и хрящевой тканей, а также связочном и мышечном аппарате суставов. Подробно рассмотрены классификация костей, этапы их развития, химический состав, механические свойства, а также виды их соединения. Нашли свое отражение сведения о химических и механических свойствах, а также метаболизме хрящевой ткани.
Книга содержит подробное описание методов физикального, лабораторного и инструментального обследования ревматологических больных. Особое внимание уделено диагностическим возможностям инновационных технологий, включая магнитно-резонансную томографию с контрастированием, рентгеновскую компьютерную томографию и сонографическое исследование суставов, а также целый ряд иммунологических тестов.
Второй и третий разделы настоящего руководства содержат главы, в которых приводятся современные классификации, а также данные об эпидемиологии, этиопатогенезе, диагностике и принципах лечения наиболее часто встречающихся воспалительных и обменно-дистрофических заболеваний суставов. На основании собственного опыта авторы представляют алгоритмы лечения больных, обосновывают возможности применения противовоспалительных и базисных средств в комплексной терапии болезней суставов, освещают показания и противопоказания к их назначению, а также осложнения и побочные эффекты рассматриваемых групп фармакологических препаратов.
Четвертый раздел тома содержит главы, характеризующие особенности поражения суставов при остеопорозе, инфекционных и эндокринных заболеваниях, а также при патологии почек и злокачественных новообразованиях. Следует отметить, что данные вопросы в учебно-методической литературе последних лет были представлены явно недостаточно.
В приложении к руководству содержатся материалы, во многом объективизирующие клинические проявления заболеваний суставов и оказывающие помощь читателю в более глубоком понимании клинических проявлений данных форм патологии (различные показатели и индексы, характеризующие суставной синдром, функциональные возможности суставов и определяющие качество жизни больных с артропатиями).
Понятно, что ревматические заболевания не ограничиваются только артропатиями и включают большое число других нозологических форм, к которым относятся диффузные болезни соединительной ткани, ревматическая лихорадка, системные васкулиты и васкулопатии. В связи со значительным объемом материала по данной проблеме он представлен в отдельном томе руководства по внутренним болезням – «Диффузные заболевания соединительной ткани».
Авторы надеются, что настоящее руководство будет полезным врачам при прохождении курсов усовершенствования по терапии и другим терапевтическим специальностям, а также ординаторам, интернам и студентам старших курсов медицинских вузов.
Член-корреспондент РАМН, заслуженный деятель науки РФ, профессор В. И. Мазуров
РАЗДЕЛ I
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КОСТЯХ И ИХ СОЕДИНЕНИЯХ. МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ ЗАБОЛЕВАНИЙ СУСТАВОВ
Глава 1. АНАТОМО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ О КОСТЯХ И ИХ СОЕДИНЕНИЯХ
1.1. ВИДЫ КОСТНОЙ ТКАНИ И ЕЕ СТРОЕНИЕ
Костная ткань представляет собой весьма совершенную специализированную разновидность тканей внутренней среды. В этой системе гармонично сочетаются такие противоположные свойства, как механическая прочность и функциональная пластичность, процессы новообразования и разрушения.
Костная ткань состоит из клеток и межклеточного вещества, которые характеризуются определенной гистоархитектоникой. Основные клетки костной ткани – это остеобласты, остеоциты и остеокласты.
Остеобласты имеют овальную или кубическую форму. Крупное светлое ядро располагается не в центре, оно несколько смещено к периферии цитоплазмы. Часто в ядре обнаруживается несколько ядрышек, что свидетельствует о высокой синтетической активности клетки. Электронно-микроскопические исследования показали, что значительная часть цитоплазмы остеобласта заполнена многочисленными рибосомами и полисомами, канальцами гранулярной эндоплазматической сети, комплексом Гольджи, митохондриями, а также особыми матриксными пузырьками. Остеобласты обладают пролиферативной активностью, являются продуцентами межклеточного вещества и играют основную роль в минерализации костного матрикса. Они синтезируют и секретируют такие химические соединения, как щелочная фосфатаза, коллагены, остеонектин, остеопонтин, остеокальцин, костные морфогенетические белки и др. В матриксных пузырьках остеобластов содержатся многочисленные ферменты, которые, выделяясь за пределы клетки, инициируют процессы минерализации кости.
Синтезируемый остеобластами органический матрикс костной ткани состоит преимущественно (90–95 %) из коллагена I типа, коллагенов III–V и других типов, а также из неколлагеновых белков (остеокальцин, остеопонтин, остеонектин, фосфопротеины, костные морфогенетические белки) и гликозаминогликановых субстанций. Белки неколлагеновой природы обладают свойствами регуляторов минерализации, остеоиндуктивных веществ, митогенных факторов, регуляторов скорости образования коллагеновых фибрилл. Тромбоспондин способствует адгезии остеобластов к поднадкостничному остеоиду кости человека.
Остеокальцин считается потенциальным индикатором функции этих клеток.
Ультраструктура остеобластов свидетельствует о том, что их функциональная активность различна. Наряду с функционально активными остеобластами, обладающими высокой синтетической активностью, имеются неактивные клетки. Чаще всего они локализуются на периферии кости со стороны костномозгового канала и входят в состав надкостницы. Строение таких клеток отличается малым содержанием органелл в цитоплазме.
Остеоциты являются более дифференцированными клетками, чем остеобласты. Они имеют отростчатую форму. Отростки остеоцитов располагаются в канальцах, пронизывающих минерализованный костный матрикс в различных направлениях. Уплощенные тела остеоцитов находятся в специальных полостях – лакунах – и со всех сторон окружены минерализованным костным матриксом. Значительную часть цитоплазмы остеоцита занимает овоидное ядро. Органеллы синтеза в цитоплазме развиты слабо: имеются немногочисленные полисомы, короткие канальцы эндоплазматической сети, единичные митохондрии. В связи с тем что канальцы соседних лакун анастомозируют друг с другом, отростки остеоцитов связаны между собой при помощи специализированных щелевых контактов. В небольшом пространстве вокруг тел и отростков остеоцитов циркулирует тканевая жидкость, содержащая определенную концентрацию Са2+ и PO4 3 − , могут содержаться неминерализованные или частично минерализованные коллагеновые фибриллы. Функция остеоцитов заключается в сохранении целостности костного матрикса за счет участия в регуляции минерализации костной ткани и обеспечения ответа на механические стимулы. В настоящее время накапливается все больше данных о том, что эти клетки принимают активное участие в метаболических процессах, протекающих в межклеточном веществе кости, в поддержании постоянства ионного баланса в организме. Функциональная активность остеоцитов в значительной мере зависит от стадии их жизненного цикла и действия гормональных и цитокиновых факторов.
Остеокласты – это крупные многоядерные клетки с резко оксифильной цитоплазмой. Они являются частью фагоцитарно-макрофагальной системы организма, производными моноцитов крови. На периферии клетки определяется гофрированная щеточная каемка. В цитоплазме обнаруживается много рибосом и полисом, митохондрий, канальцев эндоплазматической сети, хорошо развит комплекс Гольджи. Отличительной особенностью ультраструктуры остеокластов является наличие большого количества лизосом, фагосом, вакуолей и везикул. Остеокласты обладают способностью создавать локально у своей поверхности кислую среду в результате интенсивно идущих в этих клетках процессов гликолиза. Кислая среда в области непосредственного контакта цитоплазмы остеокластов и межклеточного вещества способствует растворению минеральных солей и создает оптимальные условия для действия протеолитических и ряда других ферментов лизосом. Цитохимическим маркером остеокластов служит активность изофермента кислой фосфатазы, который называется кислой нитрофенилфосфатазой. Функции остеокластов заключаются в резорбции (разрушении) костной ткани и участии в процессе ремодуляции костных структур в ходе эмбрионального и постнатального развития.
Межклеточное вещество костных тканей состоит из органического и неорганического компонентов. Органические соединения представлены коллагенами I, III, IV, V, IX, XIII типов (около 95 %), неколлагеновыми белками (костные морфогенетические белки, остеокальцин, остеопонтин, тромбоспондин, костный сиалопротеин и др.), гликозаминогликанами и протеогликанами. Неорганическая часть костного матрикса представлена кристаллами гидроксиапатита, содержащими в большом количестве ионы кальция и фосфора; в значительно меньшем количестве в его состав входят соли магния, калия, фториды, бикарбонаты.
Межклеточное вещество кости постоянно обновляется. Разрушение старого межклеточного вещества представляет собой достаточно сложный и еще не ясный во многих деталях процесс, в котором принимают участие все типы клеток костной ткани и ряд гуморальных факторов, но особенно заметную и важную роль играют остеокласты.
Типы костной ткани. В зависимости от микроскопического строения различают две основные разновидности костной ткани – ретикулофиброзную (грубоволокнистую)и пластинчатую.
Ретикулофиброзная костная ткань широко представлена в эмбриогенезе и раннем постнатальном гистогенезе костей скелета, а у взрослых встречается в местах прикрепления сухожилий к костям, по линии зарастания черепных швов, а также в области переломов. Как в эмбриогенезе, так и при регенерации ретикулофиброзная костная ткань с течением времени всегда замещается пластинчатой. Характерным в строении ретикулофиброзной костной ткани является неупорядоченное, диффузное расположение костных клеток в межклеточном веществе. Мощные пучки коллагеновых волокон слабо минерализованы и идут в различных направлениях. Плотность расположения остеоцитов в ретикулофиброзной костной ткани более высокая, чем в пластинчатой, и они не имеют определенной ориентации по отношению к коллагеновым (оссеиновым) волокнам.
Пластинчатая костная ткань является основной тканью в составе практически всех костей человека. В этой разновидности костной ткани минерализованное межклеточное вещество образует особые костные пластинки толщиной 5–7 мкм. Каждая костная пластинка представляет собой совокупность близко расположенных друг к другу параллельных коллагеновых волокон, пропитанных кристаллами гидроксиапатита. В соседних пластинках волокна располагаются под разными углами, что придает кости дополнительную прочность. Между костными пластинками в лакунах упорядоченно лежат костные клетки – остеоциты. Отростки остеоцитов по костным канальцам проникают в окружающие их пластинки, вступая в межклеточные контакты с другими костными клетками. Различают три системы костных пластинок: окружающие (генеральные, бывают наружными и внутренними), концентрические (входят в структуру остеона), вставочные (представляют собой остатки разрушающихся остеонов).
В составе кости различают компактное и губчатое вещество. Оба они образованы пластинчатой костной тканью. Особенности гистоархитектоники пластинчатой кости будут представлены далее при описании кости как органа.
1.2. ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ И РЕПАРАТИВНАЯ РЕГЕНЕРАЦИЯ КОСТНОЙ ТКАНИ
Одним из проявлений физиологической регенерации является рост трубчатых костей в длину. Он обычно заканчивается к 22–25 годам жизни. До этого времени функционирует так называемая метаэпифизарная пластинка роста, расположенная между эпифизом и диафизом. В этой пластинке различают несколько зон. Пограничная зона расположена ближе всего к костной ткани эпифиза, ее называют еще зоной покоящегося хряща. Далее расположена зона пролиферирующего молодого хряща (зона столбчатых клеток). Здесь образуются новые хондробласты для замены тех хрящевых клеток, которые отмирают у диафизарной поверхности пластинки. Следующая зона метаэпифизарной пластинки называется зоной созревающего хряща, или пузырчатых клеток. Она характеризуется разрушением хондроцитов с последующим эндохондральным окостенением. Выделяют еще зону обызвествления хряща, которая непосредственно граничит с костной тканью диафиза. В нее проникают капилляры и остеогенные клетки. Последние превращаются в остеобласты, образующие на диафизарной стороне метаэпифизарной пластинки костные перекладины. Таким образом, интерстициальный рост хряща на эпифизарной стороне метаэпифизарной пластинки отодвигает эпифиз от диафиза, но метаэпифизарная пластинка не увеличивается в толщине, так как со стороны диафиза она постоянно подвергается резорбции и замещается костной тканью.
У взрослого человека сохраняются камбиальные остеогенные клетки, которые при необходимости могут служить источником регенерации костной ткани. Клетка-родоначальница – это стволовая стромальная клетка. Она находится в костном мозге. Остеогенный путь дифференцировки стволовой стромальной клетки сопровождается пролиферацией, миграцией и последовательным образованием камбиальных клеток (полипотентных периваскулоцитов, преостеобластов, остеобластов). Периваскулярные клетки (периваскулоциты) лежат по ходу кровеносных сосудов периоста (надкостницы), эндоста и в каналах остеонов. Преостеобласты локализуются, главным образом, в периосте и эндосте и обладают высокой пролиферативной активностью. Остеобласты способны к делению, активному синтезу межклеточного вещества и дальнейшей дифференцировке в зрелые клетки костной ткани – остеоциты.
В случае перелома репарация происходит путем образования новой костной ткани между отломками. Вначале возникает костная мозоль, состоящая из ретикулофиброзной костной ткани. Источником развития костной мозоли служат камбиальные остеогенные клетки. В наружных частях костной мозоли наряду с остеогенными клетками пролиферируют и эндотелиоциты кровеносных капилляров. По мере перестройки костной мозоли происходят ремоделирование кости и формирование новых остеонов. Постепенно ретикулофиброзная костная ткань сменяется пластинчатой.
Процессы внутренней перестройки костной мозоли в области перелома кости с превращением ретикулофиброзной костной ткани в пластинчатую продолжаются иногда несколько месяцев. Наконец, в месте перелома обычно происходит полное восстановление конфигурации и архитектоники кости. Тесное соприкосновение и жесткая фиксация отломков кости ускоряют процесс регенерации. Механизмы физиологической и репаративной регенерации качественно схожи и осуществляются за счет одних и тех же клеточных источников. Подробное описание последовательности процессов, происходящих при заживлении костных переломов и ремоделировании костей, можно найти в ряде руководств и монографий по травматологии (Брюсов П. Г. [и др.], 1996; Гололобов В. Г., 2001; Гололобов В. Г. [и др.], 2003; Ревелл П., 1993).
1.3. РЕГУЛЯЦИЯ МЕТАБОЛИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В КОСТНОЙ ТКАНИ
Характерной особенностью костной ткани является постоянное сосуществование в ней процессов новообразования и разрушения, гармоничное сочетание которых является необходимым условием формирования кости. Уже с момента возникновения в ней выделяются участки, где идет интенсивный аппозиционный рост костных перекладин, и зоны, где происходит разрушение ранее образовавшейся костной ткани.
В молодом возрасте уменьшение объема костной ткани незначительно и достигает 0,4 % в год. У женщин с возрастом наблюдается более высокая потеря костной ткани, чем у мужчин. В периосте с увеличением возраста снижается или не определяется пролиферативная активность клеток остеогенного слоя надкостницы. После полового созревания снижается пролиферация клеток в метаэпифизарной хрящевой пластинке при продолжающемся эндохондральном остеогенезе. В результате хрящевая пластинка истончается, в дальнейшем происходит полное ее замещение костной тканью. Уменьшается плотность расположения остеобластов на поверхности кости и количество зрелых остеоцитов. Последние местами разрушаются, и в составе костной ткани отмечаются лакуны, лишенные остеоцитов. В связи со снижением биосинтетических процессов в клетках кости нарушается процесс периостального костеобразования, минерализации пластинок остеонов, а также происходит активизация резорбционных процессов, что приводит к возрастному остеопорозу и снижению механической прочности кости.
Метаболические процессы, происходящие в костных тканях, находятся под влиянием множества факторов. Среди них половые гормоны, гормоны щитовидной железы, паратиреоидный гормон (ПТГ), витамин D, простагландины и др.
Дифференцировка остеогенных клеток ингибируется трийодтиронином (Т3). Имеются данные о том, что этот же гормон активирует синтетическую активность остеобластов по выработке межклеточного вещества. ПТГ ускоряет резорбцию костной ткани. Фактор стволовых клеток, интерлейкины (ИЛ-1, ИЛ-3, ИЛ-6, ИЛ-11), простагландины, кальцитриол стимулируют деятельность остеобластов. На пролиферацию и дифференцировку клеток костной ткани оказывают влияние различные цитокины и факторы роста. Например, колониестимулирующие факторы (КСФ) и фактор некроза опухоли (ФНО) повышают функциональную активность остеокластов. Кальцитонин, эстрогены, ИЛ-4, ИЛ-13, трансформирующий фактор роста (ТФР) ингибируют активность остеокластов. Большинство цитокинов вырабатываются моноцитами, лимфоцитами, тканевыми базофилами, то есть клетками гематогенного генеза. И сами клетки костной ткани могут осуществлять аутокринную регуляцию метаболических процессов, происходящих в кости. Имеются указания на то, что остеобласты, остеоциты и остеокласты являются продуцентами ряда факторов роста, которые индуцируют дифференцировку периваскулоцитов и преостеобластов и стимулируют функциональную активность остеобластов и остеоцитов.
Помимо химических факторов, воздействие на метаболизм костной ткани оказывают и физические факторы. Так, например, повышенное парциальное давление кислорода, высокая степень оксигенации благотворно влияют на скорость физиологических процессов в костной ткани.