Diagnóstico de laboratorio de la osteoartritis

En la mayoría de los casos, los pacientes con osteoartritis hay cambios en las pruebas de sangre y orina, excepto sinovitis con efusión significativa, siendo capaz de producir aumento de ESR, hipergammaglobulinemia, aumento de las tasas de fase aguda - CRP, fibrinógeno., Etc. En Estudio de líquido sinovial significativamente diferente de los indicadores normales no revelan.

En los últimos años, se está llevando a cabo una búsqueda intensiva de posibles marcadores biológicos (BM) para la degeneración y reparación de los tejidos articulares (principalmente cartilaginosos y óseos). BM debe reflejar estos cambios dinámicos, servir como predictores de pronóstico de osteoartritis y marcadores de la efectividad del tratamiento patogénico. El descubrimiento de un nuevo y más profundo estudio de marcadores biológicos conocidos nos permitirá comprender mejor los mecanismos de la patogénesis de la osteoartritis. Sin embargo, la principal tarea de usar marcadores biológicos del metabolismo cartilaginoso es evaluar las propiedades condroprotectoras de los fármacos y controlar el tratamiento con fármacos pertenecientes al grupo DMO AD - "modificadores de la enfermedad".

En la osteoartritis, los cambios patológicos ocurren principalmente en el cartílago articular, así como en el hueso subcondral, la membrana sinovial y otros tejidos blandos de la articulación. Como nuestra capacidad para investigar directamente estas estructuras es limitada, las fuentes más importantes para la recolección de marcadores biológicos son sangre, orina y líquido sinovial.

El examen de orina es el más preferido, ya que no está asociado con ningún procedimiento invasivo. En nuestra opinión, el material ideal para el estudio es la orina diaria. Análisis de muestras de orina de la mañana sería más apropiado, sin embargo, la posibilidad de su uso se basa únicamente en el hecho de que simplemente tal ensayo se usa para la detección de marcadores biológicos de metabolismo óseo en la osteoporosis: se sabe que los marcadores biológicos están sujetos a los ritmos circadianos, y la concentración pico de los marcadores biológicos de la cuenta el metabolismo óseo para horas nocturnas. Hasta la fecha, no existe información publicada sobre los ritmos circadianos de los marcadores biológicos de los tejidos blandos del cartílago, por lo que se tomó la decisión final sobre la elección de un análisis de orina adecuada después de los estudios pertinentes.

La prueba de sangre se refiere a análisis clínicos de rutina. Algunos marcadores biológicos en la sangre determinan hoy, por ejemplo, los indicadores de la fase aguda, otros, tal vez en un futuro próximo se incluirán en la lista estándar de pruebas bioquímicas. Para cada marcador biológico, es necesario especificar en qué componente de la sangre se debe determinar, en plasma o suero. Los resultados de los estudios indican que la concentración de marcadores biológicos en el plasma sanguíneo es significativamente diferente de la del suero. Por lo general, los marcadores biológicos se determinan en suero. Según V. Rayan y sus coautores (1998), la concentración de marcadores biológicos en la sangre tomada de una vena cerca de la articulación afectada y de una vena más distante es diferente. Estos datos indican la necesidad de estandarizar el muestreo de sangre para el estudio de marcadores biológicos.

Según LJ Attencia y otros (1989), el cartílago de las articulaciones sinoviales en un adulto es solo el 10% de la masa total del cartílago hialino del cuerpo, incluidos los discos intervertebrales. Por lo tanto, la determinación de marcadores biológicos en la sangre y la orina refleja un metabolismo sistémico en lugar de cambios locales en la articulación afectada por la osteoartritis. El líquido sinovial es el más cercano al foco patológico en la osteoartritis y probablemente refleje con mayor precisión los procesos que ocurren en la articulación afectada. La concentración de marcadores biológicos en el líquido sinovial puede ser significativamente mayor que en la sangre y, por lo tanto, es más fácil de determinar. Algunos ejemplos son el agrecano EPIGOP 846 - en el líquido sinovial es 40 veces más grande que en el suero sanguíneo, las proteínas de la matriz oligomérica del cartílago (HOMB) - 10 veces mayor que en el suero. Los productos de degradación en el líquido sinovial reflejan con mayor precisión los procesos catabólicos en el cartílago articular. El drenaje de las moléculas del líquido sinovial a través del sistema linfático local puede conducir a una disminución en su tamaño e incluso a su destrucción.

A pesar de la invasividad de la técnica de la ingesta de líquido samovial, junto con una serie de posibles complicaciones, el valor de determinar los marcadores biológicos en él es obvio. Para evitar problemas con la llamada articulación seca, justo antes de extraer el líquido, se pueden inyectar 20 ml de solución de NaCl isotónica en la articulación. Inmediatamente después de la inyección de la solución isotónica, el paciente debe realizar 10 veces la flexión-extensión de la extremidad en la articulación, seguido de la aspiración rápida del líquido sinovial diluido. De acuerdo con EM-JA Thonar (2000), tal dilución de sinovitis afecta el metabolismo en el cartílago articular. Sin embargo, los resultados del estudio de FC Robion y coautores (2001) indican que el lavado repetido de las articulaciones de la rodilla del caballo no causa cambios significativos en el metabolismo del cartílago. Estos datos, por supuesto, requieren confirmación. Por lo tanto, para cada marcador biológico en la etapa de investigación preclínica en animales, es necesario determinar el efecto del lavado de la articulación sobre el cambio en su concentración.

El siguiente punto importante es la determinación de cada marcador biológico de la vida media en el líquido sinovial y en la sangre. Sin tales datos, la interpretación de los resultados de la prueba será difícil. Típicamente, la vida media de las sustancias biológicamente activas en la sangre es menor que en otros medios líquidos, debido al aclaramiento efectivo del hígado y los riñones. Por lo tanto, para cada marcador biológico también es necesario determinar el camino de eliminación. Por lo tanto, N-propéptido de colágeno de tipo III secretada por el hígado mediante endocitosis mediada por receptores, y fragmentos de colágeno no glicosiladas deriva principalmente smochoytakzhe, kakosteokaltsin. Las células endoteliales de los senos de los lóbulos hepáticos tienen receptores para los glicosaminoglicanos, por lo que el ácido hialurónico y los proteoglicanos son eliminados por el hígado. La vida media del ácido hialurónico en la sangre es de 2 a 5 minutos. La presencia de sinovitis puede acelerar el aclaramiento de los marcadores biológicos de las articulaciones, aunque el estudio en conejos no mostró diferencias significativas en el aclaramiento de los proteoglicanos en presencia y ausencia de sinovitis. Por lo tanto, es necesario investigar el efecto de la inflamación sobre los cambios en la concentración de marcadores biológicos en fluidos corporales.

Los riñones filtran selectivamente los marcadores biológicos. Por lo tanto, los glicosaminoglicanos que llevan carga negativa alta, no pueden penetrar a través de la membrana basal del riñón, mientras que los glicosaminoglicanos tales como condroitín-6-sulfato y condroitín-4-sulfato, se determinan en la orina.

Además de la patología (en particular, la osteoartrosis), la concentración de marcadores biológicos en los fluidos corporales puede verse afectada por una serie de factores:

1. Los ritmos circadianos se han estudiado solo para un pequeño número de marcadores biológicos. Para los marcadores del metabolismo óseo, se estudian. Por lo tanto, el pico de concentración de osteocalcina en la noche, y el colágeno enlaces cruzados en la mañana -. 8 h En la artritis reumatoide, IL-6 pico de actividad también representaron horas de la noche (alrededor de 2 horas), y antes de la osteocalcina. Estos datos son de interés en la participación de IL-6 en la inflamación y en la fisiología del tejido óseo. TNF, por el contrario, no tiene ritmos circadianos. Sin embargo, los receptores de esta citoquina pueden estar subordinados a ellos.
2. Peristalsis El ácido hialurónico es sintetizado por las células sinoviales (así como por muchas otras células) y es un marcador potencial de la sinovitis en la osteoartritis y la artritis reumatoide. Sin embargo, la mayor concentración de hialuronato se encuentra en el sistema linfático del intestino. No es sorprendente que la concentración de ácido hialurónico circulante pueda aumentar después de comer. Por lo tanto, el muestreo de sangre para determinar los marcadores biológicos debe realizarse con el estómago vacío o 3 horas después de comer. Y la influencia de la peristalsis en el nivel de los marcadores biológicos en la sangre requiere estudio.
3. La actividad física en la mañana después del sueño conduce a un aumento en la concentración de ácido hialurónico en la sangre, MMP-3 y el epítopo de keratan-sulfato en individuos sanos. La carga física puede cambiar la concentración de algunos marcadores en el líquido sinovial y el suero. Este aumento es más pronunciado en pacientes con artritis reumatoide; además, la concentración de marcadores biológicos se correlaciona con el estado clínico de estos pacientes.
4. Enfermedades del hígado y riñones. La cirrosis del hígado causa un aumento significativo en el nivel de ácido hialurónico en el suero y, probablemente, afecta la eliminación de los proteoglicanos. Se sabe que las enfermedades renales afectan la concentración de osteocalcina. Este problema también requiere un estudio más profundo.
5. Edad y sexo Durante el crecimiento del cuerpo, la actividad de las células de la placa de crecimiento aumenta, lo que se acompaña de un aumento en la concentración de marcadores biológicos esqueléticos en el suero sanguíneo. Un ejemplo es el aumento en la concentración de fragmentos de agrecano y colágeno tipo II en sangre periférica y orina en animales en crecimiento. Por lo tanto, la interpretación de los análisis de marcadores biológicos en niños y adolescentes con enfermedades del sistema musculoesquelético es difícil. Para muchos marcadores biológicos, se ha encontrado un aumento en la concentración con el envejecimiento. En los hombres, la concentración de marcadores biológicos es significativamente más alta que la de las mujeres en los tejidos óseos y cartilaginosos. Además, en mujeres en los períodos menopáusico y posmenopáusico, se pueden esperar cambios en la concentración de marcadores biológicos del metabolismo del tejido cartilaginoso de una manera similar a la observada en el tejido óseo.
6. Las operaciones quirúrgicas también pueden afectar el nivel de marcadores biológicos, además, este efecto puede durar varias semanas.

La base del concepto de marcadores biológicos de la osteoartritis es la suposición de que reflejan ciertos aspectos de los procesos metabólicos en los tejidos de las articulaciones. Sin embargo, la relación entre las concentraciones de marcadores biológicos en los medios líquidos del cuerpo y el metabolismo de los tejidos cartilaginosos, sinoviales y otros resultó ser muy complicado.

Por ejemplo, la concentración de marcadores de degradación VCR cartílago articular de líquido sinovial puede depender no sólo en el grado de degradación de la matriz, pero también de otros factores tales como el grado de eliminación de fragmentos de moléculas de la membrana sinovial, como se mencionó anteriormente, y el número de tejido del cartílago que queda en la articulación.

A pesar de los hechos anteriores, la concentración de los biomarcadores en el líquido sinovial es generalmente correlacionada con el metabolismo de moléculas de ECM del cartílago articular. Por ejemplo, el cambio de la concentración de fragmentos de agrecano epítopo 846, Hombach y C-propéptido de colágeno II en el líquido sinovial después de traumatismo articular y en el desarrollo de la osteoartritis consistente con los cambios metabólicos de velocidad de aggrecan, Hombach y el colágeno II en modelos experimentales de la osteoartritis en animales y / vivo y en el cartílago articular de pacientes con osteoartritis / y vitro.

La identificación de fuentes específicas de fragmentos moleculares es un proceso complejo. Puede producirse un aumento en el grado de liberación de fragmentos de moléculas tanto como resultado de un aumento general en los procesos de degradación que no se compensan mediante procesos sintéticos o debido a una degradación potenciada, mientras que simultáneamente aumenta la intensidad de síntesis de las mismas moléculas de ECM; en el último caso, la concentración de moléculas de VKM no cambia. Por lo tanto, es necesario buscar marcadores específicos para la degradación y la síntesis. Los ejemplos del primero pueden ser fragmentos de agrecano, y el segundo - propéptido C del colágeno 11.

Incluso si el marcador biológico está asociado con un cierto aspecto del metabolismo, es necesario tener en cuenta las características específicas de este proceso. Por ejemplo, los fragmentos identificados pueden ser generados como resultado de la degradación de los sintetizados de novo de moléculas, que todavía no han tenido tiempo de integrar en las moléculas de ECM funcionales, que acaba de ser incorporadas en el VCR y, por último, una constante de moléculas de ECM, que es una parte funcional importante de la matriz maduro. El problema es también la definición de la zona específica de la matriz (matriz pericelular, territorial y interterritorial), que sirvió como fuente de marcadores biológicos que se encuentran en el líquido sinovial, sangre u orina. Estudios in vitro indican que la tasa metabólica en las zonas individuales de articular ECM cartílago puede ser diferente. La investigación de algunos epítopos asociados con la sulfatación de condroitín sulfatos puede ayudar a identificar la población de moléculas de agrecano sintetizadas de novo.

Se puede suponer que la aparición en el líquido articular de fragmentos de moléculas, normalmente presentes en el cartílago VKM, se asocia con el metabolismo de la matriz cartilaginosa. Sin embargo, esto no siempre es el caso, ya que depende de una serie de factores, en particular sobre cómo excede la concentración de la molécula en el cartílago articular que, en otros tejidos de la articulación, y como la intensidad de su metabolismo en el cartílago excede que en otros tejidos de la articulación. Por lo tanto, el peso total de agrecano en el cartílago articular es significativamente mayor que la de, por ejemplo, en el menisco de la rodilla, con el peso total de Hombach en el menisco no difiere de la del cartílago articular. Y condrocitos producen y sinovitsity estromelisina-1, pero el número total de células en la membrana sinovial excede que en el cartílago, por lo que una porción significativa detectada en el fluido sinovial de la estromelisina-1 origen sinovial probable. Por lo tanto, la identificación de una fuente específica de marcadores biológicos es extremadamente compleja y a menudo imposible.

En el estudio de marcadores biológicos en suero y orina, aparece el problema de determinar una posible fuente extraarticular. Además, en caso de daño monoarticular, los marcadores biológicos asignados por la articulación afectada pueden mezclarse con los marcadores asignados por las articulaciones intactas, incluidas las contralaterales. La composición del cartílago articular es menos del 10% de la masa total del cartílago hialino del cuerpo. Por lo tanto, la determinación de marcadores biológicos en la sangre y la orina puede justificarse en enfermedades poliarticulares o sistémicas (para la osteoartrosis, en la osteoartritis generalizada).

Los requisitos para los marcadores biológicos dependen del propósito para el cual se usan, como una prueba de diagnóstico, pronóstico o evaluación. Por ejemplo, una prueba de diagnóstico identifica las diferencias entre individuos sanos y pacientes con osteoartritis, que se expresa por el concepto de sensibilidad y especificidad de la prueba. Una prueba de pronóstico revela en la cohorte de personas que es más probable que progresen rápidamente. Finalmente, la prueba de evaluación se basa en la capacidad del marcador para monitorear los cambios en el tiempo en un paciente individual. Además, los marcadores biológicos se pueden usar para determinar la sensibilidad de los pacientes a un medicamento en particular.

Inicialmente, se asumió que los marcadores biológicos pueden servir como pruebas de diagnóstico que ayudarán a distinguir la articulación afectada por la osteoartritis de intacta, así como a realizar un diagnóstico diferencial con otras enfermedades articulares. Por lo tanto, la determinación de la concentración de keratan sulfato en suero se consideró como una prueba de diagnóstico para la osteoartritis generalizada. Sin embargo, estudios posteriores han demostrado que este marcador biológico solo puede reflejar la degradación de los proteoglicanos del cartílago en algunas situaciones. Resultó que la concentración de marcadores biológicos en el suero depende de la edad y el sexo del sujeto.

Supuestos marcadores biológicos del metabolismo tisular de las articulaciones en el líquido sinovial y el suero de pacientes con osteoartritis

Marcador biológico	El proceso	En líquido sinovial (enlaces)	Suero (enlaces)
1. Rábano picante
Aggrekan
Fragmentos de la proteína del núcleo	Degradación de Aggrecan	Lohmander LS. Et al., 1989; 1993	Thonar EJMA y otros, 1985; Campion GV y otros, 1989; MehrabanF. Et al., 1991; Spector TD y otros, 1992; Lohmander LS., Thonar EJ-MA, 1994; PooleAR et al., 1994) (Poole AR et al., 1994)
Epítopes de proteína de núcleo (neoepítopos específicos de la zona de escisión)	Degradación de Aggrecan	Sandy JD y otros, 1992; LohmanderLS. Et al., 1993; LarkM.W. Et al., 1997
Epítopes de sulfatos de queratano	Degradación de Aggrecan	Campion GV y otros, 1989; Belcher С et al., 1997
Epítopes del sulfato de condroitina (846, ZVZ, 7D4 y DR)	Síntesis / degradación de aggrecan	Poole AR et al., 1994; HazellP.K. Et al., 1995; Slater RR Jr. Y col., 1995; Plaas AHK et al., 1997; 1998; Lohmander LS. Et al., 1998
La proporción de condroitina-6 y condroitín-4-sulfatos	Síntesis / degradación de aggrecan	Shinme iM. Et al .. 1993
Ángeles de carne	Degradación de pequeños proteoglicanos	Sándwiches-PrehmP. Et al., 1992
Proteínas de la matriz del cartílago
HOMP	Degradación de HOMP	Saxne Т, Heinegerd D., 1992 "; Lohmander L. Et al., 1994; Petersson IF et al., 1997	Sharif M. Et al., 1995
Cartílago de colágeno
C-propéptido de colágeno tipo II	Síntesis de colágeno II	ShinmeiM. Etal., 1993; YoshiharaY. Et al., 1995; LohmanderLS. Etal., 1996
Fragmentos de una cadena de colágeno tipo II	La degradación del colágeno II	Hollander AP y otros, 1994; Billinghurst RC y otros, 1997; AtleyLM. Et al., 1998
MMP y sus inhibidores	Síntesis y secreción	¿De synovia o cartílago articular?
II. Menuski
HOMP	Degradación de HOMP	¿De cartílago articular, menisco o sinovia?
Pequeños proteoglicanos	Degradación de pequeños proteoglicanos
III. La membrana sinovial
Ácido hialurónico	Síntesis de ácido hialurónico		Goldberg RL y otros, 1991; HedinP.-J. Et al., 1991; Sharif M. Et al., 1995
MMP y sus inhibidores
Stromelizine (MMP-3)	Síntesis y secreción de MMP-3	LohmanerLS. Et al., 1993	ZuckerS. Et al., 1994; YoshiharaY. Etal., 1995
Colagenasa intersticial (MMP-1)	Síntesis y secreción de MMP-1	Clark IM y col., 1993; LohmanderLS. Et al., 1993	Manicourt DH et al., 1994
TIMP	Síntesis y secreción de TIMP	Lohmander LS. Et al., 1993; Manicourt DH et al., 1994	Yoshihara Y. Et al., 1995
N-propéptido de colágeno tipo III	Síntesis / degradación del colágeno III	Sharif M. Et al., 1996	Sharif M. Et al., 1996

Un número de estudios han demostrado diferencias fragmentos concentraciones de aggrecan, HOMP y MMPs y sus inhibidores en el líquido sinovial de los voluntarios sanos de la rodilla, los pacientes con artritis reumatoide, artritis reactiva o artrosis A pesar del hecho de que los autores demuestran diferencias significativas en las concentraciones promedio de los marcadores biológicos, la interpretación de los datos es difícil porque El análisis comparativo realizado fue de perfil y retrospectivo. Las propiedades pronósticas de estas pruebas deben confirmarse en estudios prospectivos.

Los marcadores biológicos se pueden usar para evaluar la gravedad de una enfermedad o la estadificación de un proceso patológico. Aplicado a la osteoartritis de la gravedad de la enfermedad y su fase se juzga por los resultados de los exámenes de rayos X, artroscopia, así como de la severidad del dolor, la limitación de la función de las articulaciones afectadas, y la capacidad funcional del paciente. L. Dahlberg et al (1992) y T. Saxne y D. Heinegard (1992) propusieron el uso de algunos marcadores moleculares de metabolismo del cartílago para caracterizar adicionalmente las etapas de la osteoartritis. Sin embargo, para la introducción de tales marcadores biológicos en la práctica médica, se necesita más investigación en esta dirección.

Existen informes del posible uso de marcadores biológicos como pruebas de pronóstico. Por ejemplo, se demostró que la concentración de ácido hialurónico (pero sulfato no queratano) en el suero sanguíneo de pacientes con pacientes con osteoartritis de la rodilla al inicio del estudio demuestra la progresión de la gonartrosis dentro de los 5 años de observación. En la misma población de pacientes, se demostró que los niveles séricos elevados de HMB en pacientes con gonartrosis se asociaron con la progresión radiológica dentro de los 5 años del seguimiento dentro del primer año después del inicio del estudio. Los estudios de marcadores biológicos en pacientes con artritis reumatoide mostraron que las concentraciones séricas de HOMB, epitope 846, sulfato de condroitina se asocian con una progresión más rápida de la enfermedad. Estos resultados, obtenidos en pequeños grupos de pacientes, a menudo no demuestran la fuerza de la relación entre el nivel de marcadores biológicos y la progresión de la enfermedad, es decir, se necesitan más estudios, prospectivos y en grandes cohortes de pacientes.

TD Spector y sus coautores (1997) encontraron un pequeño aumento en los niveles séricos de PCR en pacientes con osteoartrosis temprana e informaron que la PCR puede servir como un predictor de la progresión de la osteoartritis. En este caso, un aumento en el nivel de PCR refleja los procesos de daño a los tejidos de las articulaciones y puede estar asociado con un aumento en el nivel de ácido hialurónico, también indicativo de la progresión de la enfermedad. Es posible que la membrana sinovial sea responsable de la mayor parte del ácido hialurónico detectado en el suero sanguíneo, lo que indica la presencia de una sinovitis débil. Un aumento en la concentración de MMP estromelisina en el líquido sinovial y el suero de pacientes con osteoartritis y después de traumatismos articulares también puede asociarse con una sinovitis débil.

Finalmente, los marcadores biológicos pueden usarse como criterios de eficacia en ensayos clínicos de fármacos, así como para monitorear el tratamiento patogénico. Sin embargo, hay dos problemas interrelacionados: la falta de fármacos con propiedades probadas de "estructura modificada" o "modificador de la enfermedad" es en gran parte debido a la falta de marcadores biológicos fiables y por el contrario, la ausencia de marcadores específicos de metabolismo de los tejidos de las articulaciones es en gran parte debido a la falta de ensayos controlados de fármacos de estos grupos.

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