Экспериментальное моделирование и коррекция остеоартроза

 височно-нижнечелюстного сустава при гипофункции щитовидной железы 

к.м.н. Щеглакова Г.Ю., д.м.н. Смекалов В.П., к.м.н. Бабичев Ю.И.

ГБОУ ВПО Читинская государственная медицинская академия,

Россия, г. Чита

Аннотация. Проведено морфометрическое исследование гистологических препаратов элементов височно-нижнечелюстного сустава крыс (с остеоартрозом височно-нижнечелюстного сустава на фоне гипотиреоза). Установлено, что при гипофункции щитовидной железы в условиях эксперимента, у животных нарушаются процессы ремоделирования костной и хрящевой тканей и энхондрального костеобразования в элементах височно-нижнечелюстного сустава. Доказано, что этиотропное лечение остеоартроза височно-нижнечелюстного сустава эффективно только при ранней коррекции гипотиреоза.

Ключевые слова: остеоартроз, гипотиреоз, височно-нижнечелюстной сустав

I. Введение. Диагностика и лечение остеоартроза височно-нижнечелюстного сустава продолжает оставаться одной из наиболее сложных проблем стоматологии. Доказана полиэтиологичность этой патологии, где определенное влияние на ткани могут оказывать факторы нейрогуморальной регуляции, в частности, гормоны щитовидной железы [1,3,6].

Остеоартроз височно-нижнечелюстного сустава относится к числу довольно распространенных заболеваний, которым страдают 50 % людей старше 50 лет и более 90 % – старше 70 лет [4,5].

Опираясь на знания об универсальности строения костной ткани крысы и человека [7], особый интерес клиницистов-стоматологов вызывает изучение роли гипотиреоза в патогенезе артроза ВНЧС и разработка метода этиотропной терапии в эксперименте [2,8].

II. Постановка задачи. Целью исследования явилось определение роли гипотиреоза в патогенезе артроза ВНЧС и разработка метода этиотропной терапии.

Проведено экспериментальное моделирования гипотиреоза у 200 беспородных, половозрелых крыс-самцов с массой тела 200–230 г. Для этого 1 раз в день энтерально вводили через пищевой зонд водно-крахмальную суспензию мерказолила в дозе 10,0 мг/кг массы тела крысы на протяжении 30 (1-я группа), 90 (2-я группа) и 120 (3-я группа) дней. После моделирования гипотиреоза, у половины животных из каждой группы проводили лечение гипотиреоза препаратом "Эутирокс" в течение 14 дней. Контрольная группа сформирована из 35 здоровых особей. Соблюдали стандартные условия содержания и обычный рацион питания (Приказ МЗ СССР № 1179 от 10.10.1983).

У животных всех групп определяли содержание гормонов щитовидной железы и ТТГ методом твердофазного ИФА крови, проводили рентгенологическое исследование ВНЧС, гистологическое исследование препаратов. Полученные данные обработаны  статистическим методом по t-критерию Стьюдента при нормальном распределении рядов и Манна–Уитни (U) при отрицании нормальности. С использованием пакета «Microsoft Exell professional for Windows XP».

III. Результаты. К 30 суткам эксперимента (1-я группа) развивается начальная стадия остеоартроза (преартрозная хондропатия) ВНЧС на фоне гипотиреоза, характеризующаяся изменениями морфологических параметров хрящевой и костной ткани. При гистологическом исследовании с морфометрией отмечено уплощение и расширение головки нижней челюсти в переднезаднем направлении  на 4% (p < 0,001). Расширение суставной щели на 128% (p < 0,001), за счет истончения суставного диска на 27% (p < 0,001). В 23 % случаев отмечен разрыв суставного диска. Слой гиалинового хряща суставной головки становился толще на 12% (p < 0,001) с вакуольной дистрофией хондроцитов, расположенных в зоне зрелого хряща. Клетки увеличенного объема превращались в пузырчатые хондроциты, с периферическим расположением ядра, диаметр клеток увеличился на 40% (p < 0,001).

Костные трабекулы головки нижней челюсти утолщались на 24% (p < 0,001) с образованием грубопетлистой сети. Кровеносные сосуды запустевали, уменьшился диаметр их просвета на 35% (p < 0,01) с одновременным истончением стенок на 23% (p < 0,001). По периметру сосудов обнаружено отложение зерен гемосидерина, что, возможно, связано с повышенной проницаемостью их стенок и косвенно подтверждает отек периваскулярных мягких тканей. Одновременно отмечено расширение шейки мыщелкового отростка на 12% (p < 0,001).

Полученные факты свидетельствуют о включении компенсаторных процессов репаративного характера в хрящевой и костной тканях ВНЧС при развитии начальной стадии остеоартроза: разволокнение и гипергидрация хряща, а также нарушения микроциркуляции сочетаются с утолщением и слиянием костных балок головки нижней челюсти.

Через 90 дней эксперимента (2-я группа) головка мыщелкового отростка нижней челюсти деформирована, с неровной поверхностью. Поперечный размер мыщелка увеличен на 3,5% (p < 0,001), а толщина суставного диска уменьшена на 49,2% (p < 0,001). Толщина гиалинового хряща, покрывающего ямку и головку сустава, меньше показателей у контрольной группы животных на 15% (p < 0,001). Возможно, это связано с истончением промежуточной зоны суставного гиалинового хряща, содержащей зрелые хондроциты, диаметр которых уменьшен на 8,1% (p < 0,001). Изогенных групп здесь значительно меньше. В базальной зоне хряща кальцинированный слой существенно шире некальцинированного.

Структурно-метаболическая неполноценность суставного хряща приводит к инконгруэнтности суставных поверхностей ВНЧС,  появлению зоны перенапряжения. Это неизбежно ведет к локальным перегрузкам, нарастанию трения между суставными поверхностями. Костные суставные поверхности, лишенные амортизации хрящевой тканью, испытывают большую и неравномерную механическую нагрузку.

Субхондральные костные трабекулы расширены на 36,3% (p < 0,05), практически сливаются между собой, сохраняя узкие участки миелоидной и фиброзной ткани. Количество и диаметр кровеносных сосудов уменьшаются на 33,6% (p < 0,001), просвет их, большей частью спавшийся. Толщина сосудистой стенки так же уменьшена на 49,2% (p < 0,001). Ширина шейки мыщелкового отростка нижней челюсти увеличена на 24,24% (p < 0,01).

Таким образом, через 90 дней после развития гипотиреоза у крыс нарушаются процессы энхондрального костеобразования в элементах ВНЧС, уменьшается число сосудистых элементов, костные балки утолщаются и сливаются между собой, образуя грубопетлистую сеть, с развитием зон субхондрального остеосклероза.

К 120 дню эксперимента (3-я группа) у животных наблюдается выраженная деформация костной ткани головки мыщелкового отростка за счет появления на ее поверхности значительной бугристости. Поперечный размер мыщелка увеличивается на 13 % (p < 0,001) и явно выражено изменение кривизны суставных поверхностей. Значительное истончение суставного диска на 59 % (p < 0,001), с фрагментацией, гомогенизацией и разволокнением на всем протяжении. Толщина гиалинового хряща мыщелка меньше показателей контроля на 37 % (p < 0,01). Хондроциты мелкие, упорядоченно расположены, формируют единичные изогенные группы. Размер клеток уменьшился на 21 % (p < 0,001). В базальной части наблюдается расширение зоны окостенения. В зоне субхондральной кости отмечено утолщение и слияние костных балок с развитием картины фиброостеосклероза. В центральной части суставной головки обнаружены большие кистовидные (тонкостенные) полости, частично заполненные форменными элементами крови. Толщина костных трабекул увеличена на 123 % (p < 0,001). Наблюдается задержка линейного роста костной ткани. Количество и диаметр кровеносных сосудов сократилось на 39 % (p < 0,01). Толщина сосудистой стенки уменьшилась на 52 % (p < 0,001). Шейка мыщелкового отростка расширена на 26 % (p < 0,001).

Полученные данные, свидетельствуют о том, что к 120-м суткам на фоне гипотиреоза у крыс развивается картина деформирующего остеоартроза ВНЧС. Неравномерные динамические функциональные перегрузки подхрящевых отделов в подлежащих губчатых отделах кости наряду с утолщением костных трабекул приводят к трабекулярным микропереломам, снижению плотности костного вещества, появлению участков ишемии и некроза с образованием дефектов – кист. Возможно, это связано с перенапряжениями в костной ткани при жевательной нагрузке.

Коррекция гипотиреоза. Титр тиреоидных гормонов Т3 и Т4 у крыс, не получавших препарат «Эутирокс» (левотироксин натрия), через 14 дней после отмены мерказолила оставался стабильно низкими, а ТТГ-высокими, при сравнении с контролем, что свидетельствовало о наличии гипотиреоза. У животных, получавших препарат «Эутирокс», титры Т3 и Т4 повысились на 18% (p < 0,001) и 66% (p < 0,01) соответственно и достигли показателей контрольной группы. Уровень гормона ТТГ снизился 23% (p < 0,001) и также достиг контрольных значений.

После коррекции гипотиреоза в стадии преартрозной хондропатии (1 группа), в отличие от группы без коррекции гипотиреоза, у крыс отмечены положительные изменения в тканях височно-нижнечелюстного сустава. В частности, уменьшился поперечник суставной головки в переднезаднем направлении, толщина суставного диска восстановилась, он становился более структурированным и отсутствовало его разволокнение, слой гиалинового хряща суставной головки, уменьшился на 9% (p < 0,05). Не прослеживалась вакуольная дистрофия хондроцитов, расположенных в зоне зрелого хряща, диаметр клеток также уменьшился на 28% (p < 0,01).  Клетки в суставном гиалиновом хряще упорядоченно расположены, с образованием единичных изогенных групп. Толщина субхондральных костных трабекул головки мыщелка уменьшилась на 84% (p < 0,001). Прослеживается нарушение костного рисунка и выявляются единичные слияния костных балок. Диаметр кровеносных сосудов увеличился на 13% (p < 0,01).  Сосудистая стенка становилась толще на 7% (p < 0,01). По периметру сосудов исчезли отложения гемосидерина, что свидетельствовало о снижении проницаемости сосудистой стенки. Ширина шейки мыщелкового отростка уменьшилась на 6% (p < 0,05). Все параметры исследования приближались, или соответствовали значениям контрольной группы.

Во 2-й группе параметры костной и хрящевой тканей нормализовались, по сравнению с группой без коррекции гипотиреоза, но оставались статистически значимо ниже таковых в контрольной группе.

Коррекция гипотиреоза в 3-й группе не привела к статистически значимым изменениям параметров тканей ВНЧС, все показатели оставались стабильными, как в группе с коррекцией гипотиреоза, так и без таковой.

Таким образом, положительный эффект этиотропного лечения экспериментального остеоартроза ВНЧС у крыс отмечен только в раннюю стадию – стадию преартрозной хондропатии.

IV. Выводы.

1. Гипофункция щитовидной железы в эксперименте у крыс при применении препарата «Мерказолил» (тиамазол) приводит к развитию остеоартроза височно-нижнечелюстного сустава.

2. Экспериментальный гипотиреоз у крыс на ранней стадии развития приводит к развитию стадии преартрозной хондропатии височно-нижнечелюстного сустава, характеризущейся компенсаторным утолщением и гипергидрацией суставного гиалинового хряща и реакцией костной ткани с утолщением и слиянием субхондральных костных балок.

3. При манифестном экспериментальном гипотиреозе у крыс происходит истончение и разволокнение суставного диска и гиалиновой выстилки суставных поверхностей, выраженный склероз субхондральной костной ткани височно-нижнечелюстного сустава.

4. При длительно текущем гипотиреозе изменения в височно-нижнечелюстном суставе, характеризуются атрофией хрящевой выстилки, склерозом субхондральных костных балок с образованием кистовидных полостей, деформацией головки нижней челюсти.

5. Коррекция гипотиреоза у лабораторных крыс с использованием препарата «Эутирокс» приводит к восстановлению структуры костной и хрящевой тканей височно-нижнечелюстного сустава только в стадию преартрозной хондропатии.

 

Литература.

1.                               Аметов А.С. Избранные лекции по эндокринологии. – М.: Медицинское информационное агентство, 2009. – 196 с.

2.                               Климов Е.А., Рахманалиев Э.Р., Рудько О.И. и др. Структура и тканеспецифичность экспрессии гена ABLIM2 человека, крысы и мыши // Лаборатория сравнительной генетики животных. – 2004. – http://www.labsgj.by.ru.

3.            Мельниченко Г.А., Моргунова Т.Б. Поражение суставов при гипотиреозе // Клин. геронтол. – 2009. – № 2. – С. 55–58.

4.                               Потапов В.П., Потапов И.В., Тлустенко В.С. и др. Клиническая картина и методы лечения больных с артрозом височно-нижнечелюстного сустава, обусловленного хронической микротравмой // Рос. стоматол журн. – 2011. – № 1. – С. 26–28.

5.                               Семенова Л.А., Раденска-Лоповок С.Г., Алексеева Л.И. Морфологическая характеристика остеоартроза // Архив патол. – 2010. – № 2. – С. 47–49.

6.                               Marsili A., Ramadan V., Harney J.W. et al. Type 2 Iodothyronine Deiodinase Levels Are Higher in Slow-Twitch than Fast-Twitch Mouse Skeletal Muscle and Are Increased in Hypothyroidism // Endocrinology. – 2010. – Vol. 151. – Р. 5952–5960.

7.                               Nakahara M., Mitsutake N., Sakamoto H. et al. Enhanced Response to Mouse Thyroid-Stimulating Hormone (TSH) Receptor Immunization in TSH Receptor-Knockout Mice // Endocrinology. – 2010. – Vol. 151. – Р. 4047–4054.

8.                               Shen G., Ali Darendeliler M. The adaptive remodeling of condylar cartilage – a transition from chondrogenesis to osteogenesis // J. Dent. Res. – 2005. – Vol. 84, № 8. – P. 691–699.