Αλλοιώσεις μαλακών μορίων σε οστεοαρθρίτιδα γόνατος και συσχετισμός τους με τα κλινικά και απεικονιστικά ευρήματα

Abstract

Osteoarthritis is the most common chronic joint disease in patients older than 60 years. The hallmark of OA is the progressive, irreversible damage and loss of the articular cartilage. These cartilage alterations result in pain, stiffness and loss of the joint’s function which leads to patient’s disability. The disease is most frequently identified in the small joints of the hand, the hip joint and the knee. Knee osteoarthritis in particular leads to the development of the most profound functional impairment and the greatest need for medical intervention with subsequent significant socioeconomic impacts (i.e. high cost of therapeutic interventions). Despite its high frequency, the pathophysiology of the disease remains unclear. Early studies focused on the role of articular cartilage. However, it was impossible to answer all questions concerning the pathophysiology of the disease by examining the role of the articular cartilage only. This forced most researchers to investigate not only the changes which are present in the cartilage, but also in the soft tissue which participate in the joint function. The aim of this study was to investigate the involvement of soft tissues in the development of knee joint osteoarthritis and to study the various histopathological changes that occur in those tissues in patients suffering from knee osteoarthritis. Furthermore, correlation of the histopathological changes with the clinical and radiographic findings of those patients was also presented. Sixty-three patients with symptomatic knee osteoarthritis, who were initially treated conservatively and then underwent total knee arthroplasty, were enrolled in the study. Preoperatively, all patients were evaluated based on the American Knee Society Score (AKSS) with its clinical and functional scale and the radiographic Kellgren-Lawrence Grading Scale (K & L). Their BMI was also recorded. During the operation, biopsy specimens were obtained from the anterior cruciate ligament, posterior cruciate ligament, vastus medialis, vastus lateralis, patellar tendon, quadriceps tendon and the synovium. Histopathological changes of the soft tissues were carefully assessed. The synovial membrane showed inflammatory lymphocytic infiltration, stromal cells proliferation, neovascularization and fibrillation. Fat degeneration, fibrillation and muscle cell destruction of the muscles were also noted. Moreover, inflammatory lymphocytic infiltration, calcification, and collagen fibers destruction was also identified in both ligament and tendon specimens. All the histopathological changes were graded according to the percentage of occupied area as compared with normal tissue. Statistical analysis including Anova, χ² test and Kruskal-Wallis test were performed in order to correlate the grade of the soft tissues changes with the BMI, the clinical and the functional AKSS score, and the Kellgren-Lawrence radiological grading scale for osteoarthritis. The results of the statistical analysis of all available soft tissue parameters showed that the histopathological lesions are present in 60,8% of those tissues. The extent of such pathological lesions showed significant correlation with the clinical assessment of the patients according to the clinical AKS score. No correlation was found neither between the extent of soft tissue lesions with the functional AKS score nor with the K & L radiographic scale for osteoarthritis assessment. The synovial membrane of the knee joint showed the most severe histopathological lesions. Statistically, there was a strong correlation of the extent of the synovial lesions with the BMI, clinical and functional assessment. No correlation was found with the radiographic assessment according to K & L Scale. Significant statistical correlation was found between the clinical AKSS and the extent of the histopathological lesions of the anterior cruciate ligament and the vastus medialis muscle. The extent of the lesions of both the cruciate ligaments and the quadriceps tendon revealed a significant correlation with the radiographic assessment of OA according to K & L Scale. In conclusion, the histopathological lesions of the surrounding soft tissues are part of the pathophysiology of osteoarthritis. Our findings suggest that the extent of such lesions is mainly correlated to the clinical assessment rather than the radiographic findings in patients suffering from osteoarthritis. This fact must be taken under consideration if further investigation of the etiology and the pathophysiology of osteoarthritis are done, or even during the searching for new therapeutic procedures. It remains to be seen whether these histopathological soft tissue changes are the main factors involved in the pathogenesis of the osteoarthritic lesions or just concur with articular cartilage damage and wear.

Η οστεοαρθρίτιδα είναι η συχνότερη χρόνια πάθηση των αρθρώσεων σε άτομα άνω των 60 ετών, με κύριο γνώρισμα την προοδευτική και μη αναστρέψιμη φθορά και απώλεια του αρθρικού χόνδρου και απώτερο αποτέλεσμα τον πόνο, τη δυσκαμψία και την απώλεια της λειτουργικότητας της άρθρωσης. Συχνή θέση προσβολής της πάθησης αποτελούν οι μικρές αρθρώσεις του χεριού, το ισχίο και το γόνατο. Η προσβολή του τελευταίου όμως προκαλεί τη σημαντικότερη λειτουργική έκπτωση και την μεγαλύτερη ανάγκη για ιατροφαρμακευτική παρέμβαση, με σημαντικές κοινωνικοοικονομικές επιπτώσεις. Η παθοφυσιολογία της πάθησης, παρά την μεγάλη συχνότητά της, εξακολουθεί να είναι εν πολλοίς αδιευκρίνιστη. Οι πρώτες μελέτες επικεντρώθηκαν στο ρόλο που διαδραματίζει ο αρθρικός χόνδρος στην πορεία της πάθησης. Δεν κατέστη όμως δυνατόν να δοθούν απαντήσεις σε όλα τα ερωτήματα που προκύπτουν σχετικά με την παθοφυσιολογία της πάθησης. Αυτό οδήγησε τους ερευνητές στην αναζήτηση απαντήσεων και στις μεταβολές που παρουσιάζουν και τα περιαρθρικά και ενδαρθρικά μαλακά μόρια κατά την πορεία της πάθησης. Στόχος της παρούσας εργασίας ήταν η διερεύνηση της συμμετοχής των περιαρθρικών και ενδαρθρικών μαλακών μορίων στην οστεοαρθρίτιδα γόνατος και η αναζήτηση των παθολογοανατομικών αλλοιώσεων που τα μαλακά μόρια παρουσιάζουν. Στην συνέχεια διερευνήθηκε η σχέση της έκτασης των παθολογοανατομικών αλλοιώσεων με τα κλινικά και ακτινολογικά ευρήματα των ασθενών. Εξήντα τρείς ασθενείς με συμπτωματική οστεοαρθρίτιδα γόνατος οι οποίοι αρχικά είχαν υποβληθεί σε συντηρητική αντιμετώπιση της πάθησης τους χωρίς επιτυχή έκβαση εντάχθηκαν στην μελέτη. Προεγχειρητικά καταγράφηκε σε όλους τους ασθενείς ο δείκτης μάζας σώματος, το American Knee Society Score (ΑKSS) με το κλινικό και λειτουργικό του σκέλος, και ο βαθμός οστεοαρθρίτιδας σύμφωνα με την κλίμακα βαθμολογίας της οστεοαρθρίτιδας κατά Kellgren και Lawrence (K&L). Διεγχειρητικά έγινε λήψη δειγμάτων από τον πρόσθιο χιαστό σύνδεσμο, τον οπίσθιο χιαστό σύνδεσμο, τον έσω πλατύ μυ, τον έξω πλατύ μυ, τον επιγονατιδικό τένοντα, τον τένοντα του τετρακεφάλου μηριαίου μυός και τον αρθρικό υμένα. Όλα τα δείγματα εξετάσθηκαν υπό το φωτομικροσκοπίου και καταγράφηκαν οι παθολογανατομικές αλλοιώσεις που παρουσίασαν. Ο αρθρικός υμένας παρουσίασε λεμφοκυτταρική διήθηση, υπερπλασία στρωμματικών κυττάρων, νέο-αγγείωση. Λιπώδης εκφύλιση, ίνωση, καταστροφή μυϊκών κυττάρων παρατηρήθηκε στους εξεταζόμενους μύες. Οι σύνδεσμοι και οι τένοντες παρουσίασαν λεμφοκυτταρική διήθηση, επασβέστωση και καταστροφή κολλαγόνων ινών. Η έκταση των αλλοιώσεων που διαπιστώθηκαν βαθμολογήθηκε σύμφωνα με την ποσοστιαία επί της εκατό αναλογία που καταλάμβανε κάθε αλλοίωση στο εξετασθέν υλικό. Για την στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος Anova, η δοκιμασία χ² και η δοκιμασία Kruskal-Wallis και έγινε η συσχέτιση της έκτασης των ιστολογικών αλλοιώσεων των μαλακών μορίων με το δείκτη μάζας σώματος, την κλινική και λειτουργική βαθμολογία του AKSS και της ακτινολογική βαθμολογία της οστεοαρθρίτιδας κατά την κλίμακα K&L. Τα αποτελέσματα της μελέτης δείχνουν ότι το 60,8% των ιστών που εξετάσθηκαν παρουσίασαν ιστολογικές αλλοιώσεις. Περαιτέρω ανάλυση των αποτελεσμάτων έδειξε ότι η έκταση των ιστολογικών αλλοιώσεων στα μαλακά μόρια συμβαδίζει με την βαρύτητα της κλινικής εικόνας των ασθενών όπως αυτή καταγράφεται με το κλινικό σκέλος του AKSS. Η έκταση των αλλοιώσεων όμως δε συμβαδίζει με την λειτουργικότητα των ασθενών όπως αυτή καταγράφεται με το λειτουργικό σκέλος του AKSS ούτε και με την ακτινολογική βαθμολογία της οστεοαρθρίτιδας κατά K&L. Από την επιμέρους ανάλυση των στοιχείων προκύπτει ότι ο αρθρικός υμένας του γόνατος είναι αυτός που παρουσιάζει τις συχνότερες παθολογικές αλλοιώσεις. Η έκταση των αλλοιώσεων του αρθρικού υμένα συμβαδίζει με την κλινική και λειτουργική βαθμολογία των ασθενών κατά AKSS και με το δείκτη μάζας σώματος, αλλά όχι με την ακτινολογική βαθμολογία της οστεοαρθρίτιδας σύμφωνα με την κλίμακα K&L. Επίσης, με το AKSS συμβαδίζει και η έκταση των αλλοιώσεων του προσθίου χιαστού και του έσω πλατέος μυός. Με την ακτινολογική βαθμολογία του γόνατος συμβαδίζει η έκταση των αλλοιώσεων των δυο χιαστών και του τένοντα του τετρακεφάλου μυός. Συμπεραίνεται λοιπόν ότι οι παθολογανατομικές αλλοιώσεις των μαλακών μορίων αποτελούν μέρος της παθοφυσιολογίας της οστεοαρθρίτιδας. Η έκτασή τους συμβαδίζει περισσότερο με την κλινική παρά με την ακτινολογική εικόνα των ασθενών. Το γεγονός αυτό θα πρέπει να ληφθεί υπόψη κατά την διερεύνηση της αιτιοπαθογένειας και της παθοφυσιολογίας της ΟΑ, της αναζήτησης νέων θεραπευτικών παρεμβάσεων ή την εφαρμογή των μεθόδων που υπάρχουν σήμερα. Μένει να αποδειχθεί αν αυτές οι αλλοιώσεις είναι απλά συνοδές της βλάβης και της φθοράς του αρθρικού χόνδρου ή εμπλέκονται και στην αιτιοπαθογένεια της βλάβης αυτής και της οστεοαρθρίτιδας γενικότερα.