Особенности гистоморфологического строения менисков коленного сустава у детей

Статья поступила в редакцию 12.02.2013 г.

ОСОБЕННОСТИ ГИСТОМОРФОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ МЕНИСКОВ КОЛЕННОГО СУСТАВА У ДЕТЕЙ

THE FEATURES OF HISTOMORPHOLOGIC STRUCTURE OF KNEE MENISCUS IN CHILDREN

Садыков Р.Ш. Sadykov R.S.

Богатов В.Б. Bogatov V.B.

Шорманов А.М. Shormanov A.M.

Раджабов А.М. Radzhabov A.M.

ГБОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского Министерства здравоохранения РФ»,

ФГБУ «СарНИИТО» Министерства здравоохранения РФ,

г. Саратов, Россия, ГБОУ ВПО «Дагестанская государственная медицинская академия Министерства здравоохранения РФ»,

г. Махачкала, Россия

Razumovsky Saratov State Medical University,

Saratov Scientific Research Institute of Traumatology and Orthopedics,

Saratov, Russia, Dagestan State Medical Academy,

Makhachkala, Russia

Цель - определить особенности изменения структуры менисков у детей на различных сроках после получения травмы и обосновать показания для сшивания разрывов менисков у детей.

Материал и методы. Проведены гистологические исследования ткани мениска у детей после травмы коленного сустава. Были исследованы 18 менисков, удаленные во время артроскопий у больных в возрасте от 14 до 18 лет.

Результаты. Выявлено, что в менисках у детей имеются анатомические образования, которые, возможно, выполняют функцию «питательных каналов», доставляя вещества из синовиальной жидкости в толщу мениска. Прослеживается тенденция, что эти «питательные каналы» способны обеспечивать автономное питание поврежденному фрагменту мениска без сосудистого русла в течение ближайших трех месяцев после травмы. Вывод. Благодаря «питательным каналам» есть благоприятные предпосылки для выполнения шва мениска в течение первых трех месяцев после травмы.

Ключевые слова: гистологические исследования; шов мениска; питательные каналы.

Objective - to define the features of changes in meniscus structure in children at different time stages after trauma, and to substantiate the indications for suturing of meniscus ruptures.

Materials and methods. The histological examinations of meniscus tissue in children after knee joint injury were performed. 18 menisci were studied, which were removed in the patients at the age of 14-18.

Results. It was found that menisci contained the anatomical formations, which, possibly, acted as «nutrient canals», delivering the substances from synovial fluid into meniscus depth. There is a tendency that these «nutrient canals» are able to provide the autonomic feeding for an injured fragment of meniscus without vascular bed in the nearest three months after trauma.

Conclusion. Owing to «nutrient canals» there are some favorable premises for performing of meniscus suture during the first three months after trauma.

Key words: histologic examination; meniscus suture; nutrient canals.

К концу эмбрионального периода (8 недель) из интерзоны или промежуточного слоя коленной бластемы формируются мениски. Мениски образуются вместе с передней крестообразной связкой и капсулой сустава после того, как плод начинает двигать ногами. По мере внутриутробного развития плода прогрессивно снижается ва-скуляризация мениска, которая продолжается и после рождения, вплоть до подросткового периода. Уменьшение васкуляризации происходит от центральной зоны к периферии, и лишь треть мениска остается не лишенной кровоснабжения [1].

В конце 80-х годов M. Bird и M. Sweet [2] открыли, что внутренняя часть мениска питается за счет сосудов, идущих из васкуля-ризуемой зоны. При обструкции этих сосудов наступают дегенеративные изменения мениска. Во внутриутробном периоде мениски изменяют свою конфигурацию, приобретая форму, соответствующую конгруэнтности суставных поверхностей бедренной и больше-берцовой костей.

Особого интереса заслуживает работа C.R. Clark и J.A. Ogden [3], в которой исследователи ставят перед собой ряд задач по изучению гистоморфологических особенно-

стей менисков у детей раннего возраста и подростков. Авторы также пытаются выявить взаимосвязь изменяющейся структуры мениска по мере его «взросления» с клиническими проявлениями, возникающими после его травмы. Впервые в данной работе произведена попытка установить возможные причины возникновения дисковидных менисков у детей. Определено, что, начиная с 14 недель гестации, у плодов дистальный отдел бедренной кости, проксимальный конец большеберцовой кости, мениски, а также суставная полость имеют такое же морфологическое взаиморасположение, как в коленном су-

№ 2 [июнь] 2013

ставе взрослого человека. На этой стадии хорошо дифференцируются суставная капсула, а также коллатеральные и крестообразные связки. Мениски и крестообразные связки хорошо и полностью васкуляри-зированы. Сосуды проходят как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении на всю толщину менисков, включая их внутреннюю треть [3].

Клеточный состав мениска с возрастом уменьшается. Поверхностные слои мениска содержат клетки, аналогичные фибробластам, а клеточный состав более глубоких слоев представлен хондроцита-ми. Снижение кровоснабжения и клеточного состава развивающегося мениска сопровождается повышением плотности коллагена, и к 10 годам мениск ребенка имеет строение взрослого человека. При этом примерно 75 % органического матрикса мениска состоит из коллагена I типа [4].

Мукополисахариды, протеогли-каны и вода еще больше защищают от гидростатической вискоэла-стической компрессии. Изменение ориентации коллагеновых волокон во взрослую форму в мениске происходит по мере того, как ребенок начинает ходить и набирать вес тела [5]. Поэтому наиболее частый тип разрыва мениска у детей — продольный, возникающий потому, что труднее порвать более прочные продольные и вертикальные волокна.

Однако, несмотря на то, что гистологическое строение менисков у детей имеет, хотя и скудное, описание в мировой литературе, практически отсутствуют публикации, связанные с изменениями структуры этого хряща при их повреждении.

В процессе исследования решались следующие задачи: 1. Изучить гистоморфологическое

строение менисков у детей. 2.Определить особенности изменения структуры менисков у детей на различных сроках после получения травмы. З.Обосновать показания для сшивания разрывов менисков у детей.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ Были исследованы 18 менисков (табл.), удаленные во время ар-троскопий у больных в возрасте от 14 до 18 лет, лечившихся оперативно по поводу травм коленного сустава. При этом 3 мениска были латеральными, 15 — медиальными. Четыре мениска (медиальные) были удалены из коленных суставов, где также имелся разрыв передней крестообразной связки.

Поврежденные мениски удалили артроскопическим способом «единым блоком» либо дроблением ба-скетными кусачками оторванного фрагмента, оставляя стабильную неповрежденную часть мениска. Все разрывы менисков были разделены на четыре основные группы в зависимости от типа разрыва. Разрыв мениска по типу «ручки лейки» был выделен в отдельную группу как наиболее часто встречающийся, а также наиболее травматичный вид повреждения.

Сразу после операции мениски фиксировали в растворе нейтрального 12 % формалина. После фиксации их заливали в парафиновые блоки и производили секцию толщиной 5 мкм. Наиболее репрезентативные срезы окрашивали гематоксилин-эозином для определения клеточного состава, по Ван Гизон — для определения структуры кол-

лагена, альциановым синим — для определения наличия глюкозамино-гликанов, и фиксировали на предметные стекла. Анализ полученных препаратов выполнялся независимым специалистом-морфологом, которому не был известен возраст пациента, давность разрыва и его тип.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Плотность клеточного состава в зоне разрыва мениска и к его краям значительно варьировала в зависимости от давности повреждения. Прослеживалась очевидная тенденция к уменьшению числа клеточных элементов в зависимости от давности разрыва. Плотность клеточного состава не зависела от типа разрыва мениска. Статистически достоверных различий по плотности клеточного состава для медиального и латерального менисков получено не было. В процессе работы был обнаружен ряд особенностей менисков, характерных именно для детского возраста. В первую очередь это большое содержание микрососудов в ткани мениска, которые в отдельных случаях достигали внутренней трети мениска (рис. 1, 2), что не характерно для взрослых.

При разрывах давностью до 20 недель в ткани мениска у детей можно было обнаружить каналы, которые имели различную форму и размеры, сопоставимые с микрососудами (15-20 мкм). Они не имели собственной стенки и встречались во всех участках мениска. Можно предположить, что данные каналы участвуют в транспортировке питательных веществ к клеткам мениска из синовиальной жидкости в результате осмоса либо в результате осевой нагрузки на них мыщелков бедренной и большебер-

Таблица

Характеристика поврежденных менисков

Тип разрыва мениска Количество Пол Возраст(а) Мениск, медиальный/латеральный

Продольный паракапсулярный 5 5/- 16,2 ± 2,1 04.янв

По типу «ручки лейки» 8 06.фев 16,6 ± 1,4 8/-

Лоскутный 3 -/3 14,3 ± 0,9 02.янв

Радиальный 2 2/- 15,7 ± 2,4 01.янв

Всего: 18 13.май 15,7 ± 2,1 15.мар

Примечание: а - приведен средний возраст больных с учетом ± стандартного отклонения.

Рисунок 1

Микрососуды мениска 14-летнего ребенка (показаны стрелками). Увеличение х400, окраска гематоксилин-эозином (а) и альциановым синим (б). Срез выполнен в вертикальной (а) и горизонтальной (б) плоскостях на границе средней и внутренней третей мениска

№

Рисунок 2

Ткань мениска 17-летнего ребенка. Окраска по Ван Гизон, увеличение х100. Срез выполнен на уровне средней трети мениска в вертикальной плоскости. Стрелками показаны сосуды

<

Рисунок 3 Ткань мениска 16-летнего ребенка

¡Рбтйй

5« ^ьЕ

цовой костей. При движении сочленяющихся с мениском суставных поверхностей происходит механическое «проталкивание» питательных веществ из синовиальной жидкости в ткань мениска. Косвенным подтверждением данного предположения может служить тот факт, что дегенеративно-дистрофические изменения в менисках наступают в тех случаях, когда происходит длительное обездвиживание сустава, например, в результате внешней иммобилизации. Мы назвали эти образования «питательными каналами» (рис. 3), что может найти свое дальнейшее исследование в последующих работах.

Окраска препаратов альциановым ткани можно судить об активности очередь, может говорить о высоком синим позволяет определить нали- обменных процессов в хондроци- потенциале их регенераторной спо-чие глюкозаминогликанов (ГАГ) в тах. Чем больше содержание ГАГ, собности.

оторванных фрагментах менисков. тем активнее происходит жизне- На рисунке 4 видно, что кон-В зависимости от количества ГАГ в деятельность клеток, что, в свою центрация красителя произошла в

69

№ 2 [июнь] 2013

Рисунок 4

Ткань мениска 18-летнего ребенка (окраска альциановым синим, ув. х400). Стрелками показаны питательные каналы. Срез выполнен в вертикальной плоскости

области скопления «питательных каналов», что может косвенно свидетельствовать о концентрации ГАГ в данной зоне.

В зоне «питательных каналов» происходит не только концентрация ГАГ, но и самих хондроцитов (рис. 5, 6).

Ядра этих клеток имеют преимущественно овоидную форму, содержится большое количество палочко-ядерных клеток, что свидетельствует об их активности (давность травмы показанного фрагмента 6 недель). Пока трудно сказать, что является источником концентрации ГАГ в области «питательных каналов» — синовиальная жидкость, откуда

происходит их поступление, либо хондроциты мениска, которые способны их продуцировать, либо комбинация обоих этих источников.

Нам пришлось наблюдать прямую зависимость снижения содержания ГАГ в ткани мениска с увеличением давности травмы. Все это происходило на фоне уменьшения содержания клеточных элементов (рис. 7).

На препарате фрагмента мениска, который получил повреждение за 20 недель до операции (препарат «б»), можно увидеть не только уменьшение содержания ГАГ, но и нарушение организации колла-геновых волокон (лучше это будет

видно при окраске по Ван Гизон, см. далее). Также обращает на себя внимание неравномерное распределение ГАГ, особенно на препарате «а». Преимущественно они сконцентрированы вдоль микрососудов и питательных каналов, что может говорить о повышенной активности хондроцитов в данных зонах. На препарате «б» обнаружить микрососуды и питательные каналы уже не удается из-за давности травмы.

Также обращает на себя внимание неравномерное распределение клеток ткани мениска. Они концентрируются в основном вдоль поверхности мениска, вдоль «питательных каналов» и сосудов; по-

Рисунок 5

Разрыв мениска 18-летнего ребенка (окраска альциановым синим, ув. х100). Стрелками показаны питательные каналы. Срез выполнен в горизонтальной плоскости

Рисунок 6

Разрыв мениска 18-летнего ребенка (окраска по Ван Гизон, ув. х400). Стрелками показаны «питательные каналы». Препарат соответствует рисунку 2, но срез

выполнен в горизонтальной плоскости

' '

у/7*

- -М

Р V

IV *

70

ПОЛИТРАВМА

Рисунок 7

Разрыв мениска давностью 12 недель

видимому, это связано с тем, что в данных зонах они способны получить большее количество питательных веществ (рис. 8).

ВЫВОДЫ:

1.В менисках у детей имеются анатомические образования, которые, возможно, выполняют функцию «питательных каналов», доставляя вещества из синовиальной жидкости в толщу мениска.

2.Микрососуды в мениске у детей способны достигать его внутренней трети.

3.Прослеживается тенденция, что эти «питательные каналы» способны обеспечивать автономное питание поврежденному фрагменту мениска без сосудистого русла в течение ближайших трех месяцев после травмы.

4.Наличие «питательных каналов» создает благоприятные предпосылки для выполнения шва мениска в течение первых трех месяцев после травмы.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Самоходова, О.В. Строение менисков коленного сустава у плодов человека /О.В. Самоходова, В.Ш. Вагапова //Морфология.

- 2000. - Т. 117, № 3. - С. 106-109.

2. Bird, M.R.C. A system of nutrient canals in the semilunar menisci /M.R.C. Bird, M.B. Sweet //Arthroscopy. - 1988. - Vol. 4. - P. 5-9.

3. Clark, C.R. Development of the menisci of the human knee joint. Morphological changes and their potential role in childhood menis-cal injury /C.R. Clark, J.A. Ogden //J. Bone Joint Surg. - 1983.

- Vol. 65A. - P. 538-547.

Рисунок 8

Мениск 17-летнего ребенка. Ув. х100, окраска по Ван Гизон. Стрелкой А показана поверхность мениска, стрелками Б — «питательные каналы». Срез выполнен в вертикальной плоскости на уровне средней трети мениска

№ 2 [июнь] 2013

4. Histological analysis of human meniscal allografts: a preliminary report /S.A. Rodeo, A. Seneviatne, K. Suzuki [et al.] //J. Bone Joint Surg (Am). - 2000. - Vol. 82. - P. 1071-1082.

5. Аниськова, Е.П. Функциональная анатомия менисков коленного сустава /Е.П. Аниськова //Морфология органов и систем: сб. науч. тр. - Минск, 1990. - С. 102-105.

REFERENCES:

1. Samokhodova O.V., Vagapova V.Sh. The structure of the fetus' meniscus. Morfologiya. 2000; 117(3): 106-109 (In Russian).

2. Bird M.R.C., Sweet M.B. A system of nutrient canals in the semilunar menisci. Arthroscopy. 1988; 4: 5-9.

3. Clark C.R., Ogden J.A. Development of the menisci of the human knee joint. Morphological changes and their potential role in childhood meniscal injury. J. Bone Joint Surg. 1983; 65A: 538-547.

4. Rodeo S.A., Seneviatne A., Suzuki K. et al. Histological analysis of human meniscal allografts: a preliminary report. J. Bone Joint Surg (Am). 2000; 82: 1071-1082.

5. Aniskova E.P. Functional anatomy of the menisci. Morfologiya or-ganov i system: sb. nauch. tr. Minsk, 1990; 102-105 (In Russian).

Сведения об авторах:

Information about authors:

Sadykov R.S., postgraduate, chair of traumatology and orthopedics, Razumovsky Saratov State Medical University, Saratov, Russia.

Садыков Р.Ш., аспирант, кафедра травматологии и ортопедии, ГБОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского Министерства здравоохранения РФ», г. Саратов, Россия.

Богатов В.Б., д.м.н., старший научный сотрудник, ФГБУ «СарНИИТО» Министерства здравоохранения РФ, г. Саратов, Россия.

Bogatov V.B., MD, PhD, senior researcher, Saratov Scientific Research Institute of Traumatology and Orthopedics, Saratov, Russia.

Shormanov A.M., postgraduate, chair of traumatology and orthopedics, Razumovsky Saratov State Medical University, Saratov, Russia.

Шорманов А.М., аспирант, кафедра травматологии и ортопедии, ГБОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского Министерства здравоохранения РФ», г. Саратов, Россия.

Раджабов А.М., к.м.н., доцент, кафедра травматологии и ортопедии, ГБОУ ВПО «Дагестанская государственная медицинская академия Министерства здравоохранения РФ», г. Махачкала, Россия.

Radzhabov A.M., candidate of medical sciences, docent, chair of traumatology and orthopedics, Dagestan State Medical Academy, Makhachkala, Russia.

Адрес для переписки:

Садыков Р.Ш., ул. Тархова, д. 41/1, кв. 105, г. Саратов, Россия,

Address for correspondence:

Sadykov R.S., Tarkhova St., 41/1, 105, Saratov, Russia, 410035

E

410035

Тел: 8 (845-2) 39-30-68; +7-917-989-7481 E-mail: srsh@inbox.ru

Tel: 8 (845-2) 39-30-68; +7-917-989-7481 E-mail: srsh@inbox.ru

m