Роль цитологического исследования синовиальной жидкости в диагностике дегенеративно-дистрофических изменений суставов

УДК 616.72 - 002 - 018.36 - 018.2

РОЛЬ ЦИТОЛОГИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ СИНОВИАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ В ДИАГНОСТИКЕ ДЕГЕНЕРАТИВНО-ДИСТРОФИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ СУСТАВОВ

Нетяга С.В., Дубровин Г.М., Нетяга А.А.

Кафедра травматологии, ортопедии и экстремальной хирургии; кафедра оперативной хирургии и топографической анатомии Курского государственного медицинского университета

В эксперименте на примере повреждения суставного хряща показана роль цитологического исследования синовиальной жидкости в диагностике дегенеративно-дистрофических изменений суставов. В качестве диагностического критерия предложен клеточный индекс, определяющий характер течения патологического процесса в суставе после травм суставного хряща. На основании клеточного индекса установлена статистически достоверная зависимость степени дегенеративно-дистрофических изменений сустава в отдаленном периоде после травмы от выраженности воспалительных изменений в нем на ранних сроках. Сделан вывод о прогностической значимости предложенного индекса и о возможности его использования в экспериментальной и клинической практике.

Ключевые слова: синовиальная жидкость, цитологическое исследование, дегенеративно-дистрофические изменения суставов.

In experimental study at the model of the damage of articular cartilage the role of cytologic examination of synovial fluid in the diagnose of degenerate - dystrophic changes of joints is shown. The cellular index as a diagnostic test determining character of pathological process in a joint after damage of articular cartilage is offered. On the ground of a cellular index statistically valid dependence of a degree of degenerate - dystrophic changes of a joint in the remote period after a trauma from an expressiveness of inflammatory changes in a joint on early terms fixed. The conclusion about the prognostic importance and possibility of the cellular index use in the experimental and clinical practice is made.

Key words: synovial fluid, cytologic examination, degenerate - dystrophic changes of joints.

Синовиальная оболочка, суставной хрящ и синовиа, взаимосвязанные между собой и функционирующие совместно, обозначены В.Н. Павловой как синовиальная среда сустава [3]. Процессы, протекающие в любом из этих компонентов, неизбежно влекут за собой изменения состава синовиальной жидкости. По данным литературы, для диагностики «воспалительных» и «невоспалительных» заболеваний суставов в полной мере может быть использован цитологический метод [1, 5]. Так, одним из наиболее чувствительных критериев в дифференциальной диагностике является цитоз. При «механической» патологии суставов цитоз невелик (менее 1000 клеток/мм3), а при воспалительных заболеваниях он значительно более высокий (более 1000 или 2000 клеток/мм3) [5]. Кроме общего количества клеточных элементов, существенное значение в диагностике патологии суставов имеет качественный состав синовиальной жидкости. Известно, что увеличение содержания полиморфноядерных нейтрофилов, лимфоцитов, эозинофилов и моноцитов ука-

зывает на воспалительный характер изменений суставов [2, 5], а преобладание тканевых клеточных элементов говорит о деструкции хряща и о развитии фибробластических процессов в суставе [6].

Учитывая, что развитие дегенеративно-дистрофических изменений суставов идет через воспаление, через артрит и синовит [4], а характер течения заболевания зависит от соотношения тех или иных клеточных элементов синовиальной жидкости, нами была предпринята попытка разработать методику, позволяющую объективно оценивать характер течения патологического процесса в суставах и прогнозировать дальнейшее развитие их дегенеративно-дистрофических изменений.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Эксперименты были проведены на 129 крысах-самцах линии Вистар. Животных разделили на 2 группы: опытную (109 живот-

ных) и группу сравнения (20 животных). В опытной группе моделировалось повреждение коленного сустава. Группу сравнения составили интактные животные.

Моделирование повреждения суставов осуществлялось механическим методом в нашей модификации. Под эфирным наркозом в асептических условиях рассекалась кожа, собственная связка надколенника и капсула коленного сустава. В полость сустава вводилась игла Дюфо, обточенная под углом 90°, ориентированная на хрящ внутреннего мыщелка бедренной кости. Ввинчивающими движениями перфорировался суставной хрящ до упора в субхондральную кость, затем игла удалялась. Получение фрагмента суставного хряща контролировалось мандреном. Швы на рану накладывались через все слои и обрабатывались 5% спиртовым раствором йода.

Дегенеративно-дистрофические изменения в суставах изучались по мере выведения экспериментальных животных из опыта в течение первых 4 недель после операции моделирования. Учитывая, что изменение в клеточном составе синовиальной жидкости при патологическом процессе является важным показателем состояния сустава, а динамика этих изменений может информировать о закономерностях течения заболевания [3], нами было предпринято цитологическое исследование синовии.

Синовиальную жидкость для цитологического исследования получали путем пункции сустава. Из полученной жидкости готовили мазки, которые фиксировали метанолом и окрашивали по Романовскому-Гимза. В случае отсутствия необходимого количества синовиальной жидкости в суставе готовили мазки-отпечатки с поверхности суставного хряща и синовиальной оболочки. Изучение полученных препаратов на сроках 1, 3, 5, 7, 15, 21, 28 сутки от начала эксперимента производили с использованием световой иммерсионной микроскопии. Обращали внимание на качественный и количественный состав синовиальной жидкости, подсчитывали процентное соотношение основных клеточных элементов.

На основании подсчета синовиоцито-грамм и исходя из роли отдельных клеточных элементов в развитии дегенеративно-дисторофических изменений в суставе, нами

был предложен клеточный индекс, представляющий собой отношение клеток тканевого происхождения (синовиоцитов типа А и Б, а также их атипичных и распадающихся форм), являющихся маркерами дегенеративно-дистрофических изменений [6] к клеткам крови (нейтрофилам, лимфоцитам и моноцитам), определяющим воспалительный характер патологического процесса в суставе [7, 8, 9].

Кроме цитологического исследования, о выраженности дегенеративно-дистрофических изменений судили на основании гистологического изучения суставов через 28 суток, 2 и 6 месяцев после моделирования. Срезы, проходящие через обе суставные поверхности толщиной 5-10 мкм, окрашивались гематоксилин-эозином и пикрофуксином по Ван Гизон. При микроскопии обращали внимание на состояние суставного хряща, синовиальной оболочки и субхондральной кости.

Для статистической обработки материала использованы методы однофакторного дисперсионного и корреляционного анализов. Вычислялись средние величины количественных показателей, средние ошибки средних величин, коэффициент корреляции. Достоверность различий средних величин оценивалась с помощью критерия Стьюдента. Для вычислений использовались электронные таблицы приложения Microsoft Excel 2002.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Гистологически в опытной группе после нанесения травмы хряща в течение 4 недель, в отличие от группы сравнения, развивались дегенеративно-дистрофические изменения всех компонентов синовиальной среды сустава, проявляющиеся атрофией хряща и лизисом его поверхностной зоны, дезорганизацией структуры и дегенерацией хондроцитов (рис. 1а), воспалительными изменениями синовиальной оболочки и реактивной перестройкой субхондральной кости. Полученные в эксперименте изменения суставов носили необратимый характер, что подтверждало проведенное гистологическое исследование на сроках 2 и 6 месяцев с момента травмы. В препаратах отмечалась грубая деформация

суставных поверхностей с атрофией и каль-цинозом хрящевой ткани, картина выраженного хронического продуктивного синовита с

явлениями клеточного паннуса (рис. 1б) и частичная фиброзная облитерация полости сустава.

Рисунок 1. Морфологические изменения суставов животных опытной группы:

а - 28 сутки после травмы суставной поверхности, ув. х200, окр. гематоксилин-эозин; б - 2 месяца после травмы суставной поверхности, ув. х80, окр. гематоксилин-эозин.

Цитологическое исследование показало, что в синовиальной жидкости в первые сутки после травмы сустава в контрольной группе большинство клеток составляли нейтрофилы (рис. 2а). К 7 суткам в мазках преобладали лимфоциты (рис. 2б). В последующем к 15 суткам относительное количество нейтрофи-лов и лимфоцитов снижалось за счет увеличения тканевых клеточных элементов - мак-рофагоподобных синовиоцитов типа А с резко вакуолизированной цитоплазмой, находя-

щихся в реактивном состоянии, и фибробла-стоподобных синовиоцитов типа Б (рис. 2в). На этих сроках обращало на себя внимание появление в синовиальной жидкости плазмо-цитов. Далее к 28 суткам в мазках по-прежнему преобладали клетки тканевого происхождения, причем большинство из них находилось в состоянии распада. Синовиоци-ты типа Б в некоторых случаях располагались в виде скоплений (рис. 2г).

Нами было установлено, что соотношение

Рисунок 2. Морфологические изменения синовиальной жидкости животных опытной группы: а - 1 сутки после травмы суставной поверхности, ув. х900, окр. по Романовскому-Гимза; б - 7 сутки после травмы суставной поверхности, ув. х900, окр. по Романовскому-Гимза; в - 15 сутки после травмы суставной поверхности, ув. х900, окр. по Романовскому-Гимза; г - 28 сутки после травмы суставной поверхности, ув. х900, окр. по Романовскому-Гимза.

количества гематогенных и тканевых клеточных элементов в синовиальной жидкости достоверно различаются у животных опытной группы и группы сравнения (интактные животные) на ранних и на поздних стадиях развития дегенеративно-дистрофических изменений. Наиболее точно эти различия отражали величины предложенного нами клеточного индекса.

Величина индекса в норме у интактных животных группы сравнения составила 1,81±0,09. Изменение индекса в меньшую сторону (минимальное значение было зафиксировано в опытной группе на 1 сутки и составило 0,28±0,01) свидетельствовало о вос-

палительной реакции в суставе (артрит). Изменение в большую сторону (максимальное значение 3,38±0,19 также отмечалось в опытной группе на 28 сутки) говорило о прогрес-сировании дегенеративно-дистрофичес-кого процесса (артроз). (рис. 3). Все изменения, выявленные нами, были статистически достоверны (р<0,03) и сопоставимы с результатами гистологического исследования. Это дает право рекомендовать нам предложенный индекс как достоверный диагностический критерий, определяющий характер течения патологического процесса в суставе после травм суставного хряща.

В дальнейшем сопоставление величин

0 Норма 1 3 5 7 15 21 28

Группа сравнения 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8

Опытная группа 1,8 1,8 0,28 0,31 0,82 1,38 2,12 3,09 3,38

Рисунок 3. Динамика величин клеточных коэ сравнения (интактные животные) (р<0,03).

клеточных индексов у животных опытной группы с интактными позволило нам выявить закономерность, указывающую на зависимость степени дегенеративно-дистрофических изменений сустава (артроз) в отдаленном периоде после травмы от выраженности воспалительных изменений в нем (артрит) на ранних сроках. Коэффициент корреляции между «воспалительными» и «дегенеративными» величинами клеточных индексов у

ентов у животных опытной группы и группы

животных опытной группы составил - 0,64 (р<0,03).

Таким образом, цитологическое исследование синовиальной жидкости позволяет объективно оценить характер течения патологического процесса в суставе, а величина предложенного нами клеточного индекса может служить прогностическим критерием, указывающим в каждом конкретном случае на дальнейшую направленность течения внутри-

суставного повреждения, что может быть использовано как в экспериментальной, так и в клинической практике. Стоит отметить, что соотношение количества клеток крови и тканевых клеточных элементов в синовиальной жидкости зависит в первую очередь от видовой принадлежности биоматериала [3]. Исходя из этого, на первом этапе перед проведением исследования необходимо проводить вычисление предложенного индекса синовии интактного сустава с последующим использованием его изменений в большую или в меньшую сторону для диагностики дегенеративно-дистрофических изменений.

ЛИТЕРАТУРА

1. Базарный В.В. Синовиальная жидкость (клинико-диагностическое значение лабораторного анализа) / В.В. Базарный // Науч. тр. - Екатеринбург: УГМА, 1999. -С. 62.

2. Мазина Н.М. Количественные изменения Т- и В-лимфоцитов у пациентов с деформирующим остеоартрозом / Н.М. Мазина, Шх. Ахмед // Ревматология. -1986. - № 4. - С. 55-58.

3. Павлова В.Н. Синовиальная среда сустава / В.Н. Павлова. - М.: Медицина, 1980. -295 с.

4. Соков Л.П. Деформирующие артрозы крупных суставов / Л.П. Соков, М.Ф. Романов. - М.: Изд-во УДН, 1991. - 121 с.

5. Dougados M. Synovial fluid cell analysis / M. Dougados // Baillires Clin. Rheumatol. -1996. - № 10. - P. 519-534.

6. Functional characterization of adherent synovial fluid cells in rheumatoid arthritis: destructive potential in vitro and in vivo // M. Neidhart, C.A. Seemayer, K.M. Hummel et al. // Arthritis Rheum. - 2003. - № 7. -P. 1873-1880.

7. Liossis St-N.C. Cellular immunity in os-teoarthritis: novel concepts from an old disease / St-N.C. Liossis, G.C. Tsocos // Clinical and diagnostic laboratory immunology. -1998. - № 4. - P. 427-429.

8. Possible clearance of effecte polymorphonuclear leucocytes from synovial fluid by cy-tophagocytic mononuclear cells: implications for pathogenesis and chronicityn in inflammatory arthritis / S.T. Jones, J. Denton, P.S. Holt, A.J. Freemont // Annals of the Rheumatic diseases. - 1993. - Vol. 52. -P. 121-126.

9. Synovial fluid cells in juvenile arthritis: evidence of selective T-cell migration to inflamed tissue / E.D. Silverman, B.Isacovics, D. Petsche, R.M. Laxer // Clin. Exp. Immunol. - 1993. - № 1. - P. 90-95.