Влияние физических упражнений на остеоартроз

Популярность джоггинга среди населения многих стран мира в последнее время привлекла внимание к бегу на длинные дистанции как к фактору риска развития остеоартроза. Ретроспективные и проспективные исследования показали, что клинические и рентгенологические критерии остеоартроза у бегунов на средние дистанции и марафонцев обнаруживают не чаще, чем у людей, не занимающихся бегом. Однако в связи с тем, что дизайн большинства этих исследований имеет ряд недостатков (некорректный статистический анализ, некорректные методы диагностики или оценки остеоартроза и др.) их результаты вызывают сомнения. N.E. Lane и соавторы (1986, 1987,1993) попытались исправить ошибки предыдущих исследователей. В течение 9 лет они изучали рентгенологические признаки остеоартроза у бегунов-любителей пожилого возраста (средний возраст 65 лет). Обнаружено, что у этой категории лиц заболеваемость остеоартрозом (рентгенологически подтвержденным) не превышала таковую в группе лиц того же возраста, не увлекающихся бегом. Хотя в группе бегунов-любителей у женщин чаще регистрировали субхондральный склероз, а у лиц обоего пола - чаще обнаруживали остеофиты на рентгеновских снимках, тем не менее авторы заключили, что непрофессиональное занятие легкой атлетикой не является фактором риска остеоартроза. Таким образом, приведенные данные указывают на то, что у лиц со «здоровыми» суставами бег на длинные дистанции не является причиной дегенерации хряща и развития остеоартроза.

Исследования биомеханики остеоартроза на моделях у животных подтверждают вышеприведенное заключение. P.M. Newton и соавторы (1997) исследовали гончих, которых тренировали бегом со скоростью 3,3 км/ч по 75 мин в сутки в течение 5 дней в неделю. Каждая собака несла дополнительную «экзогенную» нагрузку 11,5 кг (130% массы тела). Контрольную группу составили взрослые гончие, которых не тренировали и не применяли дополнительную нагрузку. Через 52 нед после начала тренировок было проведено гистологическое исследование суставного хряща, менисков и связок. Оказалось, что примененный уровень нагрузки не вызвал у собак дегенеративных изменений в суставных тканях. Никакой разницы между биомеханическими свойствами хряща у тренированных и нетренированных собак не выявлено.

В другом исследовании молодых гончих (с незрелым скелетом) тренировали по программе средней сложности (4 км/ч на тредмиле с наклоном 15°) в течение 15 нед. Авторы обнаружили утолщение хряща и усиление синтеза протеогликанов по сравнению с контрольной (нетренированной) группой животных. Однако большая часть протеогликанов в хряще тренированных животных утратила способность к агрегации с гиалуроновой кислотой и содержала большее количество хондроитин-6-сульфатов. Авторы исследования предположили, что такой уровень нагрузки ускоряет созревание матриксных депозитов в суставном хряше животных.

В исследовании, проведенном с участием молодых гончих, программа тренировки была несколько усложнена: 20 км в сутки на протяжении 15 нед. Такая нагрузка вызвала снижение концентрации коллагена, повышение содержания воды, уменьшение соотношения хондроитин-6- и хондроитин-4-сульфатов в суставном хряще латеральных мыщелков бедренных костей. Увеличение дистанции до 40 км в день и длительности тренировки до 52 нед сопровождалось снижением содержания протеогликанов в ВКМ хряща. Наиболее выраженную потерю гликозаминогликанов отмечали на верхушках мыщелков бедренных костей, особенно в поверхностной зоне хряща.

С Little и соавторы (1997) продемонстрировали, что длительные интенсивные тренировки могут индуцировать изменения метаболизма протеогликанов в суставах запястья у лошадей. В рамках этого исследования авторы изучали влияние умеренных или высоких тренировочных нагрузок на синтез и деградацию крупных агрегированных протеогликанов (аггрекана) и двух мелких дерматансульфат-содержащих протеогликанов (декорин и бигликан). Эксплантаты суставного хряща были взяты из трех участков третей запястной кости, на которые приходится наибольшая нагрузка и которые чаще всего травмируются у спортивных лошадей. Двенадцать лошадей в возрасте от 3 до 5 лет без клинических или рентгенологических признаков патологии среднего запястного сустава были включены в исследование. Программа тренировок включала в себя бег со скоростью 6 м/с 2000 м 3 дня в неделю с увеличением дистанции до 4000 м к концу 8-й недели исследования. Затем всех животных разделили на две группы - животные группы А продолжали тренировки в прежнем режиме, а у животных группы В режим тренировок был усилен (бег со скоростью 8 м/с на дистанцию 4000 м 4 дня в неделю в течение 17 нед). Через 16 нед после окончания тренировок был произведен забор материала из определенных участков третьей запястной кости с обеих сторон.

В гистологическом исследовании хряща животных обеих групп обнаружена депрессия поверхностных его участков и разрушение кальцифицированного хряща и «волнистой границы» только в области дорзального радиального мыщелка третьей запястной кости. Существенной разницы обнаруженых гистологических изменений между группами А и В не выявлено. В культуре эксплантатов суставного хряща у животных группы В высвобождалось большее количество протеогликанов из хряща дорзального радиального мыщелка в среду, чем у животных группы А, что свидетельствует о более высоком уровне катаболизма в группе В. Включение ³⁵S в протеогликаны было менее выражено в эксплантатах, полученных от животных группы В; в то же время у животных этой группы наблюдали усиление биосинтеза декорина, изменений интенсивности биосинтеза бигликана не выявлено. Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что длительные интенсивные тренировки лошадей индуцируют угнетение синтеза аггрекана и усиление синтеза дерматан сульфатсодержащих протеогликанов.

Функциональная роль декорина в соединительной ткани вообще и в хрящевой, в частности, по-прежнему остается предметом для исследований.. Предполагают, что декорин играет центральную роль в организации коллагеновых макромолекул, пролиферации клеток и модулировании активности факторов роста (например, ТФР-Р). Добавление декорина к коллагеновому гелю вызвало отложение более однородных тонких коллагеновых фибрилл, чем в его отсутствие. В ткани шейки матки после родов разрушение коллагеновой сети коррелировало с повышенным уровнем декорина. Таким образом, декорин, вероятнее всего, играет роль «дирижера» процессов репарации и ремоделирования соединительной ткани.

Повышение синтеза декорина хондроцитами суставного хряща лошадей на фоне высоких динамических нагрузок можно интерпретировать следующим образом: высвобождающийся из поврежденных хондроцитов в ответ на механическую перегрузку декорин выполняет роль мессенджера. Эта гипотеза подтверждена исследованиями in vitro и in vivo, которые продемонстрировали повышенную продукцию декорина хондроцитами, подвергшимися надфизиологической механической нагрузке. Т. Н .V. Korver и соавторы (1992) сообщили, что циклическая нагрузка, in vitro, применяемая в течение 7 дней, увеличивает в 3 раза синтез декорина в эксплантатах суставного хряща. Похожие результаты были получены N.A. Vissen и соавторами (1994), которые использовали эксплантаты зрелого и незрелого суставного хряща. В модели раннего (гипертрофического) остеоартроза, индуцированного у собак путем пересечения передних крестовидных связок, G.S. Dourado и соавторы (1996) наблюдали повышение уровня мРНК бигликана, декорина и фибромодулина в хряще дестабилизированных суставов.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8]