Оглавление:
Гиалуроновая кислота (ГК) была впервые открыта в 1934 году Карлом Мейером и Джоном Палмером, когда они выделили ранее неизвестное вещество в глазу коровы. Дальнейшие исследования раскрыли точную природу и назначение ГК в организме человека. ГК состоит в основном из сахара и содержится в жидком внеклеточном матриксе синовиальной жидкости и стекловидном теле глаза. Его основная функция в организме - связывать воду и смазывать подвижные части тела, такие как суставы и мышцы. Его консистенция и бережное отношение к тканям позволяют использовать его в продуктах по уходу за кожей в качестве увлажняющего крема.
Повторные небольшие травмы суставов приводят к поражению хрящей и нестабильности суставов, что сопровождается преждевременным развитием остеоартрита. Занятия спортом могут быть причиной повторных травм и, следовательно, причиной преждевременного остеоартрита (ОА). В нескольких исследованиях сообщалось, что такие виды спорта как футбол, могут быть причиной раннего начала остеоартрита, особенно после серьезных травм доминирующей или недоминантной ноги, обычно затрагивающих коленные, голеностопные и тазобедренные суставы. Спортсмены, страдающие от боли в коленях, обычно продолжают тренироваться.
Что такое инъекция гиалуроновой кислоты?
Инъекции гиалуроновой кислоты (распространенными брендами являются Synvisc и Durolane) используются для лечения боли в коленях и других суставах, вызванной ОА, у пациентов, которые уже получали обезболивающие или другие виды лечения без удовлетворительных результатов.
Инъекции гиалуроновой кислоты: в чем смысл?
ГК - одна из самых гидрофильных (водолюбивых) молекул в природе, и ее можно охарактеризовать как природный увлажнитель. Внутрисуставные инъекции ГК в первую очередь рекомендуются для лечения симптоматической боли в коленях при ОА. Однако большая часть его клинического применения заключалась в уменьшении боли и улучшении функции коленного сустава с симптоматическим остеоартрозом.Что такое HA
ГК является естественным компонентом синовиальных суставов и основным компонентом 1-2-микронного слоя на поверхности суставного хряща. ГК естественным образом присутствует в тканях различных животных. Наибольшее количество ГК в организме человека содержится во внеклеточном матриксе мягких соединительных тканей. ГК представляет собой несульфатированный гликозаминогликановый полисахарид с высокой молекулярной массой (от 100 кДа до 10 МДа). Обычно делят на три группы в зависимости от молекулярной массы (MW):
Низкая молекулярная масса (менее 1 МДа).
Средняя МВт (1-2 МДа);
Высокая МВт (более 2МДа).
ГК имеет короткий период полураспада в кровотоке, составляющий всего от трех до пяти минут, что составляет менее суток в тканях и от одной до трех недель в хрящах. Такая скорость обновления означает, что этот полимер постоянно синтезируется и разлагается.
HA состоит из повторяющейся единицы глюкуроновой кислоты и N-ацетил-D-глюкозамина. Молекулярная масса определяется количеством связанных повторяющихся звеньев (обозначается «n»). ГК с более высокой молекулярной массой состоит из большого количества связанных звеньев.
Механизм действия
Функция HA в синовиальном суставе заключается в воздействии на суставной хрящ в качестве супрамолекулярного агрегата, удерживающего протеогликаны, аггрекан и связывающий белок. Он действует как каркас для важных молекул внеклеточного матрикса. Потеря этого нормального HA нарушает стабильность хрящевого матрикса и ускоряет разрушение суставного хряща, что приводит к изменениям OA в суставах.
Синовиальная жидкость с нормальной концентрацией ГК действует как вязкая смазка во время медленных движений в суставах и как эластичный амортизатор во время быстрых движений в суставах. Эта адаптивная способность ГК в синовиальной жидкости не только составляет основу протеогликанов внеклеточного матрикса хряща, но и снижает нагрузку и трение на суставной хрящ во время медленных и быстрых движений в суставах.
Большинство исследований, посвященных добавлению ГК, касалось ОА. В суставах с остеоартритом синовиальная жидкость всегда содержит низкие концентрации HA и смещается в сторону низких диапазонов MW по сравнению со здоровыми суставами с содержанием MW выше среднего. Это снижение средней молекулярной массы приводит к нарушению механических и вязкоупругих свойств синовиальной жидкости. Доказано, что низкие диапазоны распределения MW коррелируют с усилением боли в коленном суставе с остеоартрозом.
Синтез HA в суставе OA нарушается повышенными уровнями провоспалительных цитокинов, свободных радикалов и протеиназ, что приводит к HA со значительно сниженной молекулярной массой и снижением вязкоупругости синовиальной жидкости. Когда HA с высокой молекулярной массой ферментативно расщепляется за счет повышенных уровней протеиназ, наблюдаемых при OA, HA с более низкой молекулярной массой больше не может поддерживать механическую целостность сустава.
Введение ГК в сустав восстанавливает нормальные вязкоупругие свойства патологически измененной синовиальной жидкости и улучшает среднее распределение молекулярной массы в суставе. Эта процедура известна как «добавление вязкости».
Основные механизмы действия вводимого ГК
1. Высокомолекулярная ГК (500-4000 кДа) временно восстанавливает смазывающий и амортизирующий эффект синовиальной жидкости.
2. Уменьшает синовиальное воспаление.
3. Защита от эрозии хряща.
4. Содействие выработке эндогенной ГК.
5. Непрямое обезболивающее действие за счет противовоспалительных свойств ГК.
6. Прямые анальгетические эффекты за счет прямого ингибирования ноцицепторов и снижения синтеза брадикинина и вещества P.
7. Уменьшение синовиального / капсульного фиброза.
8. Повышенный синтез эндогенной ГК с высокой молекулярной массой резидентными синовиальными клетками.
9. Приведены сведения, указывающие на четкие различия в механизме действия продуктов НА с разной молекулярной массой. То есть ГК с высокой молекулярной массой обеспечивает больший противовоспалительный эффект и эффекты синтеза протеогликанов, а также смазывание суставов и поддержание вязкоупругости.
Как делают искусственный ГК
ГК, используемый во внутрисуставных инъекциях, производится либо из собранных петушиных гребней (птичьего происхождения - (известная как AD-HA), либо посредством бактериальной ферментации in vitro (известной как Bio-HA). Производится в виде геля, его вязкость пропорциональна длине полимерных волокон (выражается в виде его молекулярной массы или MW). Эта вязкость определяет, насколько быстро продукт разлагается после имплантации.
Существуют различия в безопасности AD-HA и Bio-HA. Вариация AD-HA имеет больший потенциал вызывать местные реакции в месте инъекции. Возможные нежелательные побочные эффекты включают боль, чувство жара, гематому, покраснение и отек.
Препараты НА обычно имеют молекулярную массу от 500 до 6000 кДа. Типичные доступные препараты включают гиалуронат натрия (Durolane, Hyalgan, Supartz, Ostenil, Ostenil Plus или Euflexxa), Hylan G-F 20 (Synvisc) и высокомолекулярный гиалуронан (Orthovisc). Важно отметить, что Остенил Плюс содержит маннит, который является запрещенным веществом в списке запрещенных препаратов ВАДА; поэтому это может не подходить для спортсменов, которые проходят плановую проверку на наркотики.
Активные ингредиенты - гиалуронат натрия в концентрации около 20 мг на дозу. Количество инъекций на курс варьируется от одной инъекции для Synvisc до пяти для Hyalgan или Supartz. Общая доза HA на серию варьируется от 45 мг для Orthovisc до 125 мг для Supartz. Hyalgan, Synvisc, Supartz и Orthovisc - это продукты, полученные естественным путем из очищенной гиалуроновой кислоты, извлеченной из петушиного гребня. Euflexxa, Durolane, Ostenil и недавно представленный Supartz производятся с помощью другого процесса, в котором ГК получают из ферментированных бактериальных источников. Доказано, что ГК с молекулярной массой менее 500 кДа не были столь эффективны в улучшении функции суставов или облегчении боли.
Использование гиалуроновой кислоты в спорте
Спортсмены склонны к ранней дегенерации суставов. Это происходит из-за ненормальной нагрузки на суставы.
Некоторые практикующие врачи спортивной медицины вводят ГК в тазобедренные и коленные суставы для облегчения боли и улучшения функций у спортсменов. Механизмы действия и эффективность лечения подобны упомянутым выше.
Другой возможный путь введения ГК - тендинопатия у спортсмена. Тендинопатия и тендовагинит нарушают естественное скольжение сухожилия. Применение HA может снизить сопротивление скольжению сухожилий. Несколько исследований HA показали связь между ингибированием пролиферации фибробластов и снижением концентрации коллагена III типа в сухожилиях с уменьшением образования спаек в месте заживления сухожилий. Ограничивая пролиферацию фибробластов и стабилизируя концентрацию коллагена III типа, ГК может снизить риск спаек.
ГК ингибирует экспрессию ключевых медиаторов воспаления. За счет снижения экспрессии провоспалительных медиаторов добавление экзогенного ГА снижает распад эндогенного ГА и стимулирует синовиальный синтез эндогенного ГА. ГК также используется в качестве инъекции в околосклеродные ткани для лечения тендинопатий, таких как эпикондилит, тендинопатия надколенника и инсерционная тендинопатия ахиллова сухожилия.
Терапевтический протокол инъекций ГК при тендинопатиях заключается в том, что рекомендуются только 1-2 инъекции. Однако по сравнению с другими инъекционными методами лечения сухожилий, такими как лечение богатой белком плазмой (PRP), где существует широкая вариабельность вводимого продукта, молекулярная масса и концентрация HA известны; ГК с высоким молекулярным весом лучше влияет на сухожилия в краткосрочной перспективе.
Использование мезенхимальных стволовых клеток в сочетании с ГК оказалось полезным при лечении костно-хрящевых повреждений сустава. Park et al (2017) сообщили об успешном исходе с использованием композита мезенхимальных стволовых клеток и гидрогеля HA для лечения большого и глубокого костно-хрящевого дефекта колена. Клинические результаты через один год и через пять с половиной лет после операции предполагают, что этот метод может быть жизнеспособным вариантом для восстановления больших и глубоких костно-хрящевых дефектов. Это первый отчет об успешном лечении большого костно-хрящевого дефекта сустава человека с помощью продукта на основе аллогенных мезенхимальных стволовых клеток.
Заключение
ГК представляет собой молекулу с высокой молекулярной массой, которая составляет основу внеклеточного суставного матрикса. Он связывает воду и образует «гель», который защищает поверхности суставного хряща за счет как смазывающего эффекта, так и эффекта поглощения ударов. Доказано, что суставы, страдающие дегенеративными изменениями, имеют аномально более низкую концентрацию высокой MW HA, и что эта потеря здоровой HA может способствовать ускорению OA в суставе посредством ряда механизмов.
Доказано, что внутрисуставные инъекции ГК эффективны как для уменьшения боли, так и для улучшения функции сустава при остеоартрите. Однако его использование у спортсменов мало изучено в литературе. Но поскольку у многих спортсменов суставы подвержены высоким сжимающим и сдвигающим силам из-за характера их высокой профессиональной активности, раннее начало артрита может быть более очевидным у спортсмена, особенно если они уже перенесли травмы суставов в прошлом. Инъекции ГК могут помочь улучшить функцию и болевую реакцию в этих суставах. Использование ГК при тендинопатиях кажется многообещающим, а новые исследования ГК в сочетании с мезенхимальными стволовыми клетками показывают некоторые перспективы в лечении костно-хрящевых поражений у спортсменов.
Источники
- Veterinarni Medicina. 2008;53:397-411
- Pain Med . 2012 June ; 13(6): 740–753
- Drugs R D. 2011;11(1):13-27. Review
- Arthritis Res Ther. 2003;5:54-67
- Sports Med Arthrosc 2006; 14: 155-16
- Osteoarthritis and Cartilage. 2005;31:216–224
- Drugs 1994; 47: 536-566
- J Rheumatol Suppl 1993; 39: 3-9
- Semin Arthritis Rheum 1991; 20: 219-240
- Ann Rheum. Dis. 1993;52(11):817–822
- BMC Musculoskelet Disord 2011; 12: 19
- J Orthop Res 2000; 18: 604-612
