Abstract

Scopul revizuirii

Frecvența osteoartritei genunchiului continuă să se accelereze, probabil din cauza creșterii proliferării obezității, în special la bărbați și femei cu vârsta cuprinsă între 40 și 60 de ani, la vârful de vârf al expansiunii demografice „baby boom”. Creșterea omniprezenței obezității și aprecierea crescândă a activităților metabolice/inflamatorii însoțitoare ale obezității sugerează regândirea paradigmei osteoartritei genunchiului.

obezității

Descoperiri recente

În timp ce odată osteoartrita genunchiului era considerată o condiție de „uzură”, acum se recunoaște că osteoartrita genunchiului există în mediile extrem de metabolice și inflamatorii ale adipozității. Citokinele asociate cu țesutul adipos, inclusiv leptina, adiponectina și rezistina, pot influența osteoartrita, deși degradarea directă a articulațiilor sau controlul proceselor inflamatorii locale. Mai mult, kilogramul cu kilogramul, nu toată obezitatea este echivalentă cu dezvoltarea osteoartritei genunchiului; dezvoltarea pare a fi puternic legată de coexistența metabolismului lipidic și al glucozei. În plus, încărcăturile de obezitate pot fi detectate de către mecanoreceptori pe suprafețele condrocitelor care declanșează cascade de semnalizare intracelulară de citokine, factori de creștere și metaloproteinaze.

rezumat

Această revizuire rezumă literatura recentă privind obezitatea, osteoartrita genunchiului și durerile articulare. Luarea în considerare a adipocitokinelor, a factorilor metabolici și a interacțiunilor mecanice de încărcare-factor metabolic va contribui la extinderea gândirii asupra obiectivelor atât pentru prevenirea, cât și pentru intervenția osteoartritei genunchiului.

Introducere

Această revizuire va aborda literatura recentă despre osteoartrita genunchiului și obezitatea: două afecțiuni a căror prevalență se accelerează la nivel mondial. Revizuirea include asocierea potențială a osteoartritei genunchiului și a adipocitokinelor selectate, inclusiv leptina, adiponectina și rezistina, grupul de citokine legate de celulele grase. În plus, co-apariția obezității plus factorii cardiometabolici pare să modifice riscul de osteoartrita genunchiului în comparație cu obezitatea fără acești factori cardiometabolici. Luarea în considerare a interacțiunilor dintre încărcarea mecanică și acești factori metabolici poate ajuta la extinderea abordărilor atât de prevenire, cât și de intervenție pentru osteoartrita genunchiului.

Osteoartrita este o tulburare articulară foarte răspândită, estimată a afecta mai mult de 37% dintre adulții cu vârsta peste 60 de ani [1]; este o cauză principală de durere și invaliditate. Osteoartrita este asociată cu o pierdere considerabilă a cheltuielilor de productivitate și asistență medicală, reprezentând 97% din totalul înlocuirilor genunchiului și 83% din totalul înlocuirilor șoldului în 2004 [2]. Folosind datele naționale, Proiectul de utilizare a costului și utilizării asistenței medicale a arătat că osteoartrita a reprezentat 10,5 miliarde de dolari SUA în taxele spitalicești în 2006, făcându-l o afecțiune mai scumpă decât pneumonia, accidentul vascular cerebral sau complicațiile de diabet. Internările în spitale pentru artrită s-au dublat de la 1993 la 2006 [2].

Frecvența osteoartritei genunchiului continuă să accelereze, probabil din cauza îmbătrânirii populației și a proliferării crescânde a factorului de risc primar, obezitatea. Există o proporție din ce în ce mai mare din populația totală, atât în ​​Statele Unite, cât și în întreaga lume [3], cu vârsta peste 60 de ani, intervalul de vârstă asociat în mod obișnuit cu osteoartrita. Deși prevalența obezității crește în acest segment al populației vârstnice, prevalența crescândă a obezității la acei bărbați și femei cu vârsta cuprinsă între 40 și 60 de ani, care se află simultan la marginea de vârf a expansiunii demografice a baby boomerului, este contribuabili majori la populația în plină expansiune a osteoartritei.

Obezitatea a fost recunoscută mult timp ca un factor de risc pentru osteoartrita predominantă, în special osteoartrita genunchiului [4-9], deși definiția obezității bazată pe un IMC mai mare de 30 kg/m 2 nu a fost adoptată pe scară largă până în anii 1990 [10]. Datele dintr-un studiu efectuat pe o populație generală britanică au sugerat că femeile cu cel mai înalt terț al IMC au șanse crescute de șase ori de osteoartrita genunchiului (OAK) și de 18 ori mai mari șanse de stejar bilateral, comparativ cu femeile cu cel mai mic terț al IMC 11]. În mod similar, un studiu al femeilor afro-americane și caucaziene din SUA a identificat un risc mai mare de osteoartrita genunchiului cu niveluri mai mari de IMC [12]. Studiile longitudinale arată că greutatea crescută precede prezentarea stejarului; într-un studiu longitudinal al bărbaților și femeilor cu vârsta cuprinsă între 40 și 64 de ani, Manninen și colab. [8] a raportat că pentru fiecare creștere a deviației standard a IMC (3,8 kg/m2), a existat un risc crescut cu 40% [risc relativ (RR) = 1,4; 95% interval de încredere (IC) 1,2-1,5] pentru dezvoltarea STEJULUI.

Cum crește obezitatea probabilitatea de a avea osteoartrita genunchiului?

Datorită amplorii obezității ca factor de risc pentru osteoartrită, în special a osteoartritei genunchiului, precum și a prevalenței tot mai mari a obezității, inclusiv a obezității morbide (IMC> 40 kg/m 2), se dezvoltă un nou efort pentru a înțelege modul în care obezitatea crește probabilitatea de a avea osteoartrita genunchiului. Aceste eforturi au ca obiectiv pe termen lung dezvoltarea unor eforturi concentrate de prevenire și intervenție. Cu toate acestea, nu toate persoanele obeze dezvoltă osteoartrită la genunchi și nici persoanele cu stejar nu sunt obeze. Mai mult, deoarece IMC include atât grăsimea, cât și masa slabă, contribuția relativă a țesutului adipos și a masei musculare și contribuția lor la forța musculară nu pot fi dezagregate atunci când se utilizează IMC ca măsură a obezității. Înțelegerea faptului că, kilogramul cu kilogramul, nu toată obezitatea este echivalentă cu dezvoltarea osteoartritei genunchiului a deschis noi căi de studiu.

Această revizuire rezumă literatura privind obezitatea și osteoartrita genunchiului, inclusiv puținele studii care s-au concentrat asupra durerilor articulare. Sunt discutate mecanismele potențiale pentru asocierea obezității/durerii și a obezității/osteoartritei, cu o atenție specială la cele dovedite a fi cele mai promițătoare, inclusiv adipocitokine, factori metabolici și încărcare mecanică.

Osteoartrita, obezitatea și adipocitokinele

Artrita reumatoidă a fost recunoscută mult timp ca având o componentă inflamatorie viguroasă și, ca rezultat, unele tratamente au fost direcționate spre modularea elementelor dăunătoare ale acelui răspuns inflamator. În schimb, osteoartrita a fost considerată o condiție de „uzură” cu un răspuns inflamator minim. Cu toate acestea, acest cadru pentru luarea în considerare a osteoartritei, în special a osteoartritei genunchiului, se schimbă acum odată cu creșterea omniprezenței obezității și recunoașterea mediului inflamator asociat cu obezitatea. Țesutul adipos, considerat cândva un portal de stocare pasiv al energiei, este acum recunoscut ca un organ endocrin extrem de metabolic cu capacitatea de a secreta agenți activi, inclusiv adipocitokine, cum ar fi leptina, rezistina și adiponectina. În ultimul deceniu, interesul pentru aceste adipocitokine a devenit rapid o zonă de studiu intens în ceea ce privește osteoartrita, pe baza dovezilor că acestea pot juca un rol important în homeostazia cartilajului și datorită potențialului lor emergent ca ținte terapeutice.

Nivelurile de leptină, adiponectină și rezistență au fost detectate în lichidul sinovial și în plasma pacienților cu osteoartrita [13,14]. Noi descoperiri importante ale diferitelor modele de distribuție a acestor adipocitokine între compartimentul articular și cel circulant sugerează că articulația este o zonă unică de activitate pentru adipocitokine și prezența lor poate fi legată de efectele locale de degradare a articulațiilor. Nivelurile de rezistență și adiponectină au fost mai mari în ser decât în ​​lichidul sinovial, în timp ce concentrațiile de leptină au fost mai mari în lichidul sinovial [15]. Se crede că Leptina, adiponectina și rezistina influențează osteoartrita prin degradarea directă a articulațiilor sau prin controlul proceselor inflamatorii locale.

Leptina este în general mai mare la persoanele obeze; cantitățile extrem de mari de leptină circulantă i-au determinat pe anchetatori să sugereze un sindrom de rezistență la leptină ca un concept paralel cu rezistența la insulină. IMC și greutatea corporală sunt asociate în mod constant cu nivelurile de leptină în rândul celor cu osteoartrita. Leptina și receptorul acesteia au fost identificate în condrocite umane, osteofite [13,16], sinoviu și tampon de grăsime infrapatelar [15] și pot afecta sinteza factorilor de creștere și anabolism. Examinarea cartilajului, a osului subcondral și a osteofitelor arată dovezi ale exprimării leptinei reglate în mod sus. Expresia leptinei a fost asociată direct cu gradul de degenerare a cartilajului [13,17] și au fost raportate relații sinergice ale leptinei și citokinelor proinflamatorii [13]. După administrarea de leptină, condrocitele de la pacienții osteoartritici au avut o producție crescută de IL-1b, MMP-9 și MMP-13. Acest lucru sugerează că, din punct de vedere mecanic, leptina are un rol proinflamator și catabolic direct în metabolismul cartilajului [17], iar leptina sau receptorul acesteia pot servi drept țintă terapeutică.

Deși a existat un studiu amplu al adiponectinei și diabetului, se știe mai puțin despre rolul funcțional al adiponectinei și al afectării articulațiilor. Concentrații mai mari de adiponectină în articulație sugerează un rol important pentru adiponectină în dezvoltarea osteoartritei. Expresia adiponectinei a fost de 100 de ori mai mare în lichidul sinovial al pacienților cu osteoartrită în comparație cu plasma lor [14]. Mai mult, receptorul adiponectinei AdipoR1 a fost exprimat în țesuturi cartilaginoase, osoase și sinoviale. Demonstrarea reglării descendente a MMP-13 și reglarea ascendentă a unui inhibitor asociat sugerează că adiponectina poate fi protectoare în progresia osteoartritei [14].

Inflamația este un semn distinctiv important al osteoartritei, iar adipocitokinele pot fi importante în modularea proceselor inflamatorii. Nivelurile de leptină și rezistină pot fi asociate cu promovarea inflamației, dar adiponectina pare să reducă producția de citokine pro-inflamatorii [18]. Leptina a îmbunătățit expresia iNOS și COX-2 și producția de oxid nitric, PGE2, IL-6 și IL-8 [19 ••]. Deși Lago și colab. [20] a raportat că adiponectina a reușit să crească nivelul IL-6, MMP-3, MMP-9 și MCP-1, nu a existat nicio modulare a eliberării citokinelor proinflamatorii, inclusiv TNF-α, PGE2 și IL-1b.

Osteoartrita, obezitatea și factorii metabolici

În plus față de adipocitokine, obezitatea poate genera și alte efecte sistemice legate de osteoartrită, inclusiv roluri pentru metabolismul tulburat al glucozei și lipidelor. Modificările metabolice rezultate din rezistența la insulină și creșterea încărcăturii de glucoză sunt strâns legate de producția de citokine proinflamatorii, caracteristică unei stări inflamatorii cronice. Mai mult, formarea produselor finale de glicație avansată (AGE) poate fi asociată cu rigiditate crescută a colagenului, modificări ale proprietăților mecanice ale matricei extracelulare și scăderea sintezei proteoglicanului, ceea ce poate duce la degradarea cartilajului [21]. În special, condrocitele exprimă receptorul funcțional pentru AGE care, atunci când sunt stimulați cu liganzi, induce producția de citokine pro-inflamatorii [22].

Rapoartele timpurii au identificat asocieri semnificative între osteoartrita genunchiului și osteoartrita mâinii/încheieturii mâinii și factorii de risc cardiovascular (acid uric, niveluri de colesterol, hipertensiune, glucoză plasmatică în repaus alimentar) [23-25]. Cu toate acestea, sprijinul și interesul pentru legătura metabolică cu osteoartrita au scăzut în absența unor studii consistente care să demonstreze asocieri între osteoartrita și factorii metabolici (glucoză, lipide și tensiune arterială). Și anume, un raport influent care utilizează date de la NHANES-I nu a susținut o legătură metabolică între obezitate și osteoartrita genunchiului, deși limitările tehnice au fost identificate ulterior în măsurile de studiu [6].

Un raport recent [26 •] a luat în considerare atât starea obezității, cât și gruparea factorilor de risc cardiometabolici (inclusiv HDL-c, LDL-c, trigliceride, tensiunea arterială, raportul talie: șold, glucoză și hsC-RP). Femeile de vârstă mijlocie care erau obeze (definite ca IMC ≥30 kg/m 2) și care aveau doi sau mai mulți factori de risc cardiovascular aveau șanse de peste șase ori mai mari de a avea osteoartrită predominantă la genunchi în comparație cu femeile non-obeze fără grupare cardiometabolică. Interesul pentru această paradigmă a reapărut cu identificarea adipocitokinelor și capacitatea lor de a explica tulburarea de bază și cu observarea unor subgrupuri importante de indivizi care par a fi cu un risc mai mare de osteoartrita. De ce o anumită obezitate este asociată cu o activitate metabolică intensă, în timp ce alte obezități sunt mai puțin expresive ale acestei activități metabolice rămâne de stabilit.

În ciuda atenției acordate rolului factorilor metabolici ca mecanism potențial pentru degenerescența articulațiilor, puține studii au examinat diferențele în prevalența sau incidența osteoartritei cu privire la factorii metabolici dezordinați. Abia recent au fost implementate studii care încorporează informații despre nivelurile de adipocitokine care diferențiază populațiile susceptibile la risc ridicat pentru prevenire și intervenție.

Osteoartrita, obezitatea și încărcarea mecanică

Obezitatea are potențialul de a avea un impact major metabolic în prezentarea osteoartritei, contribuind în același timp la o încărcare mecanică majoră a articulației. Studiile clinice și pe animale privind încărcarea articulară au furnizat dovezi că sarcinile anormale pot duce la modificări ale compoziției, structurii și proprietăților mecanice ale cartilajului articular [27-29]. Aceste sarcini anormale au fost atribuite obezității, instabilității articulațiilor sau traumei. Din punct de vedere biomecanic, forțele musculare sunt un factor determinant major al modului în care sunt distribuite încărcăturile pe o suprafață comună. Scăderea forțelor musculare care acționează în jurul unei articulații sau articulații nealiniate va modifica în cele din urmă condițiile de încărcare. Eșecul cvadricepsului de a absorbi în mod adecvat forțele din jurul genunchiului poate provoca încărcări dinamice mai mari plasate pe cartilajul articular, rezultând o degenerare progresivă. Ca rezultat, slăbiciunea cvadricepsului s-a dovedit a fi un factor de risc important pentru osteoartrita în unele [30 •], dar nu în toate studiile [31].

Puterea musculară, evaluată ca cuplu, reflectă capacitatea de a lucra și este puternic influențată de masa corporală, dar este exprimată diferențial în raport cu masa musculară scheletică față de masa corporală totală. Pierderea forței musculare poate reduce potențialul de absorbție a șocurilor al articulației, provocând astfel fibrilație a cartilajului [32]. Modificările structurii cartilajului pot iniția un răspuns imun local, rezultând răspunsuri inflamatorii sistemice în întreaga articulație. Încărcarea crescută pe articulația genunchiului poate fi detectată de mecanoreceptorii de pe suprafața condrocitelor; acest lucru poate declanșa cascade de semnalizare intracelulară de citokine, factori de creștere și metaloproteinaze [33 ••].

Cu toate acestea, rolul compoziției corpului nu este unic în compartimentul reprezentând masa musculară scheletică. În schimb, este probabil ca contribuția relativă a grăsimii și a compartimentelor musculare să fie importantă pentru activarea și funcționarea musculară prin acțiunea insulinei. De fapt, rezistența la insulină este adesea asociată cu pierderea masei musculare și co-apariția creșterii masei grase. În urmă cu aproape 10 ani, Roubenoff [34] a emis ipoteza că pierderea musculară este evenimentul principal pentru apariția osteoartritei, dar aceasta contribuie apoi la creșterea grăsimii, ceea ce întărește pierderea musculară suplimentară. Extinderea conceptului de obezitate la rolul compoziției corpului dincolo de punctele de vedere tradiționale ale compartimentelor de grăsime/slabă este importantă, deoarece procesul de creștere a grăsimii și pierderea mușchilor poate acționa sinergic în interiorul și în jurul articulației pentru a iniția nu numai leziuni articulare, ci și pentru a permite progresia prin efectele insulinei și a proceselor inflamatorii.

Osteoartrita, obezitatea și durerea

Există o înțelegere limitată a modului în care supraponderabilitatea și/sau obezitatea sunt legate de durerea asociată cu osteoartrita, în special osteoartrita genunchiului. După cum este revizuit de Janke și colab. [38], au existat numeroși factori mecanico-structurali care au fost propuși ca mecanisme pentru a explica relația durere/obezitate. Acestea includ încărcarea crescută [39], nealinierea articulațiilor [40,41] sau modificările structurilor osoase și articulare. Studiile privind dezvoltarea sindromului durerii patelofemorale (PFPS) la adulții tineri, activi și non-obezi au condus la dezvoltarea unor modele biomecanice de durere [42 •] și a considerat că pot exista relații de cauzalitate diferite în funcție de compartimentul articular afectat.

Homeostazia modificată a glucozei poate reprezenta mecanismul metabolic care funcționează în ceea ce privește durerea și obezitatea. În studiile privind durerea acută în traume și intervenții chirurgicale, există o sensibilitate scăzută la insulină și o capacitate redusă a insulinei de a suprima glucoza endogenă [43]. În aceleași studii privind durerea acută indusă, s-au crescut concentrațiile circulante de epinefrină, cortizol, hormon de creștere și acizi grași liberi [43], toate substanțele asociate cu modificarea homeostaziei glucozei. Deoarece obezitatea este frecvent, deși nu întotdeauna, asociată cu rezistența la insulină, modificarea homeostaziei glucozei poate fi o stare importantă legată de durerea cronică.

Deși literatura face aluzie la rolul potențial al citokinelor inflamatorii, cum ar fi IL-6 și TNF-alfa ca o componentă a durerii, există o lipsă de literatură care să susțină această relație; în mod similar, există puține lucruri care să susțină un rol al adipocitokinelor în raport cu durerea.

Concluzie

În ciuda multor dovezi care susțin o asociere a obezității - osteoartritei - durere, aceasta este o zonă care are nevoie de eforturi suplimentare pentru a elucida în continuare modalitățile complexe în care excesul de țesut adipos poate afecta durerea și deteriorarea articulațiilor. Din păcate, utilizarea IMC singur ca măsură a compoziției corpului nu oferă în mod adecvat un mijloc de înțelegere a activităților fiziologice care ar putea fi relevante în legarea obezității cu osteoartrita. IMC reflectă atât grăsimea, cât și masa slabă și nu reușește să caracterizeze cantitatea de masă musculară și contribuția acesteia la forța musculară. Mai mult, IMC nu oferă informații despre mediul metabolic într-o persoană sau despre nivelurile de adipocitokine care pot contribui la progresia osteoartritei. Lucrările viitoare în domeniu ar trebui să includă o varietate de măsuri, inclusiv evaluarea masei musculare grase și scheletice, a nivelurilor de adipocitokine și a stării de sănătate cardiometabolică pentru a caracteriza în mod adecvat efectele multidimensionale ale obezității. Procedând astfel, putem fi mai bine echipați pentru a proiecta intervenții și paradigme de tratament pentru a aborda mai bine diferitele efecte ale țesutului adipos și pentru a viza cel mai eficient osteoartrita.

Mulțumiri

Referințe și lectură recomandată

Lucrările de interes special, publicate în perioada anuală de revizuire, au fost evidențiate ca:

• de interes special

•• de interes remarcabil

Referințe suplimentare legate de acest subiect pot fi găsite și în secțiunea Literatură mondială actuală din acest număr (pp. 612–613).