Репарационный остеогенез при сахарном диабете

Костная ткань плохо адаптирована к существованию в условиях гипоксии и анаэробного гликолиза. Это и определяет при сахарном диабете (СД) изменения костной структуры, клинически значительно опережающие поражение мягких тканей.

Диабетическая остеоартропатия (ДОАП) является тем проявлением диабета, которое во многом определяет тактику лечения больных СД, осложненным гнойно-некротическим процессом на стопах. Патологические процессы, происходящие в костях и суставах больных, резко отличаются от других известных патологических процессов и имеют специфические особенности.

Материалы и методы

Для выяснения закономерностей патологического процесса в костях и состояния репарационного остеогенеза при СД мы использовали клинико-рентгенологический метод как наиболее доступный и информативный, памятуя о том, что только комплексное исследование дает наиболее полный ответ на поставленный вопрос.

Обобщен опыт лечения более 1000 больных СД I и II типов с гнойно-некротическими осложнениями на стопах. Элементы ДОАП выявлены у 61,1% больных.

Результаты и их обсуждение

Ранним и наиболее часто встречающимся изменением костной ткани при СД является остеопороз, выражающийся в повышении прозрачности костной ткани, исчезновении костных трабекул, истончении и разволокнении коркового слоя кости (табл. 1).

Основываясь на рентгенологической симптоматике, можно выделить две группы изменений, отражающих динамику патологического процесса в костной ткани и соответствующих двум периодам ДОАП: 1) дистрофические (остеопороз, остеолиз, кистовидная перестройка) и 2) репаративные (остеосклероз, экзостоз, деформирующий артроз).

В первом периоде в основном за счет декол- лагенизации, деминерализации происходят разрушение суставов, исчезновение замыкательных пластинок, нарушение балочной архитектоники губчатого вещества, остеолиз с полным разруше-

Таблица I

Частота костных изменений при сахарном диабете (в %)

Рис. 1. Полное разрушение III и IV плюснефаланговых суставов.

Остеолиз с разрушением суставных поверхностей, деформация, фрагментация. Начало процесса во П и V плюснефаланговых суставах.

нием суставных поверхностей, деформация, фрагментация (рис. 1).

Лечение больных считается адекватным, если оно комплексное, учитывает динамику изменений в организме больного диабетом и дает положительный эффект.

Совершенно очевидно, что нельзя лечить только ДОАП или ангиопатию.

Наша лечебная программа основана на литературных данных, многолетнем личном клиническом опыте, результатах иммунологических и бактериологических исследований у 30 больных в различные фазы патологического процесса.

Исследовались гуморальные (IgA, IgE, IgG, IgM), клеточные (Т-хелперы, Т-супрессоры, Т- активные) факторы иммунитета и факторы неспецифической резистентности (фагоцитоз, НСТ- тест). При возрастании степени деструкции стопы развивается клеточный иммунодефицит, снижается неспецифическая резистентность, увеличивается содержание иммуноглобулинов и циркулирующих иммунных комплексов.

Бактериологическое исследование выявило 100% участие анаэробной флоры в микробных ассоциациях гнойно-некротических процессов на стопах (I фаза раневого процесса), постепенное изменение флоры в сторону аэробного спектра по мере очищения раны (II фаза раневого процесса).

Обязательным компонентом лечения является первичное и по возможности радикальное хирургическое вмешательство с тщательной некрэкто- мией, прерыванием путей распространения анаэробной инфекции путем иссечения патологически измененных тканей, в том числе и костной. Объем оперативного вмешательства должен соответствовать степени распространения гнойно-некротического очага.

Медикаментозная терапия включает антиана- эробные препараты — производные имидазола (метронидазола), антибиотики: далацин с, клин- домицин, аминогликозиды (гентамицин); гипс- роксибаротерапию, иммунокорригирующую терапию — введение лейковзвеси, плазмаферез — для уменьшения гипериммуноглобулинемии, курсы низкоэнергетической местной лазертера- пии для стимуляции остеогенеза. В лечебную

Таблица 2

Количество больных СД по годам, объем оперативных вмешательств, средний койко-день, летальность

программу включаются также общепринятые лечебные мероприятия и медикаменты, направленные на улучшение кровообращения, обмена веществ и т.д.

Основным компонентом программы лечения является введение адекватных дробных доз инсулина короткого действия.

Предложенная терапевтическая программа позволила нам значительно улучшить результаты лечения больных. Количество эффективных первично-радикальных операций на стопе за 3 года увеличилось в 1,5 раза, а летальность уменьшилась почти в 2 раза. Естественно, что без улучшения остеогенеза костей стопы такой результат не был бы достигнут (табл. 2).

Адекватное лечение может привести к частичной репарации в основном за счет реколлагени- зации и реминерализации. Однако полного восстановления костной структуры не происходит: балочная система формируется беспорядочно, замыкательные пластинки и костно-мозговой канал не образуются, надкостница прослеживается не везде, остатки фаланг и плюсневых костей деформируются в виде “леденцов” или “огрызков карандаша” с гомогенной бесструктурной рентгеновской тенью.

Таким образом, речь может идти лишь о приостановлении патологического процесса, а не о восстановлении кости. С этой точки зрения часто встречаемые экзостозы и деформирующие артрозы не могут служить рентгенологическими маркерами репарационных процессов, так как они бесструктурны и суть элементы патологии. В связи с этим мы не можем согласиться с мнением исследователей, которые считают, что при выздоровлении таких больных у них происходит восстановление первоначальной структуры кости [7].

Динамическое рентгенологическое наблюдение за больными свидетельствует о том, что в костях после стихания деструктивного процесса с утратой соединительнотканной архитектоники рецидива деструкции не встречается. Прогрессирование процесса вновь возможно лишь в костях, в которых частично сохранилась коллагеновая основа.

Чтобы понять характерные особенности перманентной деструкции и репарационного остеогенеза костей стопы у больных сахарным диабетом, необходимо обратиться к онтогенетическому аспекту нормального остеогенеза.

На ранних стадиях внутриутробного онтогенеза хрящевые закладки имеют характерный для хрящевой ткани метаболизм по типу анаэробного гликолиза. На определенных стадиях развития это тормозит процессы роста скелетных частей, создаются предпосылки для врастания в хрящ кровеносных сосудов.

По мере врастания сосудов в хрящевые закладки появляются условия для оксибиотического метаболизма. На поверхности капиллярных сетей в хрящевых каналах бурно развиваются клеточные структуры типа перицитов, обладающие большой потенцией роста и дифференциации. Сначала они проявляют себя как хондрокласты, а затем как остеобласты и гемоцитобласты. Оссификация на месте хряща, разрушенного периваскулярной сетью, начинается с появления первичной костной ткани, лишенной балочной структуры, характерной для губчатой субстанции кости, и представляет собой почти аморфное скопление костных гранул и микроскопических капель лимфоидных веществ |4].

Правомерен вопрос: можно ли гомогенные структурные культи костей при СД считать проявлением обратимости процесса? Плотность рентгенологических теней этих образований свидетельствует о высоком насыщении их минералами. Однако архитектоника кости, зависящая от органического компонента, не восстанавливается даже в течение 10 лет. Следовательно, в вопросе об обратимости процесса надо различать два аспекта: неорганический и органический. Кроме того, многолетние наблюдения за больными свидетельствуют о том, что никакой дифференциации костного вещества и образования костномозгового канала нс происходит (рис. 2).

Создается впечатление, что процесс репарационного остеогенеза при СД останавливается на фазе первичной костной ткани, которая не претерпевает дальнейшего развития. Причина этого, по-видимому, определяется следующими факторами: 1) инсулиновой недостаточностью; 2) микроангиопатией (утолщением базальной мембраны капилляров, пролиферацией эндотелия, отложением в стенке сосудов гликолипопротеид- ных веществ); 3) гипоксией тканей, метаболизмом по типу анаэробного гликолиза и утратой условий для оксибиотического метаболизма; 4) уменьшением или полным исчезновением перицитов, будущих остеобластов.

Совершенно очевидно, что ни .один деструктивный процесс в организме не может происходить без нарушений в системе коллагена как

Рис. 2. Исход ДОАП в IV плюснефаланговом суставе и в V плюсневой кости.

Бесструктурные деформированные культи костей.

структурной основы любой ткани. Равным образом адекватные репарационные процессы невозможны без восстановления коллагеновой структуры. Необратимый процесс поражения балочной структуры, костных канальцев подтверждает данную точку зрения. Связывают это с увеличением бесферментного гликозилирования коллагена |8, 10].

Существует мнение, что гликозилирование коллагена уменьшает его растворимость, повышает резистентность к действию ферментов 111. С данной точкой зрения согласиться вряд ли возможно.

Во-первых, при таких условиях вообще бы не существовало диабетической остеоартропатии с остеолизом и фрагментацией; во-вторых, сохранялась бы архитектоника костной структуры; в- третьих, был бы возможен относительно быстрый и полноценный репарационный остеогенез; в-четвертых, длительная высокая гипергликемия вызывала бы менее выраженные костные изменения, чем непродолжительная и низкая. Данная точка зрения подтверждается исследованиями, показавшими, что коллагенолитическая активность и растворимость коллагена были выше, а синтез коллагена ниже в хориоамниотических оболочках при преждевременном их разрыве |11]. Распад коллагена сопровождается выделением гиалуроновой и хондроитинсерной кислот, что способствует преципитации продуктов ультрафильтрата плазмы с последующей их гиали- низацией |9|.

В синтезе коллагена активную роль играет ги- алуроанидаза — фермент, расщепляющий гликозаминогликаны. Ингибитором фермента является гепарин. При расщеплении гликозаминогликанов сосудисто-тканевая проницаемость повы- шастся, что наблюдается при диабете, ревматизме, инфекционных и онкологических заболеваниях. Следовательно, система гиалура- нидаза — гепарин является универсальным регулятором сосудисто-тканевой проницаемости в организме.

Выводы

1. Костные изменения при сахарном диабете проявляются остеоминералопенией и коллагено- патией, которая является результатом специфических метаболических нарушений в системе коллагена.
2. Репарационный остеогенез при СД имеет незавершенный характер и не приводит к восстановлению массы и структуры кости.
3. Профилактика ДОАП заключается в ранней адекватной инсулиновой терапии для коррекции обмена веществ с целью подавления анаэробного гликолиза в тканях.