ISSN 2412-4036 (print)
ISSN 2713-1823 (online)

Osteoarthritis in patients with components of metabolic syndrome

Lapshina S.A., Feyskhanova L.I., Nurmieva A.R., Sadriev K.A.

Kazan State medical University of the Ministry of Healthcare of Russia
Aim: to identify features of osteoarthritis severity in patients with components of metabolic syndrome – obesity and hypertension. Material and methods. The 52 patients with an established diagnosis of osteoarthritis were examined. There were collected and examined: a medical histories, a conclusions of objective examination and laboratory data, a body mass indexes, the presence and degrees of arterial hypertension, the x-ray stages(by Kellgren–Lawrence) of osteoarthritis. Articular syndrome and quality of life were evaluated using visual analogue scale (VAS), physical function measurement index (WOMAC) and quality of life assessment questionnaire (EQ-5D). The obtained data was processed using a Statistic 10 program, Microsoft Excel 2007. We considered differences in the characteristics statistically significant at p <0.05. Results. The percentage of studied group: 84,6% – women, 15,4% – men, average age – 60.9 years (52 to 74 years). The duration of the disease is 8,75 [2,58; 26] years. Thirty-six patients (69,2%) had hypertension: 24 patients (66,6%) with 1-degree hypertension, 30,5% – with 2-degree and 2,9% – with 3rd. Reactive synovitis of the knee joints was detected in 48% of patients. Also it was revealed that majority of patients (57,6%) has second stage of osteoarthritis. Patients with first stage of osteoarthritis amounted to 9,6%, with 3rd to 26,9%, and the 4th stage accounted for 5,9% of patients. The BMI range is from 21 to 43 kg/m2, patients with excess body weight and 1-degree obesity prevail among them. A BMI over 30 kg/m2 occurs in 22 patients: 17,3% – normal weight, 25% – excessed body weight. Obesity (BMI more than 30 kg/m2) occurs in 30 patients. Twenty patients (38,4%) has 1st degree of obesity, 2nd degree – 15,3%, 3rd degree – 4%. Conclusion. The presence of hypertension and obesity is associated with increased pain syndrome, significant decrease in functional ability, aggravation of the radiological stage of OA, and with appearance of anxiety and depression. However, with further progression of obesity and arterial hypertension, the level of anxiety falls.

Keywords

osteoarthritis
arterial hypertension
obesity

Остеоартрит (ОА) является шестой по значимости причиной инвалидности в мире, основной причиной ограниченной активности и низкого качества жизни. Прогнозируется, что к 2020 г. ОА выйдет на четвертое место среди причин инвалидности.

ОА коленного сустава может существенно способствовать увеличению терапевтических затрат [1–4]. Учитывая, что на сегодняшний день большинство пациентов обращается за помощью уже при стойком болевом синдроме и с 3–4 рентгенологической стадией ОА, его терапия представляет большие трудности: на практике не всегда удается достичь существенного клинического эффекта в отношении купирования боли и торможения структурного прогрессирования заболевания, что приводит к эндопротезированию сустава. Соответственно актуальным вопросом является терапия ОА на ранних стадиях с учетом и коррекцией модифицируемых факторов риска. Следует отметить, что в настоящее время у пациентов с патологией суставов в анамнезе наблюдается несколько заболеваний (кардиоваскулярных, метаболических и др.), имеющих общие патогенетические аспекты и оказывающих взаимное негативное влияние, что еще больше осложняет ведение данной группы больных [5–7].

ОА рассматривается как мультифакторный процесс. В основе развития дегенеративно-деструктивного заболевания суставов лежит генетическая предрасположенность, биомеханические и метаболические изменения, взаимодействующие друг с другом и только частично связанные с возрастными изменениями [8].

Хотя патофизиологические механизмы ОА до конца не изучены, появляется все больше доказательств, что метаболические факторы могут способствовать инициации и прогрессированию процесса [9]. Метаболический синдром является распространенным нарушением обмена веществ, которое возникает в результате увеличения распространенности ожирения и связано с повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ). Недавно метаболический остеоартрит был признан в качестве пятого компонента метаболического синдрома [10], поскольку ОА был классифицирован по трем фенотипам, включая метаболический, возрастной и связанный с травмой. Принимая во внимание общие механизмы, ученые пришли к выводу, что метаболический синдром тесно связан с ОА, а тот, в свою очередь, выступает частью генерализованного метаболического расстройства [11].

Ожирение относится к общепризнанным факторам риска ОА коленных суставов, что связано с повышенной биомеханической нагрузкой [12]. Однако связь ОА с метаболическим синдромом более многогранна, поскольку люди с избыточным весом и ожирением имеют аналогичный повышенный риск ОА суставов кистей, которые не несут веса, что объясняется системными факторами [13]. Вероятно, системная связь между ОА и метаболическим синдромом обусловлена измененным метаболизмом и воспалением. В течение последних нескольких десятилетий как ОА, так и метаболический синдром все чаще признавались воспалительными состояниями слабой степени с повышением системных воспалительных маркеров, таких как высокочувствительный С-реактивный белок (вчСРБ) [14]. Для обоих субъектов существуют четкие патогенные роли медиаторов воспаления, таких как интерлейкин 1β (IL1β) и фактор некроза опухоли α10 (TNFα10). Кроме того, с патогенезом ОА связан лептин – провоспалительный гормон, продуцируемый макрофагами в жировой ткани, и ключевой медиатор метаболической дисрегуляции, обусловленной ожирением. Лептин наиболее известен как регулятор потребления энергии в качестве средства, подавляющего аппетит, но он также играет роль в пролиферации остеокластов и хондроцитов и синтезе коллагена [15].

Артериальная гипертензия (АГ), компонент метаболического синдрома и независимый фактор риска сердечно-сосудистых и цереброваскулярных заболеваний, признана третьей по значимости причиной инвалидности во всем мире [16].

Основная суть этой взаимосвязи заключается в том, что АГ ведет к субхондральной ишемии из-за поражения сосудов. Артериолы не справляются с высоким давлением, дилатируют и склерозируются, давление ишемизирует сосудистую стенку и оказывает повреждающее действие [9]. Все это ведет к утолщению и сужению сосудов. Перфузия и диффузия в субхондральную кость более не могут обеспечить должный приток кислорода и питательных веществ. Наступает ишемия костной ткани, ее апоптоз и резорбция, возникают субхондральные кисты, диагностируемые при рентгенодиагностике [9, 17]. Ишемия порождает высвобождение множества мощнейших цитокинов: фактора роста эндотелия сосудов (VEGF), трансформирующего фактора роста бета (TGF-β), фактора роста фибробластов (FGF), тромбоцитарных факторов роста (PTGF), инсулиноподобного фактора роста один (IGF-1). Все это ведет к росту новых патологических сосудов, нарушающих архитектонику кости [18, 19]. Возникает процесс, схожий с механизмом при синдроме коронарного обкрадывания, только в костном микроциркуляторном русле: новообразованные сосуды забирают часть кровотока вместе с питательными веществами из основных артериальных путей, субхондральная ишемия усиливается. Происходит ремоделирование субхондральной кости, нарушается архитектоника, формируются остеофиты [20]. Соответственно, ишемия субхондральной кости приводит к дистрофии хряща. Таким образом, АГ приводит к ишемии самого сустава в целом, что в дальнейшем запускает патогенетический механизм воспаления внутри сустава [9].

Цель исследования – выявить особенности тяжести течения ОА у пациентов с такими компонентами метаболического синдрома, как избыточный вес и АГ.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Проведено комплексное обследование 52 пациентов с установленным диагнозом остеоартрит, гонартроз (критерии Altman R.D., 1995). Доля женщин среди них составила 84,6%, мужчин – 15,4%, средний возраст 60,9±8,9 лет (от 32 до 78 лет). Длительность заболевания составляла 8,75 [2,58; 26] лет (табл.).

Для оценки компонентов метаболического синдрома – ожирения и АГ – использовали критерии метаболического синдрома 2013 г. Российского кардиологического общества, где основной признак – центральный (абдоминальный) тип ожирения: окружность талии (ОТ) >80 см у женщин и >94 см у мужчин. Дополнительные критерии: АГ (артериальное давление ≥140/90 мм рт.ст.); повышение уровня триглицеридов (≥1,7 ммоль/л); снижение уровня холестерина ЛПВП (<1,0 ммоль/л у мужчин; <1,2 ммоль/л у женщин); повышение уровня холестерина ЛПНП >3,0 ммоль/л; гипергликемия натощак (глюкоза в плазме крови натощак ≥6,1 ммоль/л); нарушение толерантности к глюкозе (глюкоза в плазме крови через 2 ч после нагрузки глюкозой в пределах ≥7,8 и ≤11,1 ммоль/л) [21]. Классификация ожирения производилась согласно критериям национальных клинических рекомендаций 2017 г. по следующим значениям ИМТ (кг/м²): <25 – нормальная масса тела; 25–29,9 – избыточный вес; 30–34,9 – ожирение 1 степени; 35–39,9 – ожирение 2 степени; ≥40 – ожирение 3 степени [22]. Классификация уровней артериального давления (АД) проводилась согласно Российским клиническим рекомендациям 2016 г.: нормальное АД – 120–129 и/или 80–84 мм рт.ст.; высокое нормальное – 130–139 и/или 85–89; АГ 1 степени – 140–159 и/или 90–99; АГ 2 степени – 160–179 и/или 100–109; АГ 3 степени –≥180 и/или ≥110 [23].

У всех пациентов проводились сбор анамнеза заболевания, объективное обследование на наличие синовита и измерение окружности сустава при помощи измерительной сантиметровой ленты, оценка лабораторных данных, определение рентгенологической стадии ОА (по Kellgren и Lawrence). Проводились оценка суставного синдрома и качества жизни в соответствии с выраженностью боли по визуально аналоговой шкале (ВАШ), индексом измерения физической функции (WOMAC), опросником оценки качества жизни (EQ-5D).

С помощью электронных весов регистрировались значения веса с последующим вычислением ИМТ по формуле: I = m/h², где m – масса тела в кг, h – рост в м. Показатели АД исследуемых пациентов регистрировались механическим тонометром. Для оценки связи между рентгенологической стадией ОА и степенью АГ использовались средние значения систолического АД в мм рт.ст.

При распределении пациентов по рентгенологической стадии чаще всего регистрировалась II стадия ОА – 57,6%. Пациенты с первой стадией заболевания составили 9,6%, с третьей – 26,9%, на четвертую стадию пришлось 5,9% больных.

Среди участников исследования с диапазоном ИМТ от 21 до 43 кг/м2 преобладали пациенты с ожирением 1 степени (38,4%). Ожирение 2 степени встречалось у 15,3% больных, 3 степени – 4%. ИМТ <30 кг/м2 имел место у 22 пациентов: 17,3% составили пациенты с нормальным весом, 25% – с избытком массы тела.

Доля пациентов с АГ была равна 69,2%. При этом АГ 1 степени страдали 66,6% пациентов, 2 степени – 30,5%, 3 степени – 2,9%.

Реактивный синовит коленных суставов был выявлен у 25 (48%) пациентов.

Статистический анализ проводился с помощью пакета прикладных программ STATISTICA 6.0 (StatSoft, USA) и Microsoft Excel 2007. В описательных статистиках данные представлены в виде M±SD, где M – среднее значение, SD – среднеквадратическое (стандартное) отклонение или в виде медианы с 25-ным и 75-ным процентилем. Для сравнения двух групп по количественному и качественному признакам использовались непараметрические U-критерий Манна–Уитни и критерий χ2 Пирсона. Корреляционный анализ проводили по методу Спирмена. Различия показателей считали статистически значимыми при p <0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Согласно результатам исследования, пациенты с ожирением и ОА имели более выраженный болевой синдром. Пациенты с ожирением оценивали болевой синдром по шкале ВАШ на 1,3 балла интенсивнее, чем пациенты с ИМТ <30 кг/м² (p <0,001). Однако при детальном рассмотрении каждой последующей степени ожирения была выявлена тенденция к снижению болевого синдрома от 7,52 баллов при 1 степени ожирения и до 5 баллов при 3 степени (p <0,001). Такую тенденцию со снижением болевого синдрома при крайней степени ожирения можно объяснить тем, что пациенты меньше двигаются, не подвергая суставы нагрузке.

Также обсуждается роль периферической нейропатии [24, 25], характерной для метаболического синдрома. Соответственно, испытывая боль, пациенты стараются меньше двигаться, а это, в свою очередь, способствует еще большему набору веса и прогрессированию ОА. Подтверждая вышеописанное, нами выявлена высокая степень корреляции (рис. 1) рентгенологической стадии ОА с ИМТ (r=0,74; <0,001).

Реактивный синовит коленных суставов выявлен у 25 (48%) пациентов. При анализе зависимости синовита от ИМТ выявлена следующая закономерность: частота встречаемости синовита у пациентов с ИМТ <30 кг/м² равна 27%, с ИМТ >30 кг/м² – 68%. Пациенты с ожирением 1 степени имели синовиты в 65%, 2 степени – в 75%, 3 степени – в 84% случаев (p <0,05). Это подтверждает теорию воспалительной природы заболеваний с повышением провоспалительных цитокинов как при ожирении и метаболическим синдроме, так и при ОА [9–10].

Как уже отмечалось, среди обследуемых диагноз АГ была выявлена у 69,2% пациентов. Выявлена прямая корреляционная связь между рентгенологической стадией ОА и степенью АГ (r=0,5121; p <0,01): с каждой последующей рентгенологической стадией ОА возрастает среднее значение уровня систолического АД (рис. 2).

Также нами было обнаружено, что с увеличением степени АГ отмечалось усиление боли по ВАШ и усиление затруднений в повседневной деятельности по WOMAC (рис. 3) (r=0,559; p <0,05).

В целом это согласуется с литературными данными и поддерживает теорию, что болевой синдром способен активировать симпатоадреналовую систему и способствовать вазоконстрикции и повышению АД [26–27]. С другой стороны, дисфункция эндотелия и увеличение жесткости сосудистой стенки при метаболическом синдроме и АГ способствуют хронической ишемии тканей и ускоряют прогрессирование ОА [9, 18, 19].

Анализируя результаты, полученные при использовании опросника EQ-5D, была обнаружена обратная тенденция: с увеличением степени АГ характерно постепенное снижение уровня тревоги и депрессии (рис. 4) (r=−0,58; p <0,05).

Несомненно, болевой синдром, ожирение, АГ не могут не оказывать влияние на психологическое состояние пациента. Так, по опроснику EQ-5D установлен следующий факт: увеличение степени ожирения ассоциируется со снижением уровня тревоги относительно тяжести своего заболевания (рис. 5).

Обращает на себя внимание результат, что в большей мере за свое состояние переживают пациенты с 1 степенью ожирения и 1 степенью АГ. В то же время при крайней степени ожирения и 3 степени АГ склонность пациентов к тревоге и депрессии меньше.

Объяснить этот факт сложно. Вероятно, высокое АД приводит к патологическому воздействию на сосуды мозга, способствуя прогрессированию дегенеративных процессов, что отражается на когнитивных функциях, меняя приоритеты относительно значимости заболевания.

Также не исключается роль адипокинов в негативном влиянии на сосудистые и нервные структуры организма [28]. Возможно, развивающаяся на поздних стадиях нейропатия и отсутствие движения вместе приводят к меньшей болевой чувствительности. В результате нашего исследования мы выявили группу пациентов, которая нуждается в пристальном внимании врачей терапевтического профиля. Низкий уровень тревоги за свое здоровье и физическое благополучие (по EQ-5D) у пациентов с прогрессирующим ОА и выраженным ожирением и/или АГ может указывать на слабую приверженность к лечению, что еще больше осложняет ведение таких пациентов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Пациенты с ОА и ожирением имеют более выраженный болевой синдром. Помимо этого, ожирение способствует развитию реактивного синовита и прогрессированию рентгенологической стадии ОА.

Наличие АГ ассоциируется с увеличением болевого синдрома, снижением функциональной способности (WOMAC), усугублением рентгенологической стадии ОА и усилением депрессии.

При наличии компонентов метаболического синдрома в умеренной стадии ОА проявляется повышенным уровнем тревожности. Однако дальнейшее прогрессирование ожирения и АГ при ОА сопровождаются снижением уровня тревожности. Низкий уровень тревоги и депрессии у пациентов с прогрессирующим ОА и выраженным ожирением и/или поздними степенями АГ – основание для настороженности врачей терапевтического профиля, так как данная группа может иметь слабую приверженность к лечению и высокие риски кардиоваскулярных катастроф.

References

  1. Sobczak S., Baillon B., Feipel V. In vitro biomechanical study of femoral torsion disorders: effect on tibial proximal epiphyseal cancellous bone deformation. 2011; 33: 439–49.
  2. Silverwood V., Blagojevic-Bucknall M., Jinks C. Current evidence on risk factors for knee osteoarthritis in older adults: a systematic review and meta-analysis. Osteoarthritis Cartilage. 2015; 23: 507–15.
  3. Woolf A.D., Pfleger B. Burden of major musculoskeletal conditions. Bull World Health Organ. 2003; 81: 646–56.
  4. Dillon C.F., Rasch E.K. Prevalence of knee osteoarthritis in the United States: arthritis data from the Third National Health and Nutrition Examination Survey 1991–1994. The Journal of Rheumatology. 2006; 11: 2271–79.
  5. Chan K.W., Ngai H.Y., Ip K.K. Co-morbidities of patients with knee osteoarthritis. Hong Kong Med J. 2009; 15: 168–72.
  6. Rosemann T., Laux G., Szecsenyi J. Osteoarthritis: quality of life, comorbidities, medication and health service utilization assessed in a large sample of primary care patients. J Orthop Surg Res. 2007; 12: 1–9.
  7. Esko T., Metspalu A. Identiication of new susceptibility loci for osteoarthritis (arcOGEN): a genome-wide association study. The Lancet. 2012; 380: 815–23.
  8. Bedson J., Jordan K., Croft P. The prevalence and history of knee osteoarthritis in general practice: a case-control study. Family Practice. 2005; 22: 103–08.
  9. Zhuo Q., Yang W., Chen J., Wang Y. Metabolic syndrome meets osteoarthritis. Nature Reviews Rheumatology. 2012; 8: 729–37.
  10. Sellam J. Berenbaum F. Is osteoarthritis a metabolic disease? Joint Bone Spine. 2013; 80(6): 568–73.
  11. Xie D.X., Wei J., Zeng C. Association between metabolic syndrome and knee osteoarthritis: a cross-sectional study. BMC Musculoskelet Disord. 2017; 18: 533–39.
  12. Felson D.T., Zhang Y., Hannan M.T., A. Naimark, B. Weissman, Aliabadi P. Risk factors for incident radiographic knee osteoarthritis in the elderly: the Framingham study. Arthritis and rheumatism. 1997; 40: 728–33.
  13. Huffman K.M. Osteoarthritis and the metabolic syndrome: more evidence that the etiology of OA is different in men and women. Osteoarthritis Cartilage. 2012; 20(7): 603–04.
  14. Sowers M., Jannausch M., Stein E., Jamadar D., Hochberg M., Lachance L. C-reactive protein as a biomarker of emergent osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage. 2002; 10: 595–601.
  15. Velasquez M.T., Katz J.D. Osteoarthritis: another component of metabolic syndrome? Metabolic syndrome and related disorders. 2010; 8(4): 295–305.
  16. Zhang Y., Wang J. Association between hypertension and risk of knee osteoarthritis. Medicine (Baltimore). 2017; 96(32): 75–84.
  17. Conaghan P.G., Vanharanta H., Dieppe P.A. Is progressive osteoarthritis an atheromatous vascular disease? Ann Rheum Dis. 2005; 64: 1539–41.
  18. Findlay D.M. Vascular pathology and osteoarthritis. Rheumatology (Oxford). 2007; 46: 1763–68.
  19. Felmeden D.C. Endothelial damage and angiogenesis in hypertensive patients: relationship to cardiovascular risk factors and risk factor management. Am. J. Hypertens. 2003; 16: 11–20.
  20. Kiefer F.N. Hypertension and angiogenesis. Curr. Pharm. 2003; 9: 1733–44.
  21. Рекомендации по ведению больных с метаболическим синдромом. Клинические рекомендации. М., 2013; 43 с.
  22. Диагностика, лечение, профилактика ожирения и ассоциированных с ним заболеваний. Клинические рекомендации. М., 2017; 164 с.
  23. Артериальная гипертония у взрослых. Клинические рекомендации. М., 2016; 70 с.
  24. Argoff C.E., Cole B.E., Fishbain D.A., Irving G.A. Diabetic peripheral neuropathic pain: clinical and quality-of-life issues. Mayo Clin Proc. 2006; 81: 3–11.
  25. Daousi C., MacFarlane I.A., Woodward A., Nurmikko T.J., Bundred P.E., Benbow S.J. Chronic painful peripheral neuropathy in an urban community: a controlled comparison of people with and without diabetes. Diabet medicine. 2004; 21: 976–82.
  26. Bruehl S., Burns J.W., McCubbin J.A. Altered cardiovascular/pain regulatory relationships in chronic pain. Int J Behav Med. 1998; 5: 63–75.
  27. Bruehl S., Chung O.Y., Jirjis J.N., Biridepalli S. Prevalence of clinical hypertension in patients with chronic pain compared to nonpain general medicalpatients. Clin J Pain. 2005; 21: 147–53.
  28. Драпкина О.М., Корнеева О.Н., Палаткина Л.О. Адипокины и сердечно-сосудистые заболевания: патогенетические параллели и терапевтические перспективы. Артериальная гипертензия. 2011; 3: 203–08.

About the Authors

Svetlana A. Lapshina, PhD, associate professor of the Department of hospital therapy of Kazan State medical University of the Ministry of Healthcare of Russia. Address: 420012, Kazan, 49 Butlerova Str. Tel.: +7 (987) 290-15-65.
E-mail: svetlanalapshina@mail.ru. ORCID ID: 0000-0001-8050-4978.
Lyutciya I. Feyskhanova, PhD, associate professor of the Department of hospital therapy of Kazan State medical University of the Ministry of Healthcare of Russia. Address: 420012, Kazan, 49 Butlerova Str. Tel.: +7 (917) 275-21-66. E-mail: ljuts@rambler.ru. ORCID ID: 0000-0001-7830-5283.
Aliya R. Nurmieva, 6th year student of faculty of medicine of Kazan State medical University of the Ministry of Healthcare of Russia. Address: 420012, Kazan, 49 Butlerova Str. Tel.: +7 (917) 399-10-17. E-mail: aliya.eva@mail.ru. ORCID ID: 0000-0003-0751-5448.
Kamil A. Sadriev, 6th year student of faculty of medicine of Kazan State medical University of the Ministry of Healthcare of Russia. Address: 420012, Kazan, 49 Butlerova Str. Tel.: +7 (919) 647-74-90. E-mail: 37kamil73@gmail.com.
ORCID ID: 0000-0001-8050-4978.
By continuing to use our site, you consent to the processing of cookies that ensure the proper functioning of the site.