Osteoartritis: Efek meniskektomi pada tulang rawan artikular

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, meniskus artikular berperan penting dalam fungsi sendi normal. Meniskus adalah struktur yang meningkatkan keselarasan permukaan artikular femur dan tibia, meningkatkan stabilitas lateral, dan meningkatkan distribusi cairan sinovial serta pertukaran nutrisi dengan kartilago artikular. Meniskektomi total atau parsial menyebabkan perubahan arah beban pada permukaan artikular tibia, yang mengakibatkan degenerasi kartilago artikular.

Banyak penelitian telah dilakukan untuk mempelajari efek meniskektomi pada biomekanik sendi, serta induksi proses degeneratif pada tulang rawan artikular dan tulang subkondral pada hewan (biasanya anjing dan domba). Awalnya, peneliti melakukan ektomi meniskus medial sendi lutut, tetapi kemudian ditemukan bahwa ektomi meniskus lateral menyebabkan perkembangan osteoartritis yang lebih cepat.

Dengan menggunakan menisektomi lateral pada domba, Little dkk. (1997) memeriksa perubahan pada tulang rawan artikular dan tulang subkondral dari beberapa area sendi lutut. Temuan histologis khas yang menggambarkan perubahan yang disebabkan pada tulang rawan artikular 6 bulan setelah operasi adalah terkikisnya tulang rawan, penurunan konsentrasi proteoglikan, dan penurunan jumlah kondrosit. Di bawah area tulang rawan yang berubah pada tulang subkondral, pertumbuhan kapiler ke zona tulang rawan yang mengalami kalsifikasi, perpindahan ke luar dari "batas bergelombang", dan penebalan substansi spons pada tulang subkondral dicatat.

Dalam penelitian oleh P. Ghosh et al. (1998) ditunjukkan bahwa 9 bulan setelah menisektomi lateral pada domba terdapat tanda-tanda remodeling tulang subkondral dan peningkatan kepadatan mineralnya sekunder akibat degenerasi tulang rawan artikular. Di zona yang mengalami beban mekanis tinggi yang tidak normal karena pengangkatan meniskus lateral (kondilus lateral femur dan lempeng lateral tibia), ditemukan peningkatan sintesis proteoglikan yang mengandung dermatan sulfat, meskipun peningkatan sintesis proteoglikan dari jenis yang sama juga ditemukan di tulang rawan lempeng medial. Ternyata proteoglikan yang mengandung dermatan sulfat diwakili terutama oleh dekorin. Konsentrasi tertingginya ditemukan di zona tengah dan dalam tulang rawan artikular.

Seiring dengan peningkatan sintesis proteoglikan yang mengandung dermatan sulfat di area tulang rawan yang menanggung beban tinggi akibat penghilangan meniskus lateral, peningkatan katabolisme aggrecan terdeteksi, sebagaimana dibuktikan oleh pelepasan fragmennya ke dalam media nutrisi dari eksplan tulang rawan, serta aktivitas MMP dan aggrekanase yang tinggi. Karena aktivitas inflamasi dalam model osteoartrosis ini minimal, penulis menyarankan bahwa kondrosit adalah sumber enzim tersebut.

Meskipun masih banyak pertanyaan yang belum terjawab, penelitian yang dijelaskan di atas mengungkap kemungkinan peran faktor biomekanik dalam patogenesis osteoartritis. Jelas bahwa kondrosit mampu "merasakan" sifat mekanis lingkungannya, merespons perubahan dengan mensintesis ECM yang dapat menahan beban yang lebih besar dan dengan demikian mencegah kerusakan tulang rawan. Pada hewan muda, olahraga sedang menginduksi sintesis ECM yang kaya agrekan. Fase hipertrofik (atau adaptif) dari respons kondrosit ini dapat berlangsung selama beberapa tahun, memberikan tingkat beban mekanis yang stabil pada tulang rawan artikular. Namun, gangguan keseimbangan ini karena peningkatan intensitas atau durasi pembebanan, atau perubahan biomekanik sendi normal setelah cedera atau pembedahan, atau penurunan kemampuan kondrosit untuk meningkatkan sintesis ECM sebagai respons terhadap peningkatan pembebanan (selama penuaan), aksi faktor endokrin memerlukan perubahan signifikan pada tingkat seluler dan matriks: sintesis proteoglikan dan kolagen tipe II dihambat, dan sintesis dekorin dan kolagen tipe I, III, dan X dirangsang. Bersamaan dengan perubahan biosintesis, katabolisme ECM meningkat, demikian pula kadar MMP dan agrekanase. Tidak diketahui bagaimana pembebanan mekanis mendorong resorpsi ECM di sekitarnya oleh kondrosit; proses ini mungkin dimediasi oleh prostanoid, sitokin (seperti IL-1p atau TNF-a, dan radikal oksigen bebas). Di sini perlu disebutkan peran sinovitis pada osteoartritis, karena sumber mediator katabolisme yang disebutkan di atas yang paling mungkin adalah sinovosit dan leukosit mirip makrofag yang menyusup ke membran sinovial sendi.

Sebuah studi oleh OD Chrisman et al. (1981) menunjukkan bahwa cedera sendi traumatis merangsang produksi prekursor prostaglandin, asam arakidonat. Membran kondrosit yang rusak dianggap sebagai sumber asam arakidonat. Telah diketahui secara umum bahwa asam arakidonat dengan cepat diubah menjadi prostaglandin oleh enzim siklooksigenase (COX). Telah dibuktikan bahwa prostaglandin, khususnya PGE ₂, berinteraksi dengan reseptor kondrosit, mengubah ekspresi gen mereka. Namun, masih belum jelas apakah asam arakidonat merangsang atau menghambat produksi proteinase dan agrekanase. Studi sebelumnya telah menunjukkan bahwa PGE ₂ meningkatkan produksi MMP dan menyebabkan degradasi tulang rawan artikular. Menurut hasil penelitian lain, PGE ₂ memiliki efek anabolik pada ECM, dan juga meningkatkan integritas ECM, menghambat produksi sitokin oleh kondrosit. Ada kemungkinan bahwa temuan yang saling bertentangan dalam penelitian ini disebabkan oleh perbedaan konsentrasi PGE2 _{yang digunakan} di dalamnya.

Sejumlah kecil IL-1β (sitokin utama yang merangsang sintesis dan pelepasan MMP, serta menghambat aktivitas inhibitor alaminya) dapat terbentuk sebagai respons terhadap kerusakan tulang rawan artikular, yang menyebabkan degradasi jaringan lebih lanjut.

Dengan demikian, penelitian yang dijelaskan dalam bagian ini telah menunjukkan bahwa mempertahankan beban dinamis subambang batas pada sendi menyebabkan proliferasi kondrosit yang mampu bertahan terhadap kondisi mekanis baru, yang berarti timbulnya tahap hipertrofi osteoartrosis. Kondrosit yang mengalami hipertrofi adalah sel-sel dalam tahap terakhir diferensiasi, yang berarti bahwa ekspresi gen elemen matriks utama di dalamnya diubah. Oleh karena itu, sintesis proteoglikan aggrekan dan kolagen tipe II dihambat, dan sintesis dekorin, kolagen tipe I, III dan X meningkat.

Penurunan kandungan aggrekan dan kolagen tipe II dalam ECM, yang dikaitkan dengan ketidakseimbangan antara proses sintesis dan degradasi, memberikan sifat pada tulang rawan artikular untuk tidak merespons tekanan mekanis secara memadai. Akibatnya, kondrosit menjadi tidak terlindungi, prosesnya beralih ke tahap katabolik ketiga, yang ditandai dengan aktivitas proteolitik yang berlebihan dan sekresi faktor pengatur autokrin dan parakrin. Secara morfologis, tahap ini ditandai dengan penghancuran ECM tulang rawan artikular; secara klinis, hal ini sesuai dengan osteoartrosis yang nyata. Hipotesis ini, tentu saja, merupakan visi yang disederhanakan dari semua proses kompleks yang terjadi pada osteoartrosis, tetapi menggeneralisasi konsep modern patobiologi osteoartrosis.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ]