Kwas hialuronowy w ortopedii
Strona sklepu AdMed s.c. NIP: 618-21-29-121 zawiera również produkty wyrobów medycznych przeznaczonych tylko dla profesjonalistów. Czy w momencie zakupu wyrobów medycznych potwierdzasz, że jesteś profesjonalistą z branży medycznej lub farmaceutycznej?
Potwierdzam
Kwas hialuronowy to szeroko stosowany wiskosuplement w leczeniu choroby zwyrodnieniowej stawów. Jest to polisacharyd należący do glikozaminy. W ludzkim ciele jest integralną częścią tkanki łącznej i jednym z głównych składników płynu stawowego i matrycy pozakomórkowej. Kwas hialuronowy jest odpowiedzialny za płyn stawowy nawigacji Prawidłowe tarcie między powierzchnią chrząstki stawowej stosuje się do elastyczności tkanki łącznej, co czyni ją odpornością na czynniki mechaniczne. Chociaż kwas hialuronowy jest zwykle stosowany w zapaleniu zwyrodnieniowym stawów, dokładny mechanizm jego efektu nie jest całkowicie jasny. Zapalenie zwyrodnieniowe jest zespołem z wieloma przyczynami. Szacuje się, że w Polsce choruje 20–30% 40-latków.
Kwas hialuronowy w strukturze powierzchni stawowej
Powierzchnia stawu jest pokryta szklistą chrząstką, składającą się z pięciu warstw: powierzchni, warstwy pośrednia, promienistej (głębokiej), wapniejącej i podchrzęstnej. Najbardziej zewnętrzna część to warstwa powierzchniowa, leżąca w bezpośrednim sąsiedztwie jamy stawu. Nie posiada komórek, zawiera za to liczne, ułożone równolegle do powierzchni stawowej, włókna kolagenowe (typ II, II i XI), niewielkiej ilości glikozaminy i jest bogata w kwas hialuronowy. Warstwa powierzchniowa ma około 10 % grubości chrząstki i jest jak folia ochronna dolnej struktury chrząstki. Warstwy najgłębiej położone, stanowią 50% grubości chrząstki, są nimi warstwa promienista mająca prostopadły przebieg włókien kolagenu oraz warstwa zwapniała chrząstki, styka się bezpośrednio z warstwą podchrzęstną kości.
Fizjologia chrząstki i jej charakterystyczne właściwości lepkosprężyste wynikają z faktu, że głównym jej składnikiem jest woda. Średnio grubość chrząstki waha się w granicach 0,5-2 mm, najgrubsza jest powierzchnia stawowa rzepki, sięgająca 6 mm. Ponieważ dorosła chrząstka stawowa nie ma zakończeń nerwowych ani naczyń krwionośnych, jej zdolność do regeneracji jest ograniczona. Odżywia się poprzez dyfuzję przez płyn maziowy, który zawiera kwas hialuronowy, substancje nawilżające, proteazy i kolagenazy. Jest wydzielany przez synowiocyty i tworzy na ich powierzchni warstwę o grubości około 50 µm. Najważniejszą funkcją mazi stawowej jest zmniejszenie tarcia między powierzchniami chrząstki stawowej.
Zsyntetyzowany łańcuch polisacharydowy GAG zmodyfikowano przez przyłączenie grupy sulfonowej do pozycji 4 lub 6 cząsteczki galaktozaminy. Zjonizowane grupy sulfonowe wraz z grupami karboksylowymi ładują ujemnie łańcuchy GAG.
Schemat rozmieszczenia grup sulfonowych w monomerach chondroityny w chrząstce stawowej człowieka zmienia się w zależności od wieku i obszaru chrząstki.
Powierzchnia stawowa jest z pozoru gładka, w rzeczywistości ma bardzo złożoną budowę, składającą się z licznych fałd, płytszych wgłębień, i jeszcze p łytszych grzbieni. Dzięki tej strukturze powierzchnia chrząstki stawowej może osiągać współczynnik tarcia na pardzo niskim poziomie. Waha się on w zakresie 0,01–0,02, natomiast dla kolana wynosi tylko 0,002. Współczynnik ten jest odwrotnie proporcjonalny do wzrostu obciążenia zmniejsza się też wwyraźnie w wyniku pokrycia powierzchni stawu mazią stawową.
Właściwości biomechaniczne chrząstki stawowej wynikają przede wszystkim z właściwości fizykochemicznych glikozaminoglikanów, które stanowią 80-90% masy proteoglikanów. Ze względu na pojawienie się sił elektrostatycznych obecność szeregowo ułożonych grup hydroksylowych, zjonizowanych grup kwasu sulfonowego i grup karboksylowych prowadzi do przyciągania dużej liczby cząsteczek wody do proteoglikanu. Pod wpływem akumulacji ładunku ujemnego dipole wody organizują się w układy wielowarstwowe wokół przyciągających je ładunków. Prowadzi to do powstania gradientu osmotycznego i wytworzenia wewnętrznego ciśnienia pęcznienia (ciśnienia pęcznienia). Kiedy chrząstka stawowa jest obciążona, woda związana elektrostatycznie pomiędzy strukturami proteoglikanów zostaje wyciśnięta. Następnie zbliżanie się do siebie ujemnie naładowanych grup powoduje dalszy wzrost ciśnienia, co dodatkowo utwardza chrząstkę. Po usunięciu ciśnienia dipole wody wracają do ujemnie naładowanego środowiska, odbudowując uporządkowaną strukturę chrząstki.
Mechanizmy rozwoju zwyrodnień
Jednym z najczęściej proponowanych mechanizmów rozwoju stanu zwyrodnieniowego chrząstki stawowej jako jego główną przyczyną jest duża dynamika bodźców mechanicznych, które są bardzo silne i mają krótki czas działania. Jego niszczące działanie wynika z czasu potrzebnego na przystosowanie się chrząstki stawowej i leżących pod nią warstw do szybko zmieniających się warunków mechanicznych. Jeśli bodziec jest zbyt silny, mechanizm ten nie może działać, a złożona konstrukcja oparta na koncepcji „materaca wodnego” może ulec uszkodzeniu i utracić swoje właściwości hydrodynamiczne. Tak może rozpocząć się depolimeryzacja proteoglikanów i proces degradacji chrząstki stawowej. Tabela 1 przedstawia klasyfikację uszkodzeń chrząstki.
Etiologia choroby zwyrodnieniowej stawów jest niejasna, podkreśla się wieloczynnikowe podłoże, w którym istotne znaczenie mają czynniki genetyczne (gen COL2A1 odpowiedzialny za degradację kolagenu) oraz komponenty zapalne, interleukiny (IL-1, IL-6, IL-8). zwiększone stężenie w chrząstce stawowej. Ponadto wiele enzymów odgrywa ważną rolę w rozwoju zmian zwyrodnieniowych. Matryca chrząstki szklistej jest niszczona przez metaloproteinazy oraz dezintegrynę i trombospondynę. Kolagen jest rozkładany przez kolagenazy MMP-1 i MMP-13 oraz stromelizynę (MMP-3), podczas gdy agrekan jest rozkładany przez agrekanazę (ADAMTS). Enzymy te są indukowane przez czynniki prozapalne, takie jak interleukiny (zwłaszcza IL-1) i czynnik martwicy nowotworów α (czynnik martwicy nowotworów α - TNF-α). Chrząstka poddana działaniu enzymów zaczyna tracić kwas hialuronowy, co objawia się utratą jej właściwości mechanicznych, co oznacza stopniową degenerację.
Badania wykazały, że kwas hialuronowy jest jednym z głównych czynników przeciwdziałających katabolicznemu wpływowi IL-1 na chrząstkę stawową, a także hamuje działanie TNF-α, który nie tylko bezpośrednio oddziałuje na chondrocyty, ale ma również bezpośredni wpływ na fibroblasty błony maziowej. Podczas fibrynolizy, która jest jednym z głównych procesów powodujących zmiany zwyrodnieniowe, kluczową rolę odgrywa plazminogen. W zdrowych stawach aktywator plazminogenu (PA) i inhibitor aktywatora plazminogenu (PAI) równoważy się. Kwas hialuronowy jest czynnikiem regulującym aktywność układu PA-PAI w fibroblastach błony maziowej, prowadząc do spowolnienia fibrynolizy aktywowanej plazminogenem.
Rola kwasu hialuronowego w chorobie zwyrodnieniowej stawów
Niesteroidowe leki przeciwzapalne to główna „ostra broń” w leczeniu choroby zwyrodnieniowej stawów. Działają poprzez hamowanie cyklooksygenazy (COX), która hamuje prostaglandyny i komórki istoty białej w tkance objętej stanem zapalnym. Liczne badania in vitro wykazały, że hialuronian ma zróżnicowany wpływ na aktywność COX-2, w zależności od typu komórki somatycznej i masy cząsteczkowej hialuronianu; wydaje się, że izoformy hialuronianu o dużej masie cząsteczkowej mają zdolność hamowania COX.
Efekt terapeutyczny wynika nie tylko z poprawy lepkosprężystości wewnątrzstawowej mazi stawowej i warunków biomechanicznych oraz lepszego uwodnienia chrząstki stawowej, ale także wielopłaszczyznowego działania przeciwzapalnego kwasu hialuronowego jako mazi stawowej chrząstki, mazi stawowej i tkanki łącznej. Zapewnia to prawidłowe właściwości strukturalne, biomechaniczne i fizykochemiczne w obrębie stawu.
Podawanie kwasu hialuronowego bezpośrednio do „źródła problemu” – czyli poprzez iniekcje dostawowe – jest obecnie standardowym sposobem leczenia chondromalacji, urazowego uszkodzenia chrząstki i choroby zwyrodnieniowej stawów. Rozległe prace przygotowawcze pozwalają na swobodę w planowaniu zabiegu i dostosowaniu go do indywidualnych potrzeb pacjenta. W zależności od zaleceń producenta i potrzeb pacjenta można zastosować iniekcję „jednorazową” – zwykle zawierającą większe stężenie i gęstość hialuronianu w większej objętości – oraz serię od trzech do pięciu dawek.
Kwas hialuronowy może być stosowany przy idiopatycznych i pourazowych zmianach zwyrodnieniowych. Jako składnik chrząstki stawowej, płynu maziowego i tkanki łącznej zapewnia prawidłowe właściwości strukturalne, biomechaniczne i fizykochemiczne w obrębie stawu. Obecnie dostępne są różne preparaty kwasu hialuronowego, szczególnie do stosowania w dużych stawach – biodrowym, kolanowym oraz małych stawach, takich jak ręka. Źródła tych preparatów są różne, podobnie jak sam kwas hialuronowy, który występuje w różnych gęstościach i stężeniach, co pozwala na indywidualne dopasowanie zabiegu do każdego pacjenta.
Kwas hialuronowy w strukturze powierzchni stawowej
Powierzchnia stawu jest pokryta szklistą chrząstką, składającą się z pięciu warstw: powierzchni, warstwy pośrednia, promienistej (głębokiej), wapniejącej i podchrzęstnej. Najbardziej zewnętrzna część to warstwa powierzchniowa, leżąca w bezpośrednim sąsiedztwie jamy stawu. Nie posiada komórek, zawiera za to liczne, ułożone równolegle do powierzchni stawowej, włókna kolagenowe (typ II, II i XI), niewielkiej ilości glikozaminy i jest bogata w kwas hialuronowy. Warstwa powierzchniowa ma około 10 % grubości chrząstki i jest jak folia ochronna dolnej struktury chrząstki. Warstwy najgłębiej położone, stanowią 50% grubości chrząstki, są nimi warstwa promienista mająca prostopadły przebieg włókien kolagenu oraz warstwa zwapniała chrząstki, styka się bezpośrednio z warstwą podchrzęstną kości.
Fizjologia chrząstki i jej charakterystyczne właściwości lepkosprężyste wynikają z faktu, że głównym jej składnikiem jest woda. Średnio grubość chrząstki waha się w granicach 0,5-2 mm, najgrubsza jest powierzchnia stawowa rzepki, sięgająca 6 mm. Ponieważ dorosła chrząstka stawowa nie ma zakończeń nerwowych ani naczyń krwionośnych, jej zdolność do regeneracji jest ograniczona. Odżywia się poprzez dyfuzję przez płyn maziowy, który zawiera kwas hialuronowy, substancje nawilżające, proteazy i kolagenazy. Jest wydzielany przez synowiocyty i tworzy na ich powierzchni warstwę o grubości około 50 µm. Najważniejszą funkcją mazi stawowej jest zmniejszenie tarcia między powierzchniami chrząstki stawowej.
Zsyntetyzowany łańcuch polisacharydowy GAG zmodyfikowano przez przyłączenie grupy sulfonowej do pozycji 4 lub 6 cząsteczki galaktozaminy. Zjonizowane grupy sulfonowe wraz z grupami karboksylowymi ładują ujemnie łańcuchy GAG.
Schemat rozmieszczenia grup sulfonowych w monomerach chondroityny w chrząstce stawowej człowieka zmienia się w zależności od wieku i obszaru chrząstki.
Powierzchnia stawowa jest z pozoru gładka, w rzeczywistości ma bardzo złożoną budowę, składającą się z licznych fałd, płytszych wgłębień, i jeszcze p łytszych grzbieni. Dzięki tej strukturze powierzchnia chrząstki stawowej może osiągać współczynnik tarcia na pardzo niskim poziomie. Waha się on w zakresie 0,01–0,02, natomiast dla kolana wynosi tylko 0,002. Współczynnik ten jest odwrotnie proporcjonalny do wzrostu obciążenia zmniejsza się też wwyraźnie w wyniku pokrycia powierzchni stawu mazią stawową.
Właściwości biomechaniczne chrząstki stawowej wynikają przede wszystkim z właściwości fizykochemicznych glikozaminoglikanów, które stanowią 80-90% masy proteoglikanów. Ze względu na pojawienie się sił elektrostatycznych obecność szeregowo ułożonych grup hydroksylowych, zjonizowanych grup kwasu sulfonowego i grup karboksylowych prowadzi do przyciągania dużej liczby cząsteczek wody do proteoglikanu. Pod wpływem akumulacji ładunku ujemnego dipole wody organizują się w układy wielowarstwowe wokół przyciągających je ładunków. Prowadzi to do powstania gradientu osmotycznego i wytworzenia wewnętrznego ciśnienia pęcznienia (ciśnienia pęcznienia). Kiedy chrząstka stawowa jest obciążona, woda związana elektrostatycznie pomiędzy strukturami proteoglikanów zostaje wyciśnięta. Następnie zbliżanie się do siebie ujemnie naładowanych grup powoduje dalszy wzrost ciśnienia, co dodatkowo utwardza chrząstkę. Po usunięciu ciśnienia dipole wody wracają do ujemnie naładowanego środowiska, odbudowując uporządkowaną strukturę chrząstki.
Mechanizmy rozwoju zwyrodnień
Jednym z najczęściej proponowanych mechanizmów rozwoju stanu zwyrodnieniowego chrząstki stawowej jako jego główną przyczyną jest duża dynamika bodźców mechanicznych, które są bardzo silne i mają krótki czas działania. Jego niszczące działanie wynika z czasu potrzebnego na przystosowanie się chrząstki stawowej i leżących pod nią warstw do szybko zmieniających się warunków mechanicznych. Jeśli bodziec jest zbyt silny, mechanizm ten nie może działać, a złożona konstrukcja oparta na koncepcji „materaca wodnego” może ulec uszkodzeniu i utracić swoje właściwości hydrodynamiczne. Tak może rozpocząć się depolimeryzacja proteoglikanów i proces degradacji chrząstki stawowej. Tabela 1 przedstawia klasyfikację uszkodzeń chrząstki.
Etiologia choroby zwyrodnieniowej stawów jest niejasna, podkreśla się wieloczynnikowe podłoże, w którym istotne znaczenie mają czynniki genetyczne (gen COL2A1 odpowiedzialny za degradację kolagenu) oraz komponenty zapalne, interleukiny (IL-1, IL-6, IL-8). zwiększone stężenie w chrząstce stawowej. Ponadto wiele enzymów odgrywa ważną rolę w rozwoju zmian zwyrodnieniowych. Matryca chrząstki szklistej jest niszczona przez metaloproteinazy oraz dezintegrynę i trombospondynę. Kolagen jest rozkładany przez kolagenazy MMP-1 i MMP-13 oraz stromelizynę (MMP-3), podczas gdy agrekan jest rozkładany przez agrekanazę (ADAMTS). Enzymy te są indukowane przez czynniki prozapalne, takie jak interleukiny (zwłaszcza IL-1) i czynnik martwicy nowotworów α (czynnik martwicy nowotworów α - TNF-α). Chrząstka poddana działaniu enzymów zaczyna tracić kwas hialuronowy, co objawia się utratą jej właściwości mechanicznych, co oznacza stopniową degenerację.
Badania wykazały, że kwas hialuronowy jest jednym z głównych czynników przeciwdziałających katabolicznemu wpływowi IL-1 na chrząstkę stawową, a także hamuje działanie TNF-α, który nie tylko bezpośrednio oddziałuje na chondrocyty, ale ma również bezpośredni wpływ na fibroblasty błony maziowej. Podczas fibrynolizy, która jest jednym z głównych procesów powodujących zmiany zwyrodnieniowe, kluczową rolę odgrywa plazminogen. W zdrowych stawach aktywator plazminogenu (PA) i inhibitor aktywatora plazminogenu (PAI) równoważy się. Kwas hialuronowy jest czynnikiem regulującym aktywność układu PA-PAI w fibroblastach błony maziowej, prowadząc do spowolnienia fibrynolizy aktywowanej plazminogenem.
Rola kwasu hialuronowego w chorobie zwyrodnieniowej stawów
Niesteroidowe leki przeciwzapalne to główna „ostra broń” w leczeniu choroby zwyrodnieniowej stawów. Działają poprzez hamowanie cyklooksygenazy (COX), która hamuje prostaglandyny i komórki istoty białej w tkance objętej stanem zapalnym. Liczne badania in vitro wykazały, że hialuronian ma zróżnicowany wpływ na aktywność COX-2, w zależności od typu komórki somatycznej i masy cząsteczkowej hialuronianu; wydaje się, że izoformy hialuronianu o dużej masie cząsteczkowej mają zdolność hamowania COX.
Efekt terapeutyczny wynika nie tylko z poprawy lepkosprężystości wewnątrzstawowej mazi stawowej i warunków biomechanicznych oraz lepszego uwodnienia chrząstki stawowej, ale także wielopłaszczyznowego działania przeciwzapalnego kwasu hialuronowego jako mazi stawowej chrząstki, mazi stawowej i tkanki łącznej. Zapewnia to prawidłowe właściwości strukturalne, biomechaniczne i fizykochemiczne w obrębie stawu.
Podawanie kwasu hialuronowego bezpośrednio do „źródła problemu” – czyli poprzez iniekcje dostawowe – jest obecnie standardowym sposobem leczenia chondromalacji, urazowego uszkodzenia chrząstki i choroby zwyrodnieniowej stawów. Rozległe prace przygotowawcze pozwalają na swobodę w planowaniu zabiegu i dostosowaniu go do indywidualnych potrzeb pacjenta. W zależności od zaleceń producenta i potrzeb pacjenta można zastosować iniekcję „jednorazową” – zwykle zawierającą większe stężenie i gęstość hialuronianu w większej objętości – oraz serię od trzech do pięciu dawek.
Kwas hialuronowy może być stosowany przy idiopatycznych i pourazowych zmianach zwyrodnieniowych. Jako składnik chrząstki stawowej, płynu maziowego i tkanki łącznej zapewnia prawidłowe właściwości strukturalne, biomechaniczne i fizykochemiczne w obrębie stawu. Obecnie dostępne są różne preparaty kwasu hialuronowego, szczególnie do stosowania w dużych stawach – biodrowym, kolanowym oraz małych stawach, takich jak ręka. Źródła tych preparatów są różne, podobnie jak sam kwas hialuronowy, który występuje w różnych gęstościach i stężeniach, co pozwala na indywidualne dopasowanie zabiegu do każdego pacjenta.
Validate your login