Остеоартроз коленного сустава это заболевание, которое развивается на определенном этапе жизни почти у половины американцев, а у страдающих ожирением встречается у двух третей. Результаты исследования, которое изучило возможность профилактики развития артроза с помощью физической активности, были представлены на 62 симпозиуме, которое состоялось в Сан-Хосе.
Остеоартроз является дегенеративно-дистрофическим заболеванием костей в результате редукции хрящевой ткани, что приводит к увеличению трения в суставах.
Суставной хрящ является эластичным материалом и покрывает концевые поверхности костей образующих колено. И хрящ значительно снижает трение суставных поверхностей костей друг о друга, и ,в то же время , работает как "амортизатор".
При повреждении или истончении хряща возникает ограничение нормального движения в суставе и это может вызвать сильную боль, и, в конце концов, это может привести к необходимости в эндопротезировании коленного сустава.
Почти 80% хрящевой ткани образовано синовиальной жидкостью. Синовиальная жидкость необходима для поддержки веса и смазки суставных поверхностей. Уменьшение количества синовиальной жидкости при артрозе приводит к истончению хрящевой ткани, увеличенному трению суставными поверхностями , деградации костной ткани и болям в суставе.
Пока хрящ сохраняет пористую структуру, синовиальная жидкость выдавливается из отверстий в полость сустава в течение многих лет. Фактически происходит постоянное выделение синовиальной жидкости через мембранные стенки суставной полости, между бедром и костями голени .
Что останавливает истончение хряща?
Симптоматика при остеоартрозе развивается в течение десятилетий и возникает вопрос, почему процесс разрушения хряща занимает не несколько месяцев, а многие годы?
Факты об остеоартрозе:
- В 2013 году у каждого пятого американца был диагностирован артроз
- у 49,7% людей старше 65 лет был диагностирован артроз
- По прогнозам, к 2030 году у 67 миллионов американцев старше 18 лет будет диагноз артроз.
Дэвид Буррис, доцент машиностроительного факультета университета Делавэра, и коллеги считают, что они знают, как движение может приводить к тому, что хрящ реабсорбирует вытекающую синовиальную жидкость.
Ученые ранее предположили, что если движение происходит быстрее, чем жидкость успевает диффундировать, то непрерывное движение колена может предотвратить дефляцию.
С помощью модели сустава, они показали, что интерстициальное давление сохраняется постоянно, если площадь контакта перемещается быстрее, чем скорость диффузии синовиальной жидкости.
Тем не менее, оставалось неясным, как коленный сустав не подвергается дефляции, учитывая длительные периоды времени, когда человек сидит или стоит каждый день, без активных движений.
Другими словами, каким образом хрящ поглощает вытекающую жидкость, когда люди не двигаются?
Силы давления жидкости загоняет ее обратно в хрящ
Баррис предположил, что реабсорбционный процесс может быть обусловлен гидродинамическим давлением. Этот термин относится к гидродинамическим принципам смазки, которые задействованы в движении подшипников; а в данном случае в коленном суставе.
Гидродинамическое давление возникает, когда относительное движение двух поверхностей приводит к тому, что жидкость между ними заостряется в форме треугольного клина.
Например, когда обычное колесо быстро перемещается над водой, давление создает пленку из жидкости; это называется аквапланирование. Аквапланирование приводит к полной потере контроля трения. Если бы шина колеса была пористой, то тогда внешнее давление текучей среды могло бы заставить жидкость диффундировать обратно в шину.
Чтобы изучить, каким образом гидродинамическое давление участвует в реабсорбции жидкости хрящом, ученые использовали модель с большей толщиной хряща для получения клиновидной формы жидкости.
Они обнаружили, что при низких скоростях скольжения (меньше чем это будет происходить в суставе при обычной ходьбе в среднем темпе) хрящ истончается и с течением времени возникает увеличение трения, но как только скорость скольжения увеличивалась, по мере увеличения темпа ходьбы, эффект был обратным.
Они пришли к выводу, что гидродинамические давление, которые направляет поток жидкости в хрящ, приводит к возвращению вытекшей жидкости в хрящ.
Баррис говорит:
"Мы наблюдали динамичную конкуренцию между диффузией в хрящ (туда и обратно) синовиальной жидкости. Мы знаем, что толщина суставного хряща сохраняется в течение десятилетий в суставе, и это первый опыт понимания, почему это возникает. Физическая активность сама по себе борется с естественным процессом дефляции , связанной с интерстициальной смазкой ".
