OSTEOARTRİT ETYOLOJİSİ VE PATOGENEZİ Yard. Doç. Dr. Nilay Şahin Dr. Ziya Engin Şenalp

Osteoartrit (OA) tanımı OA prevalansı OA risk faktörleri OA etyolojik sınıflandırılması Sinovyal eklemin yapısı OA’ daki patolojik süreçler Normal yaşlanma ile OA farkı Eklemi stresden koruyan mekanizmalar

OA için geçerli yeni tanımlama; OA klasik tanımı; OA, sinovyal zarı olan eklemlerin kıkırdak yapısında aşınma ve eklem çevresindeki yapılarda değişikliklere neden olan bir hastalıktır. OA için geçerli yeni tanımlama; OA, çeşitli biyokimyasal ve aynı zamanda mekanik olumsuzlukların tetiklediği, yapım ve yıkım reaksiyonlarını içeren aktif bir süreçtir.

Özürlülük nedenleri arasında; Kadınlarda 7. , Erkeklerde 12. , Yaşlı popülasyonda 5. sıradadır. Prevalans; Erkeklerde >50y, kadınlarda >40y

Çeşitli çalışmalarda; >45 yaş radyografik diz OA prevalansı; % 19.2, %27.8, %27.2 gibi farklı sonuçlar bildirilmiştir. Lawrence RC, Felson DT, Helmick CG, et al.Part II. Arthritis &Rheumatism 2008;58(1):26-35.

OSTEOARTRİT RİSK FAKTÖRLERİ Mekanik faktörler Obezite Irk Cinsiyet Heredite Yaş Konjenital/Gelişimsel Anomaliler Diyet Yaralanma / Cerrahi Meslek İklim Ek hastalıklar (diyabet, hiperürisemi, hipertansiyon, ateroskleroz gibi)

OA-YAŞ OA, 25-35 yaş arası %0.1, >65 yaş %80 görülür. Orta ve ileri yaşta; artiküler kartilajın perfüzyonunun azalması, kartilaj onarımının yavaşlaması, eklem geometrisinde olan değişikliklerin artması. American academy of orthopedic surgeons OA of the knee: 1998:779-799

OA-OBEZİTE Framingham çalışmasının sonuçlarına göre vücut ağırlığında 5 kg azalma diz OA’ sında; yeni semptomların gelişme riskini %50 radyografik OA’ yı özürlülüğü Kalça OA ile obezite ilişkisine dair orta derecede kanıtlar vardır. Zhang Y, Jordan JM. Epidemiology of osteoarthritis. Rheum Dis Clin N Am 2008; 34: 515-29. Lievense AM, Bierma-Zeinstra SMA, Verhagen AP, van Baar ME, Verhaar JAN, Koes BW. Rheumatology 2002;41:1155–62.

OA-GENETİK 992 monozigot ve dizigot ikiz kadınlarda yapılan bir çalışmada; el, diz ve kalça OA’ sında hereditenin önemli olduğu gösterilmiştir. El OA’ sında herediter faktörler çok güçlü bulunmuş, ancak yaygın veya ortak bir genetik faktör belirlenememiştir. MacGregor AJ, Li Q, Spector TD, Williams FMK. Rheumatology 2009; 48:277-80.

Klinik ve radyografik el OA’ sı olan 146 hasta ve bunların 150 kardeşinin değerlendirildiği bir çalışmada; Hastalığın genetiğinde en duyarlı belirtecin osteofit varlığı olduğu bildirilmiştir. Elde anatomik lokalizasyon olarak en güçlü herediter etki birinci interfalangeal eklem ve karpometakarpal (KMP) eklemde bulunmuştur. Ishimori ML, Altman RL, Kohen MJ, et al. Arthritis Research & Therapy 2010;R180.

OA-CİNSİYET OA kadınlarda daha sık ve ağrılıdır. Menapozda OA artar; hormonal faktörlerle OA ilişkisi ? Farklı çalışmalarda; Östrojen alanlarda OA bağlı kalça ve diz artroplasti ihtiyacının <% 15 olduğu, Östrojen-progesteron kombinasyonunda ilişki olmadığı, Östrodiol seviyesi alt 1/3 lük dilimde olanların, üst 1/3 e göre iki kat fazla diz replasmanına gittikleri belirlenmiştir. Zhang Y, Jordan JM. Epidemiology of osteoarthritis. Rheum Dis Clin N Am 2008; 34: 515-29.

Kadınlarda <50 yaş OA görülme sıklığı erkeklere göre Daha zayıf patella Medial tibial kondile karşıt olarak lateral tibial kondilin daha küçük olması Kadınlarda <50 yaş OA görülme sıklığı erkeklere göre >50 yaş kadınlar sıklık Wluka AE, Ciccutini FM, Spector TD:Menopause, oestrogensandarthritis.Maturitas 35(3): 183-99, 2000 O’Conner MI. Jam Acad Ortıp surg 2007 ;522-525

OA-MESLEK Eklemin tekrarlayıcı şekilde kullanımı OA riskini artırmaktadır. Framingham çalışmasında; Taşıma, diz çökme, çömelme gerektiren işlerde çalışan erkeklerde, bu aktiviteleri yapmayanlara göre diz OA’sı iki kat

KONJENİTAL / GELİŞİMSEL ANOMALİLER Konjenital subluksasyon, Legg-Calve-Perthes hastalığı, kapital femoral epifiz kayması, konjenital bening eklem hipermobilite sendromu gibi konjenital veya gelişimsel anomalilerde kalçada OA gelişmektedir. Yapılan bir çalışmada subklinik asetabular displazide kalça OA insidansının üç kat arttığı bildirilmiştir. Zhang Y, Jordan JM. Epidemiology of osteoarthritis. Rheum Dis Clin N Am 2008; 34: 515-29.

OA-IRK Pekin OA çalışmasında Çinli kadınlarda radyografik ve semptomatik diz OA prevalansının Framingham çalışmasındaki beyaz kadınlara göre

Afrikalı siyahlarda kalça OA nadir olarak bildirilir ?. Oysa National Health and Nutrition Examination Survay (NHANES) ve Johnston County OA kohortunda kalça OA’ sının Amerikalı siyahlarda beyazlar kadar yaygın olduğu bildirilmiştir. Irk ve etnik farklılıkların bir kısmının asetabulum ve femurun anatomik özellikleriyle ilişkili olduğuna dair kanıtlar da vardır Zhang Y, Jordan JM. Epidemiology of osteoarthritis. Rheum Dis Clin N Am 2008; 34: 515-29.

OA-YARALANMA VE CERRAHİ Eklemin ciddi yaralanmaları Transartiküler kırık Menisektomi gerektiren menisküs yırtıkları Ön çapraz bağ yaralanmaları Zhang Y, Jordan JM. Epidemiology of osteoarthritis. Rheum Dis Clin N Am 2008; 34: 515-29.

OA-DİYET D vitamini düşük olanlarda OA’ nın progresif seyretme riskinin ve insidansın daha yüksek olduğuna dair kanıtlar olmakla birlikte, yeni bir çalışmada iki kohortun verilerinde D vitamininin koruyucu etkisi gösterilememiştir.

Framingham çalışmasında diyetle düşük C vitamini alımının diz OA progresyon riskini artırdığı, insidansa etkisi olmadığı izlenmiştir. Felson DT, Niu J, Clancy M, et al. Arthritis Rheum 2007;56(1):129-36.

OA-TRAVMA Tekrarlayan travmanın üstteki kartilajın zayıflamasını arttırarak subkondral kemiğin sertleşmesine sebep olduğu ileri sürülmektedir. Eklem kıkırdağı yırtıcı güçlerin oluşturduğu hasara direncliyken tekrarlayıcı darbelere karşı hassastır. Bu durum havalı matkapla çalışanlarda omuz ve dirsek, baletlerde ayak bileği, boksörlerde MKF eklemler ve basketbolcularda diz OA’inin daha yüksek oranda görülmesini açıklamaktadır Indiana University Schoolo f Medicine Indianapolis. 43, 1990

OA-KOMORBİD HASTALIKLAR OA ile hipertansiyon, hiperürisemi ve diabetes mellitus (DM) arasında obeziteden bağımsız olarak ilişki tespit edilmiştir. DM’de eklem beslenmesinin bozulması ve nöropati nedeniyle sekonder OA riski Samanci N, Kaçar C, Sayin M, Tuncer T, Primer Diz Osteoartritinde Metabolik, Endokrin ve Sosyokültürel Risk Faktörleri ve Radyolojik Bulgularla İlişkisi Romatizma, Cilt:18, Sayı:2, 2003

OSTEOARTRİTİN SINIFLANDIRILMASI PRİMER (İDİYOPATİK) OA: Lokalize Generalize Nodal Nonnodal

SEKONDER OA: Obezite (mekanik bozukluk) Travma Tekrarlayıcı kullanım Enfeksiyon, Kristal depo hastalıkları, Konjenital ve gelişimsel bozukluklar, Endokrin ve metabolik bozukluklar Nörolojik bozukluklar (charcot eklemi) Eklem hastalıları,

Primer (İdiyopatik) OA; Bilinmeyen bir nedenle başlar. Hastalığın başlangıcı ile yaşlanma arasında çok güçlü bir ilişki vardır. Sekonder OA; Daha az sıklıktadır. Sekonder OA’ de hastalığın başlangıç yaşı altta yatan nedenlere göre değişir.

SİNOVYAL EKLEMİN YAPISI Kıkırdak; Bağ dokusunun özelleşmiş bir şeklidir. Ana görevi yumuşak dokuyu desteklemektir. Düzgün yüzeyli ve esnek oluşu, eklem yüzeylerinin darbe emici ve kaygan oluşunu sağlamakta ve kemik hareketini kolaylaştırmaktadır. Temel hücresi kondrosittir. Sahin N. Osteoartritin patogenezine ilişkin veriler. Clinic Medicine 2010; 31-39

Kondrosit Kollajen ve diğer matriks moleküllerini sentezler. Matriks içinde lakunada yerleşir. Kondrositlerin çevresini kendi sentezlediği matriks sarmaktadır.

Matriks iki komponentten oluşmaktadır Doku sıvı Yapısal makromoleküller Kollajenler Proteoglikanlar Nonkollajenöz proteinler

Kollajenler: En büyük kısmını tip 2 kollojen oluşturmaktadır. Aminoasitlerin kuvvetli peptid bağ ile bağlanmasından oluşmuş, üçlü alfa helikal yapıda bir proteindir Taşıyacağı yük aynı kalınlıktaki çelik halattan daha fazladır Kıkırdağın maruz kaldığı basınç ve gerilmeye karşı dayanıklılık sağlar

Proteoglikanlar Protein filamandan oluşan bir merkez ve buna bağlı bir veya birkaç glikoaminoglikan (GAG) zincirden oluşmaktadır. GAG zincirleri birbirlerini tekrarlayan disakkarit moleküllerden oluşan polisakkarit zincirlerdir. Bu GAG’ lar Keratan sülfat Dermatan sülfat Hiyalüronik asit Kondroitin sülfattır

Eklem kıkırdağı 2 ana tip proteoglikana sahiptir. Büyük ve kümeler yapan proteoglikan monomerleri (agregan) Dekorin, biglikan ve fibromodülün gibi küçük proteoglikanlardır.

OA’DAKİ PATOLOİK SÜREÇLER Kıkırdak Subkondral kemik Sinovyal membran, eklem kapsülü, ligamentler, kaslar

KIKIRDAK Kollajen ve proteoglikanların sentez oranı hem artmakta hem azalmaktadır. Matrikste yıkıcı enzim konsantrasyonları Bu enzimler interlökin 1 (IL-1) ve tümör nekroz faktör (TNF) etkisiyle kondrositler tarafından salgılanır. Lizozomal enzim ve nötral metalloproteinazların oranı Kartilaj yavaşça degrade olmaktadır. Sahin N. Osteoartritin patogenezine ilişkin veriler. Clinic Medicine 2010; 31-39.

Normal erişkin kondrositler bölünmez; OA ‘da kondrositlerde aktif hücre bölünmesi Metabolik hız Kollojen, proteoglikan Yeni matriks iyi bir agregasyona sahip olmaz Yetersiz stabilizasyon

Kartilaj kaybı agregan kaybı ile ilişkilidir. Dokuların hidrolik permeabilitelerinde Matriksin sertliği azalır ve mekanik hasarlara daha az dayanıklı hale gelir.

SİTOKİNLER NİTRİK OKSİT (NO) Kondrositler kimyasal ve mekanik streslere cevap olarak ilk NO salgılarlar. NO, IL-1 yapımını uyarır.

IL-1 Mononükleer hücreler tarafından sentezlenir. Kondrositler IL-1 reseptörüne sahiptirler. OA ‘da kartilaj bozulmasının ilerlemesinde sürücüdür. Tip 2 kollajen salınımını Tip 1 kollajen salınımını OA ‘da IL-1 reseptörüne afinite

MATRİKS METALLOPROTEİNAZ (MMPs) MMPs aktivasyonu, matriks metalloproteinazın doku inhibitörü (TIMPs) tarafından kontrol edilir. Normal dokular MMP ile TIMPs arasında doğal bir denge vardır. OA’ da bu denge kurulamaz.

Kondrosit yüzeyine lokalize olan MMPs kollajenaz ve gelatinaz tarafından aktive olmaktadır. Kollojenazın hastalık progresyonunda ve yüzey harabiyetinde ana faktör olduğu ileri sürülmektedir.

IGF-1 Büyüme faktörüdür ve kartilajın iyileşmesi Proteoglikan sentezini Proteoglikan yıkımını Kondrositlerdeki IL-1 reseptörlerini

KARTİLAJ YAPISI BOZULUR OBEZİTE YAŞLANMA ANATOMİK DEĞİŞİKLİK GENETİK VE METABOLİK DEĞİŞİKLİK-LER STRES ANORMAL KARTİLAJ YAPISI MİKROFRAKTÜR İNFLAMASYON EKLEM STABİLİZASYO-NUNUN BOZULMASI İMMUN SİSTEM AKTİVİTESİ TRAVMA KARTİLAJ YAPISI BOZULUR KARTİLAJ HARABİYETİ

Erken evre OA; OA ilerledikçe Kartilaj incelmez ama su bileşenleri artmıştır. Kollajende ağlar oluşur. Kondrostlerin onarım desteğiyle proteoglikan sentezi ve total konsantrasyonu artar. OA ilerledikçe Eklem yüzeyi incelir. Proteoglikan konsantrasyonu azalır. Kartilajda yumuşama meydana gelir. Yüzeyin bütünlüğü bozulup vertikal yarıklar gelişir (fibrilasyon).

SUBKONDRAL KEMİK Normal kartilaj avasküler-anöral OA da kapiller, kemikten kalsifiye zon içine penetre olmaktadır. Böylece hormon ve parakrin faktörler kartilaja ulaşarak kartilajda yeni modellenmeye yol açmaktadır.

Damar penetrasyonu kartilajda zayıf bir yapı oluşmasına ve kartilaj içinde mikrofraktürlerin uzanımına neden olmaktadır. Mikrofraktürlerin arasından gelen sinovyal sıvıyla fibrokist büyümesi ve sonra kartilajda metaplazi gelişimi görülmektedir

Subkondrol trabekülde mikrofraktürlerde oluşan bu kemik kistleri, lokalize osteonekrozu yansıtmakta ve bu kistler kartilajı kaplayan osseos desteği zayıflatmaktadır.

Kartilaj kaybından sonra basınca maruz kalan subkondrol kemikte skleroz meydana gelmekte ve bu yapı ülsere kartilaj zemini içinde parlak fildişi (eburnasyon) görünümü almaktadır.

Kemik ve kartilajın eklem marjininde büyümesi osteofitlere yol açmaktadır. Osteofit gelişimi için 2 teori vardır Dejenere kartilajın bazal tabakalarına kan damarlarının penetre olması Eklem kenarına yakın subkondral trabeküllerin stres fraktürlerinin anormal iyileşmesi sonucu Ostofit gelişimi hareketlerde kısıtlılığa yol açabilmektedir.

SİNOVYAL MEMBRAN, EKLEM KAPSÜLÜ, LİGAMENTLER, KASLAR Kartilaj ve nekrotik kemikten kopan parçalar sinovyal membran içine giderek burada inflamatuar hücre infiltrasyonu Eklem boşluğuna düşen parçacıklar inflamatuar bir siklusun başlamasına, sinoviyanın ve sitokinlerin aktivasyonuna neden olur.

Eklem kapsülünün kalınlaşması hareketlerde kısıtlanma Ligamentlerde ise Damarlarda dilatasyon ve ödem Proteoglikan ve kollajen liflerinin sentezinde artış ve bunun sonucu oluşan fibrosiz Ligamentlerdeki gerilme ile kronik effüzyon eklemde laksite = mekanik instabilite = eklem yüzeyinde anormal stres

OA lı hasta ağrılı ekstremitesini kullanmaya çekindiğinden periartiküler kullanmama atrofisi Eklem stabilizasyonunda periartiküler kaslar önemli olduğundan güçsüzlük, eklem hasarlanması için risk faktörüdür

OA’ DA GENEL OLARAK GÖRÜLEN ÖNEMLİ PATOLOJİK ÖZELLİKLER Yumuşama, fibrilasyon ve artiküler kartilaj kaybı. Kemikte eburnasyon Kemiksel remodeling Osteofit Subkondral kist Sinovitis Eklem kapsülünde kalınlaşma Menisküs dejenerasyonu Periartiküler kas atrofisi

NORMAL YAŞLANMA İLE OA’NIN FARKI Normal yaşlanma OA’dan ayrılmalıdır.

EKLEMİ STRESDEN KORUYAN MEKANİZMALAR Aktif koruyucu mekanizma Pasif koruyucu mekanizma

Pasif koruyucu mekanizma; Yük altında kartilajda Şekil değişikliği Maksimum alan teması Minimum stres Yük arttığında ise subkondrol kemik Major yük absorbsiyonu

Aktif koruyucu mekanizma Kasların kullanımı Ambulasyon sırasında kasların çoğu vücudun öne atılması için değil, enerjiyi absorbe ederek vücudu yavaşlatmak için kullanılır.

Kaynaklar; Sahin N. Osteoartritin patogenezine ilişkin veriler. Clinic Medicine 2010; 31-39. Paul E.Cesare, Steven B. Abramon. Osteoartrit Patogenezi. Kelley Romatoloji 2008;1493-1499 Bodur H. Dünya’da ve Türkiye’de osteoartrite güncel bakış. Türk Geriatrik Dergisi 2011; 7-14 Sarıdoğan M.E. Romatolojik Hastalıklar Sempozyum Dizisi No:34 2003; 11-18 Doral M.N. Dejeneratif eklem hastalıkları. Türk Ortopedi ve Travmotoloji Birliği Derneği Dergisi 2007; 6-65 www.medscape.org www.orthosupersite.com

TEŞEKKÜRLER