Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Đại cương bệnh thoái hóa khớp gối 1. Khái niệm Thoái hóa khớp gối là tổn thương thoái hóa của sụn khớp, trong đó quá trình sinh tổng hợp các chất căn bản như proteoglycan bởi các tế bào sụn bị rối loạn, hậu quả là quá trình mất sụn khớp. Ngoài tổn thương sụn là chính, bệnh còn gây tổn thương cấu trúc dưới sụn, màng hoạt dịch (MHD), dây chằng và các cơ cạnh khớp.
[11] Thoái hóa khớp gối là một trong những nguyên nhân gây ra tàn phế ở người lớn tuổi trên thế giới. Bệnh không chỉ gây giảm năng suất lao động, giảm chất lượng sống của người bệnh mà còn làm tổn hại kinh tế do việc điều trị, điều chỉnh cuộc sống của người bệnh cũng như của gia đình họ. Các nghiên cứu trên thế giới cho thấy: khoảng 13% phụ nữ và 10% nam giới ở tuổi trên 60 có triệu chứng của thoái hóa khớp gối và tỷ lệ này sẽ ngày càng tăng lên do dân số già đi và sự phổ biến của bệnh thừa cân, béo phì trong cộng đồng. [12] Cách phân loại do Alman và cộng sự đề nghị năm 1984 cho đến nay vẫn được sử dụng rộng rãi.
Theo tác giả này, thoái hóa khớp có hai loại là: nguyên phát và thứ phát - Thoái hóa khớp gối nguyên phát: Sự thoái hóa là nguyên nhân chính. Bệnh thường xuất hiện muộn ở những người trên 40 tuổi. Cùng với sự thay đổi tuổi tác, sự thích ứng của sụn khớp với các tác động lên khớp ngày càng giảm. Nguyên nhân của sự thay đổi này có thể là do lượng máu đến nuôi dưỡng vùng khớp giảm sút, ảnh hưởng đến việc nuôi dưỡng sụn, sự phân bố chịu lực của khớp thay đổi thúc đẩy quá trình thoái hóa.
4 - Thoái hóa khớp gối thứ phát: + Sau chấn thương, gãy xương khớp, can lệch, tổn thương sụn chêm, vi chấn thương liên tiếp do nghề nghiệp, thể thao. + Sau các bệnh lý xương sụn: Hoại tử xương, Viêm khớp dạng thấp. + Bệnh Gout: Do các tinh thể u-rát lắng đọng trong dịch khớp. + Bệnh nội tiết: Đái tháo đường, to viễn cực, cường giáp, cường cận giáp trạng.
+ Rối loạn đông, chảy máu: Bệnh Hemophilie có tràn dịch máu ổ khớp. Cơ chế bệnh sinh 1. Mất cân đối giữa đồng hóa và dị hóa tại sụn Nguyên nhân thoái hóa khớp thực sự đến nay chưa được khẳng định, có thể là hậu quả của quá trình chuyển hóa sụn trong đó quá trình hoạt động dị hóa vượt trội hơn quá trình đồng hóa. Các yếu tố tham tham gia vào quá trình này là: tuổi, tình trạng béo phì, yếu tố di truyền, các chấn thương, đặc biệt là vi chấn thương liên tiếp kéo dài trong thể thao, sinh hoạt, nghề nghiệp.
Gần đây nhiều nghiên cứu nêu lên vai trò các cytokin tiền viêm trong quá trình thoái hóa khớp, đặc biệt thoái hóa khớp gối. Không có biểu hiện phì đại, biến dạng, tăng sinh của các tế bào sụn. - Giai đoạn 1: Bề mặt sụn còn nhẵn, nhưng đã xuất hiện phù nề và xơ hoá, có các đám tế bào sụn chết và các đám tế bào sụn tăng sinh. - Giai đoạn 2: Mất liên tục bề mặt, xuất hiện các vết rạn ở bề mặt sụn, ở một phần ba ngoài (gần bề mặt sụn) xuất hiện các điểm mất điện tích âm.
Các 5 đám tế bào chết và tăng sinh phát triển làm mất hình ảnh các cột tế bào sụn bình thường. - Giai đoạn 3: Nứt sụn, các đường nứt kéo dài và phân nhánh đi sâu vào tổ chức sụn, sụn mất diện tích âm sâu tới 2/3 chiều dày, tăng tỷ lệ collagen, các đám tế bào sụn chết, tái tạo, tăng sinh xuất hiện nhiều hơn. - Giai đoạn 4: Mất sụn, lớp ngoài cùng bong tróc, hình thành nang, kén trong tổ chức sụn, mất sụn thành từng ổ sâu từ bề mặt tới vùng giữa. - Giai đoạn 5: Hở xương, bề mặt xương hở xơ hoá, tân tạo xương và tổ chức sụn xơ, có các đường đứt gẫy nhỏ ở bề mặt xương.
- Giai đoạn 6: Biến dạng xương, xương tái cấu trúc (bao gồm cả gai xương). Các đường đứt gẫy đi sâu xuống dưới được lấp bằng tổ chức sụn xơ hoặc tổ chức xương mới.2 Viêm màng hoạt dịch Viêm màng hoạt dịch gặp cả ở giai đoạn sớm lẫn giai đoạn muộn của bệnh. Bình thường màng hoạt dịch có từ 1 đến 4 lớp tế bào phủ trên một lớp sợi collagen lỏng lẻo có chứa các tế bào mỡ, nguyên bào sợi và đại thực bào. Trong lớp lỏng lẻo này có phân bố nhiều mạch máu, thần kinh cảm giác.
Viêm màng hoạt dịch có các biểu hiện: - Dày lớp tế bào phủ. - Tăng sinh mạch máu. - Thâm nhiễm tế bào viêm. Trước đây thoái hóa khớp được coi là bệnh khớp không viêm vì khi đếm số lượng bạch cầu trong dịch khớp thường không quá 2000 tế bào/mm3.
Tuy nhiên, triệu chứng lâm sàng của bệnh lại khá rõ ràng có biểu hiện của viêm màng hoạt dịch ở một mức độ nhất định như sưng, tràn dịch và cứng khớp, đặc biệt ở giai đoạn muộn của bệnh. 6 Hiện nay, người ta chưa chắc chắn được những biến đổi ở màng hoạt dịch là tiên phát hay thứ phát trong bệnh thoái hóa khớp. Có thể những biến đổi này là do viêm màng hoạt dịch khớp thứ phát sau những biến đổi ở sụn khớp và có một số yếu tố gây nên tình trạng viêm ở màng hoạt dịch như: quá tải sụn khớp, các vi tinh thể, các mảnh vỡ của sụn khớp do sự phá hủy của protease. Các sản phẩm này được giải phóng vào trong dịch khớp sẽ bị thực bào bởi các tế bào màng hoạt dịch.
Chính sự việc này sẽ là yếu tố ban đầu kích thích gây nên viêm màng hoạt dịch hoặc làm cho tình trạng viêm màng hoạt dịch ngày càng trầm trọng hơn. Trong màng hoạt dịch viêm, hầu hết các nghiên cứu đều cho thấy có sự xâm nhiễm của các tế bào bạch cầu đơn nhân mà chủ yếu là tế bào lympho T. Điều này đã gây nên tình trạng viêm mạn tính màng hoạt dịch trong thoái hóa khớp. Bên cạnh đó người ta còn thấy có sự tăng sinh của các lớp tế bào màng hoạt dịch làm cho màng hoạt dịch dầy thêm lên.
Ở giai đoạn muộn của bệnh không chỉ có tăng sinh tế bào mà còn có hiện tượng lắng đọng fibrin, thoái hóa dạng fibrin, xơ hóa đồng thời với việc tăng sinh mạch máu tại màng hoạt dịch. Chính quá trình viêm mạn tính màng hoạt dịch khớp này đã làm cho tổn thương của thoái hóa khớp ngày càng trầm trọng hơn vì tăng sản xuất và giải phóng các cytokine gây viêm IL-1, IL-6, TNF-α cũng như các enzym tiêu hủy protein MMP. từ đó làm tổn thương đến những tổ chức dưới sụn cũng như sự thâm nhập của các cytokine này vào máu. Yếu tố cơ sinh học và tổn thương mô xương dưới sụn Trong các hoạt động lao động và sinh hoạt, sụn cũng như các thành phần khác của khớp phải chịu lực tì nén cũng như các xung lực, các tác động cơ học đó có thể tạo các vi gãy ở bề mặt sụn, làm suy yếu các cấu trúc collagen, hư hỏng các cấu trúc proteoglycan.
Thành phần chủ yếu của sụn là collagen type II và một số collagen khác, proteoglycan và tế bào sụn. Tế bào sụn được nuôi dưỡng bởi sự thẩm thấu chất dinh dưỡng từ mạch máu ở xương 7 dưới sụn và từ hoạt dịch vào. Các collagen type III, IV, IX và XI chiếm 10% đến 20% lượng collagen của sụn và bảo đảm sự bền vững cho collagen type II. Proteoglycan rất ưa nước, có độ keo thấp.
Khả năng thải nước và hút nước khi tăng hoặc giảm tải khiến sụn có khả năng hấp thu xung lực. Bất thường trong cấu trúc của các protein này sẽ làm giảm chức năng của sụn và dẫn đến thoái khớp. Các chấn thương gây các vi gẫy và quá trình viêm có thể tạo ra các “mảnh vụn” bình thường được các đại thực bào làm sạch. Đến một lúc, sự xuất hiện của các mảnh này nhiều hơn khả năng làm sạch của đại thực bào, lúc này chúng sẽ trở thành các chất trung gian gây viêm, kích thích tế bào sụn tiết ra các men gây thoái biến.
Các phân tử có nguồn gốc từ collagen và proteoglycan thoái biến cũng bị các đại thực bào ở màng hoạt dịch tiêu hủy và làm phóng thích ra các cytokine tiền viêm. Các cytokine này đều gây tăng tổng hợp prostaglandin từ các tế bào màng hoạt dịch và càng làm tăng nặng quá trình viêm. 8 Yếu tố cơ học Bất thường sụn khớp - Chấn thương - Lão hóa - Béo phì - Viêm - Khớp không ổn định - Rối loạn chuyển hóa - Dị dạng khớp - Nhiễm khuẩn Sụn khớp Chất cơ bản Tế bào sụn tổn thương - Thoái biến mạng lưới Tăng phản ứng thoái hoá. Collagen - Tăng các men thuỷ phân protein.
- Xơ gãy proteoglycan - Giảm sút các enzym ức chế dẫn - Tăng sự thoái hóa tới hư hỏng collagen, proteoglycan và các protein khác. Sụn khớp bị rạn vỡ - Giải phóng các hạt nhỏ, Tăng các men thuỷ phân protein. - Giảm sút các enzym ức chế dẫn tới hư hỏng collagen, proteoglycan Các đại thực bào ở màng hoạt dịch vào thực bào Khởi động phản ứng viêm Sụn khớp bị phá hủy Hình 1.1: Tóm tắt cơ chế bệnh sinh thoái hóa khớp gối13 9 1. Các giai đoạn của thoái hóa khớp Thoái hóa khớp tiến triển theo 3 giai đoạn chính đó là - Giai đoạn 1: Các proteoglycan bị mất dần và các lưới sợi collagen bị thoái hóa làm tổn thương cấu trúc và sự toàn vẹn chức năng của tổ chức.
Tế bào sụn đóng vai trò chủ yếu trong quá trình này, chúng làm tăng bất thường các enzym proteolytic đặc biệt là matrix metalloprotease. Các enzym này gây biến đổi thoái hóa các bó sợi cấu tạo các thành phần của sụn. Các enzym collagenase, stromelysin I và gelatinase xuất hiện làm thoái hóa các phân tử lớn của chất căn bản, trong khi các phân tử kết dính trong đó có nhiều enzym họ odamalysin có thể đóng vai trò trung tâm trong việc phá hủy cấu trúc của các phân tử kết dính. Các mảnh proteoglycan ít có hiệu quả giữ các phân tử nước hơn so với các proteoglycan bình thường trong việc hấp thụ các xung lực cơ học.
- Giai đoạn 2: Bề mặt sụn bị bào và xơ hóa, các mảnh vỡ rơi vào dịch khớp và bị các tế bào đại thực bào màng hoạt dịch thực bào do vậy thúc đẩy quá trình viêm.