Анет М Маккой

Дипломат Американски колеж по ветеринарни хирурзи; Постдокторант, ветеринарен отдел по популационна медицина, Университет на Минесота, Сейнт Пол, MN 55108, САЩ; ude.nmu@431yoccm

Ференц Тот

Дипломат Американски колеж по ветеринарни хирурзи; Постдокторант, Отдел по ветеринарна медицина на популацията, Университет на Минесота, Сейнт Пол, Минесота, САЩ; ude.nmu@htotf

Нилс I Долвик

Отдел за клинични науки за домашните животни, Секция за конете, Норвежко училище по ветеринарни науки, Осло, Норвегия; [email protected]

Стина Екман

Катедра по биомедицина и ветеринарно обществено здраве, Отдел по патология, Шведски университет за селскостопански науки, Упсала, Швеция; [email protected]

Юта Елерман

Катедра по радиология, Центърът за изследване на магнитно-резонансната томография, Университет на Минесота, Минеаполис, Минесота, САЩ; ude.nmu@100relle

Кристин Олстад

Отдел за клинични науки за домашните животни, Секция за конете, Норвежко училище по ветеринарни науки, Осло, Норвегия; [email protected]

Бьорнар Итрехус

Секция за болести по дивата природа, Отдел по патология, Национален ветеринарен институт, Осло, Норвегия; [email protected]

Кати С Карлсън

Дипломат Американски колеж по ветеринарни патолози; Професор, катедра по ветеринарна популационна медицина, Университет на Минесота, Сейнт Пол, Минесота, САЩ; ude.nmu@990slrac

Резюме

Заден план

Остеохондрозата (OC) е често срещано ортопедично заболяване в развитието, засягащо както хората, така и животните. Въпреки нарастващото разпознаване на това заболяване сред децата и юношите, неговата патогенеза не е напълно разбрана, тъй като клиничните признаци често не са очевидни, докато лезиите не преминат в краен стадий и изследването на трупните ранни лезии не е осъществимо. За разлика от тях, както естествено срещащите се, така и хирургично индуцираните животински модели на болестта са широко проучени, най-вече при коне и свине, видове, за които ОК е признато, че има дълбоки здравни и икономически последици. Потенциалът за транслационен модел на човешки OC не е признат в съществуващата човешка литература.

Обективен

Целта на този преглед е да подчертае приликите в сигнализацията, местата за предразположение и клиничното представяне на естествено срещащи се OC при хора и животни и да предложи обща патогенеза за това състояние при видовете.

Уча дизайн

Методи

Беше прегледана публикуваната литература за хора и ветеринарна медицина за различните прояви на ОС. Рецензирани оригинални научни статии и специфични за видовете статии за преглед, достъпни в PubMed (Национална медицинска библиотека на САЩ), отговаряха на условията за включване.

Резултати

Съществува широк спектър от прилики между OC, засягащи хората и животните, включително местата за предразположение, клиничното представяне, рентгенографските/ЯМР промени и хистологичния вид на крайния стадий на лезия, което предполага споделена патогенеза между видовете.

Заключение

Тази предложена споделена патогенеза за OC между видовете предполага, че естествените и хирургично индуцирани модели на OC при животни могат да бъдат полезни при определяне на рисковите фактори и за тестване на нови диагностични и терапевтични интервенции, които могат да се използват при хора.

ВЪВЕДЕНИЕ

Остеохондрозата (ОК) е ортопедично заболяване в развитието, характеризиращо се с клинични признаци на болки в ставите, излив и дисфункция, причинени от образуването на цепнатини, простиращи се през ставния хрущял в субхондралната кост. Обширни проучвания за оценка на клиничните аспекти на това състояние са налични както в хуманната, така и във ветеринарната медицина; налице е обаче ограничена информация относно приликите и разликите между OC при хора и животни.

ТЕРМИНОЛОГИЯ НА БОЛЕСТИТЕ

маса 1

Наименования на заболявания за прояви на остеохондроза на специфични анатомични места, както е съобщено в литературата за хора. За сравнение е представено и местоположението на местата за предразположение при свине и коне.

Име на болестта (човешко) МестоположениеPigHorse
Съчленен
Болестта на Тейманпроксимални и дистални интерфалангеални стави (пръсти на ръцете и краката)
Болест на Panner’sлакът (humeral capitellum)х
остеохондрит дисекан (OCD)лакът (humeral capitellum), коляно (медиален или страничен бедрен костенник), глезен (медиален талус)хх
Болест на Фрайбергметатарзофалангеална става (глава на 2-ра метатарзална) х
Неставно/апофизно
Болест на Синдинг-Ларсен-Йохансонколяно (долен полюс на патела) х
Болест на Осгуд-Шлатерколяно (проксимална пищяла)
Болест на Северглезен (проксимален калканеус)
Болест на Кьолерглезен (тарзална навикуларна кост)
Болест на Изелинглезен (основа на 5-та метатарзална)
медиален епикондилен апофизитлакът (медиален епикондил)
Физа
Blount Disease (tibia vara)проксимален тибиален физис
Болест на Scheuermannпрешленихх

КЛИНИЧНИ АСПЕКТИ НА ОСТЕОХОНДРОЗАТА ПРИ ХОРА И ЖИВОТНИ

При конете асимптоматичният ОК обикновено се идентифицира в ранна възраст поради обширен рентгенологичен скрининг, целящ да улесни продажбата на състезателни коне като едногодишни (преди двегодишна възраст). При по-бавно узряващите породи, които обикновено не се подлагат на ранен рентгенографски скрининг, OC се идентифицира най-често след 3-годишна възраст, тъй като клиничните признаци, включително фина куцота и ставен излив, се развиват след започване на редовното обучение. Това последно представяне е поразително подобно на това, отбелязано в случаите на младежки ОК при хора, които най-често засягат младите спортисти и обикновено се представят с лока локализирана болка, която се усилва при упражнения. [8, 19, 22] При конете, лезии на ОК са често се лекува с артроскопско отстраняване на разхлабени фрагменти, последвано от дебридиране на фрагментното легло с или без микрофрактура. [23] Въпреки че много коне продължават да се представят в предвиденото им качество след лечението, прогнозата за бъдеща спортна кариера след хирургично отстраняване на OC лезии намалява с увеличаването на размера на лезията. [24] Наскоро бяха въведени нови методи за лечение, опитващи се да спасят и прикрепят големи остеохондрални клапи, за да отговорят на тази загриженост. [23]

При свине, отглеждани в търговската мрежа, OC се счита за важна причина за куцота със сериозни икономически последици. [5, 13] Клиничните признаци, съответстващи на OC, са свързани с намалено дълголетие на млади женски свине, предназначени за разплод. [25, 26] Въпреки че хистологичните промени, характерни за ранните ставни ОС, са описани в бедрените кондили на прасета на възраст 6-8 седмици [27], клиничните признаци обикновено не се проявяват преди юношеството. [28] Лечението на OC при свинете обикновено не е икономически осъществимо и тежко засегнатите животни обикновено се изпращат на клане. В резултат на това по-голям акцент се поставя върху превенцията, а не върху лечението на заболяването, въпреки че при този вид се съобщава за артроскопско отстраняване на OC лезия, засягаща талуса. [29]

Струва си да се отбележи, че скелетната зрялост се достига много по-бързо при животинските видове, обсъдени по-горе, отколкото при хората. Осификацията („затваряне“) на физалния (метафизарен растежен плот) и епифизарния (AECC) хрущял е отличителен белег на зрелостта на скелета при всички видове. При младите хора този процес протича между 14 и 25 годишна възраст, в зависимост от анатомичното местоположение. [30] За разлика от това, затварянето на хрущяла при конете започва около тримесечна възраст и се счита за завършено преди 3-годишна възраст. [31] По този начин едногодишният кон ще бъде в приблизителната зрялост на подрастващ човек, като настъпването на клинично очевиден ОК и при двата вида настъпва около времето на спиране на растежа. Асоциацията на атлетичната активност и появата на клинични признаци също се отразява както при хората, така и при конете, въпреки че асимптоматичните лезии несъмнено са налице по-рано.

ПРЕДВАРИТЕЛНОСТ НА ОСТЕОХОНДРОЗАТА

ПРЕДЛОЖЕНА ПАТОГЕНЕЗА И ФАКТОРИ НА РИСКА

ДОКАЗАТЕЛСТВА ЗА НАРУШЕНИЯ НА ЕНДОХОНДРАЛНАТА ОСИФИКАЦИЯ, ОТВОРЯЩА ДО ОСТЕОХОНДРОЗАТА

Данните от животински модели най-силно подкрепят теорията, че основният патофизиологичен процес, лежащ в основата на развитието на остеохондроза, е нарушение в ендохондралната осификация, процесът, при който епифизарният хрущял на растежа на AECC постепенно се заменя с кост. Вероятно няколко от описаните по-горе етиологични фактори допринасят за това нарушение.

сравнение

Фотомикрография, изобразяваща нормални хрущялни канали (стрелки), съдържащи кръвоносни съдове в ставно-епифизарния хрущялен комплекс в медиалния феморален кондил на 14-седмично прасе (петно ​​от хематоксилин и еозин).

Фотомикрография на остеохондрозна латесна лезия (пунктирана линия), включително некротични кръвоносни съдове и околните некротични хрущяли, включваща медиалния бедрен конус на 14-седмично прасе. Приставка: жизнеспособни хондроцити присъстват в лявата половина на изображението, докато в дясната половина хондроцитите са еозинопилни и не съдържат очевидно ядро, съответстващо на хондроцитна некроза (петна от хематоксилин и еозин).

Микрофотография, изобразяваща проява на остеохондроза в медиалния бедрен костен на 14-седмично прасе (същото животно, както на фигура 2). Налице е голяма площ от некротичен епифизарен хрущял (пунктирана линия) и е довело до фокална недостатъчност на ендохондралната осификация (върховете на стрелките) (петна от хематоксилин и еозин).

Микрофотография, показваща остеохондроза, разсейва лезията, включваща медиалния израстък на бедрената кост на 6-месечно прасе. Фисура, която е частично облицована от влакнеста съединителна тъкан, се простира през ставния хрущял до субхондралната кост, което води до образуване на остеохондрална цепнатина. A: ставно-епифизен хрущялен комплекс; Б: субхондрална кост; върхове на стрелки: влакнеста тъкан. Вложка: Остатъци от некротичен хрущял се намират в съседство с цепнатината и са придружени от хондроцитни клонинги. Стрелки: некротични хондроцити; стрелка: хондроцитен клон; F: влакнеста тъкан (оцветяване от хематоксилин и еозин).

Диаграма, демонстрираща патогенезата на осеохондрозни дисекани (модифицирана с разрешение от Фигура 7, [2]). Панел А: нормална енхондрална осификация. Панел Б: Развитие на остеохондрозна латесна лезия поради недостатъчност на кръвоснабдяването на хрущялния канал, причиняваща некроза на епифизарния хрущял (кръгла област). Панел В: Остеохондрозната проявна лезия се появява като забавяне в прогресията на фронта на осификация. Панели D и E: заздравяване на лезия на проява на остеохондроза чрез включване в субхондралната кост. Панели F и G: Развитие на остеохондроза разсейва лезията поради травма, причиняваща колапс на ставния хрущял над зоните на некротичния епифизарен хрущял.

СПОДЕЛЕНИ АСПЕКТИ НА ЧОВЕШКАТА И ЖИВОТИНСКАТА ОСТЕОХОНДРОЗА

Остеохондрозата разсейва лезията, засягаща глезена (тибиотарзална става). Панел А: последващо рентгенографско изображение на остеохондроза дисецира лезията (черна стрелка) на талуса при непълнолетен човек. Панел Б: дорзомедиално-плантаролатерален наклонен рентгенографски образ на остеохондроза, разсейва лезията (бяла стрелка), включваща страничния хребет на коня. Панел С: латеромедиално рентгенографско изображение на оотеохондроза дисекира лезия (черна стрелка), включваща дисталния междинен хребет на пищяла при кон.

Остеохондрозата дисекира лезията на медиалния израстък на бедрената кост. Панели A (коронална равнина) и B (напречна равнина) изобразяват находки от ЯМР от човек с остеохондроза дисекан на медиалния бедрен костен (бели стрелки). Панел В: КТ изображение на остеохондроза разсейва лезията (черна стрелка) на медиалния бедрен конец на кон, получен в напречната равнина. (Изображението е предоставено от д-р Бергман, VetCT-Lingehoeve Diergeneeskunde, Холандия)

Очевидният потенциал за излекуване на субклинични OC лезии е демонстриран и при свине и коне. При млади свине субклинични лезии на остеохондроза, засягащи трохлеята на раменната кост и/или дисталната бедрена кост, са открити при до 70% от животните, докато клинично очевидните OCD лезии са отбелязани само при 7%. [5] По същия начин, при конете, разрешаването на субклиничните, но рентгенологично очевидни промени, съответстващи на проявата на остеохондроза на дисталния междинен хребет на пищяла, страничното трохлеарно било на талуса и страничното трохлеарно било на дисталната бедрена кост, може да настъпи преди 5, 5 и Съответно на 8-месечна възраст. Лезиите, които остават налични и след тези епохи, обаче стават постоянни. [14] Експериментални проучвания, при които са били създадени хондрални фрактури в хрущяла на бедрените кондили при скелетно незрели зайци, показват, че хрущялните клапи могат да се лекуват, ако са стабилни и имат широка педикула, съдържаща изобилни хрущялни канали. Въпреки това, нестабилните фрагменти, прикрепени само от тесен провлак, лишен от хрущялни канали, е малко вероятно да се излекуват напълно и да доведат до фрагмент, който много прилича на OCD. [99]

Половото разпределение на OC е сходно между хората и свинете. При хората женските са засегнати по-рядко от мъжките, което представлява приблизително 20-40% от всички случаи на ОС. [22, 86] По същия начин, при свинете честотата на проявите на остеохондроза и осеохондроза е значително по-малка при жените. [5] Обратно, изглежда, че честотата на OC при конете не се различава между женските и мъжките. [48, 72, 100] Причината за тази разлика в предразположението на пола при коня в сравнение с други видове е неизвестна.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Съществува широк спектър от прилики между OC, засягащи хората и животните, включително местата за предразположение, клиничното представяне, рентгенографските/MRI промени и хистологичния вид на лезии в краен стадий (OCD), което предполага обща патогенеза между различните видове. Хистологичните находки от изследване на последователни ранни естествени и експериментално индуцирани OC лезии при млади животни категорично подкрепят, че тази патогенеза се характеризира с локализирана аваскуларна некроза на епифизарния хрущял на AECC, водеща до фокално забавяне и/или неуспех на ендохондралната осификация. По-нататъшното изследване на ранните субклинични OC при хора, използващи in vivo изображения и post mortem хистологична оценка на местата за предразположение, трябва да потвърди или опровергае ролята на съдовия компромис и некрозата на епифизарния хрущял на AECC в развитието на OC, засягащ хората. Ако наистина е така, тогава естествено възникналите или хирургично индуцирани случаи на ОС при животни ще предоставят отлична възможност за разработване и тестване на диагностични и лечебни методи за това все по-разпознато състояние.

Благодарности

ФИНАНСИРАНЕ

Това изследване не получи конкретно финансиране за научни цели. AMM и FT бяха подкрепени от институционална субсидия за обучение на NIH (T32OD10993); CSC се поддържа от NIH K18OD010468.

Бележки под линия

Отказ от отговорност на издателя: Това е PDF файл на нередактиран ръкопис, който е приет за публикуване. Като услуга за нашите клиенти ние предоставяме тази ранна версия на ръкописа. Ръкописът ще бъде подложен на редактиране, набиране и преглед на полученото доказателство, преди да бъде публикуван в окончателния си вид. Моля, обърнете внимание, че по време на производствения процес могат да бъдат открити грешки, които биха могли да повлияят на съдържанието, и всички правни откази от отговорност, които се отнасят до списанието, се отнасят до.

Работа с атрибутите: Отдел по ветеринарна медицина на популацията, Университет на Минесота

ДЕКЛАРАЦИЯ ЗА ДОПЪЛНЕНИЕ

Всички автори допринесоха значително за формулирането на статията. AMM и FT изготвиха основния ръкопис с принос от CSC. Всички автори участваха в критична ревизия на ръкописа и одобриха окончателната версия да бъде публикувана. Отговорността за целостта на това произведение като цяло се поема от McCoy (ude.nmu431yoccm), Toth (ude.nmuhtotf) и Carlson (ude.nmu990slrac).

КОНКУРЕНТНИ ИНТЕРЕСИ

Няма конкурентни интереси, които да се докладват.