Országos Traumatológiai Intézet, Budapest és a Meditori Klinika, Turku (Finnország) közleménye A kapcsolófehérjék szerepe és lokalizációja a térdízület poszttraumás synovitisében JÓZSA LÁSZLÓ DR. KVISTMARTTI DR., ORAVA SAKARI DR. Érkezett: 1995. január 13. ÖSSZEFOGLALÁS A fibronectin, tenascin és thrombospondin elôfordulását és lokalizációját vizsgálták ép, gyulladásos és heges térdízületi synoviában. A fibronectin és tenascin kis mennyiségben az ép synoviában is elôfordul, gyulladáskor fokozódik, heges ízületi membránban jelentôsen csökken expressiójuk. A thrombospondin nincs jelen az ép synoviában, poszttraumás synovitisben kis mennyiségben, hegesedéskor nagy tömegben mutatható ki az ízületi membránban. A fibronectin, tenascin a synovia sejtmigrációs és immunológiai folyamatainak szabályozásában, a thrombospondin a rostképzés és vascularisattio szabályozásában vesz részt. L. Józsa, Kvist Martti, Orava Sakari: The localization and quantitative changes of binding-proteins in posttraumatic synovitis of the knee The appearance and the localization of fibronectin, tenascin and thrombospondin was examined in healthy, inflammed and in scarry synovial membrane of the knee joint. The fibronectin and tenascin are present in small amount in healthy synovial membrane, but there is an increase in the case of inflammation and there is a significant decrease in scarry synovial membrane. The thrombospondin is absent inhealthy synovial membrane, small amount in posttraumatic synovitis and great amount is present in scarry synovial membrane. The fibronectin and tenascin influence the cell-migration and the control of immunological process in the synovial membrane. The thrombospondin plays a role in the regulation of scarring and vascularisation. BEVEZETÉS Poszttraumás (krónikus, nem specifikus) synovitisben az ízületi hártya különbözô patológiás elváltozásai (a synoviocyták multiplikációja, synovialis boholy-duzzanat, kereksejtesmacrophagos infiltratio, fokozott vascularisatio, majd fibrosis és hegesedés) figyelhetô meg. A gyulladás folyamán nemcsak a kollagén váz és a mátrix polysaccharidáinak változása, hanem a kapcsolófehérjék mennyiségi és lokalizációs eltérései is bekövetkeznek. A kapcsolófehérjék (szinonimák: noncollagenous matrix protein, matrix glycoprotein, binding-protein, adhesive molecules stb.) a sejtek közötti, a sejt és kötôszöveti rostok közti, valamint a sejt és mátrix alapállomány közötti adhéziót biztosító glycoproteinek. Fontos szerepük van a sejtmigráció szabályozásában és az immunmodulációban. Részt vesznek mind a degeneratív, mind a regeneratív folyamatokban (2, 3, 4, 5). Magunk a fibronectin szerepét vizsgáltuk degeneratív tendinopathiában és ínszakadás esetén (4, 5). Az utóbbi években került az érdeklôdés központjába a fibronectin, tenascin interleukin stb. szerepe reumás és osteoarthritises synovitisben. Egyes kapcsolófehérjék aktivitása gyógyszeresen csökkenthetô és ennek révén a reumás synovitis aktivitása is mérsékelhetô (2, 6, 7, 11). Megfigyeléseink során három kapcsolófehérje, a fibronectin, tenascin, és thrombospondin mennyiségi és eloszlási sajátosságait, expressiójuk gyulladással és hegesedéssel való összefüggéseit vizsgáltuk térdízületi poszttraumás synovitisben. Az OTKA 969. sz.,,a poszttraumás immobilizáció pathológiája... c. kutatási téma keretében készült vizsgálat 76
ANYAG ÉS MÓDSZEREK Tizenkét személy (8 nô és 4 férfi, 18 63 év közöttiek) térdízületi synoviáját artroszkópos vizsgálat során távolítottuk el. Két betegnél ismételt biopsia történt. A klinikai adatokat, az artroszkópos és hisztológiai kép összefüggéseit táblázatban foglaltuk össze. A szövetmintákat 6%-os pufferolt formalinban fixáltuk, paraffinos sorozatmetszeteikbôl hematoxylin-eosin, pikrosziriusz és Masson trikróm festésû metszeteket, valamint az alábbi immunhisztokémiai reakciókkal készült preparátumokat vizsgáltuk. A fibronectin kimutatására a Sigma (St. Louis), a tenascin reakcióhoz Telios (San Diego), a thrombospondinéhoz Oncogene (Manasset) anti-human primér antitestet használtunk. Az antigén antitest kötôdés helyét avidin-biotin-peroxidáz (Vectasin Burlingame) reakcióval tüntettük fel, chromogénként diaminó-benzidint használva. Az immunreakciót követôen magfestést végeztünk hematoxylinnel. Valamennyi készítményt fény- és polarizációs mikroszkóppal vizsgáltuk és fényképeztük. MEGFIGYELÉSEK 1. Szövettani észlelések: Három esetben sem az artroszkópos sem a szövettani kép nem mutatott eltérést, az ízületi membrán teljesen ép volt, ezeket az anyagokat tekintettük kontrollnak. Az ép synoviában a kollagén rostozat laza, háromdimenziós szerkezetet mutatott. Hét alkalommal a synovia bolyhok vaskosak, vizenyôsek voltak, a felszíni synoviocyták proliferációja következtében a fedô sejtsor többrétegûvé vált, a superficialis régióban kifejezett sejtes infiltráció (lymphocytak, macrophagok) látszott, amely a mélyebb rétegek felé haladva vesztett intenzitásából. A gyulladásos synoviában fokozott vascularisatio, a kollagén rostozat szerkezeti átépülése, a rost-orientáció megváltozása, irreguláris rostlefutás, rostátmérô egyenetlenség látszott. Végül két eseten (négy biopsiás anyagban) az ízületi hártya heges volt, de ezekben a fibroticus synoviákban gyulladásos reakció nem látszott. Hat vizsgálati mintában (öt lobos és egy heges synoviában) hemosziderin rögök jelezték a korábbi bevérzéseket. 2. Immunhisztokémiai eltérések: Az ép synoviában csak a fedô synoviocyták területén és az erek falában volt fibronectin aktivitás. A gyulladásos synoviában a fibronectin expressio fokozódott, nemcsak a fedôrétegben és erekben, hanem kiterjedt fibronectin aktivitás volt a lobos infiltrátumok területében, valamint az erek körüli alapállományban is. Helyenként a kollagén rostok is átitatódtak fibronectinnel. A heges, nem lobos synoviában a fibronectin mennyisége jelentôsen csökkent, lokalizációja a synoviocyták rétegére és a kisszámú érre szorítkozott (1. ábra, A-B-C. képek). Az ép synoviában csak kismennyiségû tenascin volt kimutatható. Poszttraumás synovitisben elsôsorban a vaskos, hyperplasiás bolyhokban, valamint a lobsejt halmazok körül volt tenascin aktivitás. A kiserek fala változó intenzitású tenascin reakciót adott. A heges synoviákban jelentôsen csökkent a reaktivitás (2. ábra A-B-C. képek). A fibronectin és tenascin viselkedése és lokalizációja nagyjából párhuzamos volt, mind a gyulladásos, mind a heges synoviákban. A thrombospondin eltérô képet mutatott. Az ép synoviában nem volt kimutatható, a gyulladásos fázisban csak egyes esetekben volt minimális reaktivitás. A heges synoviákban viszont kifejezett thrombospondin expressiót láttunk. Ebben az idôszakban nemcsak az erek falában, hanem a synoviocyta rétegben is megjelent a thrombospondin (3. A-B-C. képek). 77
1. ábra. A) Az ép ízületi membránban a synovialis fedôrétegben (üres nyíl) és az erek falában (tele nyíl) mutatható ki fibronectin. B) Poszttraumás synovitisben nemcsak a superficialis régióban (üres nyíl), hanem az erek falában és perivascularisan- (tele nyíl) is nagytömegû fibronectin figyelhetõ meg. C) A heges synuvionban csak a synoviocytákban (üres nyíl) és vascularisan perivascularisan (tele nyíl) található fibronectin. A-C képek: Fibronectin-ABP reakció. Alapnagyítás 100x. MEGBESZÉLÉS A fibronectin mind az ép, mind a lobos ízületi membránban kimutatható, elsôsorban az A és B típusú synoviocyták termelik, de a gyulladás okozta permeabilitás-változáskor jelentôs mennyiségû fibronectin exsudalódik az erekbôl is. A fibronectin mennyisége a gyulladás intenzitásával proportionalis, de független a lobosodás kóreredétôl (1, 6, 8). A kollagén rostokhoz kötôdve elôsegíti azok enzymaticus degradációját (4, 5) és részt vesz a lobsejtek migrációjának szabályozásában. A tenascin ép körülmények között a B típusú synoviocytákban termelôdik, mind acut, mind idült gyulladásban megnô mennyisége. A tenascin ellentétes hatású sok szempontból mint a fibronectin, amennyiben gátolja a sejtvándorlást és fokozza a gyulladásos (és daganatos) sejtelemek kötôdését egymáshoz és környezetükhöz. Sokan a reparációs folyamatokban tulajdonítanak szerepet a tenascinnak (9, 11). A thrombospondin nem állandó komponense a synoviának, csak kóros állapotokban jelenik meg(10), de nem tudjuk, hogy a synovia saját sejtjei termelik-é, vagy esetleg az ízületi porc sejtjeinek produktuma jut-é be az ízületi membránba? A porcban mind arthritis, mind arthrosis esetén megnô a thrombospondin aktivitás, tisztázatlan azonban, hogy onnan, esetleg a véráram útján kerül-é be a synoviába? Újabban kimutatták, hogy a thrombospondinnak érelzáró, vascularizációt csökkentô hatása is van, s talán ez a szerepe érvényesül a hegesedô synoviában is. 78
2. ábra. A) Az ép synoviumban a synoviocytákban (üres nyíl) és az érfalban (tele nyíl) látszik igen gyenge tenascin expressio. B) A synoviális fedôrétegben (üres nyíl) és a felszín-közeli lobos területeken (tele nyíl), valamint az erek falában kifejezett tenascin reaktivitás látható. C) A heges ízületi hártyában (üres nyíl) a tenascin expressió erôs csökkenése mutatkozik. A-C képek: Tenascin-ABP reakció. Alapnagyítás 100x. 3. ábra. A) és B) Sem az ép (A kép), sem az idült lobosodást mutató (B kép) synoviában (csillag) nem mutatható ki thrombospondin aktivitás. C) A heges synoviumban mind a fedôsejtekben (üres nyíl), mind az erek falában (tele nyíl) kifejezett thrombospondin-reaktivitás látszik. A C képek: Thrombospondin-ABP reakció. Alapnagyítás az A és B képeken 200x, a C képen 100x. 79
I. táblázat A klinikai, artroszkópos és szövettani adatok Kor (év) Nem Tünetek idõtart. (hó) Artroszkópos dg. Artroszk. kép Szövet. kép 41 Nõ 11 Rupt. menisci med. 2 2 25 Ffi 3 Rupt. ACL 1 1 18 Ffi 22 Rupt. ACL. Rupt menisc. med. 2 3 18 Nõ 9 Rupt. et recontsr. ACL 3 3 27 Ffi 4 Mus artic. Fract. patell. 3 2 63 Nõ 5 Rupt. menisci med. 2 2 31 Nõ 4 Fract. osteochondr. patell. 1 2 32 Ffi 1 Rupt. menisc. med. 1 1 22 Nõ 8 Chonropath. patellae 1 1 20 Nõ 15 Chonropath. patellae 1 2 39 Nõ 24 Rupt. menisc. med. 2 2 19 Nõ 12 Rupt. menisc. lat. 3 3 ACL= ligamentum cruciatum anterius. Artroszkópos kép: 1. = makroszkópos ép synovia 2. = vérbõ, lobos synovia 3. = vaskos, szürkésvörhenyes synovia Szövettani kép: 1. = mikroszkóposan ép, lobmentes synovia 2. = oedemas, vértelt synovia, vaskos bolyhok, synovialis sajtproliferatio 3. = lobmentes, heges ízületi membrán. Reumás és osteoarthritises synoviumban a különbözô kapcsoló-fehérjék felszaporodását figyelték meg (2, 6, 9), de poszttraumás synovitisre vonatkozó irodalmi adatokat nem találtunk. A poszttraumás synovitisben mind a tenascin, mind a fibronectin bifázisos reakciót mutat, az aktív gyulladás idôszakában mindkét kapcsolófehérje jelentôsen felszaporodik, a hegesedés periódusában mennyiségók csükken. A thrombospondin viselkedését (ízületi gyulladásokban) nem vizsgálták. Úgy véljük, hogy a kapcsolófehérjék fentebb leírt változásai a szervezet nem specifikus reakciójának részjelensége. IRODALOM 1. Clemmensen I., Holund B., Anderson R. B.: Arthritis, Rheumatol. 26, 479 (1983). 2. Cutulo M., Picasso M., Panassi M., Sun M. Z., Balza E.: J. Rheumatol. 19, 1439 (1992). 3. El-Galabawy H., Galattin M., Vazeux R., Peterman G., Wilkins J.: Arthritis, Rheumatol. 37, 846 (1994). 4. Józsa L., Lehto M., Kannus P., Kvist M., Réffy A., Vieno T., Järvinen M., Elek E.: Acta Orthop. Scand. 60, 469, (1989). 5. Lehto M., Józsa L., Kvist M., Järvinen M., Bálint B. J., Réffy A.: Ann. Chir. Gynec. 79, 72 (1990). 6. Mayston V., Mapp P. I., Davies P. G., Revell P. A.: Rheumatol. Int. 4, 129 (1984). 7. McCahren S. S., Lightner V. A.: Arthritis, Rheumatol. 35, 1185 (1992). 8. M eek W. D., Raber B. T., McClain O. M., McCosh J. E., Baker B. B.: Anat. Record 231, 145 (1991). 9. Ruegg K., Chiquet-Ehrismann R., Alkan S. S.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86, 7437 (1989). 10. Sage E. H., Bornstein P.: J. Biol. Chem. 266, 14831 (1991). 11. Salter D. M.: Brit. J. Rheumatol. 32, 780 (1993). 80 Dr. Józsa László Országos Traumatológiai Intézet 1081 Budapest, Fiumei út 17.