A Pécsi Orvostudományi Egyetem Ortopédiai Klinika és a Pécsi Honvédkórház közleménye Epiphyseolysis capitis femoris kísérleti modellezése DR. MONTSKÓ PÉTER, DR. NOVÁK LÁSZLÓ Érkezett: 1995. augusztus 30. ÖSSZEFOGLALÁS A szerzôk speciális diétával, kísérletesen hoztak létre epiphyseolysis capitis femorist nyulakon. Feltételezik, hogy a felhasznált anyag áttételesen az emberben szerepet játszik a betegség létrejöttében. P. Montskó, L. Novák: Experimental model of slipped capital femoral epiphysis The slipped capital femoral epiphysis has developed in rabbits after using a special diet. They concluded, that the used chemical material could play a great role in the development of slipped capital femoral epiphysis in human as well. BEVEZETÉS A serdülôkori combfej-elcsúszás jól ismert kórkép, kiváltó oka azonban ma sem tisztázott egyértelmûen, annak ellenére, hogy ilyen irányban számos vizsgálat történt. Ismert a hormonalis balance (3), a konstitúció (1, 7, 11) és a mechanikai faktorok (4) szerepe. Történtek vizsgálatok kémiai anyagok hatásának vizsgálatára is. Ponseti (8) kísérletesen hozott létre epiphyseolysist úgy, hogy patkányokat specialis táplálékkal etetett. Glauber és mtsai (2) vizsgálták a lathyrismusnál talált csontelváltozások és az emberi scoliosis illetve epiphyseolysis közötti összefüggést. Saját munkánk során Ponseti kísérletét vettük alapul. Ezen kívül az ötletet a serdülôkori combfej-elcsúszás jelentkezésének szezonalis jellege a friss esetek számának koranyári emelkedése adta. Vizsgáltuk, hogy a nálunk megtermô hasonló kémiai anyagot tartalmazó növények etetésével elôidézhetô-e az emberi epiphyseolysis capitis femorishoz hasonló elváltozás? ANYAG ÉS MÓDSZER Fiatal, 6 hetes nyulakat etettünk speciális zöldtakarmánnyal 8 héten át. A kísérleti állatok más táplálékot nem kaptak. Az alkalmazott diéta a Lathyrus tuberosus és a Lathyrus sativus (mogyorós lednek, réti lednek) szénája volt. Összesen 8 állatot használtunk fel. A nyulakat két hetente leöltük (2 2 állatot). Eltávolítottuk a proximalis és distalis femurvéget valamint a proximalis tibiaharmadot, teljes szélességében megôrizve a növekedési porcot. Az eltávolított csontrészleteket formalinban fixáltuk és decalcináltuk. Az anyagokat fénymikroszkóposan vizsgáltuk. A metszést a sagittalis síkban végeztük, a metszeteket hematoxilin-eosinnal és picro-siriussal festettük. Vizsgáltuk az epiphysisporc elváltozásait. Kontrollként hasonló korú nyulakat használtunk fel, szám szerint négyet. Ezek normál táplálékot kaptak, és ugyancsak kéthetente kerültek leölésre. A femur proximalis és a tibia distalis harmadát itt is eltávolítottuk és fénymikroszkóposan vizsgáltuk. Magyar Traumatológia, Ortopédia, Kézsebészet, Plasztikai Sebészet 1997. 2. 123
EREDMÉNYEK Két héttel a kísérlet megkezdése után a növekedési porc mind a femurban mind a proximalis tibia harmadban kiszélesedett és dezorganizálttá vált: megszûnt a növekedési porc sejtjeinek oszlopszerû elrendezettsége, ehelyett lebenyes szerkezet alakult ki. Az elváltozás a legkifejezettebb a proximalis femur physisben volt (1. ábra). A distalis femur és proximalis tibiaharmadban a növekedési porc kiszélesedése dominált. 1. ábra. Az elsô két hét után a növekedési porc sejtjeinek oszlop-szerû elrendezettsége helyett,,lebeny-szerû szerkezet alakul ki. Két héttel késôbb a proximalis tibia és distalis femur physisben a korábbihoz hasonló volt a szövettani kép. Ezen kívül mindhárom növekedési porcban érátmetszetek jelentek meg. Ezek többszörösen átszôtték a növekedési porcot (2. ábra). 2. ábra. A növekedési porcban érátmetszetek jelennek meg. 124 Magyar Traumatológia, Ortopédia, Kézsebészet, Plasztikai Sebészet 1997. 2.
Hat héttel a kísérlet megkezdése után a femur proximalis növekedési porcában fissurák jelentek meg részben haránt részben hosszanti irányban (3. ábra). A fissurák összeolvadtak és a növekedési porcon belül harántirányban a folytonosság megszakadt (4. ábra). 3. ábra. A haránt és hosszirányú fissurák megjelenése hat héttel a kísérlet megkezdése után. A proximalis tibia és distalis femurvég physiseiben szintén megfigyelhetôek voltak ezek a fissurák, de azok nem találkoztak és haránt irányú folytonossághiány nem keletkezett. 8 hét elteltével mindkét kísérleti állatban a combfejben a növekedési porcon belül az epiphysis teljes szélességében elvált a metaphysistôl (5. ábra). Az epiphysist csak a periosteum rögzítette. Az elváltozás makroszkóposan is látható volt. A klasszikus epiphyseolysis alakult ki tehát, bár a periosteum az elcsúszást megakadályozta. 4. ábra. Haránt irányban a folytonosság megszakad. Magyar Traumatológia, Ortopédia, Kézsebészet, Plasztikai Sebészet 1997. 2. 125
A proximalis tibiaharmad és a distalis femurharmad növekedési porcában a folyamat a korábbi szinten maradt. Elválás nem alakult ki, sôt a korábban megfigyelt fissurák száma is csökkent. A kontrollként használt nyulak physisében a porcsejtek mindvégig szabályosan oszlopszerûen helyezkedtek el. Érátmetszetek valamint fissurák nem jelentek meg. A metaphysis physis epiphysis folytonossága nem szakadt meg (6. ábra). 5. ábra. Az epiphysis a metaphysistôl teljes szélességében elválik. 6. ábra. A kontroll csoport intact növekedési porca, oszlop-szerûen elrendezôdô sejtekkel. MEGBESZÉLÉS Ponseti 1954-ben végzett kísérletében patkányt etetett Lathyrus odoratus magjával úgy, hogy az a táplálék 50%-át alkotta (8). Kísérletesen hozott létre makroszkóposan is jól látható epiphyseolysist. A talált eltérés a humerus proximalis és tibia proximalis physisében volt legkifejezettebb. McKusick a generalizált kötôszöveti betegségekkel foglalkozott. A Marfan syndroma lehetséges okait tárgyalva megemlíti a béta amino propionitril szerepét (6). A fenti szerzôk szerint a felhasznált növényben meglevô anyag zavarta a kollagén synthesist és ez volt az oka a mozgásszervi elváltozásoknak. Glauber és mtsai (2) a kísérletesen létrehozott csont- és izomelváltozásokat vetették össze a scoliosisnál illetve a serdülôkori combfej elcsúszásnál találtakkal. 126 Magyar Traumatológia, Ortopédia, Kézsebészet, Plasztikai Sebészet 1997. 2.
A Lathyrus odoratus kerti dísznövény, melyhez háziállatok nem jutnak hozzá. A növény rokonai azonban szerte a világon megteremnek, ismert takarmánynövények, melyek magját használják fel. Emellett a réti szénába bekerülnek mint gyomnövények. Ezek szintén tartalmazzák a béta-amino propionitrilt. A kémiai anyag tehát a háziállatok szervezetébe jut és közvetve a tejen és a húson keresztül az emberbe is. A növényi mérgezéseknél ez jól ismert mechanizmus (5). Választásunk ezért esett a két nálunk júniusban és júliusban nagy mennyiségben termô növényre. A kísérleti állatok kizárólagosan ezen növények zöld részeit ették. Ily módon próbáltuk modellálni azt, hogy mi történik a növekedésben levô szervezet nyitott növekedési porcában a táplálékkal bejutó anyag hatására. A kísérlet során megállapítottuk a következôket: 1. Olyan, elmozdulással járó epiphyseolysis, amilyet Ponseti figyelt meg patkányban, nem alakult ki a combfejben ill. más epiphysisekben. 2. A specialis diéta hatására azonban a femur proximalis epiphysise teljes szélességében elvált a metaphysistôl a növekedési porc rétegén belül. 3. Megállapítható tehát, hogy a béta-aminopropionitril tartalmú diétával, olyan kísérleti állatban, ahol a növekedési porc nyitott, az emberi epiphyseolysis capitis femoris-hoz hasonló állapot hozható létre. 4. Könnyen belátható, hogy ha a kiváltó kémiai anyag tej vagy hús közvetítésével serdülôkorú gyermek szervezetébe jut, ott hasonló elváltozásokat hozhat létre az epiphysis porcban. Ezáltal pedig megteremti a lehetôséget az elcsúszásra. Természetesen a serdülôkori combfej elcsúszás kialakulása csupán ezzel az okkal nem magyarázható. A többi ismert faktor mellett azonban ez is szerepet játszhat. Több szerzô, legutóbb Stanton (9, 10) foglalkozott részletesen a serdülôkori combfej elcsúszásnál megfigyelhetô szövettani valamint ultrastructuralis elváltozásokkal. Véleménye az volt, hogy csak az ultrastrukturális elváltozások utalnak a lehetséges patogenezisre. Ezen a szinten ugyanis porcsejt degenerációt talált. Ezen kívül a szabályosan elhelyezkedô kollagen rostok eltûntek és helyettük rövidebb szabálytalan kollagen fragmentumok jelentek meg. A fénymikroszkóposan talált elváltozásokat a már kialakult elcsúszás következményének tartotta, nem pedig elôzménynek. Saját anyagunkban a patogenezis elsô lépéseként a szabályos porcsejt elrendezettség megszûnt és helyette a chondrocyták szabálytalanul, lebeny-szerûen helyezkedtek el. Ugyanezt találták Glauber és mtsai is (2). Stanton hasonló dezorganizációt figyelt meg a már elcsúszott epiphysis növekedési porcában. Véleményünk szerint ez az elváltozás inkább oknak mint következménynek felelhet meg. A lebenyszerû elrendezettséget a patogenezis egyik lépcsôjének gondoljuk, melyet a továbbiakban a fissurák megjelenése és a fissurák összeolvadása követ. További kérdés, hogy pontosan milyen biokémiai folyamatok zajlanak le, illetve, hogy a porcsejt degeneráció (ultrastrukturális szinten) vagy a kollagén szintézis zavara az elsôdleges. Ezek eldöntésére még további vizsgálatok szükségesek. IRODALOM 1. Barabás Cs., Vizkelety T.: A serdülôkori combfej-elcsúszásról. Magyar Traumatológia 6. 185 192. (1963). 2. A. Glauber, T. Vizkelety, L. Kéry, T. Farkas: Ist der experimentelle Osteolathyrismus als Modell menschlicher Skelettdeformitäten zu betrachten? Z. Orthop. 449 462 (1965). 3. W. R. Harris: The endocrine basis for slipping of the upper femoral epiphysis. J. Bone Joint Surg. 32-B, 5 11 (1950). 4. H. M. Litchmann, J. Duffy: Slipped capital femoral epiphysis: factors affecting shear forces on the epiphyseal plate. J. Pediatric Orthopedics 4. 745 748 (1984). 5. Kincses Ajtay M.: Mérgezô növények Kossuth Bp. 5 11., 20 21., 95 97 (1993). 6. V. A. McKusick: Heritable disorders of connective tissue The Marfan syndrome. C. V. Mosby Company 180 189, (1972). 7. Papp M., Montskó P., Kazári A., Soltész Gy.: Epihyseolysis capitis femoris növekedési hormon kezelés alatt Magyar Traumatológia, Ortopédia, Kézsebészet, Plasztikai Sebészet 1997. 2. 127
álló gyermekben. Gyermekgyógyászat. 45, 445 447 (1994). 8. I. V. Ponseti: Lesions of the skeleton and of other mesodermal tissues in rats fed sweet-pea (Lathyrus odoratus) seeds J. Bone Joint Surg. 36-A 1031 1058 (1954). 9. A. W. Stanton: Histological changes on slipped capital femoral epiphysis. J. Pediatric Orthopedics 15. 38 45 (1985). 10. A. W. Stanton: Ultrastructural study of slipped capital femoral epiphysis. J. Pediatric Orthopedics 15, 46 61 (1985). 11. Vizkelety T.: Gyermekorthopaedia Medicina Bp. 78 84 (1981). 12. P. G. Wilcox: Maturation factors in slipped capital femoral epiphysis. J. Pediatric Orthopedics 8, 196 200 (1988). Dr. Montskó Péter POTE Ortopédiai Klinika 7643 Pécs, Ifjúság u. 13. Magyar Marfan Alapítvány 1997. február 25-én megalakult a Magyar Marfan Alapítvány, mely 1996. májusától a Magyar Kardiológusok Társaságának ad hoc munkacsoportjaként tevékenykedett. Ez utóbbi státusát az Alapítvány továbbra is fenn kívánja tartani. Az Alapítványt létrehozó szakemberek a gyermek- és felnõtt-kardiológia, a gyermekgyógyászat, az ortopédia, szemészet, patológia, kromoszóma-analízis, genetika, pszichológia,szívsebészet területén tevékenykednek. Az Alapítvány célja, hogy Magyarország területén élõ, Marfan-szindrómában szenvedõ betegeket felkutassa és õket a Nemzeti Marfan Registerben nyilvántartásba vegye. A nyilvántartásba kerülõ betegeknél megtörténjenek a szükséges szakorvosi vizsgálatok, az indoltnak ítélt korrekciós és/vagy preventív szakorvosi beavatkozások. Fontos cél az életmódra, társadalmi beilleszkedésre, a családalapításra vonatkozó segítségnyújtás. Az Alapítvány eredményes tevékenységétõl a Marfan szindrómában szenvedõ betegek életminõségének, de legfõképpen életkilátásainak javulása várható. Családfakutatás, kromoszóma-analízis, genetikai és hisztológiai vizsgálatok segítségével az Alapítvány tevõlegesen igyekszik részt venni a Marfan-szindrómával kapcsolatos alapkutatásokban. Kérjük mindazon Kollégákat, akik praxisukban Marfan-szindrómás vagy arra gyanús beteget észlelnek, nyilvántartásba- és gondozásbavétel céljából jelezze az Alapítvány koordinátorának. Dr. Bartha Elektrának! Az Magyar Marfan Alapítvány címe: SOTE Ér- és Szívsebészeti Klinika 1122 Budapest, Városmajor u. 68. tel.: 1553-611, 1553-056 fax: 1553-885 Dr. Szabolcs Zoltán a Magyar Marfan Alapítvány mb. vezetõje 128 Magyar Traumatológia, Ortopédia, Kézsebészet, Plasztikai Sebészet 1997. 2.