Связь между ожирением и остеоартритом у людей и собак

С течением времени проблема ожирения у людей и домашних собак становится все более насущной. Связь между ожирением и остеоартритом (ОА) в гуманной медицине обозначена давно, но точный патогенез  не известен по сей день. Многочисленные исследования разрабатывают биомеханические и биохимические теории  происхождения остеоартрита. На данный момент доказательно обоснованно, что снижение веса у людей является эффективным средством лечения ОА. Подобных исследований в ветеринарии пока очень мало, однако, исходя из уже имеющейся информации, снижение веса у собак так же облегчает течение и частоту возникновения остеоартрита.

В данном обзоре  W. G. Marshall, B. A. Bockstahler, D. A. Hulse, S. Carmichael попытались суммировать имеющиеся теории, связывающие ожирение и остеоартрит, и по достоверности данных разделить их на несколько классов, приведенных в таблице ниже.

Цель статьи

• Обзор данных по исследованиям связи ОА и ожирения.
• Ответить на вопросы:

Снижает ли профилактика ожирения  распространенность ОА?

Будет ли потеря веса влиять на проявления боли и дисфункции при ОА?

Доказательные классы, модифицированные по Aragon and Budsberg (2005) и Innes (2007)

Ожирение, биомеханика сустава и остеоартрит

          Множественные исследования в гуманной медицине  показывают, что на состояние суставного хряща влияют два  основных фактора: нагрузка на сустав  и направление нагрузки. Современное понимание патогенеза остеоартрита коленного сустава у человека говорит, что инициация болезни происходит при взаимном влиянии двух данных факторов.

Рисунок 1.

 Т.е. у людей с излишним весом и нарушенной кинематикой сустава вес переносится на участки хряща, которые не способны переносить такие нагрузки, вследствие чего происходят дегенеративные изменения в хрящевой ткани. 

Наглядным примером развития остеоартрита по причине нарушения кинематики стали исследования Sharma, Felson et al.  На рисунке (рис.2) представлены два вида деформации – варусная и вальгусная деформации коленного сустава. Красным обведены участки хряща, на которые, вследствие смещения направления нагрузки (смещается центр тяжести колена), оказывается большее давление.

Рисунок 2.

LBA – несущая ось конечности;        HKA- угол м\у бедром, коленом и лодыжкой; FM – механическая ось бедра; TM -  механическая ось большеберцовой кости

(Sharma L, Song J, Felson DT, et al. The role of knee alignment in disease progression and functional decline in knee osteoarthritis. JAMA, Aug. 15, 2001 

Метаболическая связь между ожирением и остеоартритом

       У людей, страдающих ожирением, развивается остеоартрит суставов кисти, которые не несут какой-либо нагрузки, в отличие от коленного сустава. Следовательно, причина остеоартрита может заключаться в нарушении метаболизма. Адипоциты  жировой ткани выделяют гормоноподобные вещества -  адипокины, обладающие иммунологической и эндокринной активностью.  Влияние адипокинов на развитие ОА приведено ниже.

Рисунок 3.

 Если обобщить имеющиеся данные, то  адипокины в организме влияют на следующие процессы: 

1)  Жировой обмен;

2) Воспаление;  

3) Регуляция уровня  половых гормонов;  

4) Метаболизм кости.

 Повышенные концентрации лептина были выявлены в синовиальной жидкости из пораженных артритом суставов. Механизм  развития ОА по причине метаболических нарушений в настоящее время активно изучается.

Заболевания сердечно-сосудистой системы у человека, в частности атеросклероз  микроциркуляторного русла субхондральной кости приводит к ишемии кости с последующим развитием ОА. У пациентов с диабетом ОА встречается на порядок чаще, чем у остальных людей. Связь, по-видимому, состоит в том, что при диабете продукты гликолиза накапливаются в суставном хряще и разрушают его. 

Исследования взаимосвязи ОА и ожирения у собак

W. G. Marshall, B. A. Bockstahler, D. A. Hulse, S. Carmichael произвели сбор и оценку данных с 1950 по 2008 года о имеющихся исследованиях, связанных с ОА и ожирением собак разных пород.  Связь между потерей веса и проявлением  остеоартрита четко прослеживается.                                 

Например, была взята группа лабрадоров-ретриверов, генетически предрасположенных к дисплазии тазобедренных суставов. 48 собак из 7 пометов были случайно разделены на 2 группы – контрольная группа животных (CF) и группа с ограниченным кормлением (LF). В возрасте  30, 42, 54, 78 и 104 недель проводились рентгенологические исследования тазобедренных суставов, измерение угла Норберга. Было выявлено, что проявления дисплазии более выражены в контрольной группе животных, которые имели лишний вес. Данные отображены в таблице.

При рентгенологическом исследовании  локтевых, плечевых и коленных суставов у испытуемых собак было выявлено значительное преимущество ОА поражений именно нескольких суставов в контрольной группе животных.  Т.е. 10 собак из 22 в контрольной группе имели ОА двух разных суставов против  одной собаки из 21 в группе с ограниченным кормлением. Тяжесть рентгенологических проявлений остеоартрита  более выражена в контрольной группе. Было так же замечено, что диета  влияет в большей  степени  на проявления патологий  в тазобедренных суставах.  В исследуемых  группах собак распространенность и тяжесть ОА плечевых суставов одинакова.                                                                                                     

Другое клиническое испытание было направлено на изучение хромоты при остеоартрите. Замечено, что степень и сила хромоты уменьшается вместе с потерей веса.  Были взяты 29 собак с лишним весом, критерием отбора так же было наличие хромоты только на одну конечность (ОА только одного сустава). Была составлена программа уменьшения веса (1% массы тела в неделю). Вес, хромота и боль при ходьбе оценивались 1 раз в месяц по бальной системе, анализ кинетики походки 2 раза в месяц. Оценивались пропульсивная фаза шага (период  времени с  момента поднятия одной конечности с опоры, пока другая отталкивается от нее), пик приложения вертикальной силы к опоре (PFz).  С уменьшением веса уменьшалась степень проявления хромоты и боли.  PFz увеличилась, а пропульсивная фаза шага уменьшилась, т.е. сила опирания  пораженной конечности  приблизилась к силе опирания здоровой.                                                             

Диета и физиотерапия

Одно из исследований (4)  в рассматриваемой  области наглядно демонстрирует влияние диеты и физиотерапевтических процедур на развитие и степень проявления ОА. Было выбрано определенное количество собак с ОА только одного сустава, животные были случайно  разделены на 2 группы. До начала испытания каждое животное было полностью обследовано (клинический осмотр, клинический и биохимический анализы крови, неврологическое, ортопедическое  обследования, рентген, анализ кинетики походки). Степень хромоты и боли оценивались по 5-бальной шкале. Собаки были взвешены, целью диеты было достичь массы тела равной 85% от исходного веса. Программа уменьшения веса была рассчитана с такой целью, чтобы еженедельная потеря массы тела составила 1%. Владельцы животных были обучены  выполнять специальные упражнения ( пассивное разгибание и сгибание конечности в суставах по 15 подходов) и массаж (поясницы и конечности по 15 минут). Для одной группы животных (А) в качестве физиотерапии дополнительно использовали электромиостимулятор (TENS). В течение всего исследование собаки не получали анальгетики.

В графках отображено изменение веса животных в группе А и Б с течение времени, причем в группе А в качестве дополнительных физиотерапевтических процедур использовался TENS. Видно, что животные из группы А теряли вес более эффективно. По мере уменьшения веса изменялась и кинетика походки, сила опирания увеличивалась в обоих группах, но в группе с применением электромиостимулятора прогресс более заметен.

Вывод

Если объединить данные всех исследований, то можно сделать вывод, что снижение веса или поддержание веса собаки в определенных рамках уменьшает частоту и тяжесть проявления остеоартрита, но на сегодняшний момент понимание связи между  ростом животного, ортопедическими заболеваниями и ожирением в ветеринарии ограничено ввиду небольшого количества исследований.  Известно, что ОА возникает чаще как вторичное заболевание (например, из-за рассекающего остеохондрита, разрыва передней крестовидной связки коленного сустава), и, ожирение в данном случае будет отягощающим фактором, но пока не ясно вызывает ли ожирение само по себе изменения в биомеханике сустава. Тем не менее ветеринарным врачам необходимо придавать значение профилактике и лечению ожирения  и делать акцент на этом для владельцев животных с  ОА или без него.

Список литературы

1. W. G. Marshall et al.: A review of osteoarthritis and obesity;
2. L. Fanchon, J.-P. Valette, M. Sanaa, D. Grandjean: The measurement of ground reaction force in dogs trotting on a treadmill;
3. Kealy RD, Lawler DF, Ballam JM et al. Evaluation of the effect of limited food consumption on radiographic evidence of osteoarthritis in dogs;
4. Evamaria Mlacnik,  Barbara A. Bockstahler, Marion Müller, Mark A. Tetrick, Richard C.,Jürgen Zentek: Effects of caloric restriction and a moderate or intense physiotherapy program for treatment of lameness in overweight dogs with osteoarthritis