Yöntem ve Gereçler: Bu amaçla primer varus osteoartriti nedeniyle total diz artroplastisi yapılan dizlerden çıkarılan medial menisküsler incelendi. 20 menisküs ışık mikroskopunda ve transmisyon elektron mikroskobunda incelenerek 2 normal menisküsle karşılaştırıldı.

Bulgular: Patolojik menisküs grubundaki örneklerin ultrastrüktürel incelemesinde kollajen liflerde heterojen dizilim görüldü. Bazı alanlar organize olmayan fibröz bantların konsantrik lamellerinden oluşmaktaydı. Ayrıca bu grupta kollajen liflerde nicelik olarak azalma görüldü. Kontrol grupta nerdeyse tüm kondrositlerde metakromazi görülürken, dejeneratif dizlerdeki menisküslerde hücre proliferasyon bölgesinin matriksinde metakromaziye rastlandı. Dejenere menisküslerde kondrositler oval ve uzamış görüldü. Teritorial matriksin oldukça azaldığı veya hiç olmadığı belirlendi. Bununla birlikte proteoglikan partikül ve fibrillerinden oluşan teritoryal matriksle çevrili tipik kondrosit örneklerine de rastlandı. Normal menisküslerde de çok az sayıda görülebilen sitoplazma içindeki yağ damlacıkları dejenere grupta sayıca ve hacimce çok artmış olarak görüldü. Dejenere menisküslerde görülen diğer bir farklılık ise hücrelerarası matrikste görülen elektron yoğun dev kalsifiye cisimlerdi. Bu çalışmada değerlendirilen önemli bulgulardan biri de dejenere menisküslerdeki azalmış glikozaminoglikan sentezidir.

Sonuç: Bu çalışmada osteoartritik diz ekleminde menisküslerdeki ikincil değişiklikler ortaya konmuştur. (Turk J Rheumatol 2009; 24: 118-22)

Menisküslerin sadece üçte birlik dış kısımlarının kanlandığı, üçte ikilik iç kısmındaki yırtıkların kendiliğinden iyileşme güçlerinin çok az olduğu ve kollajenin %60’ının tip II olduğu, üçte birlik dış kısma göre 5-6 kat daha fazla glikozaminoglikan içerdiği bilinmektedir². Travmatik menisküs yırtıkları sıklıkla genç ve aktif insanlarda ortaya çıkarken, yaşlılarda daha çok dejeneratif yırtıklar gelişmektedir⁷. Eklem kıkırdağının kaybı sinovyum, bağlar, kapsül ve menisküslerde ikincil değişikliklere neden olabilmektedir. Menisküsün iç yapısındaki dejeneratif değişiklikler kadın ve erkek, aktif ve inaktif tüm insanlarda genellikle 30 yaş civarında başlar ve ilerleyen yaşla birlikte artış gösterir⁷. Orta yaş ve yaşlı hastalarda osteoartrit sendromuna yol açan eklem kıkırdağının ve diğer dokuların dejenerasyonu ağrı ve sakatlığın en önemli nedenidir. Bu dejeneratif süreç hiyalin dejenerasyon olarak bilinir ve menisküslerdeki yırtıklar kollajen liflerinin dizilimlerindeki bozulmalarla gerçekleşir.

Literatürde menisküslerin dejenerasyonunu ve kimyasal değişiklikleri inceleyen çalışmalar yer almakla birlikte ince yapı düzeyinde dejenerasyonu gösteren çalışma çok azdır. Bu çalışmanın amacı dejeneratif osteoartritli dizlerde menisküslerde gelişen değişikliklerin ince yapı düzeyinde (ultrastrüktürel) incelenmesidir.

Büyütmek İçin Tıklayın

Şekil 1: Osteoartritli diz ekleminden çıkarılan bir menisküste fibrilasyon ve aşınmanın makroskopik görünümü ve işaretlenerek histolojik olarak incelemeye alınan santral üçte iki orta bölgesi

Histopatolojik İnceleme
Işık mikroskobik inceleme için; medial menisküs parçaları %10’luk nötral formalinde 2 gün tespit edildi. Dokular yıkandıktan sonra artan konsantrasyonda (%50, %75, %96, %100) alkollerle dehidrate edildi. Dehidratasyondan sonra ksilolde şeffaflandırılan dokulara parafin emdirildirildikten sonra parafine gömüldü. Hazırlanan doku bloklarından Leica RM 2125 RT mikrotomla 5 μm’lik kesitler alınarak hematoksilen eozin, toluidin mavisi ve mallory azan boyaları yapıldı. Çalışma gruplarını bilmeyen iki araştırmacı tarafından değerlendirilerek Nikon Eclipse E 600 ile görüntü alındı.

Geçirimli elektron mikroskobik (transmission electron microscope-T.E.M.) inceleme için; Dokular %2.5 gluteraldehit ve %2 paraformaldehit karışımında 2 saat tespit edildi. Fosfat tamponda yıkanarak %1 osmiyum tetroksitte 2 saat ikinci tespiti yapıldı. Yıkamadan sonra Araldite gömülerek Leica EM FCS (Vien Austria) ultramikrotomla kesildi. 1 μm’lik yarı ince kesitler toluidin mavisi-azur II ile boyandı. İncelenecek alan seçildikten sonra ultramikrotomla 60-70 nm’lik ince kesitler alındı. LEO 906 E TEM (80 kVOberkochen- Germany) ile incelenerek görüntü alındı.

Histopatolojik bulgular
Işık mikroskobunda yapılan incelemede, normal menisküs grubunda belirgin lakünalar içinde büzüşmüş hücreler ve sıkı paketlenmiş kollajen lif yapısı izlendi. Matriksten kolaylıkla ayırt edilebilen oval ya da yuvarlak tek kondrositler görüldü. Kollajen lif demetleri homojen, düzenli ve ondülan yapıdaydı. Normal menisküsten alınan doku örnekleri geçirimli elektron mikroskobuyla incelendiğinde tüm örneklerdeki kollajen liflerin diziliminin homojen yapısı izlendi (Şekil 2A, 3A). Osteoartritli dizlerdeki menisküslerden alınan doku örneklerinde yapılan incelemede kollajen liflerde heterojen dizilim izlendi. Bazı alanlarda konsantrik fibröz demet lamellerinin organizasyonunda bozulmanın yanı sıra kalitatif olarak değerlendirildiğinde kollajen liflerin miktarında azalma vardı. Bazı lokal alanlarda son derece seyrek düzenlenmiş kollajen lifler izlendi (Şekil 2B, 3B). Her iki grupta toluidin mavisiyle boyanmış kesitler incelendiğinde hücreleri çevreleyen matriks alanında metakromazi görülen bölgeler belirlendi. Kontrol grubunda kondrositlerin etrafındaki metakromazi belirginken, osteoartritli dizlerden alınan menisküs grubunda sadece hücre proliferasyonu olan alanlarda metakromazi izlendi (Şekil 2C, 2D). Bu gruptaki tüm örneklerde, normal menisküs grubuyla karşılaştırıldığında kıkırdak hücrelerinde kalitatif olarak azalma varken, topografik gözlemlerde lokal hücre proliferasyon alanlarında kümeler yapmış hücreler ve dev kondromalar izlendi. Dev hücrelerin çevresinde bazofilik reaksiyonlar belirlendi (Şekil 2E, 2F, 3G). İnce yapı düzeyinde kontrol grubundaki kondrositler yüzeyindeki kısa uzantılar, organeller ve sitoplazmasındaki küçük lipid damlacıklarıyla olağan görünümde izlendi. Kondrositleri çevreleyen belirgin teritoriyal alan, kollajen lifler içeren matriksten kolayca ayırt edilebildi (Şekil 3C, 3D). Kontrol grubuyla karşılaştırıldığında osteoartritli dizlerdeki menisküs grubunda izlenen kondrositler daha oval ve ince uzundu. Teritoriyal matriks alanları bu grupta son derece seyrekti veya izlenemedi (Şekil 3F). Normal menisküslerdeki kondrositlerin sitoplazmasında izlenebilen küçük lipid damlacıklarının sayısı ve büyüklüğündeki artış osteoartritli dizlerdeki menisküs grubunda belirgindi (Şekil 3E). Bu grupta hücrelerarası alanda dev kalsifiye yapılar izlendi (Şekil 3H).

Büyütmek İçin Tıklayın

Şekil 2: Işık mikroskobik panel A,C: normal menisküs (kontrol) grubu, B, D, E, F: osteoartritli dizlerdeki menisküs grubu. (A) kontrol grubunda ondülan kollajen lifler (oklar) ve kondrositlerin yerleştiği lakünalar (*), hematoksilen-eozin (H.E.) boyası, (B) osteoartritli menisküs grubunda düzensiz kollajen lifler (oklar) (H.E.), (C) kontrol grubunda kondrositlerin etrafında belirgin metakromazi (►) toluidin mavisi boyası, (D) osteoartritli diz grubundaki menisküslerde çok az izlenen metakromazi (►) toluidin mavisi boyası, (E) osteoartritli diz grubundaki menisküslerde kondrositlerin oluşturduğu kümeler (C) (H.E.), (F) osteoartritli diz grubundaki menisküslerde sık izlenen hücre bölünmesi (M), dev kondrosit (GC) (H.E.)

Büyütmek İçin Tıklayın

Şekil 3: Geçirimli elektron mikroskop paneli A, C, D: kontrol grubu, B, E, F, G, H: osteoartritli dizlerdeki menisküs grubu. (A) kontrol grubunda homojen düzenlenmiş kollajen lifler (oklar), (B) osteoartritli diz grubundaki menisküslerde lokal alanlarda izlenen seyrek düzenlenmiş kollajen lifler (oklar), (C) kontrol grubunda proteoglikan partikülleri (*) ve filaman (oklar) içeren bol teritoriyal matrikse uzanan hücre uzantılarıyla (P) olağan yapıda izlenen kondrosit, (D) kontrol grubunda, sitoplazmasında bol granüllü endoplazma retikulumu (RER) ve az miktarda lipid damlacıkları (L) görülen aktif bir kondrosit. Hücrenin glikozaminoglikan sentezi yaptığını gösteren, hücre etrafındaki belirgin teritoriyal matriks bölgesi (TM), (E) osteoartritli diz grubundaki menisküslerde sitoplazmada belirgin yağ damlacıklarıyla (L) birlikte etrafında teritoriyal matriks (TM) izlenen oval aktif bir kondrosit, (F) osteoartritli diz grubundaki menisküslerde sitoplazması hücre organellerinden fakir ve kısa hücre uzantılarıyla izlenen inaktif fibrosit benzeri bir kondrosit. Hücre etrafında az ya da hiç izlenemeyen teritoriyal matriks alanı (***), (G) osteoartritli diz grubundaki menisküslerde sitoplazması lipid damlacıklarından (L) zengin aktif kondrosit kümesi, (H) osteoartritli diz menisküs grubunda matrikste izlenen dev kalsifiye cisim (CB)

Hunter ve ark.¹ kıkırdak kaybı olan semptomatik diz osteoartritli hastalarda menisküslerdeki patolojik değişiklikleri manyetik rezonans görüntüleme (MRG) yöntemi ile izlediler. Bu çalışmalarında menisküs yüksekliğinin ve kapladığı alanın kıkırdak kaybı ile birlikte azaldığını bildirdiler. Çalışmamız her iki çalışmadaki bulguları histolojik olarak destekler bulgulara sahiptir. Hunter ve ark.¹²â€™nın bir başka çalışmasında menisküslerin dejenerasyonunun eklem aralığındaki daralmaya önemli miktarda katkıda bulunduğu bildirildi. Bu çalışmada MRG’deki menisküs içi dejenerasyonlarla direkt grafilerdeki eklem aralığının daralmasını değerlendirerek, hem dejenerasyonun hem de menisküslerdeki pozisyon değişikliklerinin eklem aralığındaki daralmaya katkıda bulunduğu sonucuna vardılar. Bu çalışmalar kıkırdağın dejenerasyon sürecinde menisküslerin önemini ortaya koymaktadır. Buna karşın, Fahmy ve ark.¹³ 1983 yılında yayınladıkları nekropsi çalışmasında dejeneratif diz ekleminde makroskopik menisküs patolojisinin ancak örneklerin %57’sinde bulunduğunu rapor ettiler. Bizim çalışmamıza dahil edilen örneklerin sayısı 20 ile sınırlı olduğundan, makroskopik değişiklikler örneklerin daha fazlasında (%80) bulunmuş ve buna histolojik ve ince yapı düzeyinde değerlendirme eklendiğinde dejenerasyonun tüm örneklerde benzer miktarda olduğu görülmüştür. Buradan, makroskopik olarak normal veya normale yakın görünümlü olan menisküslerde de histolojik düzeyde aşınmaların mutlaka olduğu sonucu çıkarılmıştır.

Literatürde normal, yaralanmış ve dejeneratif menisküslerin ince yapı düzeyinde karşılaştırmalı olarak incelendiği az sayıda çalışma vardır. Atay ve ark.¹⁴ diskoid menisküsün ince yapı düzeyini inceledikleri çalışmalarında kollajen dizilimin homojen yapı gösterdiğini bildirmişler, bizim çalışmamızda ise dejeneratif menisküslerde kollajen dizilimi oldukça heterojen bulunmuştur. Bu bulgu, yaralanmış diskoid menisküsün yapısının dejenerasyondaki kadar bozulmadığını göstermektedir. Atay ve ark.¹⁴’nın çalışmasının yanında J. Noble ve D.L. Hamblen’in¹⁵ 1975 yılında dejenere menisküslerde ışık mikroskobisi düzeyinde yaptıkları çalışmalarda izlenen kondrosit proliferasyonunu takibeden dejenerasyonu destekleyecek bulgular kalitatif olarak kollajen liflerin miktarında azalma olduğu yönündeydi. 1975’ten sonra hücre morfolojisinin değerlendirildiği çalışmalar az sayıdadır. Çalışmamızda, osteoartritli dizlerdeki menisküs grubunda kondrositlerde çok sayıda hücre bölünmesi izlenirken, çoğalan bu kondrositlerin lokal olarak bazı alanlarda toplandığı görüldü. Kondrositlerin bölgesel olarak küme oluşturduğu bu topluluklar Noble ve Hamblen’in “klonal agregasyon” olarak tanımladığı yapılardı. Noble ve Hamblen¹⁵ aynı çalışmalarında eklem kıkırdağı dejenerasyonunun erkeklerde bayanlara gore daha sık görüldüğünü belirtmişlerdir, fakat bizim çalışmamızda dejenerasyon cinsiyetler arasında farklılık göstermemiştir.

Çalışmamızda kondrositlerin ince yapısı değerlendirildi. Sitoplazmik organel içeriği ve hücreyi çevreleyen teritoriyal matriks tipik bir kondrositin fonksiyonu hakkında bilgi veren karakteristik özellikleridir. Dejenere menisküs grubundaki kondrositler organelden fakir ve yuvarlak olmayan daha uzun hücrelerdi. Hücre sitoplazması olağan bir kondrositte beklediğimizden daha fazla sayıda ve çapta yağ damlacıkları içermekteydi. Ghadially ve ark.¹⁶ 16-60 yaş arasında değişen hasta grubundaki değerlendirmelerinde menisküslerin hasarlı ve hasarlı olmayan kısımlarında matriks bölgesinde lipid artıkları ve kalsifiye cisimler bildirmişlerdir. Çalışmamızda osteoartritli dizlerdeki menisküs grubunda izlenen kalsifiye cisimler normal menisküs grubundaki kesitlerde görülmedi. Ayrıca Ghadially ve ark.¹⁶’nın bildirdiği matriks içindeki lipid artıklarına rastlanmazken, patolojik gruptaki çoğu kondrosit sitoplazmasında olağan bir kondrositte izlenemeyecek miktarda yağ damlacığı izlendi. Nishida ve ark.¹⁷ menisküs tamirinde teritoriyal alanda izlenen metakromazinin fonksiyonel onarımı gösterdiğini yayınladılar. Bildiğimiz gibi toluidin mavisi gibi metakromatik boyalarla kondrositlerin çevresindeki teritoriyal matrikste gözlemlenebilen bir bulgu olan metakromazi glikozaminoglikan (GAG) sentezini gösterir ki, osteoartritli dizlerdeki menisküs grubunda çoğalan birçok kondrosittin çevresindeki bu matriks bölgesinde metakromazi izlenmedi. Bu bulgu diz osteoartritinde kıkırdakta meydana gelen GAG sentezindeki azalmanın, aşınan menisküste de gerçekleştiğini göstermektedir. Osteoartritli dizlerdeki menisküs grubunda kondrositlerin geçirimli elektron mikroskobik değerlendirmesinde kondrositlerin sitoplazmasının organel açısından son derece fakir olduğu bulgularımız arasındaydı ki, bu bulgular bu gruptaki kıkırdak hücrelerinin az veya hiç sentez yapmayan hücreler olduğunu göstermektedir. Ghadially ve ark.¹⁶’nın tariflediği kalsifiye cisimler normal menisküs grubunda rastlamadığımız ve sadece dejenere dizlerde izlediğimiz yoğun dev kalsifiye cisimlerdi. Hücrelerarası matriks bölgesindeki kalsifiye cisimlerin varlığı daha önceki bulgularımıza bağlı olarak azalmış glikozaminoglikan senteziyle açıklanabilir. Herwig ve ark.¹⁸ insan diz ekleminde dejenerasyonun çeşitli dönemlerinde kimyasal değişimleri değerlendirmişlerdir. Dejenerasyon arttıkça su içeriğinin arttığını, kollajen ve glikozaminoglikan sentezinin artan kondroitin- 6- sülfata göre göreceli olarak azaldığını belirmişlerdir. Çalışmamızda dejenere menisküslerde görülen glikozaminoglikan sentezindeki azalma diz osteoartritinde görülen GAG azalmasıyla paralellik göstermektedir.

Çıkar Çatışması
Yazarlar, herhangi bir çıkar çatışmasının söz konusu olmadığını bildirmişlerdir.

1) Hunter DJ, Zhang YQ, Niu JB, Tu X, Amin S, Clancy M, et al. The association of meniscal pathologic changes with cartilage loss in symptomatic knee osteoarthritis. Arthritis Rheum 2006; 54: 795-801.

2) West RB, Fu FH. Soft-Tissue Physiology and repair. In: Vaccaro AR (ed) Orthopaedic Knowledge Update 8, American Academy of Orthopaedic Surgeons 2006; 15-27.

3) Felson DT, Zhang Y. An update on the epidemiology of knee and hip osteoarthritis with a view to prevention [review]. Arthritis Rheum 1998; 41: 1343-55.

4) Fairbank TJ. Knee joint changes after meniscectomy. J Bone Joint Surg [Br] 1948; 30B: 664-70.

5) Krause WR, Pope MH, Johnson RJ, Wilder DG. Mechanical changes in the knee after meniscectomy. J Bone Joint Surg [Am] 1976; 58A: 599-603.

6) McDermott ID, Amis AA. The consequences of meniscectomy (Review Article). J Bone Joint Surg [B] 2006; 88B: 1549-56.

7) Mankin HJ, Grodzinsky AJ, Buckwalter JA. Articular cartilage and osteoarthritis. In: Einhorn TA, O’Keefe RJ, Buckwalter JA, editors. Orthopaedic Basic Science. Rosemont, IL: American Academy of Orthopaedic Surgeons; 2007; p.161-74.

8) Chatain F, Robinson AHN, Adeleine P, Chambat P, Neyret P. The natural history of the knee following arthroscopic medial meniscectomy. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 2001; 9: 15-8.

9) Lanzer WL, Komenda G. Changes in articular cartilage after meniscectomy. Clin Orthop Rel Res 1990; 252: 41-8.

10) Hough AJ, Webber RJ. Pathology of the Meniscus. Clin Orthop Rel Res 1990; 252: 32-40.

11) Bennett LD, Buckland-Wrigth JC. Meniscal and articular cartilage changes in knee osteoarthritis: a cross-sectional double contrast macroradiographic study. Rheumatology 2002; 41: 917-23

12) Hunter DJ, Zhang YQ, Tu X, Lavalley M, Niu JB, Amin S, et al. Change in joint space width: hyaline articular cartilage loss or alteration in meniscus? Arthritis Rheum 2006; 54: 2488-95.

13) Fahmy NR, Williams EA, Noble J. Meniscal pathology and osteoarthritis of the knee. J Bone Joint Surg [B] 1983; 65B: 24-8.

14) Atay OA, Pekmezci M, Doral MN, Sargon MF, Ayvaz M, Johnson DL. Discoid meniscus: An ultrastructural study with transmission electron microscopy. Am J Sports Med 2007; 35: 475-8.

15) Noble JN, Hamblen DL. The pathology of the degenerative meniscus lesion. J Bone Joint Surg [B] 1975; 57: 180-6.

16) Ghadially FN, Lalonde JMA. Intramatrical lipidic debris and calcified bodies in human semilunar cartilage. J Anat 1981; 132: 481-90.

17) Nishida M, Higuchi H, Kobayashi Y, Takagishi K. Histological and biochemical changes of experimental meniscus tear in the dog knee. J Orthop Sci 2005; 10: 406-13.

18) Herwig J, Egner E, Buddecke E. Chemical changes of human knee joint menisci in various stages of degeneration. Ann Rheum Dis 1984; 43: 635-40.