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Frallonardo, Paola (2014) Ruolo dei cristalli di calcio nell'infiammazione. Studio del liquido sinoviale mediante Microscopia Elettronica a Scansione, in pazienti con artrosi del ginocchio. [Tesi di dottorato]

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Tesi non accessible fino a 01 Gennaio 2018 per motivi correlati alla proprietà intellettuale.
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1307Kb

Abstract (inglese)

Background
Osteoarthritis (OA) is a chronic joint disease characterized by a progressive loss of articular cartilage, osteophyte formation, thickening of the subchondral bone, along with frequent signs of intraarticular inflammation with moderate synovitis. The role of inflammation in the pathogenesis of OA is becoming increasingly evident especially in its early phases The pathogenesis is not yet clear. In the last years the role of calcium crystals in structural progression of OA was considered. Calcium pyrophosphate (CPP) and basic calcium phosphate (BCP) are the most common calcium crystals detected in OA. The role of calcium crystals in synovial inflammation and their significance in OA progression in this context continues to be debatable.
Objective
The aim of this study was to evaluate the presence of calcium crystals in synovial fluid using ultrasensitive analysis with scanning electron microscopy (SEM) at early and later stages of symptomatic and radiographic knee OA (KOA), to investigate the presence of CPP and BCP crystals in synovial fluid (SF) of patients with KOA and their relationship with main indices of clinical and synovial activities.
Methods
SF was collected from 120 patients affected with KOA, 84 females, mean age 68±10.7 yrs (range 50-93 yrs). All patients answered at three disease-specific questionnaires: WOMAC, Lequesne algofunctional index and VAS. SF calcium crystals analysis was performed by regular and polarized light microscopy. Alizarin red stain was performed in all speciments. As BCP crystals are more challenging to detect and are too small to be seen by light microscopy, SEM a highly specialized technique, has been used to define calcium-containing crystals. All patients underwent to knee ultrasound (US) with power Doppler. Everyone were undergoing knee X-ray and they were classified according to the radiological grade of Kellgren and Lawrence (KL).
Results
CC were detected by SEM in 62/120 (51.6%) of the patients. The patients with CC were older (p=0.036), had a greater difficulty in moving (p=0.0041); they had a higher PMN percentage in SF (0.0041) and a positive power Doppler statistically significant (p=<0.0001). CPP were positive in 37/120 patients (30%) by SEM. In patients with CPP, we found a significant difference with regard to age (p=0.0002), disease duration (p=0.041), pain (p=0.039), KL radiographic score (p=0.0334), US power Doppler (p=0.0001). BCP were detected by SEM in 33/120 pazienti (27.5%). In patients with BCP+ we found a significant difference with regard to WOMAC (p=0.0001), pain (p=0.0001), stiffness (p<0.0001), functional impairment (p<0.0001), Lequesne index (p<0.0001), Visual Analogic Scale (<0.0004), US power Doppler (p<0.0001). In the group of patients BCP+ we found a correlation between KL score and disease duration. On the basis of disease duration, the patients were subdivided into three groups I <1yr (49); II 1-5 yrs (27); III > 5 yrs (44). The main differences were found with regard to age, US power Doppler. The KL score were worse in III group. In the I group (early KOA) with CPP+ and BCP+ was found significant difference with regard to US Power Doppler (p=0.0039). In the III group we not found significant differences between CPP+ and CPP-. In the I group (early KOA) in patients with BCP+ we found a significant difference with regard to pain (p=0.0002), stiffness (p=0.045), functional impairment (p=0.0014), WOMAC (p=0.0002) US power Doppler (p=0.0009).
Conclusion
In us study we evaluated the presence of CC in LS of patients with KOA, using ultrasensitive method as the SEM. CC+ was found to be correlated with severe clinical status and worse imaging findings, and PD resulted positive in patients with CC+ by SEM. CC+ appeared to be an expression of worse evolution and aggressive KOA. Particularly intriguing BCP+in the early group. The presence of BCP is associated with a greater degree of inflammation.

Abstract (italiano)

Introduzione
L'artrosi (OA) è una malattia articolare cronica, caratterizzata da lesioni degenerative e produttive a carico della cartilagine delle articolazioni diartrodiali. Tuttavia, grande interesse della comunità scientifica si è sviluppato attorno alla componente infiammatoria caratterizzata da una modesta sinovite. In questo ambito negli ultimi anni notevole interesse è stato rivolto al ruolo che possono svolgere i cristalli di calcio (CC) nella patogenesi dell'OA, ma se questi contribuiscano direttamente al danno cartilagineo o ne siano più semplicemente un epifenomeno è ancora argomento di dibattito. I CC più comuni nell'OA sono quelli di pirofosfato di calcio diidrato, dall'inglese calcium pyrophosphate (CPP) e quelli generalmente definiti di fosfato basico di calcio (BCP dall'inglese basic calcium phosphate) che comprendono idrossiapatite, octacalcio fosfato e tricalcio fosfato.
Scopo dello studio
Indagare con metodica ultrasensibile Microscopia Elettronica a Scansione (SEM) la presenza di cristalli di CPP e di BCP nel liquido sinoviale (LS) di pazienti con artrosi del ginocchio (GOA) e sui loro rapporti con i principali indici di attività e di gravità di malattia.
Pazienti e metodi
Sono stati sottoposti ad artrocentesi del ginocchio ed esame del LS 120 pazienti, 84 femmine, età media 68±10,7 anni (range 50-93). In ciascun paziente sono stati valutati i principali indici clinici di malattia attraverso i questionari WOMAC, Lequesne e VAS; su tutti è stato eseguito esame ultrasonografico (US) dell'articolazione colpita con tecnica power Doppler. Tutti i pazienti soddisfacevano i criteri dell'American College of Rheumatology per OA e avevano una diagnosi radiologica di GOA secondo i criteri di Kellgren e Lawrence (KL). Nel LS sono stati valutati la conta totale leucocitaria (GB), la percentuale di polimorfonucleati (PMN), e la presenza di eventuali CC. La ricerca di CC è stata condotta con microscopio a luce polarizzata, utilizzando anche il compensatore rosso di I ordine; veniva eseguita la colorazione aspecifica con rosso di Alizarina. La microscopia a scansione elettronica (SEM) è stata utilizzata come tecnica ultrasensibile per meglio identificare e caratterizzare i CC.
Risultati
Il nostro studio ci ha consentito con metodica ultrasensibile (SEM) di rilevare i CC nel LS in 62/120 pazienti (51,6%). Da una prima valutazione delle differenze tra le due popolazioni, i pazienti con CC rispetto a quelli senza erano più anziani (p=0,036), avevano una maggior difficoltà di movimento (p=0,0041); presentavano una % di PMN nel LS superiore (0,0041) e una presenza di power Doppler statisticamente significativa (p=<0,0001). I CPP sono stati evidenziati al SEM in 37/120 pazienti (30%). Nei pazienti con CPP+ abbiamo riscontrato una differenza significativa per età (p=0,0002), durata di malattia (p=0,041), dolore (p=0,039), grado KL (p=0,0334), power Doppler (p=0,0001). Nei pazienti con CPP+ abbiamo riscontrato una correlazione tra loro degli indici clinici: dolore, rigidità , difficoltà , WOMAC, Lequesne. Una correlazione inversa è stata rilevata tra il power Doppler e la conta totale di GB. I BCP sono stati evidenziati al SEM in 33/120 pazienti (27,5%). Nei pazienti con BCP+ abbiamo riscontrato una differenza significativa per WOMAC (p=0,0001), dolore (p=0,0001), rigidità (p<0,0001), difficoltà (p<0,0001), Lequesne (p<0,0001), VAS (<0,0004), power Doppler (p<0,0001); per l'età è stato riscontrato un trend positivo senza significatività statistica (p=0,046). Per quanto riguarda, inoltre, i pazienti con BCP+ abbiamo rilevato una correlazione tra KL e durata di malattia. Abbiamo inoltre suddiviso i pazienti in 3 gruppi in base alla durata di malattia: I gruppo (49) con durata di malattia < 1 anno; II gruppo (27) tra 1-5 anni; III gruppo (44) con durata di malattia > 5 anni. Le differenze principali fra i pazienti dei 3 gruppi sono state riscontrate per l'età , maggiore nel gruppo III, nella positività al power Doppler. La gravità del quadro radiografico erano peggiori nel III gruppo. Quando abbiamo suddiviso i tre gruppi per la presenza di CPP e BCP, nel I gruppo differenze significative si osservavano per il Power Doppler (p=0,0039); al limite della significatività il dolore. Nel III gruppo non abbiamo riscontrato differenze significative tra la presenza e assenza di CPP. Considerando i BCP nel I gruppo sono state riscontrate differenze significative nei BCP+ nei confronti dei BCP- per il dolore (p=0,0002), la rigidità (p=0,045), la difficoltà (p=0,0014), il WOMAC (p=0,0002) e per il power Doppler (p=0,0009).
Conclusioni
Questo è il primo studio che permette di valutare il significato della presenza di CC nel LS di pazienti affetti da GOA, utilizzando metodica ultrasensibile come il SEM in una popolazione piuttosto ampia di pazienti. Particolarmente intrigante risulta l'analisi di pazienti con BCP nel gruppo early. La presenza dei BCP è sicuramente associata a un grado maggiore di infiammazione e smentirebbe studi precedenti in cui veniva suggerito che i BCP fossero un epifenomeno e non influenzassero il tipo di malattia.

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Tipo di EPrint:Tesi di dottorato
Relatore:Punzi, Leonardo
Dottorato (corsi e scuole):Ciclo 27 > scuole 27 > SCIENZE MEDICHE, CLINICHE E SPERIMENTALI > SCIENZE REUMATOLOGICHE
Data di deposito della tesi:29 Gennaio 2015
Anno di Pubblicazione:29 Gennaio 2014
Parole chiave (italiano / inglese):Artrosi/osteoarthritis, Cristalli di calcio/calcium crystals, Microscopia Elettronica a scansione/Scanning, Electron Microscopy, Ultrasonografia/Ultrasound
Settori scientifico-disciplinari MIUR:Area 06 - Scienze mediche > MED/16 Reumatologia
Struttura di riferimento:Dipartimenti > Dipartimento di Scienze Cardiologiche, Toraciche e Vascolari
Codice ID:7729
Depositato il:12 Nov 2015 09:52
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