Біохімічні показники в синовіальній рідині хворих на остеоартрит після SARS-CoV-2-інфекції
Тип публікації :
Дисертація
Дата випуску :
25 червня 2026 р.
Автор(и) :
Бородін, Сергій Віталійович
Науковий(і) керівник(и)/редактор(и) :
Мова основного тексту :
Ukrainian
eKNUTSHIR URL :
Цитування :
[APA 7] Бородін, С. В. (2026). Біохімічні показники в синовіальній рідині хворих на остеоартрит після SARS-CoV-2-інфекції [Дис. доктора філософії, Київський національний університет імені Тараса Шевченка]. eKNUTSHIR. https://ir.library.knu.ua/handle/15071834/35710
[ДСТУ] Бородін С. В. Біохімічні показники в синовіальній рідині хворих на остеоартрит після SARS-CoV-2-інфекції : дис. … доктора філософії : 091 Біологія та біохімія. Київ, 2026. 220 с. URL: https://ir.library.knu.ua/handle/15071834/35710
Бородін С.В. Біохімічні показники в синовіальній рідині хворих на остеоартрит після SARS-CoV-2-інфекції. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 091 – Біологія. Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2026.
Підготовка здійснювалась на кафедрі біохімії навчально-наукового центру «Інститут біології та медицини» Київського національного університету імені Тараса Шевченка Міністерства освіти і науки України.
Пандемія, спричинена коронавірусом 2, пов’язаним з тяжким гострим респіраторним синдромом (severe acute respiratory syndrome-related coronavirus 2, SARS-CoV-2), стала безпрецедентним викликом для глобальної системи охорони здоров’я, трансформувавши уявлення про перебіг хронічних неінфекційних захворювань. На сучасному етапі вектор наукових пошуків змістився з аналізу гострої фази коронавірусної хвороби 2019 року (coronavirus disease 2019, COVID-19) на вивчення довгострокових мультисистемних наслідків, об’єднаних терміном «post-COVID-19 syndrome» (або Long-COVID).
Особливу клінічну складність становить стратегія лікування та реабілітації пацієнтів із коморбідними станами, серед яких провідне місце посідає остеоартрит – найбільш розповсюджена дегенеративна патологія суглобів, що призводить до стійкої втрати працездатності та інвалідизації населення. Традиційно остеоартрит розглядався як локальна деструкція хряща, проте сучасна парадигма визначає його як складне метаболічне захворювання, критично залежне від системного запального фону.
Небезпека COVID-19 зумовлена тим, що системна запальна відповідь на тлі остеоартриту здатна ініціювати глибокі патологічні порушення, які обтяжують перебіг основного захворювання. Як наслідок, у постковідний період такі пацієнти мають суттєво вищий ризик прогресування дегенеративних процесів та розвитку ускладнень з боку опорно-рухового апарату.
Тому метою дисертаційної роботи було оцінити біохімічні показники запальних і вільнорадикальних процесів, а також метаболізму хрящового матриксу в синовіальній рідині пацієнтів із остеоартритом колінних суглобів ІІ-ІІІ ступеня після SARS-CoV2-інфекції.
У вступній частині дисертаційної роботи ґрунтовно висвітлено концептуальні засади проведеного наукового пошуку. Зокрема, подано комплексне обґрунтування актуальності обраної теми, що базується на аналізі сучасних викликів пандемії SARS-CoV-2 та її впливу на патогенез дегенеративних захворювань суглобів. На основі проведеного аналізу чітко сформульовано мету та конкретні завдання даного експериментального дослідження, спрямовані на розв'язання актуальної наукової задачі у сфері біохімії та медицини. Окрему увагу в розділі приділено методологічному аспекту роботи: наведено характеристику об’єкта та предмета дослідження, а також подано деталізований перелік сучасних біохімічних, молекулярно-генетичних та статистичних методів, застосування яких дозволило забезпечити високу достовірність отриманих результатів та повною мірою досягти поставленої мети. У даному розділі також виокремлено ключові положення, що визначають наукову новизну дослідження, де вперше представлено біохімічні механізми впливу постковідного стану на метаболічний гомеостаз хрящового матриксу. Крім того, у вступі сформульовано основні наукові результати, визначено їхню теоретичну цінність та окреслено перспективні напрямки їх впровадження у клінічну практику для оптимізації діагностики та прогнозування перебігу остеоартриту. Завершальна частина розділу містить документальне підтвердження апробації результатів дослідження на міжнародних та всеукраїнських наукових форумах, а також чітко визначає особистий внесок здобувача у планування експериментів, отримання первинних даних, їх інтерпретацію та підготовку серії наукових публікацій за темою дисертації.
У першому розділі дисертаційної роботи представлено аналіз та узагальнення сучасних наукових літературних джерел, присвячених фундаментальним аспектам досліджуваної проблеми. У межах підрозділу 1.1 детально висвітлено еволюційно-біологічну характеристику та складні молекулярні механізми інвазії SARS-CoV-2. Особливу увагу приділено структурній організації віріона, ролі S-білка та специфічній взаємодії вірусу з рецепторами ангіотензинперетворювального ферменту 2 (angiotensin converting enzyme 2, ACE2), що є критичним етапом проникнення збудника в клітини-мішені та ініціації патологічного процесу. У підрозділі 1.2 проаналізовано епідеміологічні особливості та ключові патофізіологічні аспекти системного ураження організму при COVID-19. У цьому контексті ґрунтовно розглянуто результати клінічних та експериментальних досліджень, що характеризують розвиток цитокінового шлейфу, системного запалення та критичних порушень системи гемостазу. Окреслено механізми вірус-індукованої коагулопатії та ендотеліальної дисфункції як провідних чинників мультиорганної патології. У підрозділі 1.3 здійснено аналіз патогенетичних та клінічних аспектів ураження суглобового апарату внаслідок інфекції SARS-CoV-2. Проведено експертну оцінку формування відтермінованих постковідних ускладнень, пов’язаних із деструктивними змінами опорно-рухової системи. Розглянуто роль персистувального запалення у синовіальному середовищі та його вплив на прискорення дегенерації хрящової тканини, що створює підґрунтя для подальшого біохімічного дослідження в межах даної роботи.
У другому розділі дисертації представлено детальну характеристику методологічного підходу та дизайну дослідження. У ньому наведено вичерпні відомості щодо умов реалізації експериментальної частини роботи, а також подано розгорнуту характеристику основних груп обстежених пацієнтів. Окрему увагу приділено специфікації використаного лабораторного обладнання та переліку хімічних реагентів, що застосовувалися в аналітичних процесах. Крім того, розділ містить деталізований виклад усіх біохімічних, молекулярно-генетичних та статистичних методів дослідження, які було впроваджено для досягнення поставленої наукової мети.
У третьому розділі дисертаційної роботи представлено результати власних експериментальних досліджень, а також проведено їх комплексне обговорення із залученням актуальних наукових даних світової літератури. Структурно розділ розподілений на три ключові блоки, кожен з яких присвячений оцінці специфічних патогенетичних ланок ураження суглобового середовища у реконвалесцентів після COVID-19 на тлі остеоартриту.
Перший блок спрямований на оцінку інтенсивності імунозапального процесу в синовіальній рідині. У межах цього етапу досліджено концентрацію С-реактивного білка як високочутливого маркера локальної запальної відповіді та визначено вміст молекул середньої маси, що виступають інтегральним показником деструктивних процесів та ендогенної інтоксикації у суглобі. Особливу увагу приділено молекулярно-генетичному аналізу клітин синовіальної рідини, де вивчалися рівні експресії генів прозапальних медіаторів та рецепторів, зокрема PTGS2 (Prostaglandin-endoperoxide synthase 2, простагландин-ендопероксид синтази 2), NOS2 (Nitric oxide synthase 2, індуцибельної синтази оксиду азоту), NFKB1 (Nuclear factor kappa B subunit 1, ядерного фактора каппа-Бі, субодиниця 1), а також рецепторів вродженого імунітету TLR2 (Toll like receptor 2) та TLR4 (Toll like receptor 4).
Другий блок присвячений вивченню стану системи «вільнорадикальне окиснення – антиоксидантний захист» у синовіальній рідині за умов постковідного синдрому. Проаналізовано інтенсивність генерації активних форм кисню (супероксидного радикала та гідроген пероксиду), оцінено інтенсивність перекисного окиснення ліпідів за рівнями дієнових кон’югатів, ТБК-активних продуктів і шиффових основ. Визначено ступінь окисної модифікації білків за вмістом нейтральних та основних альдо- і кетопохідних, а також білкових та небілкових SH-груп. У клітинах синовіальної рідини досліджено експресію генів LRP1 (LDL receptor related protein 1, білок 1, подібний до рецептора ліпопротеїнів низької щільності) та OLR1 (Oxidized low density lipoprotein receptor 1, рецептор 1, окиснених ліпопротеїнів низької щільності), залучених до регуляції оксидативного стресу та транспорту окиснених ліпідів. Проаналізована ферментативна ланка антиоксидантного захисту (супероксиддисмутаза, каталаза).
Третій блок фокусується на дослідженні молекулярно-генетичних маркерів метаболізму хрящової тканини безпосередньо у суглобовому середовищі. У клітинах синовіальної рідини проведено оцінку анаболічних та регуляторних процесів через визначення рівнів експресії генів TGFB1 (Transforming growth factor beta 1, трансформуючий фактор росту-β1) та FOXO1 (Forkhead box protein O1, фактор транскрипції FoxO1). Надано детальну характеристику експресії генів, що кодують основні структурні компоненти матриксу: корового білка агрекану (Aggrecan core protein, ACAN) та колагену ІІ типу (Collagen type II alpha 1 chain, COL2A1), а також неколагенового білка COMP (Cartilage oligomeric matrix protein, хрящовий олігомерний матриксний білок).
У четвертому розділі дисертаційної роботи – заключенні – здійснено системне узагальнення та критичний синтез отриманих експериментальних даних. У розділі аргументовано представлено фундаментальну значимість виявлених біохімічних та молекулярно-генетичних відмінностей у метаболічному статусі синовіального середовища пацієнтів із остеоартритом у постковідному періоді порівняно з групою осіб, які не мали в анамнезі інфекції SARS-CoV-2. Зокрема, продемонстровано, що перенесена коронавірусна хвороба виступає потужним тригером довготривалого дисбалансу в системі «запалення – деградація матриксу». На основі аналізу цитокінового профілю та експресії регуляторних генів у клітинах синовіального випоту обґрунтовано концепцію вірус-індукованого «метазапалення» як провідного чинника прискореної деструкції хряща. У розділі чітко окреслено наукову новизну отриманих результатів, яка полягає у встановленні ролі супресії анаболічних маркерів (TGFB1, FOXO1, ACAN) та активації катаболічних програм на рівні локального мікрооточення суглоба.
Визначено перспективи практичного застосування результатів дослідження, що полягають у можливості впровадження нових діагностичних критеріїв прогнозування перебігу остеоартриту. Запропоновані біохімічні патерни синовіальної рідини можуть слугувати предикторами формування «швидкопрогресуючого» фенотипу остеоартриту у реконвалесцентів COVID-19, що відкриває шлях до розробки персоналізованих стратегій хондропротекторної терапії та реабілітації.
Основні теоретичні положення, методичні підходи та практичні результати проведеного дисертаційного дослідження знайшли своє повне відображення у 16 наукових працях, з них: 8 статей у фахових періодичних виданнях України, серед яких 2 наукові статті у фаховому виданні, яке індексується у міжнародних наукометричних базах Scopus та Web of Science (із квартилем Q4). Апробацію результатів дисертаційної роботи було проведено в межах міжнародних та всеукраїнських науково-практичних конференцій з опублікуванням 8 тез доповідей.
Ключові слова: COVID-19, остеоартрит, синовіальна рідина, запалення, біохімічні індикатори, імунні клітини, цитокіни, активні форми оксиґену і нітроґену, оксид азоту, супероксиддисмутаза, протеоліз.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 091 – Біологія. Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2026.
Підготовка здійснювалась на кафедрі біохімії навчально-наукового центру «Інститут біології та медицини» Київського національного університету імені Тараса Шевченка Міністерства освіти і науки України.
Пандемія, спричинена коронавірусом 2, пов’язаним з тяжким гострим респіраторним синдромом (severe acute respiratory syndrome-related coronavirus 2, SARS-CoV-2), стала безпрецедентним викликом для глобальної системи охорони здоров’я, трансформувавши уявлення про перебіг хронічних неінфекційних захворювань. На сучасному етапі вектор наукових пошуків змістився з аналізу гострої фази коронавірусної хвороби 2019 року (coronavirus disease 2019, COVID-19) на вивчення довгострокових мультисистемних наслідків, об’єднаних терміном «post-COVID-19 syndrome» (або Long-COVID).
Особливу клінічну складність становить стратегія лікування та реабілітації пацієнтів із коморбідними станами, серед яких провідне місце посідає остеоартрит – найбільш розповсюджена дегенеративна патологія суглобів, що призводить до стійкої втрати працездатності та інвалідизації населення. Традиційно остеоартрит розглядався як локальна деструкція хряща, проте сучасна парадигма визначає його як складне метаболічне захворювання, критично залежне від системного запального фону.
Небезпека COVID-19 зумовлена тим, що системна запальна відповідь на тлі остеоартриту здатна ініціювати глибокі патологічні порушення, які обтяжують перебіг основного захворювання. Як наслідок, у постковідний період такі пацієнти мають суттєво вищий ризик прогресування дегенеративних процесів та розвитку ускладнень з боку опорно-рухового апарату.
Тому метою дисертаційної роботи було оцінити біохімічні показники запальних і вільнорадикальних процесів, а також метаболізму хрящового матриксу в синовіальній рідині пацієнтів із остеоартритом колінних суглобів ІІ-ІІІ ступеня після SARS-CoV2-інфекції.
У вступній частині дисертаційної роботи ґрунтовно висвітлено концептуальні засади проведеного наукового пошуку. Зокрема, подано комплексне обґрунтування актуальності обраної теми, що базується на аналізі сучасних викликів пандемії SARS-CoV-2 та її впливу на патогенез дегенеративних захворювань суглобів. На основі проведеного аналізу чітко сформульовано мету та конкретні завдання даного експериментального дослідження, спрямовані на розв'язання актуальної наукової задачі у сфері біохімії та медицини. Окрему увагу в розділі приділено методологічному аспекту роботи: наведено характеристику об’єкта та предмета дослідження, а також подано деталізований перелік сучасних біохімічних, молекулярно-генетичних та статистичних методів, застосування яких дозволило забезпечити високу достовірність отриманих результатів та повною мірою досягти поставленої мети. У даному розділі також виокремлено ключові положення, що визначають наукову новизну дослідження, де вперше представлено біохімічні механізми впливу постковідного стану на метаболічний гомеостаз хрящового матриксу. Крім того, у вступі сформульовано основні наукові результати, визначено їхню теоретичну цінність та окреслено перспективні напрямки їх впровадження у клінічну практику для оптимізації діагностики та прогнозування перебігу остеоартриту. Завершальна частина розділу містить документальне підтвердження апробації результатів дослідження на міжнародних та всеукраїнських наукових форумах, а також чітко визначає особистий внесок здобувача у планування експериментів, отримання первинних даних, їх інтерпретацію та підготовку серії наукових публікацій за темою дисертації.
У першому розділі дисертаційної роботи представлено аналіз та узагальнення сучасних наукових літературних джерел, присвячених фундаментальним аспектам досліджуваної проблеми. У межах підрозділу 1.1 детально висвітлено еволюційно-біологічну характеристику та складні молекулярні механізми інвазії SARS-CoV-2. Особливу увагу приділено структурній організації віріона, ролі S-білка та специфічній взаємодії вірусу з рецепторами ангіотензинперетворювального ферменту 2 (angiotensin converting enzyme 2, ACE2), що є критичним етапом проникнення збудника в клітини-мішені та ініціації патологічного процесу. У підрозділі 1.2 проаналізовано епідеміологічні особливості та ключові патофізіологічні аспекти системного ураження організму при COVID-19. У цьому контексті ґрунтовно розглянуто результати клінічних та експериментальних досліджень, що характеризують розвиток цитокінового шлейфу, системного запалення та критичних порушень системи гемостазу. Окреслено механізми вірус-індукованої коагулопатії та ендотеліальної дисфункції як провідних чинників мультиорганної патології. У підрозділі 1.3 здійснено аналіз патогенетичних та клінічних аспектів ураження суглобового апарату внаслідок інфекції SARS-CoV-2. Проведено експертну оцінку формування відтермінованих постковідних ускладнень, пов’язаних із деструктивними змінами опорно-рухової системи. Розглянуто роль персистувального запалення у синовіальному середовищі та його вплив на прискорення дегенерації хрящової тканини, що створює підґрунтя для подальшого біохімічного дослідження в межах даної роботи.
У другому розділі дисертації представлено детальну характеристику методологічного підходу та дизайну дослідження. У ньому наведено вичерпні відомості щодо умов реалізації експериментальної частини роботи, а також подано розгорнуту характеристику основних груп обстежених пацієнтів. Окрему увагу приділено специфікації використаного лабораторного обладнання та переліку хімічних реагентів, що застосовувалися в аналітичних процесах. Крім того, розділ містить деталізований виклад усіх біохімічних, молекулярно-генетичних та статистичних методів дослідження, які було впроваджено для досягнення поставленої наукової мети.
У третьому розділі дисертаційної роботи представлено результати власних експериментальних досліджень, а також проведено їх комплексне обговорення із залученням актуальних наукових даних світової літератури. Структурно розділ розподілений на три ключові блоки, кожен з яких присвячений оцінці специфічних патогенетичних ланок ураження суглобового середовища у реконвалесцентів після COVID-19 на тлі остеоартриту.
Перший блок спрямований на оцінку інтенсивності імунозапального процесу в синовіальній рідині. У межах цього етапу досліджено концентрацію С-реактивного білка як високочутливого маркера локальної запальної відповіді та визначено вміст молекул середньої маси, що виступають інтегральним показником деструктивних процесів та ендогенної інтоксикації у суглобі. Особливу увагу приділено молекулярно-генетичному аналізу клітин синовіальної рідини, де вивчалися рівні експресії генів прозапальних медіаторів та рецепторів, зокрема PTGS2 (Prostaglandin-endoperoxide synthase 2, простагландин-ендопероксид синтази 2), NOS2 (Nitric oxide synthase 2, індуцибельної синтази оксиду азоту), NFKB1 (Nuclear factor kappa B subunit 1, ядерного фактора каппа-Бі, субодиниця 1), а також рецепторів вродженого імунітету TLR2 (Toll like receptor 2) та TLR4 (Toll like receptor 4).
Другий блок присвячений вивченню стану системи «вільнорадикальне окиснення – антиоксидантний захист» у синовіальній рідині за умов постковідного синдрому. Проаналізовано інтенсивність генерації активних форм кисню (супероксидного радикала та гідроген пероксиду), оцінено інтенсивність перекисного окиснення ліпідів за рівнями дієнових кон’югатів, ТБК-активних продуктів і шиффових основ. Визначено ступінь окисної модифікації білків за вмістом нейтральних та основних альдо- і кетопохідних, а також білкових та небілкових SH-груп. У клітинах синовіальної рідини досліджено експресію генів LRP1 (LDL receptor related protein 1, білок 1, подібний до рецептора ліпопротеїнів низької щільності) та OLR1 (Oxidized low density lipoprotein receptor 1, рецептор 1, окиснених ліпопротеїнів низької щільності), залучених до регуляції оксидативного стресу та транспорту окиснених ліпідів. Проаналізована ферментативна ланка антиоксидантного захисту (супероксиддисмутаза, каталаза).
Третій блок фокусується на дослідженні молекулярно-генетичних маркерів метаболізму хрящової тканини безпосередньо у суглобовому середовищі. У клітинах синовіальної рідини проведено оцінку анаболічних та регуляторних процесів через визначення рівнів експресії генів TGFB1 (Transforming growth factor beta 1, трансформуючий фактор росту-β1) та FOXO1 (Forkhead box protein O1, фактор транскрипції FoxO1). Надано детальну характеристику експресії генів, що кодують основні структурні компоненти матриксу: корового білка агрекану (Aggrecan core protein, ACAN) та колагену ІІ типу (Collagen type II alpha 1 chain, COL2A1), а також неколагенового білка COMP (Cartilage oligomeric matrix protein, хрящовий олігомерний матриксний білок).
У четвертому розділі дисертаційної роботи – заключенні – здійснено системне узагальнення та критичний синтез отриманих експериментальних даних. У розділі аргументовано представлено фундаментальну значимість виявлених біохімічних та молекулярно-генетичних відмінностей у метаболічному статусі синовіального середовища пацієнтів із остеоартритом у постковідному періоді порівняно з групою осіб, які не мали в анамнезі інфекції SARS-CoV-2. Зокрема, продемонстровано, що перенесена коронавірусна хвороба виступає потужним тригером довготривалого дисбалансу в системі «запалення – деградація матриксу». На основі аналізу цитокінового профілю та експресії регуляторних генів у клітинах синовіального випоту обґрунтовано концепцію вірус-індукованого «метазапалення» як провідного чинника прискореної деструкції хряща. У розділі чітко окреслено наукову новизну отриманих результатів, яка полягає у встановленні ролі супресії анаболічних маркерів (TGFB1, FOXO1, ACAN) та активації катаболічних програм на рівні локального мікрооточення суглоба.
Визначено перспективи практичного застосування результатів дослідження, що полягають у можливості впровадження нових діагностичних критеріїв прогнозування перебігу остеоартриту. Запропоновані біохімічні патерни синовіальної рідини можуть слугувати предикторами формування «швидкопрогресуючого» фенотипу остеоартриту у реконвалесцентів COVID-19, що відкриває шлях до розробки персоналізованих стратегій хондропротекторної терапії та реабілітації.
Основні теоретичні положення, методичні підходи та практичні результати проведеного дисертаційного дослідження знайшли своє повне відображення у 16 наукових працях, з них: 8 статей у фахових періодичних виданнях України, серед яких 2 наукові статті у фаховому виданні, яке індексується у міжнародних наукометричних базах Scopus та Web of Science (із квартилем Q4). Апробацію результатів дисертаційної роботи було проведено в межах міжнародних та всеукраїнських науково-практичних конференцій з опублікуванням 8 тез доповідей.
Ключові слова: COVID-19, остеоартрит, синовіальна рідина, запалення, біохімічні індикатори, імунні клітини, цитокіни, активні форми оксиґену і нітроґену, оксид азоту, супероксиддисмутаза, протеоліз.
Ключові слова :
COVID-19 остеоартрит синовіальна рідина запалення біохімічні індикатори імунні клітини цитокіни активні форми оксиґену і нітроґену оксид азоту супероксиддисмутаза протеоліз COVID-19 osteoarthritis synovial fluid inflammation biochemical indicators immune cells cytokines reactive oxygen and nitrogen species nitric oxide superoxide dismutase proteolysis
Галузі знань та спеціальності :
E1 Біологія та біохімія
Файл(и) :![Ескіз]()
Вантажиться...
Формат :
Adobe PDF
Розмір :
3.52 MB
Контрольна сума :
(MD5):8619221778c36df3315e495afb79d341
Якщо не вказано інше, ця робота розповсюджується на умовах ліцензії Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International