Автореферат и диссертация по медицине (14.00.22) на тему:Научные основы профилактики остеопороза в детском, подростковом и юношеском возрасте на популяционном уровне

На правах рукописи

ФАЛАМЕЕВА Ольга Викторовна

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ПРОФИЛАКТИКИ ОСТЕОПОРОЗА В ДЕТСКОМ, ПОДРОСТКОВОМ И ЮНОШЕСКОМ ВОЗРАСТЕ НА ПОПУЛЯЦИОННОМ УРОВНЕ

14.00 22 - травматология и ортопедия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

□0317'0780

Новосибирск - 2008

003170780

Работа выполнена в лабораторно-экспериментальном отделе Федерального государственного учреждения «Новосибирский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии Федерального агентства по высокотехнологичной медицинской помощи»

Научный консультант:

доктор медицинских наук,

профессор Садовой Михаил Анатольевич

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук Михайловский Михаил Витальевич

ФГУ «Новосибирский НИИ травматологии и ортопедии Росмедгехнологий»

доктор медицинских наук,

профессор Михайлов Сергей Александрович

ФГУ «Российский НИИ травматологии и ортопедии имени Р Р Вредена Росмедгехнологий»

доктор медицинских наук,

профессор Воловик Валерий Евгеньевич

ГОУ ДПО «Институт повышения квалификации специалистов здравоохранения» министерства здравоохранения Хабаровского края

Ведущая организация: Федеральное государственное учреждение «Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» имени академика Г А Илизарова Росмедтехнологий»

Защита диссертации состоится «_» «_» 2008 года в 10 00 часов

на заседании ученого совета Д 208 064 01 при ФГУ «Новосибирский НИИ травматологии и ортопедии Росмедтехнологий» по адресу 630091, Новосибирск, ул Фрунзе, 17

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГУ «Новосибирский НИИ травматологии и ортопедии Росмедтехнологий»

Автореферат разослан «_» «_» 2008 г

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 208 064 01, доктор медицинских наук, профессор

Шевченко В П

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В последнее десятилетие отмечено много работ, направленных на выявление региональных и возрастных особенностей достижения пика костной массы и дальнейшей потери минеральной плотности костной ткани (МПКТ), а также различия в распространенности остеопо-роза (ОП) (Беневоленская JIИ , 2003, Михайлов С А , 2003, Родионова С.С, 2004, В.И Шевцов, 2007, Ahmed AI et al, 1997, Cassidy J T et al, 1999, Jones G, 2005, Kocher M S , 2006, Norman ML et al, 2007) Несмотря на успехи, достигнутые в области диагностики и патогенеза остеопороза, остается нерешенным комплекс вопросов.

Существует мнение, что понимание этиопатогенеза остеопороза взрослых связано с возрастными особенностями минерализации костного скелета в детском возрасте (Dell-Rio L et al, 2001, Picard D, 2004) Это связано с тем, что у людей зрелого возраста определяется низкая МПКТ еще до периода полового созревания (Ferrar L et al, 2003) В связи с этим профилактика ОП в детском и подростковом возрасте является актуальной проблемой, от решения которой зависит здоровье наиболее активной части населения трудоспособного возраста

В России имеется ряд исследований по оценке показателей минерализации костной ткани у детей и подростков, проведенных с использованием унифицированных нормативов и критериев диагностики ОП (Бурдыгина H В , 2000, Михайлов С А, 2003, Родионова С С , 2005, Щеплягина JIА и соавт., 2005, А А Свешников и соавт., 2006, Турилина Е В , 2007, Короткова Т А, 2007) Результаты, полученные в этих работах, характеризуются большим разбросом данных по уровню распространенности снижения МПКТ в детском, подростковом и юношеском возрасте, что может быть обусловлено гипо- и гипердиагностикой ОП в связи с отсутствием адекватной нормативной базы референтных значений МПКТ, характерных для данной территории В связи с этим, актуальна объективная оценка показателей минерализации костной ткани и распространенности ОП у детей и подростков России

Существуют разные точки зрения на патогенетические аспекты развития ОП в детском возрасте Ряд авторов считают, что основополагающими в развитии ОП являются нарушения кальций - фосфорного обмена и снижение кос-теобразующих функций в детском возрасте (Поворознюк В В , 2002; Моисеева ТЮ, 2003, Родионова С С , 2004) В последние годы появились данные о том, что в этиопатогенезе ОП определенную роль играют протеогликаны костной ткани (Beresford J N et al, 2002, Boivin G, Meunier P J, 2003) Авторы обосновывают этот факт тем, что строение минерализованного костного мат-рикса определяется структурой органических его компонентов, а структура кристаллов гидроксиапатита зависит от условий, в которых он сформировался (Grzesik W J et al, 2005, Czupalla С. et al, 2005) Патогенетическая роль этих изменений в настоящее время не изучена

Формирование полноценного скелета определяется генетическими и внешнесредовыми факторами (Родионова С С., 2002), среди которых рассматриваются особенности климата и загрязнение биосферы химическими веществами (Анохина А С., 2007, Дедух НВ , Зупанец И А., 2002, Вербовой А Ф , 2002) Однако, роль техногенных факторов риска в возникновении ОП у детей и подростков еще мало исследована Ранее в эксперименте на крысах линии \VSSZM была доказана роль техногенных факторов в развитии деформаций позвоночника при генетической их детерминированности (Садовой М А и соавт, 2004) Для определения влияния техногенных факторов окружающей среды на развитие ОП адекватной экспериментальной моделью могут являться крысы линии ОХУБ (Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск)

Знание факторов, влияющих на формирование МПКТ в разные возрастные периоды, необходимо для разработки основ первичной и популяцион-ной профилактики ОП и его осложнений Вместе с тем, сохраняющаяся тенденция к росту заболеваемости ОП среди детского населения разных регионов России свидетельствует о недостаточной эффективности существующих мер профилактики данного заболевания Поэтому перспективным является научное обоснование принципов формирования групп риска на основе анализа накопленных данных клинических, биохимических, рентгенологических и денситометрических исследований

Цель исследования: разработать научные основы профилактики ос-теопороза в детском, подростковом и юношеском возрасте на популяцион-ном уровне с дифференциацией клинико-гигиенических мероприятий в зависимости от степени морфофункциональных изменений в костной ткани и влияния факторов риска

Задачи исследования:

1 Установить нормативные показатели минерализации костной ткани новосибирской популяции в детском, подростковом и юношеском возрасте

2 Изучить распространенность остеопении и остеопороза в новосибирской популяции в детском, подростковом и юношеском возрасте

3 Установить взаимосвязь между степенью снижения МПКТ и состоянием кальций - фосфорного обмена, кальций-регулирующей системы и динамикой изменений маркеров ремоделирования костной ткани в детском, подростковом и юношеском возрасте

4 Изучить взаимосвязь дефицита МПКТ с наличием компрессионных переломов тел позвонков и разной степени выраженности сколиотиче-ских деформаций позвоночника в детском и подростковом возрасте

5 Изучить частоту остеопении и остеопороза в детском, подростковом и юношеском возрасте на территориях с разным уровнем техногенного загрязнения окружающей среды и установить взаимосвязь изменений костной ткани с техногенными факторами риска снижения МПКТ.

6 В эксперименте изучить патогенетические механизмы остеопороза при хроническом влиянии техногенных факторов риска при наличии или отсутствии генетической его детерминированности.

7 Разработать научные основы дифференцированной профилактики остеопороза с учетом прогностической значимости факторов риска в детском, подростковом и юношеском возрасте

Научная новизна исследования состоит в том, что впервые.

- установлено, что развитие остеопении и ОП в детском и подростковом возрасте связано с изменением кальций-фосфорного обмена и кальций-регулирующих гормонов, выявлена тесная корреляционная связь МПКТ с уровнем остеокальцина и паратиреоидного гормона, при снижении МПКТ происходит изменение содержания макро- и микроэлементов и протеоглика-нов костной ткани,

- систематизированные результаты исследований позволили расширить представления о патогенетических механизмах остеопороза в популяции детского, подростков ого и юношеского возраста,

- установлено, что распространенность снижения МПКТ у детей, проживающих на территории высокого техногенного риска в 1,7-2,0 раза выше, чем на территории низкого техногенного риска,

- установлено, что с увеличением возраста в группе детей со сколио-тическими деформациями позвоночника увеличивается процент детей, имеющих снижение МПКТ, при наличии компрессионных переломов тел позвонков снижение МПКТ по всем регионам скелета регистрируется в 43,9% случаев, причем у юношей чаще, чем у девушек, в 16,9% случаев компрессионные переломы тел позвонков происходят на фоне системного ОП, в 17,5% - на фоне остеопении позвоночника,

- в эксперименте на крысах установлено, что при хроническом воздействии техногенного фактора риска на уровне пороговой дозы при наличии генетической предрасположенности к возникновению дефицита МПКТ происходит нарушение косного ремоделирования, обусловленное снижением ос-теопластических функций и усилением костной резорбции;

- изучена прогностическая значимость факторов риска остеопении и ОП в детском, подростковом и юношеском возрасте и обоснована необходимость его профилактики при разной степени риска снижения МПКТ

Практическая значимость работы

В возрасте от 9 до 13 лет у здоровых мальчиков и у девочек установлены наибольшие темпы прироста МПКТ. Суммарные показатели прироста МПКТ за период 6-20 лет у лиц мужского пола достоверно превышают аналогичные показатели у лиц женского пола

Установлено, что распространенность остеопении и ОП у жителей г Новосибирска в возрасте 6-20 лет составляет 28,6% случаев, из них 11,8% -лица мужского пола и 16,8% - лица женского пола Наиболее высокая частота остеопении у девочек отмечена в 16-18 лет, а у мальчиков в 11,18-19 лет Ос-

теопороз наиболее часто регистрируется у девочек в 12, 17-18 лет, а у мальчиков - в 10-13 и 19-20 лет Данные о патогенетических механизмах развития ОП в детском и подростковом возрасте, а также взаимосвязь компрессионных переломов с низкой плотностью костной ткани позволили определить факторы риска ОП Эти данные являются основой для проведения профилактики ОП и выделения групп риска

Полученные абсолютные значения МПКТ поясничных позвонков, проксимальных отделов бедренных костей и всего скелета у жителей г Новосибирска могут быть использованы для создания российской нормативной базы данных МПКТ. Возрастные нормативы МПКТ для жителей г Новосибирска могут служить референтными значениями при оценке изменений минеральной плотности костной ткани относительно возраста в этом регионе, что позволит более адекватно интерпретировать результаты денситометрического исследования при диагностике остеопении и остеопороза Своевременная диагностика снижения МПКТ позволит проводить своевременную медикаментозную коррекцию патологии, что в свою очередь способствует снижению риска возникновения переломов и уменьшению затрат на лечение

Положения, выносимые на защиту

1 Актуальность профилактики снижения МПКТ на популяционном уровне обусловлена высокой частотой остеопении и остеопороза в детском, подростковом и юношеском возрасте

2. Изменения в костной ткани в детском возрасте при наличии остеопороза связаны с нарушением минерализации костной ткани, этиопатогене-тические механизмы которых обусловлены снижением костеобразующих функций и изменением биохимических особенностей органического матрик-са костной ткани, связанных как с генетическими факторами, так и факторами внешней среды.

3 Основными факторами риска остеопороза в детском возрасте являются изменение росто-весовых показателей по сравнению с половозрастной нормой, наличие отягощенного наследственного анамнеза, проживание на территории с высоким уровнем техногенного риска, низкое употребление кальций - содержащих продуктов, позднее или раннее начало менструаций, наличие сколиотической деформации позвоночника и компрессионных переломов позвоночника

4 Научные основы профилактики ОП в детском, подростковом и юношеском возрасте, установленные методами клинических и экспериментальных исследований, сформированы с учетом комплексной оценки возрастно-половых и биохимических особенностей формирования скелета, генетической детерминированности остеосинтеза и техногенных факторов риска, что вызывает необходимость формирования когорт в популяциях детей и подростков по установленным количественным критериям снижения МПКТ

Апробация работы

Основные положения диссертации доложены на научно-практической конференции «Актуальные вопросы лучевой диагностики заболеваний кост-но-суставной системы» (Барнаул, 2005), на Краевой научно-практической конференция «Инновационные технологии в травматологии и ортопедии» (Хабаровск, 2005), на II Конгрессе по остеопорозу (Ярославль, 2005), на Всероссийской научно-практической конференции Краевого Центра по профилактике и борьбе со СПИД и другими инфекционными заболеваниями» (Красноярск, 2005), на I международной научно-практической конференции «Общественное здоровье инновации в экономике, управлении и правовые вопросы здравоохранения» (Новосибирск, 2005), на IV Всероссийской конференции «Проблемы биологической науки и образования в педагогических вузах» (Новосибирск, 2005), на I международной научно-практической конференции молодых ученых по вертебрологии и смежным дисциплинам (Новосибирск, 2005), на III конференции с международным участием «Проблема остеопороза в травматологии и ортопедии» (Москва, 2006), на VI Всероссийской конференция молодых ученых «Проблемы фундаментальной и прикладной медицины в рамках 13 международного конгресса по приполярной медицине» (Новосибирск, 2006), на научно-практической конференции молодых ученых «Молодые ученые новые идеи и открытия» (Курган, 2006), на международной научно-практической конференции «Остеопороз эпидемиология, клиника, диагностика, профилактика и лечение» (Евпатория, 2006), на II конференции молодых ученых по вертебрологии и смежным дисциплинам «Молодые ученые в развитии современной науки» (Новосибирск, 2008). Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 303 страницах, иллюстрирована 37 таблицами и 49 рисунками Состоит из списка сокращений, введения, 7 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций Список литературы содержит 425 источников, в том числе 305 иностранных В работе имеется 3 приложения Работа выполнена в соответствии с научным планом НИР ФГУ «Новосибирский НИИТО Росмедтехнологий» (номер государственной регистрации 0120 0504984)

Публикации и сведения о внедрении в практику По проблеме диссертации опубликовано 40 научных работ, из них 8 статей в рецензируемых рекомендуемых ВАК журналах Получено решение о выдаче патента «Способ формирования групп риска по развитию остеопороза у детей и подростков» (авторы - Фаламеева О В , Садовой М А , Храпо-ва Ю В, Бенедиктова A.A., Русова ТВ) от 01 02 2008 по заявке № 2007111227 Результаты исследования внедрены в работу отделения детской ортопедии и травматолого-ортопедического отделения ФГУ «Новосибирский НИИТО Росмедтехнологий», используются в клинической практике Центра профилактики и лечения остеопороза на базе ФГУ «Новосибирский НИИТО Росмедтехнологий», в Государственном научно-клиническом центре охраны

здоровья шахтеров Минпроэнерго, в ФГУ Новосибирском НИИ гигиены Роспотребназдора, в педагогической работе на кафедре вертебрологии факультета усовершенствования врачей Новосибирского государственного медицинского университета Росздрава, на кафедре травматологии, ортопедии и военно-полевой хирургии Алтайского государственного медицинского университета Росздрава

Личный вклад автора в работу

Автором лично организовано и проведено экспериментальное исследование, исследование МПКТ, анкетирование пациентов, статистическая обработка и анализ полученных данных

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, определены цель и задачи исследования, показана научная новизна и практическая значимость работы, основные положения, выносимые на защиту

В первой главе представлен обзор литературы, в котором приведены данные о структурно-функциональных особенностях костной ткани в разные возрастные периоды в детском, подростковом и юношеском возрасте, подробно изложены факторы, влияющие на формирование костной ткани, а также изменения ремоделирования костной ткани при ОП На основании анализа литературных данных о распространенности и этиопатогенезе остеопении и ОП, определены актуальные проблемы в диагностике и профилактике снижения МПКТ у детей на популяционном уровне

Во второй главе представлены клинические, социально-гигиенические, рентгенологические, остеоденситометрические, морфологические, биохимические и статистические методы исследования, а также экспериментальное моделирование ОП

Комплексные клинические и лабораторно-инструментальные исследования проведены на базе Центра профилактики остеопороза ФГУ «Новосибирский НИИ травматологии и ортопедии Росмедтехнологий» (руководитель Центра-А В Графов)

Работа проведена в шесть этапов согласно разработанной программе (табл 1) На первом этапе исследования разработана программа исследования с согласованием организационного, информационного и математического обеспечения, установлены цели и задачи, проанализированы литературные источники

На втором и третьем этапах (совместно с к э н , в н с ФГУН «Новосибирский НИИ гигиены Роспотребназдора» М А Креймером) проведен анализ природных и техногенных факторов патогенетического риска на территории г Новосибирска, организовано и проведено скрининговое исследование детей на территориях с разным уровнем гигиенического риска, сформирован банк данных

Таблица 1

Программа, материалы и методы исследований

Этапы Методы исследования Источники информации Объекты исследований

1 этап Разработка программы исследования, постановка цели и задач, анализ литературных источников Ретроспективный анализ Литературные источники 425 литературных источников, 3 отчета Госсанэпиднадзора, 2 отчета Роспотребнад-зора, 4 отчета Росгидромета по Новосибирской области

2 этап Анализ природных и антропогенных факторов патогенетического риска развития ос-теопороза Социально- гигиенический, экологический Санитарно-гигиеническая оценка территорий, ранжирование территорий 654 химико-аналитических исследования почвы, снега, воздуха, объемы промышленных выбросов

3 этап Диагностический скрининг, анкетирование Остеоденсито-метрический, клинический, социологический Специально разработанная анкета, денси-тограммы, результаты биохимических исследований 2124 детей г Новосибирска в возрасте 6- 20 лет (1126 мальчиков и 998 девочек)

4 этап Обследование детей из групп риска, анализ факторов риска Осгеоденсито-метрический, клинический,социологический, статистический анализ 786 карт стационарных больных, 600 рентгенограмм, биохимические исследования, 2124 денсито-граммы, 2124 анкеты 2124 детей, 166 детей с компрессионными переломами тел позвонков, 434 детей со сколиотическими деформациями позвоночника

5 этап Экспериментальное моделирование Остеоденсито-метрический, биохимический, морфологический Результаты остеоден-ситометрического, биохимического и морфологического исследований 70 крыс линии Wistar и 123 крысы линии OXYS

6 этап Системный анализ взаимосвязей на базе математического моделирования Статистический, аналитический, прогнозирование, концептуальное моделирование межсистемных связей Сформированная база данных, 156 моделей, 38 из них - достоверные 1079 здоровых детей, 799 детей со снижением минеральной плотности костной ткани разной степени выраженности

На четвертом этапе проведено исследование факторов риска ОП, оценена прогностическая значимость факторов риска и определен характер их взаимосвязи с переломами тел позвонков и деформациями позвоночника у детей На пятом этапе для доказательства взаимосвязи патогенетических изменений костной ткани с хроническим воздействием техногенных факторов

внешней среды при применен метод экспериментального моделирования с анализом данных морфологических, денситометрических и биохимических исследований. На шестом этапе, на основании проведенного статистического анализа банка данных разработаны научные основы по популяционной профилактике ОП

За период 2004-2005 гг проведено одномоментное скрининговое ос-теоденситометрическое обследование 2124 практически здоровых жителей г. Новосибирска (876 мальчиков и 1248 девочек) в возрасте 6-20 лет Из них выделена группа 1079 человек с нормальными показателями МПКТ и 799 человек - со сниженными показателями МПКТ В обследование так же были включены 272 человека, обучающиеся в санаторной школе-интернате № 133 для детей, больных сколиозом, 224 ребенка, находящиеся на лечении в отделении детской и подростковой вертебрологии ФГУ «Новосибирский НИИ травматологии и ортопедии Росмедтехнологий»; 166 детей, находящиеся на консервативном лечении в МУЗ «Детская больница скорой медицинской помощи № 3 г Новосибирска» по поводу компрессионных переломов тел позвонков Средний возраст обследованных в рамках скрининга -14,1 ± 5,8 лет

Протоколы исследования и информированные согласия были рассмотрены и одобрены на заседании Этического комитета в ФГУ «Новосибирский НИИ травматологии и ортопедии Росмедтехнологий» Исследование проводилось с согласия родителей детей и самих обследуемых.

Разработанная в Центральном научно-исследовательском институте травматологии и ортопедии им Н Н Приорова анкета нами адаптирована для настоящего исследования Анкета включала следующие разделы паспортная часть, социально-демографический раздел, жалобы, анамнез, переломы костей в течение жизни и наличие переломов у родственников, уровень физической активности, особенности питания, наличие и возраст начала менструаций

Перед денситометрическим исследованием у детей проводился тщательный сбор анамнеза на выявление хронических заболеваний или длительного приема препаратов, влияющих на костную ткань; проведение ортопедического осмотра и антропометрических исследований Антропометрические исследования проводились по унифицированной методике с использованием стандартных измерительных приборов Росто-весовые показатели измеряли для расчета индекса массы тела (ИМТ), который рассчитывали по формуле ИМТ = масса тела/рост2

МПКТ оценивалась методом двухэнергетической рентгеновской аб-сорбциометрии с использованием остеоденситометра Hologic, DPX, Discov-ery-A, США, с применением детских программ У всех обследованных оценивалась МПКТ поясничного отдела позвоночника (фронтальная проекция, L1-L4), проксимальных отделов бедренных костей (программа Dual Hip - оба бедра по области шейки бедра - Neck, по области в целом - Total Hip), всего скелета (программа Whole Body оценка скелета в целом - TOTAL и скелета

без учета области головы - Subtotal) Уровень минерализации скелета оценивали по показателю МПКТ и Z-критерию (SD) В соответствии рекомендациями Российского общества остеопороза нормальная минеральная плотность регистрировалась при Z-критерии > - 2,0 SD, остеопения - при Z- критерии á - 2,0 SD, остеопороз - при Z-критерии á -2,5 SD.

Биохимическое исследование показателей кальций-фосфорного обмена и маркеров костной резорбции и костеобразования проводили в сыворотке крови и моче В зависимости от показателей МПКТ были сформированы три группы первая - 57 человек (23 девочки и 34 мальчика) с нормальными показателями МПКТ; вторая - 24 ребенка (5 мальчиков и 19 девочек) с остеопени-ей, третья -10 человек (4 мальчика и 6 девочек) с остеопорозом

Рентгенологическое исследование проводилось у детей с компрессионными переломами позвоночника и деформациями позвоночника с использованием рентгеновского аппарата «Baccara 90/10» При необходимости уточнения диагноза использовали компьютерную томографию (19 человек)

Показатели кальций-фосфорного обмена определяли с использованием биохимического анализатора электролитов «Sreen Master Plus», Швейцария с использованием стандартных наборов реактивов «Вю-la-test calcium С-130», «Вю-la-test fosfor Р 80», Lahema, Чехия Уровень паратиреоидного гормона (11ТГ) в сыворотке крови исследовали методом электрохемилюминесцентно-го иммуноанализа на аппарате «Elecsys 1010», Roch, Австрия Уровень каль-цийтонина (KT) определяли радиоиммунологическим методом с использованием наборов «Cis Ью international», Франция Концентрацию ОКЦ в сыворотке крови исследовали методом электрохемилюминесцентного иммуноанализа на аппарате «Elecsys 1010», Roch, Австрия с использованием тест-системы «N-MID Osteocalcin», Roch, Австрия Активность щелочной фосфа-тазы (ЩФ) в сыворотке крови исследовали на биохимическом анализаторе электролитов «Sreen Master Plus», Швейцария с использованием набора Lahema, Чехия Активность ТРКФ в сыворотке крови определяли спектрофото-метрическим методом в модификации, адаптированной к набору реактивов «Sigma» с использованием цитрат-тартратного буфера

Протеогликаны (ПГ) из костной ткани выделяли раствором папаина в натрий-ацетатном буфере с добавлением ЭДТА и цистеина с помощью диа-лизования и осаждения раствором 96% этанола Количество гликозоаминог-ликанов определяли по содержанию уроновых кислот (УК) и сульфатирован-ных гликозоаминогликанов (С-ГАГ). Количество белка определяли по методу Бредфорда Содержание УК определяли карбазоловым методом Содержание С-ГАГ определяли спектрофлюориметрическим методом на спектрофотометре «Shimadzu» (Japan) Качественный состав протеогликанов исследовали методом электрофореза в 1% геле агарозы Исследуемые образцы ПГ последовательно обрабатывали хондроитиназами АС и ABC

Активность катепсина К в костной ткани определялась флюориметри-ческим методом с использованием субстрата Z-Gly-Pro-Arg-MCA («Sigma»,

США) Содержание микроэлементов в костной ткани определены методом атомно-эмиссионной спектрометрии с высокочастотным индукционным плазменным разрядом на спектрометре «DURR Jy», Япония

Объектом экспериментальных исследований являлись крысы-самцы линий OXYS и Wistar в возрасте 2-12 месяцев, полученные из лаборатории разведения животных Института цитологии и генетики СО РАН, г Новосибирск Все животные содержались в виварии в соответствии с санитарными правилами по устройству, оборудованию и содержанию экспериментальных животно-биологических клиник (Приказ МЗ СССР № 163 от 10 03 1966), при естественном освещении, на стандартном рационе при свободном доступе к пище - стандартному гранулированному корму ПК-120-1 (ООО «Лаборатор-снаб», Россия) и воде

Крысы линии OXYS использовались как модель для изучения особенностей ремоделирования костной ткани при системном генетически детерминированном остеопорозе, возникающем в молодом возрасте В хроническом клинико-токсикологическом эксперименте использовали внутрижелу-дочное введение водного раствора дибутилдитиофосфорнокислого натрия (ДБФКН) крысам OXYS и Wistar на уровне пороговой дозы 1 ПДК Остео-тропные свойства ДБФКН ранее описаны при моделировании техногенного воздействия при генетической детерминированности сколиотических деформаций позвоночника у крыс линии WSS/M (Садовой М А, 2004) Эвтаназия животных проводилась в соответствии с Приказом МЗ СССР № 775 от 12 08 1977 путем декапитации под легким тиопенталовым наркозом

Гистологическое исследование препаратов тел позвонков и бедренной кости экспериментальных животных проводили методом световой микроскопии после фиксации в растворе 10% формалина, срезы окрашивали гематоксилином и эозином При гистоморфометрическом исследовании использовали пакет программ «Motic Images Plus 2 0 ML» (Микромед, Россия), измеряли диаметр гаверсова канала в мкм, ширину кортикального слоя в мкм, объем губчатой кости в %, ширину трабекул в мкм; толщину остеоида в мкм; количество остеобластов и остеокластов на 1 мм2 трабекулярной поверхности, эрозированная поверхность в %

Статистическая обработка результатов проведена с применением пакета прикладных программ Statsof Statistica 6 0, с определением средней арифметической величины (М), среднеквадратичного отклонения (а), отклонения среднего арифметического (т) Для оценки различий категорий переменных использовали у?, или метод Фишера При сравнении средних значений в двух независимых группах применяли t-критерий Стьюдента, в трех независимых группах - ANO VA Мерой риска являлся показатель отношения шансов (OR, 95% доверительный интервал), определяемый с помощью таблиц сопряженности Качество модели линейной регрессии оценено с помощью R2 Различия показателей считались достоверными при р < 0,05

В третьей главе представлены результаты изучения минеральной плотности костной ткани в норме и при остеопорозе Нормативные показатели минерализации костной ткани у здоровых детей определялись у 1079 человек, отобранных из 2124 скринингово обследованных, из них 621 девочка (57,5%) и 458 мальчиков (42,5%). Установлено, что у мальчиков и девочек в разные возрастные периоды накопление минерального вещества осевого и периферического скелета происходит неодинаково Анализ МПКТ всего осевого и периферического скелета проводили на остеоденситометре в программе Whole Body по показателям Total body (весь скелет) и Subtotal (скелет без учета МПКТ головы) У мальчиков от 6 до 12 лет МПКТ увеличивается по области Subtotal на 0,150 г/см2 (21,4%) и по скелету в целом (Total body) -на 0,158 г/см2 (19,5%) Основной прирост МПКТ от 12 до 17 лет составляет по Subtotal 0,462 г/см2 (39,7%), по Total body - 0,476 г/см2 (37,0%) В возрасте от 17 до 20 лет скорость накопления костной массы - по области Subtotal 0,190 г/см2 (14,0%) и 0,112 г/см2 (8,0%) по области Total body

У девочек от 6 до 12 лет МПКТ увеличилась по области Subtotal на 0,144 г/см2 (20,6%) и по скелету в целом (Total body) на 0,127 г/см2 (16,1%) Основной прирост МПКТ отмечен в возрастной период от 12 до 14 лет и составил по Subtotal 0,178 г/см2 (20,2%), по Total body 0,320 г/см2 (28,9%) От 14 до 20 лет скорость накопления костной массы составляла по области Subtotal 0,080 г/см2 (8,3%) и 0,213 г/см2 (16,1%) по области Total body

Наибольшие темпы прироста МПКТ выявлены у мальчиков и у девочек в возрасте от 9 до 13 лет У мальчиков за этот возрастной период МПКТ увеличилась по области Subtotal на 0,149 г/см2 (17,5%), по области Total body на 0,170 г/см2 (17,3%), у девочек по области Subtotal на 0,135 г/см2 (16,1%), по области Total body на 0,198 г/см2 (20,1%)

Динамику минерализации позвоночника оценивали в области поясничного отдела позвоночника по суммарному показателю L1-L4 позвонков во фронтальной проекции При сравнении значений МПКТ L1-L4 позвонков у мальчиков и девочек достоверные различия МПКТ выявлены в возрасте от 12 до 14 лет (р < 0,05), причем, показатели МПКТ у девочек выше, чем у мальчиков

При анализе динамики показателей МПКТ L1-L4 позвонков у мальчиков от 6 до 12 лет увеличение костной массы происходит неравномерно до 7% в год За этот период МПКТ увеличивается на 0,118 г/см2 (18,1%). Наибольшие ежегодные темпы прироста МПКТ отмечены от 12 до 13 лет - на 0,049 г/см2 (7,0%), от 13 до 14 лет - на 0,092 г/см2 (12,0%), от 14 до 15 лет -на 0,084 г/см2 (8,5%). В возрастной период от 12 до 15 лет у мальчиков МПКТ L1-L4 увеличивается на 0,215 г/см2 (24,8%) После 15 лет темпы прироста костной плотности тел позвонков у мальчиков снижаются и составляют от 1 до 5% в год В возрастной период от 15 до 20 лет прирост МПКТ у юношей составляет 0,192 г/см2 (18,1%) Увеличение МПКТ поясничных L1-L4 позвонков у девочек в возрасте от 6 до 10 лет и с 14 до 20 лет происходит

медленно и практически равномерно и составляет до 4% в год Темпы прироста МПКТ поясничного отдела позвоночника у девочек в возрасте от 10 до 11 лет составляют 0,088 г/см2 в год (12,8%), от 12 до 13 лет- 0,097 г/см2 в год (11,7%), с 13 до 14 лет- 0,063 г/см2 в год (7,0%)

За возрастной период от 6 до 10 лет МПКТ поясничного отдела позвоночника у девочек увеличивается в целом на 0,034 г/см2 (5,6%) В возрасте от 10 до 14 лет отмечено максимальное увеличение МПКТ, которое составляет 0,233 г/см2 (33,0%) В следующий возрастной промежуток от 14 лет до 23 лет МПКТ у девушек постепенно увеличивается и составляет 0,128 г/см2 (12,4%)

У мальчиков наибольшие темпы прироста МПКТ позвоночника наблюдаются от 6 до 9 лет, а также от 12 до 15 лет Максимальные показатели прироста МПКТ позвоночника у мальчиков в 13 и 14 лет (11,6 и 8,5% год соответственно). После 14 лет у мальчиков темпы прироста МПКТ позвоночника снижаются с 5,1% до 1,4% ежегодно, а после 17 лет постепенно нарастают до 1,6-2,8% в год. У девочек наибольшие темпы прироста МПКТ позвоночника отмечены в возрасте от 10 до 13 лет и составляют 12,8%, 6,1%, 11,7% и 7 % в год, соответственно После 13 лет до достижения возраста 20 лет у девочек темпы прироста снижаются и составляют 0,8-3,5% ежегодно

Показатели минерализации проксимальных отделов бедренных костей определяли по программе Dual Hip, оценивая показатели МПКТ шеек бедренных костей (Neck) и области бедра в целом (Тotal Hip) При сравнении показателей МПКТ правого и левого бедра достоверных различий у детей обоего пола не выявлено

При сравнении средних значений МПКТ проксимальных отделов бедренных костей у мальчиков и девочек выявлены отличия по области Neck в возрасте 11 и 12 лет, а также в 16, 17 и 18 лет (р < 0,05), по области Total Hip в 15 и 18 лет (р < 0,05) Отмечено, что с 15 до 20 лет средние значения МПКТ у юношей достоверно выше, чем у девушек как по области шейки бедра (Neck), так и по области бедра в целом (Total Hip) Аналогичная тенденция имеет место и по области шейки бедра (Neck) в 11 и 12 лет МПКТ у девочек достоверно ниже, чем у мальчиков.

У мальчиков МПКТ шеек бедренных костей (Neck) от 7 до 12 лет увеличивается на 0,133 г/см2 (18,3%), по области в целом (Total Hip) на 0, 120 г/см2 (14,5%) Максимальные темпы прироста плотности наблюдаются от 12 до 15 лет - в шейках бедренных костей на 0,189 г/см2 (20,6%), по области бедра в целом на 0,183 г/см2 (18,1%) От 15 до 23 лет интенсивность накопления минерального вещества у юношей снижается и составляет 0,124 г/см2 (11,9%) и 0,104г/см2 (9,3%) соответственно

У девочек интенсивное увеличение плотности костной массы в области проксимальных отделов бедренных костей наблюдается в период от 10 до 14 лет и составляет по области Neck 0,216 г/см2 (25,6%), в целом по области бедра в целом (Total Hip) 0,234 г/см2 (24,3%) В возрасте от 6 до 10 лет

прирост костной плотности составляет по области шейки бедра 0,066 г/см2 (10,5%), по области бедра в целом 0,057 г/см2 (7,8%) После 14 лет интенсивность накопления МПКТ у девушек остается относительно не высокой и до 23 лет увеличивается на 0,083 г/см2 (8,9%) по области шейки бедра (Neck), на 0,089 г/см2 (8,4%) по области бедра в целом (Total Hip)

Обращает на себя внимание тот факт, что у здоровых детей в возрастной период от 10 до 13 лет прирост МПКТ в области бедренных костей как по бедру в целом (Total Hip), так и по области шейки бедра (Neck) у девочек выше, чем у мальчиков После 13 лет прирост МПКТ у девочек резко снижается, а у мальчиков отмечено увеличение этого показателя

У здоровых мальчиков наибольшие ежегодные темпы прироста МПКТ проксимального отдела бедренной кости по области шейки бедра (Neck) и по всему бедру (Total Hip) отмечаются в 8, 10, 12 и 14 лет и составляют 3,2-7,4% в год У здоровых девочек наибольшие ежегодные темпы прироста МПКТ отмечены в 7, 9 и 11 лет и составляют 1,7-3,1% в год, а также в 19 лет (6,2% в год) При анализе суммарных показателей прироста МПКТ за возрастной период с 6 до 20 лет показано, что темпы прироста МПКТ у мальчиков достоверно превышают аналогичные показатели у девочек

Таким образом, у мальчиков за весь возрастной период 6-20 лет МПКТ увеличивается- всего скелета на 0,746 г/см2 (53,3%), поясничного отдела позвоночника на 0,525 г/см2 (50,3%), по области бедра на 0,407 г/см2 (36,5%), по области шейки бедра на 0,446 г/см2 (42,9%). У девочек за весь возрастной период с 6 до 20 лет МПКТ увеличивается всего скелета на 0,660 г/см2 (50,0%), поясничного отдела позвоночника на 0,454 г/см2 (44,6%), по области бедра на 0,380 г/см2 (36,0%), по области шейки бедра на 0,373 г/см2 (39,9%).

С целью предотвращения случаев гипо- и гипердиагностики полученные нормативные значения МПКТ сравнили с референтными данными ос-теоденситометра, установленные на популяции белых граждан США При сравнении значений МПКТ у лиц мужского пола в новосибирской популяции с референтными данными остеоденситометра выявлено- в поясничном отделе позвоночника МПКТ до 17 лет разница значений не превышает 3,5-5,0%, после 17 лет этот показатель в новосибирской популяции ниже референтных данных на 7,0- 9,0%, по области бедра в целом у новосибирских юношей после 17 лет МПКТ ниже на 7,8 %, по области шейки бедра ниже во все возрастные периоды не более чем на 6,0%, по скелету в целом в новосибирской популяции в возрасте от 7 до 12 лет МПКТ ниже на 9,6%, после 15 лет - выше на 8,4%

При сравнении значений МПКТ у лиц женского пола в новосибирской популяции с референтными данными остеоденситометра выявлено в поясничном отделе позвоночника полное отсутствие различий МПКТ до 15 лет, после 15 лет этот показатель в новосибирской популяции ниже на 7,5%, по области бедра в целом МПКТ с 6 до 9 лет выше референтных данных на

9,0%, после 17 лет ниже референтных значений на 5,5%; по области шейки бедра МПКТ ниже с 10 до 11 лет на 6,0% и с 17 до 18 лет - на 5,4%; по скелету в целом в новосибирской популяции в возрасте от 8 до 12 лет МПКТ ниже на 4,6-13,2%, после 13 лет становится выше на 3,5-11,8%.

При анализе частоты остеопении и ОП показано, что в соответствии с референтной базой остеоденситометра снижение МПКТ по 7-критерию 3 -2,0 и более у жителей г. Новосибирска в возрасте 6-20 лет выявляется у 37,6% обследованных (рис. 1, А), причем у девушек чаще, чем у юношей (59,4% и 40,6%, соответственно). Анализ всех обследованных с учетом полученных в новосибирской популяции нормативных показателей МПКТ позволил установить, что частота снижения МПКТ, определяемая как остеопения или остеопороз, составляет 28,6% (рис. 1, Б), из них 60,2% - лица женского пола и 39,8% - лица мужского пола.

пг-критерий > -2,0 БП Ог-критерий < -2,0 вй

0 норма МПКТ □ снижение МПКТ

Б

608 чел. 28,6

Рис. 1. Распределение жителей г. Новосибирска обоего пола в возрасте 6-20 лет (А - по 7-критерию относительно референтных значений; Б - с учетом нормативных показателей МПКТ).

Остеопения у лиц мужского пола установлена в 10,6% случаев (161 человек), остеопороз в 1,2% случаев (18 человек). Остеопения у лиц женского пола установлена в 13,8% случаев (210 человек), остеопороз в 3,7 % случаев (56 человек). Сравнительный анализ частоты снижения МПКТ у лиц обоего пола в каждой возрастной группе с шагом в один год установил, что наиболее высокая частота остеопении у лиц женского пола в 16, 17и 18 лет (10,5%, 20,5% и 20,0%, соответственно), а у мужского - в 11, 18 и 19 лет (12,4%, 11,2% и 11,2%, соответственно). Другие результаты получены в группе детей с остеопорозом: у лиц женского пола в 12, 17 и 18 лет (17,9%, 17,9% и 16,0%, соответственно), а у лиц мужского пола в 10, 11, 12 и 13 лет (11,1%, 16,7%, 22,2% и 11,1%, соответственно), в 19 и 20 лет (16,7% и 18,0%, соответственно).

С целью оценки темпов прироста МПКТ в разные возрастные периоды 6-20-летних новосибирцев были проанализированы показатели МПКТ по всем исследованным регионам осевого и периферического скелета. Показа-

тели МПКТ у девочек с остеопенией в возрасте от 6 до 9 лет по скелету в целом (Total body) увеличиваются на 0,109 г/см2 (20,6%), по поясничному отделу позвоночник (LI - L4 позвонки) - на 0,065 г/см2 (11,4%), по области бедра в целом (Total Hip) - 0,099 г/см2 (13,9%)

С 10 до 14 лет отмечены, так же как и в группе здоровых, максимальные темы прироста МПКТ, которые увеличиваются по скелету в целом (Total body) на 0,236 г/см2 (20,9%), по поясничному отделу позвоночника (LI - L4 позвонки) - на 0,116 г/см2 (14,1%), по области бедра в целом (Total Hip) - на 0,070 г/см2 (7,9%) С 15 до 20 лет у девушек прирост МПКТ составляет по Total body - 0,091 г/см2 (8,9%), по поясничному отделу позвоночник (LI - L4 позвонки) - на 0,029 г/см2 (3,1%), по области бедра в целом (Total Hip) - 0,171 г/см2 (16,3%)

В группе детей с остеопенией в возрасте 8-9 лет прирост МПКТ резко снижается Наиболее значимое отличие показателей накопления МПКТ установлено у 10-14-летних девушек в группе с остеопенией по региону, оценивающему весь скелет в целом (Total body) и характеризующий формирование преимущественно кортикальной кости

Показатели МПКТ у мальчиков с остеопенией в возрасте от 6 до 9 лет по скелету в целом (Total body) увеличиваются на 0,144 г/см2, по поясничному отделу позвоночник (LI - L4 позвонки) - на 0,005 г/см2 (0,9%), по области бедра в целом (Total Hip) - 0,024 г/см2 (3,3%) С 10 до 14 лет установлен прирост МПКТ у подростков с остеопенией по скелету в целом (Total body) на 0,160 г/см2 (17,9%), по поясничному отделу позвоночника (LI - L4 позвонки) - на 0,155 г/см2 (22,8%), по области бедра в целом (Total Hip) - на 0,105 г/см2 (12,5%) С 15 до 20 лет у юношей с этой группе прирост МПКТ составляет по Total body - 0,069 г/см2 (7,0%), по поясничному отделу позвоночник (LI - L4 позвонки) - на 0,264 г/см2 (28,7%), по области бедра в целом (Total Hip) -0,139 г/см2 (14,3%)

Достоверные отличия по показателям МПКТ у мальчиков и девочек с остеопорозом установлены в 12 лет по показателям LI- L4 позвонков и в II лет - по показателю бедра в целом (Total Hip) (р < 0,03)

Наиболее выраженное различие темпов прироста МПКТ у девочек зарегистрировано в 12-13 лет, где отмечено снижение на 54,3% по показателю скелета в целом (Total body), а по другим регионам - отрицательная динамика (по поясничному отделу позвоночника LI - L4 позвонки и бедру в целом Total Hip)

Показатели МПКТ у мальчиков с остеопорозом в возрасте от 10 до 13 лет по скелету в целом (Total body) увеличиваются на 0,157 г/см2 (20,4%), по поясничному отделу позвоночник (LI - L4 позвонки) - на 0,121 г/см2 (20,5%), по области бедра в целом (Total Hip) - 0,042 г/см2 (5,4%) У юношей в 18 до 20 лет в этой группе прирост МПКТ составляет по Total body - 0,039 г/см2 (5,6%), по поясничному отделу позвоночник (LI - L4 позвонки) - на 0,064 г/см2 (8,1%), по области бедра в целом (Total Hip) -0,109 г/см2 (10,3%)

Нами установлено, что распространенность остеопении и остеопороза среди детей и подростков новосибирской популяции не превышает показателей, установленных другими авторами (Бурдыгина Н.В., 2000; Михайлов С.А., 2003; Родионова С.С., 2005; Щеплягина Л.А., 2005; A.A. Свешников, 2006; Короткова Т.А., 2007) в других регионах России, которые составляют в зависимости от возраста 10-30%. В результате проведенного исследования нами установлено, что с возрастом в группе детей со сниженными показателями МПКТ темпы прироста костной массы замедлены по сравнению со здоровыми, причем этот процесс протекает неравномерно (в зависимости от возрастного периода) и с неодинаковой интенсивностью в различных участках скелета. Прослеживается четкая параллель между динамикой изучаемых показателей, степенью снижения МПКТ и физиологическими этапами роста ребенка.

Нами проанализированы показатели МПКТ 496 обследованных обоего пола в возрасте 7-16 лет (средний возраст - 12,1 ±2,5 лет) с наличием сколио-тических деформаций позвоночника. Установлено, что у детей со сколиоти-ческими деформациями позвоночника с величиной дуги более 20° системное снижение МПКТ регистрируются у 54,0% обследованных, а именно, системная остеопения и остеопороз - в 29,4% и 24,6% случаев, соответственно. Среди детей с деформациями позвоночника -19,6% детей имеют остеопению позвоночника.

Корреляционный анализ показал, что степень деформации не имеет прямой зависимости от степени снижения МПКТ. В то же время, при анализе показателей МПКТ с учетом величины основной дуги было выявлено, что у детей обоего пола с увеличением степени деформации происходит увеличение частоты снижения МПКТ (рис. 2).

а г>- 2,о SD

□ Z <- 2,0 SD по всем регионам В остеопения позвоночника 2. 5-2,0 Ш системный остеопороз Z < -2,5 S3 остеопения по TOTAL и LI- L4 Z < -2,0

А

10% 20% 30% 40% S0% 60% 70% «0% 90ft 1004

OZ>-2,0 SD

DZ <- 2,0 SD по всем регионам ■ остеопения позвоночника 2 <-2,0 □ системный остеопороз Z < -2,5 0остеопения по TOTAL и L] - L4 Z ¿ -2,0

Рис. 2. Частота снижения МПКТ у детей разного пола в зависимости от степени сколиотической деформации позвоночника (А - девочки, Б - мальчики).

Проведенное обследование 166 детей обоего пола в возрасте от 6 до 15 лет (средний возраст - 8,9 ± 3,1 лет) с компрессионными переломами тел позвонков позволило установить, что в 75,3% случаев переломов тел позвонков возникают на фоне снижения показателей МПКТ. Установлено, что компрессионные переломы тел позвонков в 16,9% случаев возникают на фоне системного остеопороза, в 40,9% - на фоне системной остеопении и 17,5% - на фоне регионарной остеопении позвоночника

Нами установлено, что компрессионные переломы тел позвонков наиболее часто регистрируются в возрастной период 6-9 лет (50,6%) и в 2,0 раза меньше - в 10-12 лет и 13-14 лет (27,7% и 21,7%, соответственно) Переломы тел позвонков на фоне нормальных значений МПКТ в 2,7 раза чаще возникают у девочек, чем у мальчиков (18,0% против 6,6%)

Таким образом, при одномоментном популяционном исследовании жителей г. Новосибирска в возрасте 6-20 лет установлено, что распространенность остеопении и ОП составляет 28,6% случаев, из них 11,8% - лица мужского пола (10,6% остеопения и 1,2% остеопороз) и 16,8% - лица женского пола (13,1% остеопения и 3,7% остеопороз)

В четвертой главе представлены результаты изучения биохимических изменений костной ткани в норме и при остеопорозе Анализ результатов исследований показателей кальций-фосфорного обмена и маркеров ремодели-рования костной ткани у здоровых детей разного возраста показал, что основные изученные параметры находятся в пределах нормальных референтных значений Отмечено, что в группе детей 11-14 лет имеет место достоверное снижение уровня общего и ионизированного кальция в сыворотке крови (р < 0,05), по сравнению с детьми более младшего возраста. Содержание щелочной фосфатазы (ЩФ) в сыворотке крови в группах 11-14 и 15-17 лет снижено (р < 0,03, р < 0,05) по сравнению с 6-7 летними обследованными Снижение с возрастом отмечено по содержанию дезоксипиридинолина (ДПир) в моче (р < 0,01)

Анализ результатов исследований позволил установить, что у 9,0% здоровых детей 7-10-летнего возраста и у 16,7% детей 14-17 лет выявлена гипокальциемия Выраженной гипокальциемии (менее 2,0 ммоль/л) ни у одного ребенка выявлено не было Гипокальциемия в группе здоровых детей 11-14 лет вероятнее всего связана с повышенными затратами организма на минерализацию костной ткани при усиленных темпах роста скелета

Уровень экскреции кальция и фосфора с мочой позволяют судить о состоянии их всасывания в кишечнике Известно, что в процессе интенсивного роста и высоких темпов обновления костной ткани происходят определенные изменения в кристаллах гидроксиаппатита В случае повышенного освобождения кальция из гидроксиаппатита и увеличения его количества в кровяном русле, усиливается его экскреция с мочой По нашим данным, только у детей 11-17 лет наблюдается тенденция к увеличению кальция в моче при относительно низком его содержании в сыворотке крови у детей в этой группе Все

эти результаты согласуются с мнением ряда авторов, что у детей именно в период активного ростового скачка более активно протекают обменные процессы в костной ткани по сравнению с другими возрастными группами (Ще-плягина Л А и соавт, 2005; Короткова Т А, 2007)

Изученные биохимические показатели закономерно изменяются в разные возрастные периоды, что согласуются с наличием определенных периодов роста скелета и накопления костной массы У здоровых детей во всех возрастных группах отмечена относительная стабильность минерального го-меостаза, которая обеспечивается механизмами гормональной регуляции ионного гомеостаза ПТГ и КТ, а так же экскреторной функцией почек.

Установлено, что у практически здоровых детей в возрасте 11-14 лет в сыворотке крови в 1,5 раза выше концентрация ОКЦ по сравнению с другими возрастными группами (р < 0,05) Кроме этого, отмечено, что в 15-17 лет снижена концентрация паратириоидного гормона и увеличено содержание кальцитонина в сыворотке крови (р < 0,03) по сравнению с другими возрастными группами (табл 2)

Таблица 2

Показатели кальций-фосфорного обмена и маркеров ремоделирования костной ткани у обследованных в зависимости от показателей МПКТ

Группа обследованных Здоровые (п=11) Остеопения (п=24) Остеопороз (п=17)

Общий кальций сыворотки крови, ммоль/л 2,21± 0,09 2,16 ±0,17 2,22 ±0,12

Ионизированный кальций сыворотки крови, ммоль/л 1,12 ±0,05 1,17 ±0,09 1,04 ±0,13

Фосфор сыворотки крови, ммоль/л 1,41± 0,15 1,35± 0,25 1,41 ±0,12

Фосфор мочи, ммоль/ммоль креатинина 0,90 ±0,07 1,07 ±0,11 0,94 ±0,09

Кальций мочи, ммоль/ моль креатинина 0,12 ±0,001 0,14 ±0,03 0,08 ± 0,02

ПТГ, пмоль/л 11,9 ±2,02 7,11 ±0,98* Ё12 < 0,05 8,09 ±3,02

КТ, пг/мл 4,01 ±0,16 3,56 ±0,94 3,69 ±1,05

ЩФ сыворотки крови, ЕД/л 168,4± 41,4 159,3 ±42,1 162,±1 3,93

ОКЦ сыворотки крови, нг/мл 17,1 ±2,7 10,6 ±3,6* р 12 < 0,05 10,9 ±0,9** Р 1-з < 0,03

ТРКФ сыворотки крови, ЕД/л 3,0 ±1,1 3,5 ± 0,3 2,7 ±0,3

ДПид мочи, нмоль/ моль креатинина 39,9 ± 17,3 51,7 ±32,4 44,9 ±27,1

Примечание 1 - здоровые 2-критерий > - 2,0 80, 2 - остеопения 2-критерий 5 - 2,0 БР, 3 - остеопороз 2-критерий 2 - 2,5 ББ

С возрастом у здоровых детей происходит изменение двух основных кальций-регулирующих гормонов, направленных на максимальное поддержание необходимого уровня кальция, потребность в котором у детей возрастает в период пубертата, основного ростового скачка и в постпубертатный период У здоровых детей в возрасте 11-14 лет на фоне низких показателей ПТГ при достаточно сниженной концентрации кальция в крови наблюдается

недостаточная ответная реакция ПТГ в ответ на гипокальциемию. Выявленный в нашем исследовании повышенный уровень ОКЦу детей 11-14-летнего возраста совпадает с периодом активного ростового скачка и свидетельствует об усилении образования неколлагеновой части белкового костного матрик-са.

Нами установлено, что с увеличением возраста снижается количество ПГ в костной ткани (рис. 3), что можно объяснить увеличением минерализованной части костного матрикса. Увеличивается относительное содержание кератансульфата на фоне относительного снижения хондроитинсульфата АС (рис. 3, Б). Увеличение с возрастом содержания сульфатированных глико-зоаминогликанов (рис. 3, А) происходит за счет повышения количества кератансульфата и хондроитинсульфата (рис. 3, Б).

□ УК В галактоза ЯС-ГАГ ОПГ ВХС а КС

А Б

Рис. 3. Содержание протеогликанов и гликозоаминогликанов в костной ткани в зависимости от возраста (А - содержание уроновых кислот, галактозы и сульфатированных гликозоаминогликанов; Б - содержание протеогликанов, кератансульфата и хондроитинсульфатов).

Таким образом, с возрастом происходят качественные и количественные изменения ПГ внеклеточного матрикса костной ткани. Изменение ПГ в костной ткани в разные возрастные периоды имеет прямое отношение к развитию предрасположенности к остеопении в детском, подростковом и юношеском возрасте в связи с тем, что структурная полноценность белковых молекул в костной ткани обеспечивает нормальную ее структуру при минерализации.

Анализ биохимических показателей у здоровых детей показал, что при нормальных значениях МПКТ наблюдается сбалансированность важнейших составляющих костного ремоделирования - остеосинтеза и резорбции - с относительным превалированием процессов формирования костной ткани, о чем свидетельствуют изученные показатели маркеров костной резорбции и костеобразования в сыворотке крови и моче, а так же превалирование в мат-риксе костной ткани хондроитинсульфатов.

С целью изучения механизмов снижения МПКТ нами исследованы биохимические показатели в зависимости от степени изменения МПКТ. Ус-

тановлено, что содержание кальция в сыворотке крови в группе с остеопени-ей и остеопорозом находится на нижней границе нормы Внутригрупповой анализ позволил выявить, что 20,8% детей с остеопенией и 17,4% детей с остеопорозом имели увеличение содержания общего кальция в сыворотке крови выше 2,5 ммоль/л Отмечено, что 16,7% детей с остеопенией и 11,8% имели содержание кальция в сыворотке крови ниже 2,1 ммоль/л

Несмотря на то, что уровень Ш1 во всех исследуемых группах не выходил за пределы референтной нормы нами установлено, что показатели 1111 в группе детей с остеопенией статистически достоверно отличаются от аналогичного показателя у здоровых детей Так, уровень ПТГ в этой группе был в 1,6 раза ниже, чем у здоровых (р < 0,05) (табл. 2). Мы предполагаем, что снижение содержание ПТГ в крови связано с недостатком витамина D, приводящего к гипокальциемии, снижению секреции ПТГ, что в конечном итоге определяет порочный круг развития остеопении у детей

Таким образом, развитие остеопении и ОП в детском возрасте происходит не только на фоне изменений кальций-фосфорного обмена, но и тесно взаимосвязано с гормональными сдвигами, преимущественно сопровождающиеся изменением кальций-регулирующих гормонов, которые, не смотря, на нормальные референтные значения имеют различия в зависимости от показателей МПКТ

В пятой главе представлены результаты распространенности остеопении и остеопороза в районах с разным уровнем техногенного загрязнения окружающей среды Показатели техногенного загрязнения территорий школ изучались в семи из десяти административных районов г Новосибирска Совместно с ФГУ Новосибирский НИИ гигиены Роспотребназдора определялись фактические уровни техногенной нагрузки по содержанию техногенных ингредиентов в снежном покрове, почве и по объему выбросов в атмосферу источников загрязнения в соответствии с условиями их рассеивания В соответствии с целью исследования анализ полученных данных проводился по следующим ингредиентам взвешенные вещества в снежном покрове, содержание отдельных ингредиентов (ртуть, цинк, кадмий, свинец, медь, нерадиоактивные - уран, цезий-137, радий - 226, торий - 232, калий - 40)

Интегральная система оценок включала следующие показатели. 1) размах, характеризующий диапазон установленных величин, 2) характеристику нормальности распределения - совпадение между собой величин медианы, средней арифметической и моды, свидетельствующих о нормальном распределении установленных значений, 3) характеристику рассеивания по ошибке средней и дисперсии Перечисленные положения определены в «Руководстве по контролю загрязнения атмосферы РД 52 04 186-89»

Анализ распределения техногенных ингредиентов, таблицы загрязняющих веществ и некоторые обобщенные закономерности техногенного загрязнения окружающей среды легли в основу картографического изображения территории школ г Новосибирска Интегральная оценка изучаемых тех-

ногенных факторов позволила ранжировать районы, в зависимости от степени техногенного риска. Минимальные уровни загрязнения окружающей среды имеют место в Ленинском и Кировском районах, а максимальные - в Центральном, Железнодорожном, Калининском и Октябрьском районах г Новосибирска Все обследованные дети были разделены на группы по проживанию на территориях низкого, среднего и высокого риска в зависимости от уровня техногенного загрязнения окружающей

Проведенный анализ показал, что остеопения у детей и подростков Центрального и Железнодорожного районов (высокий риск техногенного загрязнения) составляет 9,7% и 11,2%, соответственно В этих же районах достаточно высокий процент детей, имеющих остеопороз в Центральном районе - 3,0% и в Железнодорожном районе - 2,4% случаев Остеопения у детей и подростков Кировского и Ленинского районов города (низкий риск техногенного загрязнения) регистрировалась в 4,8% и 4,2% случаев, соответственно, остеопороз - в 0,9% и 0,2%, соответственно Следует отметить, что показатели частоты остеопороза и остеопении в районах с минимальной техногенной нагрузкой, а именно на территории школ Кировского и Ленинского районов, в 1,7-2,0 раза ниже (р < 0,01), чем в районах неблагополучных по уровню загрязнения окружающей среды

Известно, что максимальная скорость роста у мальчиков наблюдается в 9-10 лет и 12-14 лет (Баранов А А, 2000) В нашем исследовании эта закономерность лучше прослеживалась у детей Ленинского района В Центральном районе оба ростовых скачка происходили на один год позднее, причем в 15-летнем возрасте вместо увеличения ростовых показателей отмечено их снижение Приросты показателей массы тела у мальчиков сравниваемых районов отличались только в 14-15-летнем возрасте Отмечено, что прирост массы тела у жителей Центрального района в этой возрастной группе на 8,7% ниже, чем в Ленинском (р < 0,05)

В отличие от мальчиков, основной прирост росто-весовых показателей у девочек происходит один раз в 11-13 лет (Баранов А.А, 2000) Эта закономерность прослеживается у детей Ленинского района Как показало исследование, в Ленинском районе максимальный прирост роста у девочек отмечен с 11 до 14 лет.

В нашем исследовании проведен анализ полового созревания у девушек, проживающих в двух сравниваемых районах Возраст начала появления менструального цикла (менархе) у девочек в обеих районах колебался от 9 до 15 лет Обращает на себя внимание тот факт, что среди девочек Центрального района (с высоким уровнем техногенной нагрузки) частота лиц с ранним началом полового созревания несколько выше, чем в Ленинском (в 11-летнем возрасте менархе имеет место у 13,6 % девочек Центрального и 5,9% девочек Ленинского районов) В обоих районах среди девушек до 13 лет 53,1% обследованных имеют нарушения менструального цикла, причем, чаще у жителей Центрального района в возрасте 11 лет В обоих районах города отмече-

но наличие высокой частоты обследованных как с ранним началом полового созревания, так и с задержкой полового развития. Однако, у девушек Центрального района (район с высоким уровнем техногенной нагрузки) эти изменения распространены в большей степени и чаще в сочетании с отклонениями менструального цикла

Таким образом, выявлены особенности у обследованных Центрального района более низкие темпы увеличения росто-весовых показателей у мальчиков, неравномерное увеличение роста с образованием второго (физиологически несвойственного) ростового скачка у девочек, смещение основных максимальных росто-весовых прибавок на более ранний период у девочек (10-11 лет) и более поздний (14-15 лет) у мальчиков В более благоприятном по уровню техногенной нагрузки районе наблюдается сглаживание половых различий по всем изучаемым параметрам, в то время как в неблагоприятном районе - более выраженные отклонения, проявляющиеся атипичностью росто-весовых и половозрастных нормативов. Эта закономерность находит свое подтверждение не только в популяции, но и при индивидуальной оценке Как отставание, так и ускорение физического развития в детском и подростковом возрасте может являться результатом неблагоприятного влияния загрязнений окружающей среды на организм

В шестой главе представлены результаты экспериментального раздела работы, проведенного с целью оценки влияния хронического воздействия токсического фактора окружающей среды на возникновение и прогрессиро-вание остеопороза.

У крыс линии \Vistar и ОХУБ, начиная с 2-мес возраста, происходит постепенное увеличение МПКТ всего скелета, позвоночника и конечностей Достоверные различия МПКТ у крыс обеих линий обнаружены по всем отделам скелета в возрастные периоды с 4 до 12 мес (р < 0,001) Пик формирования костной массы у животных контрольной группы происходит в возрасте 6-8 мес Темпы прироста МПКТ у крыс контрольной группы за период 2-12 мес составляют по всему скелету - 46,0%, по позвоночнику - 48,6%, по задней конечности - 53,3%, по передней конечности - 53,1% Максимальные темпы прироста МПКТ у крыс \Vistar зарегистрированы в период 2-4 мес

По сравнению с контрольными животными у крыс линии ОХУБ максимальный прирост МПКТ приходится на возраст 4-6 мес Темпы прироста МПКТ у крыс линии ОХУЗ за период 2-12 мес составляют по всему скелету - 35,9%, по позвоночнику - 47,8%, по задней конечности - 56,7%, по передней конечности - 55,3% Однако, несмотря на отсутствие различий в темпах прироста МПКТ за весь период 2-12 мес у крыс разных линий, МПКТ крыс линии ОХУБ не достигает значений МПКТ крыс \Vistar соответствующего возраста Подтверждением этому являются результаты морфологического исследования

Гистологическое исследование костной ткани крыс линии ОХУБ в 6 мес. показало, что кортикальный слой бедренной кости неравномерно истон-

чен, с признаками декомпактизации и формированием губчатой структуры Эти изменения локализуются преимущественно со стороны эндоста, тогда как периостальные структуры сохраняют свое строение Обращает на себя внимание большое количество полостей остеоцитарной резорбции костной ткани Пролиферации эндоста не наблюдается Костная ткань тел позвонков представлена узкими, неравномерными поперечного размера костными тра-бекулами с нерегулярным расположением остеоцитов и линий склеивания В некоторых костных балках видны запустевающие костные лакуны и полное отсутствие признаков остеогенеза, а именно отсутствие остеобластической реакции и формирования остеоида Вокруг остеоцитов - расширенные лакуны Костно-мозговые полости заполнены жировым костным мозгом

Для объективизации полученных морфологических данных применен метод гистоморфометрии При исследовании объема губчатой кости зарегистрировано уменьшение этого показателя у крыс линии ОХУБ в 6 мес по сравнению с контрольной группой, наиболее заметное в телах позвонков (45,1±1,9 % по сравнению с 72,3±7,9 %, р < 0,05) и менее выраженное в трубчатых костях (55,1+4,8 % по сравнению с 78,915,3 %, р < 0,05) Потеря костной плотности и снижение объема губчатой кости сопровождается постепенным снижением ширины трабекул и уменьшением ширины кортикального слоя Ширина кортикального слоя тел позвонков крыс линии ОХУБ 6 мес составляла 89,3+12,5 мкм по сравнению с показателями у крыс контрольной группы 108,9±6,5 мкм (р < 0, 05), в бедренной кости - 112,5+18,2 мкм по сравнению с показателями у крыс контрольной группы 136,7±14,0 мкм, соответственно (р < 0,03) Параллельно с тем, что происходит изменение кортикальной кости и костных балок, у крыс ОХУБ отмечено уменьшение толщины остеоида (2,7±0,6 мкм по сравнению с 5,1+1,3 мкм в контрольной группе, р < 0,01) в телах позвонков и тенденция к снижению в бедренной кости (1,4+0,9 мкм по сравнению с 0,9±0,4 мкм в контрольной группе, р > 0,05) Количество ОК на мм2 и показатель эрозированной поверхности, характеризующий отношение протяженности трабекулярной поверхности, занятой лакунами, ко всей трабекулярной поверхности, не имел статистически достоверных отличий у крыс обеих линий как в телах позвонков, так и бедренной кости Установлено снижение количества ОБ у крыс линии ОХУБ 4 мес по сравнению с контрольной группой (р < 0,03)

При изучении компонентов органического матрикса костной ткани выявлено, что содержание УК и С-ГАГ ПГ тел позвонков крыс линии ОХУБ в 2-месячном возрасте снижено в 3,5 раза и 5,4 раза соответственно по сравнению с крысами \Vistar (р<0,05, р<0,01) К 6-месячному возрасту количество УК в телах позвонков у крыс ОХУ8 увеличено в 1,3 раза, С-ГАГ - снижено 1,2 раза по сравнению с крысами \Vistar (р<0,05) В возрасте 12 мес содержание С-ГАГ в органическом матриксе костной ткани тел позвонков снижено в 1,6 раза по сравнению с крысами \Vistar (р<0,05) В 6- и 12-месячном возрасте содержание белка у крыс ОХУБ снижено в 2,3 раза и 3,3 раза соот-

ветственно по сравнению с крысами Wistar (р<0,05, р<0,01) При последовательной обработке исходных растворов ПГ хондроитиназой АС и ABC на электрофореграмме обнаружен ДС у крыс обеих линий 2-мес возраста. ДС исчезает из костной ткани у крыс Wistar после 6 мес, а у крыс OXYS ДС присутствует в телах позвонков до 12-месячного возраста

В костной ткани у крыс линии OXYS в 3 мес активность катепсина К, основного фермента ОК, в 2,2 раза выше, чем в костной ткани у крыс Wistar соответствующего возраста С возрастом активность фермента в костной ткани у крыс OXYS снижается, а у крыс линии Wistar, наоборот, повышается Активность матриксных металлопротеаз (ММР) в костной ткани у крыс линий OXYS и Wistar имеет различия только в 3-месячном возрасте Так, активность ММР у крыс OXYS в костной ткани в 3,3 раза ниже, чем у крыс Wistar соответствующего возраста

В костной ткани 2-месячных крыс OXYS снижено содержание кальция, фосфора, свинца, цинка, меди и стронция по сравнению с крысами Wistar того же возраста (р<0,01) В дальнейшем, к возрасту 6 и 12 месяцев у крыс OXYS содержание кальция, цинка, меди и свинца в костной ткани так же ниже, чем у крыс линии Wistar соответствующего возраста (р<0,01), содержание же фосфора и стронция не изменяется В возрасте 12 мес у крыс OXYS соотношение кальций/фосфор ниже, чем соответствующий показатель контрольных животных (р<0,01) Снижение в костной ткани крыс OXYS как кальция, так и фосфора по сравнению с крысами контрольной группы сопровождается достаточно выраженным увеличением кальция в сыворотке крови (р < 0,01)

Для установления патогенетических механизмов влияния остеотропно-го фактора окружающей среды на костную ткань использовали крыс линии OXYS и Wistar в хроническом санитарно-гигиеническом эксперименте В качестве остеотропного вещества использовали водный раствор дибутилди-тиофосфорнокислого натрия (ДБФКН)

В динамике эксперимента ни у крыс линии OXYS, ни у крыс линии Wistar через 1 и 2 мес не зарегистрировано статистически значимых различий МПКТ в группах контрольных животных и при введении ДБФКН Отмечено, что у крыс линии OXYS имеет место некоторая тенденция по снижению темпов прироста МПКТ Через 4 мес эксперимента у крыс линии OXYS достоверные различия МПКТ обнаружены по всем отделам скелета (р < 0,001) (рис 4).

Несмотря на отсутствие различий в средних значениях МПКТ у крыс Wistar контрольной и опытной групп, установлено, что у животных из опытной группы линии Wistar имеет место достоверное снижение темпов прироста МПКТ по сравнению с контролем Такие изменения показаны для всех исследуемых регионов скелета, но в большей степени они выражены по скелету в целом и костной ткани конечностей

—А- ОХУЭ —— \Vistar

Рис 4 Темпы прироста МПКТ у крыс линии ОХУБ и Wistar через 4 мес после введения ДБФКН * р<0,01, ** р<0,05 по сравнению с крысами \Vistar соответствующего возраста

Гистологическое исследование костной ткани позволило проанализировать механизмы развития ОП при хроническом введении ДБФКН В препаратах костной ткани у крыс ОХУБ через 4 мес после введения ДБФКН -системное истончение костных балок и расширение костно-мозговых пространств Базофильные линии в трабекулах неровные, различной ширины, местами неотчетливы, заметны пустые лакуны остеоцитов Кортикальный слой местами истончен с сохранением компактности, местами - достаточно широкий, но с расширенными гаверсовыми каналами неправильной формы, так называемая декомпактизация, что придает компактной кости губчатый вид На костных балках одновременно выявлено увеличение протяженности эрозированных поверхностей Отчетливо видны процессы периостеоцитар-ной резорбции костного вещества

Морфометрические исследования объема губчатой кости у крыс данной группы показали достоверное уменьшение этого показателя как в телах позвонков, так и в бедренной кости (р < 0,05) На фоне неуклонного уменьшения костной массы происходит изменение костной структуры, сопровождающееся истончением трабекул Трабекулы становятся более разобщенными С другой стороны, риск истончения и локальной перфорации отдельных трабекул подтверждают данные морфометрии Так, при подсчете числа остеокластов на мм2 среза препарата ткани тела позвонка и бедренной кости у крыс линии ОХУБ после четырехмесячного введения ДБФКН показано их достоверное увеличение, чем в контроле (р < 0,05, р <0,01) Кроме изменений преимущественно губчатой кости после четырехмесячного введения ДБФКН у крыс линии ОХУБ происходит ускоренная потеря объема кортикальной кости Повышение кортикальной порозности происходит вследствие увеличения единиц ремоделирования и приводит к образованию пустых лакун резорбции Диаметр гаверсовых каналов в телах позвонков и бедренной кости достоверно снижен по сравнению с контролем (р < 0,01)

Сравнение структуры кости у крыс контрольной группы и животных, получающих ДБФКН, показало, что принципиальным изменением костной ткани при введении остеотропного вещества является отрицательный костный баланс, связанный с увеличением резорбции на эндостальной поверхности кортикального слоя Эти изменения не компенсируются достаточным балансом костной ткани на периостальной поверхности, что в итоге и приводит к снижению толщины кортикального слоя как в телах позвонков, так и в бедренной кости (р < 0,01) по сравнению с контролем Так, в телах позвонков крыс линии ОХУБ в 6 мес эрозированная поверхность составляет 10,6 ±1,2 % и 12,2 ± 0,9% в трубчатой кости (соответственно в группе контроля 5,8 ± 0,7 % и 4,7 ± 1,1 %, р < 0,05)

Таким образом, изменения костной ткани у крыс ОХУБ, возникающие при хроническом введении ДБФКН, свидетельствует о том, при наличии генетической предрасположенности к возникновению дефицита МПКТ влияние техногенных факторов среды оказывает отрицательное влияние, изменяя нарушенный костный баланс, обусловленный снижением остеопластических потенций и вызывая активацию костной резорбции

В седьмой главе представлено обсуждение полученных результатов исследований с позиций анализа факторов риска снижения МПКТ в детском, подростковом и юношеском возрасте

Анализ отдельных факторов риска ОП с использованием метода «случай-контроль» и определением показателя отношения шансов ((Ж) и его доверительных интервалов (ДИ) позволил на основании значимости факторов риска выделять группы риска, принадлежность к которым обосновывает необходимость проведения профилактики ОП Многофакторный дисперсионный анализ АИОУА показал, что наиболее значимое влияние на показатели МПКТ оказывают пол, росто-весовые показатели, употребление кальций-содержащий продуктов, возраст начала менструаций

Среди проанализированных к достоверным факторам риска у лиц женского пола можно отнести возраст старше 14 лет - ОЯ 3,21 [2,34, 5,23] 95% ДИ, р < 0,0000001 Среди этой группы обследованных к факторам риска относят: рост ниже 145 см и ниже - ОЯ 2,1 [1,64, 2,71] 95% ДИ, р < 0,00001, рост выше 170 см ОЫ 7,11 [3,14, 12,93] 95% ДИ, р < 0,0001, снижение ИМТ до 22 кг/м2 и ниже увеличивает риск развития ОП до 3,75 [1,49, 4,83] 95% ДИ, р < 0,01 Начало менархе в возрасте старше 14 лет - 0111,33 [1,04, 2,63] 95% ДИ, р < 0,0000001, регулярность менархе ОЯ 3,21 [2,34, 5,23] 95% ДИ, р < 0,0000001 Наличие переломов периферического скелета в анамнезе ОЯ 2,07 [1,53, 3,03] 95% ДИ, р < 0,00001; наличие переломов у родителей ОЯ 1,51 [1,04, 2,23] 95% ДИ, р < 0,05 Отсутствие отказа от употребления молочных продуктов ОЯ. 3,21 [3,34, 8,23] 95% ДИ, р < 0,001, проживание в экологически неблагополучном районе 0111,21 [1,28,2,41] 95% ДИ, р < 0,01

Нами так же был проведен анализ факторов риска для детей до 14 лет Обнаружены ассоциации между МПКТ с возрастом (г = 0,79, р < 0,01), рос-

том (г = 0,49, р < 0,05), весом (г = 0,51, р < 0,03) и ИМТ (г = 0,52, р < 0,01) ИМТ ниже 22 кг/м2 и ниже увеличивает риск развития ОП до 2,75 [2,49, 3,83] 95% ДИ, р < 0,05 К факторам риска ОП также можно отнести начало менархе в возрасте до 12 лет - OR 1,53 [1,64, 2,93] 95% ДИ, р < 0,001, нерегулярность менархе OR 2,21 [1,34, 3,53] 95% ДИ, р < 0,005 Наличие переломов периферического скелета в анамнезе OR 2,07 [1,53, 3,03] 95% ДИ, р< 0,00001, наличие переломов у родителей OR 2,11 [1,54, 3,03] 95% ДИ, р < 0,05 Отсутствие отказа от употребления молочных продуктов OR 1,21 [1,94, 2,23] 95% ДИ, р < 0,05, проживание в экологически неблагополучном районе OR 2,21 [1,28; 3,41] 95% ДИ, р < 0,01.

Для проведения множественного линейного регрессионного анализа зависимости МПКТ от возможных факторов (возраст, ИМТ, возраст начала менархе, регулярность менархе, наличие переломов у обследуемых и их родителей, потребление молочных продуктов), выявленных при одномерном анализе, было получено, что представленная нами модель адекватно описывает взаимосвязь признаков (F-критерий 58,23, р = 0,000000001) Коэффициент детерминации R2 составил 0,181, то есть только 18,1% дисперсии показателя МПКТ скелета объясняется изменением представленных факторов Такое низкое значение коэффициента детерминации свидетельствует о том, что изменчивость МПКТ на 81,9% обусловлена влиянием других факторов, среди которых в данной ситуации большое значение, вероятно, имеют генетические факторы

На основании выше сказанного нами разработаны критерии определения риска остеопении и ОП в детском, подростковом и юношеском возрасте

1 Малый риск возраст для мальчиков и девочек 6-9 лет, наследственный анамнез по ОП не отягощен, нормальные росто-весовые показатели (масса, рост, ИМТ), отсутствие признаков дисплазии соединительной ткани, отсутствие переломов в течение жизни, отсутствие деформации позвоночника, достаточное употребление кальций-содержащих продуктов, отсутствие хронических заболеваний, проживание на территории с низким уровнем техногенной нагрузки

2 Средний риск возраст 11-12 лет и 15-17 лет у лиц обоего пола, наследственный анамнез по ОП не отягощен; наличие признаков недифференцированной дисплазии соединительной ткани (1 главный и/или 1-2 второстепенных), ИМТ ниже 22 кг/м2; наличие перелома в анамнезе, суточное употребление кальция снижено, наличие хронических заболеваний, проживание на территории с повышенным уровнем техногенной нагрузки

3 Высокий риск наследственный анамнез по ОП отягощен, изменение антропометрических параметров ниже или выше возрастной нормы (масса, рост, ИМТ), наличие признаков недифференцированной дисплазии соединительной ткани (1-2 главных и/или 2-3 второстепенных) или дифференцированной формы дисплазии соединительной ткани, наличие 2-3 переломов в анамнезе, наличие факторов снижения МПКТ и отсутствие профилактики

остеопении, проживание на территории с высоким уровнем техногенной нагрузки

На основании установленных критериев риска нами был разработаны основы профилактики остеопороза в зависимости от показателей МПКТ

1 2-критерий > - 2,0 ББ, нет переломов в анамнезе, малый риск развития остеопении - динамическое наблюдение в возрастном периоде 11-12 лет и 15-17 лет, при среднем и высоком риске - динамическое наблюдение через 1 год

2 Е-критерий < - 2,0 ББ, наличие или отсутствие переломов в анамнезе, определение уровня маркеров ремоделирования костной ткани и кальций-фосфорного обмена, исключение вторичных причин снижения МПКТ, исключение риска переломов позвоночника, назначение фармакологической терапии с учетом направленности костного и минерального обмена под контролем динамики биохимических маркеров через 6 мес и динамики МПКТ -через 1 год

3 2-критерий < - 2,5 ББ, наличие или отсутствие переломов в анамнезе, определение уровня маркеров ремоделирования костной ткани и кальций-фосфорного обмена, исключение вторичных причин снижения МПКТ; по необходимости консультации специалистов - эндокринолога, гинеколога, исключение риска перелома позвоночника, назначение фармакологической терапии с учетом направленности костного и минерального обмена, назначение фармакологической терапии с учетом направленности костного и минерального обмена под контролем динамики биохимических маркеров через 6 мес и динамики МПКТ - через 1 год

На основании выявленных тенденций в динамике изменений частоты остеопении и остеопороза в районах с разным уровнем техногенной нагрузки как одного из основных факторов риска снижения МПКТ в популяции детского, подросткового и юношеского возраста нами рассчитаны уравнения линейной регрессии и определены тренды развития данной патологии Определение данных закономерностей позволяет осуществлять популяционный прогноз и разрабатывать меры профилактики снижения МПКТ в детском, подростковом и юношеском возрасте в районах с разным уровнем техногенной нагрузки

В заключении проведен краткий анализ полученных результатов, в котором отражены основные особенности развития ОП в детском, подростковом и юношеском возрасте, а так же изложены основы его профилактики на популяционном уровне, направленные на формирование костей скелета в период интенсивного роста ребенка и своевременное уменьшение потери массы костной ткани

выводы

1 С использованием метода двухэнергетической рентгеновской ос-теоденситометрии получены нормативные показатели МПКТ популяции г Новосибирска обоего пола в возрасте 6-20 лет Накопление МПКТ в разные возрастные периоды у здоровых лиц мужского и женского пола происходит неравномерно в различных областях скелета Наибольшие темпы прироста МПКТ у здоровых мальчиков и девочек зарегистрированы в возрасте 9-13 лет Темпы прироста МПКТ от 6 до 20 лет у лиц женского пола ниже, чем у лиц мужского пола

2 При одномоментном популяционном исследовании жителей г Новосибирска в возрасте от 6 до 20 лет установлено, что распространенность остеопении и остеопороза составляет 28,6%, из них 11,8% - лица мужского пола (10,6% - остеопения и 1,2% - остеопороз) и 16,8% - лица женского пола (13,1% остеопения и 3,7% остеопороз) Наиболее высокая частота остеопении у девочек отмечена в 16-18 лет и у мальчиков в 11, 18-19 лет Остеопороз наиболее часто регистрируется у девочек в 12, 17-18 лет, а у мальчиков - в 10-13 и 19-20 лет

3. Развитие остеопении и остеопороза в детском и подростковом возрасте происходит на фоне изменений кальций-фосфорного обмена и кальций-регулирующих гормонов При снижении МПКТ происходит изменение содержания макро- и микроэлементов в костной ткани, а так же изменение со-, става и количества протеогликанов органического матрикса костной ткани

4. С увеличением степени сколиотической деформации позвоночника увеличивается процент детей, имеющих снижение МПКТ У детей с компрессионными переломами тел позвонков снижение МПКТ скелета регистрируется в 75,3% случаев, а именно, 16,9% компрессионных переломов тел позвонков происходит на фоне системного остеопороза, 40,9% - на фоне системной остеопении и 17,5% - на фоне регионарной остеопении позвоночника

5 В эксперименте на крысах линии ОХУ8 с генетически детерминированным остеопорозом установлено, что при хроническом воздействии техногенного фактора риска на уровне пороговой дозы при наличии генетической предрасположенности к возникновению дефицита МПКТ происходит нарушение костного ремоделирования, обусловленное снижением остеопла-стических потенций и усилением костной резорбции

6 Основными факторами риска остеопороза в детском, подростковом и юношеском возрасте являются изменение росто-весовых показателей по сравнению с половозрастной нормой, наличие отягощенного наследственного анамнеза, проживание на территории высокого техногенного риска, низкое употребление кальций - содержащих продуктов, позднее или раннее начало менструаций, наличие сколиотической деформации позвоночника и компрессионных переломов позвоночника в анамнезе

7 Проведение дифференцированной профилактики остеопороза необходимо осуществлять путем формирования когорт в популяциях детей и подростков по установленным количественным критериям МПКТ с учетом основных факторов риска остеопороза, возрастно-половых и биохимических особенностей формирования скелета и генетической предрасположенности к возникновению остеопороза

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1 С учетом полученных данных в группу наибольшего риска развития остеопении и ОП следует отнести детей и подростков, имеющих изменения росто-весовых показателей по сравнению с половозрастной нормой, наличие отягощенного наследственного анамнеза, проживание на экологически неблагоприятной территории, низкое употребление молочных продуктов, позднее или раннее начало менструаций, наличие переломов позвоночника и конечностей в анамнезе

2 Для оценки развития костной системы у детей и подростков необходимо включить в стандарты профилактического обследования костную денситометрию при диспансерном наблюдении С целью раннего выявления ОП и своевременного проведения профилактических мероприятий целесообразно проведение скрининговых остеоденситометрических исследований на территориях риска и в группах риска При выявлении остеопении у детей из групп риска по развитию ОП необходимо динамическое наблюдение на фоне курса профилактических мероприятий

3 Для предотвращения гипо- и гипердиагностики ОП при оценке минерализации костной ткани необходимо учитывать нормативные половозрастные показатели МПКТ, установленные для данной популяции Выявленные особенности минерализации костной ткани в детском, подростковом и юношеском возрасте должны учитываться при разработке лечебно-профилактических мероприятий в работе региональных центров ОП

4 Показатели МПКТ не могут являться единственным критерием для постановки диагноза ОП, поскольку компрессионные переломы тел позвонков в детском возрасте возникают при любых значениях МПКТ Для уточнения характера метаболических изменений, на фоне которых происходит изменение МПКТ, необходимо исследовать кальций - фосфорный обмен и маркеры ремоделирования костной ткани, из которых предпочтительнее - содержание ионизированного кальция, содержание ОКЦ и ПТГ в сыворотке крови, ДПир в моче Показатели биохимических маркеров ремоделирования костной ткани необходимо учитывать при формировании групп риска по развитию ОП

5. Установленные особенности питания и физической активности в новосибирской популяции детского, подросткового и юношеского возраста позволили сделать заключение, что наиболее простыми методами профилак-

тики ОП является адекватная физическая нагрузка и оптимизация питания Для повышения физической активности в подростковом возрасте предпочтительно рекомендовать бег, плавание, велоспорт Для обеспечения растущего организма всеми необходимыми элементами для формирования костной ткани рекомендуется употреблять в пищу молоко, мясо, рыбу, сыр Рекомендации по питанию должны учитывать суточную потребность растущего в подростковом периоде организма в минералах, микроэлементах, аминокислотах и витаминах Назначение кальций-содержащих препаратов рекомендуем в подростковом возрасте для групп повышенного риска развития ОП (отстающие в физическом и половом развитии, с низкими функциональными возможностями, низкой физической активностью и т д), причем, ежедневный прием комплексных минеральных препаратов необходимо проводить под контролем динамики через 1 год состояния МПКТ

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Короленко Т А, Жанаева С Я, Потеряева О Н, Свечникова И Г, Фа-ламеева О В , Халикова Т А , Ярыгина Е.С , Гончарова И А Регуляция активности цистеиновых протеаз роль предшественников протеаз (проферментов) и их внутриклеточных ингибиторов // Бюллетень Сибирского отделения РАМН 2004 №2(112) С 130-135

2 Фомичев Н Г, Фаламеева О В , Петренко П П, Малов А Н, Маслов Н А, Оришич А М, Титов А Т, Ларионов П М Лазерно-индуцированная флюоресценция как метод диагностики остеопороза при переломах грудных и поясничных позвонков // Хирургия позвоночника 2004 № 3 С 52-59

3 Фаламеева О В , Храпова Ю В , Трегубова И Л, Балышева Т Д, Садовой М А Ювенильный остеопороз в популяции и детей и подростков г Новосибирска // Научно-практическая конференция «Актуальные вопросы лучевой диагностики заболеваний костно-суставной системы» Барнаул 2005 С 216-219

4 Фаламеева О В , Садовой М А, Трофимович Е М Ювенильный остеопороз в проблеме гигиенической антропопатологии // Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов «Окружающая среда и здоровье» Суздаль 2005 С 117-118

5 Фаламеева О В , Садовой М А, Трофимович Е М Система профилактики остеопороза в регионах с разным загрязнением окружающей среды / // Краевая научно-практическая конференция «Инновационные технологии в травматологии и ортопедии» Хабаровск 2005 С 299-300

6 Фаламеева О В , Колосова Н Г , Храпова Ю В , Садовой М А Крысы ОХУ8 как модель сенильного остеопороза // II Конгресс по остеопорозу 2005. Ярославль. С. 45-46

7 Ершов К И, Русова Т В , Айзман Р И, Фаламеева О В Роль протеогли-канов костного матрикса в развитии остеопороза у детей с идиопатическим сколиозом//II Конгресс по остеопорозу 2005 Ярославль С 133

8 Бенедиктова А А, Фаламеева О В , Короленко Т А, Колосова Н Г Роль лизосомальных протеиназ в развитии остеопороза у крыс Oxys // II Конгресс по остеопорозу 2005 Ярославль. С 37

9 Фаламеева О В , Колосова Н Г, Садовой М.А Изменение минеральной плотности костной ткани в процессе старения крыс OXYS // I съезд травматологов-ортопедов Уральского федерального округа «Высокие технологии в травматологии и ортопедии организация, диагностика, лечение, реабилитация, образование» Екатеринбург 2005 С 284-285

10 Бенедиктова А А, Фаламеева О В , Короленко ТА , Колосова Н Г Изменение активности лизосомальных протеаз катепсинов В и D в печени у крыс при старении // Всероссийская научно-практическая конференция, посвященная 15-летнему юбилею Красноярского Краевого Центра по профилактике и борьбе со СПИД и другими инфекционными заболеваниями» Красноярск 2005 С 23-25

11 Фаламеева О В , Колосова Н Г, Садовой М А Экспериментальное моделирование системного остеопороза //1 международная научно-практическая конференция «Общественное здоровье инновации в экономике, управлении и правовые вопросы здравоохранения», посвященной 70-летию НГМА Новосибирск, 2005 Т 2 С 240-242

12 Ершов К И, Русова Т В, Фаламеева О В , Садовой М А, Айзман Р И Изменение протеогликанов костного матрикса у крыс при остеопорозе // IV Всероссийская конференция «Проблемы биологической науки и образования в педагогических вузах» Новосибирск 2005 С 229-231

13 Фаламеева О В , Садовой М.А, Храпова Ю В , Мацук К А, Стрыгин А В Распространенность и структура ювенильного остеопороза в г Новосибирске // Сборник научных трудов, посвященных 60-летию Саратовского НИИТО «Актуальные вопросы травматологии, ортопедии и вертебрологии» 2005 С 104-105

14 О В Фаламеева, Ю В Храпова Структурно-функциональные изменения костной ткани у преждевременно стареющих крыс Oxys //1 Международная научно-практическая конференция молодых ученых по вертебрологии и смежным дисциплинам «Творческая энергия молодых - прогресс в науке» Новосибирск 2005 С 12-13

15 Фаламеева О В , Садовой М А, Русова Т В , Ершов К.И, Бенедиктова А А, Короленко Т А, Колосова Н Г, Храпова Ю В, Айзман Р И Патогенетические основы развития остеопороза (экспериментальное исследование) // Сборник научных трудов, посвященных 60-летию Саратовского НИИТО «Актуальные вопросы травматологии, ортопедии и вертебрологии» 2005 С 106-107

16 Ершов К И, Русова Т В , Фаламеева О В , Садовой М А, Колосова Н Г, Айзман Р И Возрастные изменения протеогликанов костной ткани у крыс OXYS //1 международная научно-практической конференция «Общественное здоровье, инновации в экономике, управлении и правовые вопросы здравоохранения», посвященной 70-летию НГМА Новосибирск 2005 Т2 С 112-117

17 А А Бенедиктова, О В Фаламеева, Ю В Юзько Активность аспартиль-ной протеазы катепсина D у крыс Oxys при старении // Бюллетень Сибирской медицины 2005 (1) С 111-112

18 Храпова Ю В , Фаламеева О В , Садовой М А Ювенильный остеопороз в популяции г Новосибирска // III Конференция с международным участием «Проблема остеопороза в травматологии и ортопедии» 2006 Москва С 86-87

19 Ершов К И, Русова Т В , Фаламеева О В , Садовой М А , Храпова Ю В , Айзман Р И Изменение структуры костного матрикса у крыс при постмено-паузальном остеопорозе//Сибирский консилиум 2006 № 6(53) С 161-164

20 О В Фаламеева, М А Садовой, Ю В Храпова, Н Г Колосова Структурно-функциональные изменения костной ткани позвоночника и конечностей у крыс Oxys // Хирургия позвоночника № 1 2006 С 88-94

21 Ершов К И., Русова Т В , Фаламеева О В , Садовой М А, Колосова Н Г , Айзман Р И Структурные изменения протеогликанов межклеточного вещества костного матрикса у крыс с генетически обусловленным остеопорозом // III Конференция с международным участием «Проблема остеопороза в травматологии и ортопедии» 2006 Москва С 7

22. Ершов К И, Русова Т В , Фаламеева О В , Садовой М А , Айзман Р И Компенсаторные изменения структуры костного матрикса у крыс при по-стменопаузальном остеопорозе // Материалы международных, всероссийских, региональных научных конференций, семинаров, симпозиумов, школ, проводимых в ТГУ Вестник Томского государственного университета (Прил) Томск, 2006. №21 С 45-47

23 Ершов К И, Фаламеева О В , Садовой М А, Айзман Р И Нарушение минерализации костной ткани при сенильном остеопорозе у крыс роль костного матрикса // VI Всероссийская конференция молодых ученых «Проблемы фундаментальной и прикладной медицины в рамках 13 международного конгресса по приполярной медицине» Новосибирск 2006 С 19-20

24 Фаламеева О В, Мацук К С. Остеопороз у детей и подростков с компрессионными переломами тел позвонков // VI Всероссийская конференция молодых ученых «Проблемы фундаментальной и прикладной медицины в рамках 13 международного конгресса по приполярной медицине» Новосибирск 2006 С 20-21

25 Бенедиктова А А, Фаламеева О В , Садовой М А , Короленко Т А Использование флуоресцентных субстратов для определения активности катепсина S в органах и сыворотке крыс // VI Всероссийская конференция моло-

дых ученых «Проблемы фундаментальной и прикладной медицины в рамках 13 международного конгресса по приполярной медицине». Новосибирск 2006 С 60-61.

26 Фаламеева О В , Храпова Ю В Ювенильный остеопороз в популяции детей и подростков г Новосибирска // Научно-практическая конференция молодых ученых «Молодые ученые, новые идеи и открытия», посвященной 35-летию Российского научного центра «Восстановительная травматология и ортопедия» Курган 2006 С 84-86

27 Фаламеева О В , Садовой М А, Мацук К А, Храпова Ю В Качество костной ткани как фактор риска компрессионных переломов тел позвонков у детей // Международная научно-практическая конференция «Остеопороз эпидемиология, клиника, диагностика, профилактика и лечение» Евпатория 2006 С 114

28 Бенедиктова А А , Фаламеева О В, Короленко Т А, Колосова Н Г Изменение активности лизосомальных протеаз - катепсинов В и D — в печени у крыс Oxys при развитии остеопороза // Международная научно-практическая конференция «Остеопороз эпидемиология, клиника, диагностика, профилактика и лечение» Евпатория. 2006 С 34

29 Фаламеева О В , Садовой М А, Храпова Ю В , Трофимович Е М. Патофизиологическая роль факторов окружающей среды в развитии остеопороза у детей // III Конференция с международным участием «Проблема остеопороза в травматологии и ортопедии» 2006 Москва С 24

30 Фаламеева О.В , Храпова Ю В , Садовой М А Распространенность ос-теопенических состояний у детей с деформациями позвоночника // Международная научно-практическая конференция «Остеопороз эпидемиология, клиника, диагностика, профилактика и лечение» Евпатория 2006 С 121122

31 Бенедиктова А А, Фаламеева О В , Колосова Н Г., Садовой М А, Короленко Т А Изменение активности катепсинов В, L и D в печени у крыс Wis-tar и преждевременно стареющих крыс Oxys разного возраста // Бюллетень Сибирского отделения РАМН 2007 №3(125) С 127-132

32 Фаламеева О В , Храпова Ю В Остеопения и остеопороз в популяции г Новосибирска в детском, подростковом и юношеском возрасте // П конференция молодых ученых по вертебрологии и смежным дисциплинам «Молодые ученые в развитии современной науки», посвященной 20-летию Центра патологии позвоночника Новосибирск 2008 С 98-99

33 Бенедиктова А А, Фаламеева О В Активность катепсина К и металло-протеаз у самок крыс Wistar при развитии остеопороза // II конференция молодых ученых по вертебрологии и смежным дисциплинам «Молодые ученые в развитии современной науки», посвященной 20-летию Центра патологии позвоночника Новосибирск 2008 С 30-31

34 Фаламеева О В , Садовой М А, Храпова Ю В , Графов А В Система профилактики остеопороза в регионах с разным загрязнением окружающей среды//Сибирский консилиум 2007 №7(62) С 141-142 35. Ершов К И, Русова Т В , Фаламеева О В , Садовой М А, Айзман Р И Протеогликаны плечевой кости крыс \Vistar разного возраста // Вестник Новосибирского государственного университета 2007 №1(6) С 21-25

36 Фаламеева О В , Садовой М А, Храпова Ю В, Бенедиктова А А, Русова Т В Способ формирования групп риска по развитию остеопороза у детей и подростков / Решение о выдаче патента от 01 02 2008 по заявке № 007111227 Приоритет от 22 03 2007

37 Фаламеева О В , Храпова Ю В , Садовая Т Н, Верхотурова В Т Минеральная плотность костной ткани позвоночника у здорового населения детского, подросткового и юношеского возраста // Хирургия позвоночника 2008 № 1 С 58-65

38 Пахомов И В , Рерих В В , Борзых К О , Фаламеева О В Диагностика и лечение сочетанных повреждений позвоночника и стоп // Хирургия позвоночника 2008 № 1 С 8-13

39 Фаламеева О В Остеопороз и остеопения в детском, подростковом и юношеском возрасте // Хирургия позвоночника 2008 № 2 С 15-22

40 Фаламеева О В , Садовой М.А, Храпова Ю В , Трофимович Е М Влияние техногенных факторов на возникновение и прогрессирование остеопороза (экспериментальное моделирование) // Хирургия позвоночника 2008 № 2 С 70-76

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ГАГ - гликозоаминогликаны,

ДБФКН - дибутилдитиофосфорнокислый натрий,

ДИ - доверительный интервал,

ДПир - деоксипиридинолин,

ДС - дерматансульфат,

КС - кератансульфат,

КТ - кальцитонин,

ММР - матричные металлопротеазы,

МПКТ - минеральная плотность костной ткани,

ОБ - остеобласты,

ОК - остеокласты,

ОКЦ - остеокальцин,

ОП - остеопороз

ОЦ - остеоциты,

ПГ - протеогликаны,

Пир - пиридинолин,

ПТГ - паратиреотропный гормон,

С-ГАГ - сульфатированные гликозаминогликаны,

ТРКФ - тартрат-резистентная кислая фосфатаза;

УК - уроновые кислоты,

ХС - хондроитинсульфат,

ЩФ - щелочная фосфатаза,

L1-L4 позвонки - МПКТ в поясничном отделе позвоночника,

Neck - МПКТ в области шейки бедренной кости,

OR - отношение шансов,

SD - стандартное отклонение (1SD соответствует 10%),

Subtotal - МПКТ всего скелета без учета области головы,

Total Hip - МПКТ проксимального отдела бедренной костив в целом,

TOTAL - МПКТ скелета в целом,

Whole Body - программа исследования всего осевого и периферического скелета,

Z-критернй - МПКТ по отношению к половозрастной норме

Отпечатано в типографии ФГУ «Новосибирский НИИТО

Росмедтехнологий», ул. Фрунзе 17 Заказ № 1347, формат 60x90/16, печ л 2,50, тираж 100 Гарнитура Times New Roman