Автореферат и диссертация по медицине (14.00.03) на тему:Нарушения костного метаболизма при синдроме диабетической стопы

На правах рукописи

УЛЬЯНОВА ИРИНА НИКОЛАЕВНА

НАРУШЕНИЯ КОСТНОГО МЕТАБОЛИЗМА ПРИ СИНДРОМЕ ДИАБЕТИЧЕСКОЙ СТОПЫ.

(14.00.03 - эндокринология) АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва - 2002 г.

Работа выполнена в Эндокринологическом Научном Центре Российской Академии Медицинских Наук (директор - академик РАМН И.И. Дедов)

Научный руководитель:

Доктор медицинских наук, профессор М.Б. Анциферов

Официальные оппоненты:

Доктор медицинских наук, профессор Н. Т. Старкова Доктор медицинских наук Л. Я. Рожинская

Ведущее учреждение:

Российская Медицинская Академия Последипломного образования МЗ РФ

Защита состоится «_»_2002 г. в_часов

На заседании специализированного ученого совета Д 001.013.01 при Эндокринологическом Научном Центре РАМН Адрес: 117036, Москва, ул. Дм. Ульянова, д.11.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЭНЦ РАМН Автореферат разослан «_»_ 2002г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета

Доктор медицинских наук В. Я. Игнатков

Общая характеристика работы.

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. В структуре заболеваемости - населения---------

экономически развитых стран сахарный диабет (СД) занимает одно из первых мест. Развитие тяжелых, подчас необратимых, осложнений позволяет отнести его к заболеваниям, имеющим медико-социальное значение (Дедов И.И., 1998). Патологическим изменениям подвергаются практически все системы организма, в частности и опорно-двигательный аппарат. Высокая частота развития изменений коетно-суставной системы и их весомая роль в формировании стойкой нетрудоспособности больных сахарным диабетом определяют необходимость выработки точных диагностических критериев ранней диагностики нарушений костных структур стоп при синдроме диабетической стопы (Анциферов М.Б., 1998). Проявлением патологических изменений костной ткани стоп у пациентов с синдромом диабетической стопы является диабетическая остеоартропатия (ДОАП). По различным данным вероятность развития ДОАП колеблется от 1 до 55%. Эта противоречивость обусловлена различной трактовкой изменений костной ткани, а также отсутствием высокоинформативных методов исследования. Начальные изменения в костях могут не выявляться при рентгенологическом и денситометрическом исследованиях, поэтому представляется важным поиск возможных ранних диагностических маркеров начальных стадий диабетической остеоартропатии (ВоиИоп А.,2000). С этой целью необходимо изучение показателей костного метаболизма. Именно оценка соотношения процессов костного формирования и резорбции позволит найти оптимальный патогенетически обоснованный подход к лечению диабетической остеоартропатии. Учитывая схожие клинические и рентгенологические признаки артропатии Шарко и других деструктивных заболеваний костей, представляется чрезвычайно важным поиск специфичных методов ранней диагностики диабетической остеоартропатии. ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является:

Изучить нарушения костного метаболизма у пациентов с синдромом диабетической стопы и выявить его особенности при различных стадиях диабетической остеоартропатии.

Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:

1. Определить взаимосвязь между степенью выраженности диабетической нейропатии, типом СД, его тяжестью, длительностью течения, наличием поздних осложнений СД и диабетической остеоартропатией.

2. Определить характер изменений минеральной плотности костной ткани (по данным рентгенографии и двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии) у больных с различными стадиями диабетической остеоартропатии.

3. Оценить роль изменений маркеров костного ремоделирования в формировании диабетической остеоартропатии и выявить наиболее специфичные биохимические маркеры костного ремоделирования для различных стадий диабетической остеоартропатии.

4. Определить значимость различных маркеров костного метаболизма в дифференциальной диагностике острой стадии диабетической остеоартропатии и остеомиелита костных структур стоп.

5. Изучить различные характеристики костной ткани стоп больных СД 1 и 2 типов с помощью гистологического и иммуногистохимического анализа.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Показана ведущая роль диабетической нейропатии и локального остеопороза костных структур стоп в формировании ДОАП. Впервые у пациентов с острой и хронической стадиями ДОАП было проведено исследование минеральной плотности костной ткани (МПКТ) в различных зонах проксимального отдела бедра. Показано, что острый локальный деструктивный процесс при ДОАП сопровождается снижением МПКТ проксимальных отделов бедра. Показана роль фактора иммобилизации в развитии остеопении проксимальных отделов бедра у пациентов с ДОАП. Выявлено различие показателей МПКТ в пораженной и непораженной конечностях у больных с хронической стадией ДОАП. Полученные данные позволяют включать пациентов с ДОАП в группу риска переломов шейки бедра.

Впервые было проведено исследование биохимических показателей костного ремоделирования у пациентов с острой и хронической стадиями ДОАП и гематогенным остеомиелитом. Определена специфичность маркеров костного метаболизма для каждой из стадий ДОАП. Показано различие процессов костного ремоделирования в острой и в хронической стадиях ДОАП. Впервые проведено морфологическое исследование костной ткани пациентов с синдромом

диабетической стопы, результаты которого выявили нарушения процессов остеогенеза. Показано различие этих нарушений у пациентов с СД 1 и 2 типов. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Полученные данные о высокой ^частоте локального остеопороза костей стоп и остеолении проксимальных отделов бедра у пациентов с ДОАП доказывают необходимость контроля состояния костной плотности дистальных и проксимальных отделов нижних конечностей и ранней коррекции выявленных изменений у пациентов с диабетической нейропатией, что является профилактикой переломов нижних конечностей.

Доказана высокая информативность определения уровней биохимических показателей костного метаболизма в диагностике острой и хронической стадий ДОАП. Определена роль маркеров костного ремоделирования в дифференциальной диагностике ДОАП и гематогенного остеомиелита.

Полученные данные о различии механизмов костного ремоделирования в острой и в хронической стадиях ДОАП, позволяют э определить дифференцированный подход к медикаментозной терапии.

ВНЕДРЕНИЕ. Результаты работы внедрены в практику отделения диабетической стопы ЭНЦ РАМН. Основные результаты исследований, представленных в диссертации, доложены и обсуждены на IV Всероссийском конгрессе эндокринологов «Актуальные проблемы современной эндокринологии» (Санкт-Петербург, 2001) и на ежегодной конференции молодых ученых (Москва, ЭНЦ РАМН, 2002).

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертации представлены на межотделенческой конференции ЭНЦ РАМН (24 апреля 2002 г.) ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ. Работа носит клинико-инструментальный характер и основана на анализе 95 клинических случаев. Диссертация изложена на 135 страницах машинописи, иллюстрирована 31 рисунками и 12 таблицами; состоит из оглавления, введения, обзора литературных данных, главы, посвященной материалам и методам исследования, результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, содержащего ссылки на 24 отечественных и 156 иностранных источника.

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 4 научные работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ. 1. Материалы и методы исследования.

1.1 Клиническая характеристика обследованных пациентов.

В клинике ЭНЦ РАМН было обследовано 95 человек с синдромом диабетической стопы. На основании результатов клинического и рентгенологического обследований все пациенты были разделены на следующие группы:

• 25 пациентов (18 женщин и 7 мужчин) имели клинические проявления хронической стадии ДОАП (группа 1). Из них у 10 человек диагносцирован СД 1 типа и у 15 человек - СД 2 типа.

• 10 пациентов (4 женщин и 6 мужчин) имели проявления острой стадии ДОАП (группа 2). Из них 7 человек страдали СД 1 типа и 3 человека - СД 2 типа.

• 15 пациентов (7 женщин и 8 мужчин) с длительностью СД более 5 лет имели выраженную диабетическую нейропатию (группа 3). Из них 9 человек - с СД 1 типа и 6 человек - с СД 2 типа.

• 15 пациентов (7 женщин и 8 мужчин) имели проявления гематогенного остеомиелита костей стоп (группа 4). Из них 6 человек страдали СД 1 типа и 9 человек - СД 2 типа. Набор пациентов с остеомиелитом производился на базе отделения гнойной хирургии ГКБ № 20 г. Москвы (зав. отделением Мачерец ЕА).

• 10 здоровых волонтеров (5 женщин и 5 мужчин) составили группу контроля. Группы пациентов с гематогенным остеомиелитом и контроля включались в исследование лишь на этапе определения биохимических маркеров костного метаболизма.

В целях проведения морфологического анализа костной ткани стоп были обследованы 30 пациентов с верифицированным диагнозом синдрома диабетической стопы. Эти пациенты были разделены на группы в соответствии с типом СД.

• 15 пациентов (7 женщин и 8 мужчин) имели СД 1 типа (группа А).

• 15 пациентов (6 женщин и 9 мужчин) имели СД 2 типа (группа Б).

Для морфологического исследования были отобраны образцы костной ткани после произведенных ампутаций нижних конечностей. Изучение биоптатов происходило в пределах неизмененных воспалительным процессом тканей.

Клиническая характеристика обследованных групп больных представлена в таблице 1.

Таблица 1. Клиническая характеристика пациентов.

Группа/параметр 1 группа (хроническая стадия ДОАП) 2 группа (острая стадия ДОАП) 3 группа (диабетическая нейропатия) 4 фуппа (гематогенный остеомиелит) Группа А (СД 1 типа) Группа Б (СД 2 типа) контроль I I

Число (п) 25 10 15 15 15 15 10

Возраст, М (гтип-тах) 48,8 (32-65) 38,7 (22-59) 44,6 (20-68) 43,9 (24-66) 39,1 (29-49) 48 (35-70) 36,5 (25-58)

Пол (Ж/М) 18/7 4/6 7/8 7/8 7/8 6/9 5/5

СД1/СД2 10/15 7/3 9/6 6/9 - -

Длительность СД, М (тт-тах) 17,2 (7-36) 13,4 18,4 (7-36) 15,5 (4-19) 16,5 (6-21) 15,7 (3-18)

Длительность ДОАП М (гтпп-тах) 4,3 года (1-15) 3,6 мес. (1-6) - - - -

Язвы в анамнезе (%) 88 40 33 - - -

Ампутации (%) 40 10 0 - - - ■ -

Вибрационная чувствительность (баллы) М±ЭО 2,2±0,2 1,8±0,4 3,9±0,4 ;

ИМТ (кг/м2) М (тт-тах) 29,1 (21-35) 22,5 (19-29) 27,1 (18-40) 23,5 (18-30) - - 22,6 (19-30)

СОЭ (мм/ч) М±БО 7,5±1,6 31 ±6 6,3±0,9 40,6±13 - - ! "

НвА1с (%) М±БО 8,3±1,6 10,1±1,8 8,6+1,1 11,4±1,5 - - I

1.2. Методы исследования.

Присутствие и степень выраженности диабетической нейропатии оценивали с помощью определения различных видов чувствительности.

1. Вибрационную чувствительность измеряли градуированным камертоном (Kircher&Wilhelm, Германия) в стандартных точках (медиальная лодыжка и основание 1 пальца).

2. Тактильную чувствительность определяли с помощью монофиламента весом 10 г (North Coast Medical, Inc., США) в стандартных точках.

3. Температурную чувствительность оценивали с помощью стандартного цилиндра Тип-терм (Neue Medizintechnik GmbH, Германия).

Степень компенсации углеводного обмена оценивалась по уровню НвА1с (анализатор DCA 2000+, Bayer, Германия, норма до 5,7%).

В целях исключения хронической почечной недостаточности производилось определение уровней креатинина, мочевины и калия в сыворотке крови (анализатор Spectrum, Abbott, США).

Для диагностики стадии диабетической нефропатии определяли уровень микроальбуминурии (анализатор DCA 2000+, Bayer, Германия, норма 30-300 мг/сут).

Для оценки состояния фосфорно-кальциевого обмена определяли уровни кальция и фосфора в сыворотке крови, а так же экскрецию кальция и фосфора за сутки с мочой по отношению к креатинину (анализатор Spectrum, Abbott, США).

При определении уровней маркеров костного метаболизма применялись следующие критерии исключения:

- Наличие системного остеопороза.

- Хроническая почечная недостаточность любой стадии.

- Возраст пациентов, соответствующий незавершенному процессу набора пика костной массы (девушки до 20 лет и юноши до 25 лет).

В качестве биохимических маркеров костеобразования исследовали:

- уровень остеокальцина (Окн) в сыворотке крови иммуноферментым методом (набор Osteocalcin, анализатор Immulite, DCP, США).

- уровень активности костного изофермента щелочной фосфатазы (КЩФ) в сыворотке крови иммуноферментным методом (набор Alkphase-B, Metra biosystems, США).

В качестве биохимических маркеров резорбции костной ткани определяли:

- уровень С-терминального телопептида коллагена 1 типа (1СТР) в сыворотке

- крови с помощью иммуноферментного теста (набор Serum CrossLaps, Osteometer Biotech, Дания).

- уровень активности тартрат-резистентной кислой фосфатазы (ТРКФ) в сыворотке крови иммуноферментным методом (набор PAP, анализатор Immulite, DCP. США).

- уровень экскреции дезоксипиридинолина (ДПД) в моче по отношению к креатинину (набор Pyrilincs-D, анализатор immulite, DCP, США). Для исследования использовали 2 -ю утреннюю порцию мочи.

Определение КЩФ и 1СТР проводилось на базе клиника-биохимической лаборатории ЭНЦ РАМН (к. м. н. Арбузова М. И.). Определение Окн, ТРКФ, ДПД проводилось на базе клинико-биохимической лаборатории клинической больницы №1 МЗ РФ.

Для оценки состояния костных структур нижних конечностей всем пациентам производилась рентгенография пораженных суставов в прямой и в боковой

проекциях (аппарат EDR-750 В, Medicor Röntgen, Венгрия). Оценка рентгенограмм производилась д.м.н. Бухманом А.И.

В качестве метода дифференциальной диагностики острой стадии диабетической остеоартропатии и остеомиелита проводилась магнитно-резонансная томография голеностопных суставов (установка Magneton Impact 1 Т1, Siemens,Германия), на базе отделения рентгенорадиологии ЭНЦ РАМН (зав. отд. д.м.н. Воронцов А. В.).

В целях изучения состояния минеральной плотности костной ткани у пациентов с остеоартропатией Шарко, проводилось денситометрическое исследование с помощью двойной энергетической рентгеновской абсорбциометрии (аппарат Expert 1188, Lunar, США) на базе отделения функциональной диагностики ЭНЦ РАМН (к. м. н. Чернова Т.О., зав. отд. д.м.н. Игнатков В.Я.). Определялась МПКТ в поясничном сегменте L1-L4, проксимальном отделе бедренной кости с избирательной оценкой костной плотности в отдельных зонах (шейка бедра, область Варда и большой вертел). Полученные значения МПКТ выражались в г/см2. Изменения МПКТ оценивались по Т-критерию (сравнение с пиковыми значениями у женщин в возрасте до 30 лет) и Z-критерию (сравнение со средними нормативами для данного возраста и пола). Для характеристики нарушений МПКТ использовались

рекомендации ВОЗ, согласно которым снижение МПКТ по Т-критерию более чем на 1 Эй рассматривается как остеопения, а более 2,5 БО - как остеопороз.

Морфологический анализ костной ткани включал гистологическое и иммуногисюхимическое изучение материала. Для гистологического анализа готовили парафиновые срезы толщиной 5 мш и окрашивали гематоксилином и эозином по стандартной методике. Подсчитывали процентное соотношение клеток костной ткани: остеобластов, остеокластов и остеоцитов и изучали их функциональное состояние. Количественные соотношения клеток считали с помощью окулярной сетки Г. Г. Автандилова. Иммуногистохимическое исследование проводили с помощью иммунопероксидазной реакции на парафиновых срезах с моноклональными антителами к коллагену 1 и 3 типов и к фибронектину рАКО, Дания). Результат реакции оценивали по наличию специфического коричневого окрашивания диаминобензидина. При анализе состояния волокнистых структур учитывали толщину, направленность и целостность, являющиеся морфологическими критериями их зрелости. Определяли преимущественный тип резорбции костной ткани. Исследование проводилось в отделении патоморфологии ЭНЦ РАМН (зав. отд. д.м.н., профессор Юшков П. В.).

Методы статистического анализа.

Значения исследуемых показателей были подвергнуты статистической обработке и корреляционному анализу с использованием методов медицинской статистики. Числовые данные приведены в виде средних значений со стандартным отклонением (М±БО). Для оценки достоверности различий использовались критерии Манна-Уитни, Фишера и ранговой корреляции Спирмена. Различие показателей считалось достоверным при р<0,05.

2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Результаты рентгенологического исследования. При изучении рентгенограмм оценивали наличие в костных структурах исследуемых областей остеолиза, остеопороза, параоссальных обызвествлений, переломов, гиперостозов и деформаций.

В группе пациентов с хронической стадией ДОАП (группа 1) преобладающими изменениями являлись деформации (92%), параоссапьные обызвествления (88%) и остеопороз (84%) (р<0,05), реже отмечались гиперостозы (36%) (р<0,05). Остеолиз встречался в 20%, а переломы костей стоп были

зарегистрированы в 16% случаев (р<0,001). При этом остеолиз наблюдался у - пациентов с длительностью ДОАП от 1 до 2 лет.

В группе пациентов с острой стадией ДОАП преобладалй~остеопороз (100%)------

и остеолиз (70%) (р<0,05). Менее часто отмечались, параоссальные обызвествления (50%) и деформации (50%) (р<0,05). Реже всего наблюдались гиперостозы (10%) и переломы (10%) (р<0,01). При сравнении частоты различных рентгенографических изменений в 1 и 2 группах пациентов статистически значимые различия определялись в наличии остеолиза и остеопороза, которые преобладали во 2 группе (р<0,01), а также гиперостозов, параоссальных обызвествлений и деформаций, чаще наблюдавшихся у пациентов 1 группы (р<0,01) (рис 1).

Рисунок 1.

Сравнение частоты рентгенографических изменений у пациентов с острой и хронической стадиям ДЭДП (%).

ПтеростозРг Деформация

разсс.обьвв. г^*^-8' Олеагиз ССлеспсраз

90 100

: О острая ст. ДСйП в хрсинеская ст. ДЗДП (

Таким образом, проведенное рентгенологическое обследование пациентов выявило высокую частоту остеопороза как в острой, так и в хронической стадиях ДОАП. Это может служить подтверждением того, что снижение костной плотности играет важную роль в развитии ДОАП.

После перехода острой стадии ДОАП в хроническую в костных структурах стоп преобладают склеротические и гипертрофические изменения, что отражает нарушение процессов синтеза костной ткани у пациентов с ДОАП.

2.2. Результаты денситометрического исследования.

В группе больных с хронической стадией ДОАП (группа 1) остеопения наблюдалась в 6 случаях (24%) в проксимальном отделе бедра, в 6 случаях (24%) в шейке бедра, в 14 случаях (56%) в области Варда и в 7 случаях (28%) в области большого вертела. В 2 случаях (8%) был выявлен остеопороз во всех изучаемых отделах проксимального отдела бедра. В поясничном сегменте И-1_4 остеопения определялась в 2 случаях (8%). Остеопороза в отделе 1.1-1.4 выявлено не было.

Средние значения МПКТ в группе больных с хронической стадией ДОАП представлены в таблице 2.

Таблица 2. Значения МПКТ в различных отделах бедра и в зоне 1.1-1.4 у пациентов с хронической стадией ДОАП (группа 1)..

Область/ значение Бедро в целом Шейка бедра Область Варда Большой вертел 1.1-14

(М±ЭО) (лшп-тах) 0,02±0,2 (-2,8-2,1) -0,2±0,2 (-2,5-2,5) -0,9±0,2 (-2,8-1,7) -0,2±0,2 (-2,5-2,6) 1,08±0,35 (-1,4-3,3)

Д%) (М±БО) (ггнп-тах) 100,2±17 (78-142) 99,1±15 (71-141) 93,7±17 (63-144) 97±17 (75-139) 104,5±11 (88-142)

Как видно из приведенных результатов, наиболее низкие значения МПКТ наблюдались в области Варда. Статистически значимые различия определялись при сравнении показателей МПКТ этой зоны со значениями МПКТ шейки бедра (р<0,04) и большого вертела (р<0,02) по Т-критерию. МПКТ в проксимальном отделе бедра в целом была ниже, чем в поясничном отделе 1.1-1.4 (р<0,03), но средние ее значения не отличались от возрастной нормы.

В группе пациентов с острой стадией ДОАП (группа 2) остеопения наблюдалась в 4 случаях (40%) в проксимальном отделе бедра, в 4 случаях (40%) в шейке бедра, в 6 случаях (60%) в области Варда и в 5 случаях (50%) в области большого вертела. Остеопороз был выявлен в 1 случае (10%) в проксимальном отделе бедра и в области Варда. В поясничном сегменте И-14 остеопения отмечалась в 2 случаях (20%). Остеопороза в поясничном отделе позвоночника выявлено не было. Средние значения МПКТ в исследуемых областях у пациентов 2 группы представлены в таблице 3.

Таблица 3. Значения МПКТ в различных отделах бедра и в зоне 1.1-1-4 у пациентов с острой стадией ДОАП (группа 2).

Область/ 1 Бедро в Значение целом Шейка бедра Область Варда Большой вертел таг -I

Т(ЭО) -1,1 ±0,4 (М±БО) ! (-2,5-0,5) (ггнп-тах) I -1,1 ±0,8 (-2,4-0,2) -1,5±0,7 (-2,8-0,9) -1±0,5 (-2-0,4) -0,4±0,2 I (-1,6-0,9) |

г(%) ! 90,4±8,9 I 90±10 (М±БО) | (78-103) I (71-101) (тп-тах) | I 85,5±9,3 (63-90) 89±10 (76-105) 95±10 (87-110) |

Статистически значимых различий между показателями МПКТ в отдельных зонах бедра по Т - и по г - критериям не было выявлено. В поясничном отделе позвоночника 1.1-1-4 остеопения была менее выражена по сравнению с МПКТ в проксимальном отделе бедра (р<0,05).

В группе пациентов с СД без ДОАП (группа 3, п=15) остеопения наблюдалась в 2 случаях (13%) в шейке бедра, в 4 случаях (26%) в области Варда и в 2 случаях (13%) в области большого вертела. Остеопороза выявлено не было. В поясничном сегменте 1.1-1.4 остеопения определялась в 1 случае (6%). Средние значения МПКТ в 3 группе больных представлены в таблице 4.

Таблица 4. Значения МПКТ в различных отделах бедра и в зоне И-1.4 у пациентов с СД без ДОАП (группа 3).

Область/ значение Бедро в целом Шейка бедра Область Варда Большой вертел 1.1-1.4

ГГ(§0) (М±ЭО) (тт-тах) 0,13±0,1 (-0,6-1) -0,25+0,2 (-1,1-0,9) (-1,5-0,6) 0,33±0,2 (-1,3-1,3) 0,05±0,6 (-1,2-1,7)

2(%) (М±БЭ) (тт-тах) 107,3±5,2 (98-112) 105±5,4 (97-110) 106,5±4 (101-111) 107,1 ±11 (82-121) 105±10,5 (95-115)

В группе пациентов с СД без ДОАП наиболее низкие значения МПКТ определялись в области Варда. Статистически значимые различия были выявлены между показателями МПКТ в области Варда и в области большого вертела (р<0,02).

Межфупповой анализ показателей МПКТ выявил меньшую костную плотность в группе 2 (острая стадия ДОАП), по сравнению с группой 3 (диабетическая

нейропатия), во всех исследованных областях проксимального отдела бедра по Т- и по 1. - критериям (р<0,001), (рис.2).

Рисунок 2.

Средние значения МПКТ у пациентов с острой стадией ДОАП (группа 2) и с СД без ДОАП (группа 3) по Т - критерию (БО).

Большой вертел Зона Варда Шейка бедра Бедро в целом

-1,5

0,5

СЗбез ДОАП вострая ст.

Статистически значимых различий в показателях МПКТ между группами 1 и 2, а также 1 и 3 не было обнаружено.

Было проведено дополнительное исследование МПКТ здоровой и пораженной конечности в группе пациентов с ДОАП. Оценивали МПКТ по показателю «бедро в целом» (Total Hip). В группе пациентов с хронической стадией ДОАП (группа 1) значения МПКТ по Т- критерию составили в пораженной конечности - -1,75±0,2 SD (-2,8 - -0,7), в здоровой конечности - -0,8±0,3 SD (-2,2-2,1), (р<0,05). В группе пациентов с острой стадией ДОАП (группа 2) значения МПКТ в пораженной конечности составили --1,6±0,8 SD (-2,5-0,1) и в здоровой конечности - -0,8±0,2 SD (-1,8-0,5), (р<0,3). Статистически значимых различий по Z - критерию не было обнаружено. Однако, значения Z-критерия в 1 группе пациентов в пораженной конечности так же были ниже и составили 94±16 % по сравнению со здоровой конечностью - 100,7±14 % (р<0,2) (рис. 3).

Рисунок 3.

Значения МПКТ в здоровой и в пораженной конечностях по показателю "Total Hip" у пациентов с хронической стадией ДОАП (группа 1) (Т-критерий, SD).

'Ill ' ' ' ' ' " ■ ■ "

■ * . I ' 1 I

-2 -1,8 -1,6 -1,4 -1,2 -1 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0

SD

la пораженная конечность о здоровая конечность j

При сравнении значений МПКТ в пораженных и в здоровых конечностях у пациентов 1 и 2 группы не было выявлено достоверной разницы в показателях.

В целях изучения изменений МПКТ у пациентов с различным типом СД, все больные были разделены на соответствующие подгруппы. Была выявлена меньшая костная плотность у пациентов с СД 1 типа во всех группах. Потеря костной ткани происходит у данной категории больных в основном за счет уменьшения МПКТ в области Варда и большого вертела. По г-критерию статистически значимых различий у пациентов с СД 1 и 2 типов выявлено не было.

Таким образом, анализ результатов денситометрии выявил, что у всех пациентов 1, 2 и 3 групп отмечена более высокая частота встречаемости остеопении проксимального отдела нижних конечностей по сравнению с частотой остеопении поясничного отдела позвоночника. Возможно, что наличие нейропатии вносит свой вклад в формирование остеопении нижних конечностей. Это предположение может быть подтверждено полученной прямой корреляционной зависимостью между степенью снижения вибрационной чувствительности и показателями МПКТ (г=0,87 р<0,001).

С наибольшей частотой остеопения встречалась в области Варда. В этой же области были отмечены наиболее низкие значения МПКТ у пациентов во всех трех фуппах, что может являться косвенным подтверждением влияния диабетической нейропатии на губчатое вещество проксимального отдела бедра.

Представляет интерес тот факт, что с наибольшей частотой и интенсивностью снижение МПКТ в проксимальных отделах бедра выявлено у больных 2-й группы (острая стадия ДОАП). Именно у этих пациентов отмечались наиболее низкие показатели вибрационной чувствительности. На основании этих данных можно также предположить непосредственное влияние снижения костной плотности в нижних конечностях на формирование ДОАП.

Отсутствие достоверных различий между группами пациентов с хронической стадией ДОАП (группа 1) и СД без ДОАП (группа 3) в показателях МПКТ может объясняться достаточно высоким уровнем костного формирования в процессе перехода ДОАП из острой стадии в хроническую, а так же склеротическими изменениями во вновь образованной костной ткани.

Полученные данные о более выраженном снижении МПКТ в пораженной конечности, особенно у больных с хронической стадией ДОАП (группа 1), могут быть объяснены длительным воздействием иммобилизации. Это предположение подтверждается обнаруженной прямой связью между длительностью ДОАП и показателями МПКТ у пациентов 1 группы (г=0,4 р<0,05). Не выявлено взаимосвязи между показателями МПКТ, длительностью СД и значениями НвА1с. Данные о более выраженном снижении костной плотности у пациентов с СД 1 типа, подтверждают гипотезу о влиянии СД 1 типа на формирования системного остеопороза.

2.3. Результаты исследования маркеров костного ремоделирования

представлены в таблице 5.

Таблица 5. Показатели маркеров костного ремоделирования.

Группа/ Параметр Хроническая ст. ДОАП (1 фуппа) Острая ст. ДОАП (2 группа) Диабет, нейропатия (3 группа) Остеомиелит (4 группа) Контроль

КЩФ (Ед/л) М±БО 14,4±4,4 35,4±9,8 18,4±4,7 18,9±4 16,7±2,6

Окн (нг/мл) М±БО 15,05±5 23,2±4,1 13,3±4,5 5,5±1,2 21,6±1,8

1СТР (рМ) М±Бй 3725±472 5335±1131 2840±378 7243±894 1918±179

ТРКФ (нг/мл) М±БО 1,28± 0,1 1,47± 0,1 1,55± 0,2 2,07± 0,4 1,24± 0,07

ДПД (нмоль/ммоль креатинина) М±БО М. 4,82±1,9 Ж. 5,72±2,1 М. 5,5 ±1,7 Ж. 6,7±2 М. 2,6±0,4 Ж. 4,3±0,8 - М. 3,5± 1,2 Ж. 3,4±1,1

-------Уровень костного изофермента ЩФ (КЩФ) был достоверно выше в группе

больных с острой стадией ДОАП (группа 2), по сравнению со всёми~остальнь1ми группами (р<0,001). В то же время у пациентов с гематогенным остеомиелитом (группа 4) уровень КЩФ был достоверно выше, чем у больных с хронической стадией ДОАП (группа 1) (р<0,002). Наиболее низкие значения КЩФ определялись у пациентов 1 группы.

Значения остеокальцина (ОКн) также были достоверно выше в группе 2 и в группе контроля по сравнению с группой 1 и группой 3 (р<0,006) Достоверной разницы между группами 1 и 3 не наблюдалось. Показатели остеокальцина в группе больных гематогенным остеомиелитом (группа 4) были достоверно ниже по сравнению со всеми остальными группами (р<0,001).

Значения карбокситерминального телопептида коллагена 1 типа (1СТР) были достоверно выше в группе 4 по сравнению с группой 1 (р<0,001), группой 2 (р<0,1), группой 3 (р<0,001) и группой контроля (р<0,001). В группе больных с острой стадией ДОАП (группа 2) уровень 1СТР был также достоверно выше, чем в группах 1, 3 и в группе контроля (р<0,01). В то же время, у пациентов с хронической стадией ДОАП уровень 1СТР был достоверно выше по сравнению с группой 3 и группой контроля (р<0,001).

При измерении активности тартрат-резистентной кислой фосфатазы (ТРКФ) достоверно более высокие результаты отмечались в группе больных с гематогенным остермиелитом (группа 4) по сравнению с группой больных с хронической стадией ДОАП (группа 1) (р<0,05). Достоверных различий в степени активности данного маркера между другими группами не было обнаружено.

Учитывая тот факт, что нормы дезоксипиридинолина (ДПД) отличаются для женщин и мужчин, все имеющиеся группы были поделены на подгруппы по половой принадлежности

Проведенный статистический анализ показал, что наиболее высокий уровень ДПД наблюдался в группе пациентов с острой стадией ДОАП (группа 2). У пациентов с хронической стадией ДОАП (группа 1) также отмечался повышенный уровень ДПД. Статистически значимые различия отмечались меяеду группами 2 и 3 (р<0,05), 2 и контрольной фуппой . (р<0,03) у женщин и у мужчин. В группе 1 у женщин статистически значимые различия наблюдались при сравнении с группой контроля (р<0,03), но не с группой 3,. тогда как у мужчин 1 группы достоверные различия

отмечались и с группой 3 и с группой контроля (р<0,03). Статистически значимых различий между группами 1 и 2 , а так же группой 3 и контрольной группой не наблюдалось.

При проведении сравнительного изучения маркеров костного ремоделирования в зависимости от типа СД все пациенты каждой из групп были разделены на подгруппы в соответствии с типом СД. Статистически значимые различия в уровнях изучаемых маркеров костного метаболизма были обнаружены только в группе пациентов с острой стадией ДОАП (группа 2) при анализе значений КЩФ, показатели которой составили при СД 1 типа- 39,4±8,7 Ед/л, при СД 2 тип-26±3,3 Ед/л (р<0,03).

При изучении показателей фосфорно-кальциевого обмена не было отмечено статистически значимых различий мехеду уровнями фосфора и кальция в крови и их экскреции с мочой. Однако, при определении значений ЩФ в сыворотке крови отмечено достоверное повышение этого показателя в группе пациентов с острой стадией ДОАП (группа 2), вероятно за счет высокого уровня костного изофермента.

Таким образом, полученные результаты позволяют утверждать, что острую стадию ДОАП характеризуют высокая скорость костного метаболизма со значительным усилением синтетической функции остеобластов в ответ на резорбцию. Для хронической стадии ДОАП характерным является низкая интенсивность костеобразования и преобладание резорбтивных процессов. В то же время, обнаруженные изменения уровней биохимических маркеров костного ремоделирования у больных с остеомиелитом - выраженная резорбция кости в сочетании с высокой степенью активности ТРКФ, позволяют сделать вывод о различных механизмах развития септического и асептического процессов у больных сахарным диабетом. Это предположение подтверждается найденной прямой взаимосвязью между маркером костеобразования остеокальцином и маркером резорбции ТРКФ в группе пациентов с острой стадией ДОАП (г=0,69, р<0,05) и отрицательной взаимосвязью между этими показателями в группе пациентов с гематогенным остеомиелитом (г= - 0,48,р<0,05).

Выявлены корреляционные зависимости между показателями костного метаболизма и МПКТ в проксимальных отделах бедра, что может отражать влияние локального процесса в стопах на формирование нарушений костного ремоделирования в проксимальных отделах нижних конечностей.

Полученные данные позволяют предположить, что у пациентов с острой стадией ДОАП при СД 1 типа остеобласты активнее участвуют а процессе синтеза костной ткани в ответ на повреждение, чем у шц с СД 2 типа:

2.4. Результаты морфологического анализа.

При исследовании костного материала во всех образцах наблюдались явления остеолизиса. При подсчете процентного соотношения клеток костной ткани были выявлены различия в результатах между больными с СД 1 и 2 типов. Количество остеокластов (ОК) и остеобластов (ОБ) было значительно больше у больных с СД 1 типа - 42,7%±2,98П и 39,1%+1,680 по сравнению с СД 2 типа -5,2%±3,230 и 8,5%± 2,2БО соответственно (р<0,001). В то же время, число остеоцитов (ОЦ) было значительно выше у больных с СД 2 типа - 86,3%+3,880 по сравнению с СД 1 типа - 18,2%+2,930 (р<0,001) (рис 9).

Рисунок 9.

У пациентов с СД 1 типа в образцах костной ткани наблюдалась гипертрофия и гиперплазия ОБ и ОК, тогда как в состоянии ОЦ не было выявлено каких либо особенностей. В противоположность этому, при СД 2 типа ОБ и ОК находились в состоянии атрофии и частичной деструкции, а ОЦ - в состоянии гипертрофии и гиперплазии.

При определении состояния волокнистых структур новообразованной кости, волокна костной ткани у больных СД 2 типа отличались более упорядоченным

расположением. У этих же пациентов в образцах костной ткани определялось большое количество грануляционной ткани. Иммуногистохимическое исследование качественного состава волокон продемонстрировало, что у больных с СД 1 типа преобладающим является коллаген 3 типа (эмбриональный), а у больных с СД 2 типа -1 тип коллагена. Было выявлено также, что у пациентов с СД 1 типа в состав волокон входит большее количество фибронектина, чем у пациентов с СД 2 типа.

Анализ типов резорбтивных процессов костной ткани позволил сделать вывод о том, что у пациентов с СД 1 типа определяющей является остеокластическая резорбция по лакунарному типу, в то время как у больных с СД 2 типа преобладает периостеоцитарный остеолизис и гладкая резорбция.

Полученные результаты говорят о различных механизмах остеолизиса и формирования костной ткани у пациентов с СД 1 и 2 типов.

ВЫВОДЫ.

1. Ведущую роль в патогенезе диабетической остеоартропатии играют диабетическая нейролатая и выраженный локальный остеолороз костных структур стоп. Не выявлено взаимосвязи между длительностью СД, его типом, полом пациентов, наличием других поздних осложнений СД и диабетической остеоартропатией.

2. Выявлены характерные признаки поражения костных структур стоп при острой и хронической стадиях диабетической остеоартропатии. Для острой стадии диабетической остеоартропатии наиболее типичным является остеолиз (70%) и локальный остеолороз (100%). Для хронической стадии характерны склеротические и гипертрофические изменения, в виде гиперостозов (36%) и параоссальных обызвествлений (88%).

3. Острую стадию диабетической остеоартропатии характеризует высокая интенсивность костного метаболизма: повышение уровней маркеров костеобразования и костной резорбции. Наиболее специфичным маркером острой стадии диабетической остеоартропатии является высокий уровень КЩФ (костного изофермента ЩФ). Хроническую стадию диабетической остеоартропатии характеризует низкая интенсивность костного формирования и преобладание процессов костной резорбции. Специфичным маркером хронической стадии диабетической остеоартропатии является низкий уровень КЩФ.

4. Для гематогенного остеомиелита костных структур стоп характерна низкая интенсивность костеобразования и чрезвычайно высокая степень костной

резорбции. Наиболее специфичными мГаркерами Тематогенного остеомиелита----------

являются низкий уровень остеокальцина и высокий уровень ТРКФ (тартрат-резистентной кислой фосфатазы). Механизмы некроза костных структур стоп при септическом и асептическом процессах различны. Для септической деструкции костной ткани (при остеомиелите) характерным является разобщение процессов синтеза и резорбции, а для асептической деструкции (при диабетической остеоартропатии) - их сопряжение.

5. У пациентов с диабетической остеоартропатией остеопения в проксимальных отделах бедра встречается достоверно чаще, чем в поясничном отделе позвоночника. Наиболее выраженное снижение костной плотности проксимальных отделов бедра отмечалось у пациентов с острой стадией диабетической остеоартропатии, что отражает влияние локального острого деструктивного процесса на костный метаболизм в проксимальных отделах бедра.

6. Пациенты с хронической стадией диабетической остеоартропатии имели значительные различия в показателях МПКТ проксимальных отделов бедра между пораженной и непораженной конечностями. Это отражает влияние длительной иммобилизации нижней конечности на состояние костной плотности проксимальных отделов бедра. Пациенты с диабетической остеоартропатией представляют собой группу риска переломов шейки бедра пораженной конечности.

7. Выявлены гистологические и иммуногистохимические отличия в структуре костной ткани стоп у пациентов с синдромом диабетической стопы при СД 1 и 2 типов. Для СД 1 типа характерно преобладание остеобластов и остеокластов, присутствие коллагена 3 типа в составе волокон вновь образованной кости. Для СД 2 типа характерно преобладание остеоцитов, присутствие большого количества грануляционной ткани в составе волокон вновь образованной кости, что позволяет говорить о возможных различиях в генезе остеолиза и синтеза костной ткани при СД 1 и 2 типов.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. В целях ранней диагностики поражений костной ткани у больных СД, необходимо комплексное изучение биохимических маркеров костного метаболизма и состояния костных структур дистальных отделов нижних конечностей, что позволит своевременно начать адекватную терапию.

2. Двойная энергетическая рентгеновская абсорбциометрия является методом выбора для диагностики остеопороза в проксимальных отделах бедра у пациентов с СД и с диабетической остеоартропатией. Это позволит формировать группы риска переломов шейки бедра для данной категории пациентов.

3. В целях дифференциальной диагностики острой стадии диабетической остеоартропатии и гематогенного остеомиелита необходимо проведение комплексного обследования, включающего рентгенографию, MP-томографию и определение биохимических маркеров костного метаболизма - КЩФ (костного изофермента ЩФ), остеокальцина и ТРКФ (тартрат-резистентной кислой фосфатазы).

СПИСОК РАБОТ. ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

(в скобках указаны соавторы)

1. Диагностика нарушений костного метаболизма при диабетической остеоартропатии.// Остеопороз и остеопатии. М., 2001. -№3. -с. 20-26. (Токмакова

A.Ю., Анциферов М.Б.)

2. Оценка состояния костной ткани у больных с синдромом диабетической стопы.// Материалы IV Всероссийского конгресса эндокринологов «Актуальные проблемы современной эндокринологии». Санкт-Петербург, 2001, -с. 215. (Токмакова А.Ю., Чернова Т.О., Анциферов М. Б.).

3. Оценка состояния костной ткани у больных с синдромом диабетической стопы.// Проблемы эндокринологии. М„ 2002. -№ 4. -с. 14-18. (Токмакова А. Ю., Юшков П.

B., Чернова Т. О., Анциферов М. Б.).

4. The difference in pathogenesis of bone loss between IDDM and NIDDM patients, suffering from diabetic osteoarthropathy.// Abstracts for Euroconference on basic and applied research in skeletal tissue engineering: perspectives. Camogli (Italy) 2001, -p. 156. (Tokmakova A., Jushkov P., Antsiferov M.).