Автореферат и диссертация по медицине (14.03.03) на тему:Особенности костно-минерального обмена у детей с врожденной и приобретенной патологией опорно-двигательного аппарата

На правах рукописи

Галятина Татьяна Александровна

ОСОБЕННОСТИ КОСТНО-МИНЕРАЛЬНОГО ОБМЕНА

У ДЕТЕЙ С ВРОЖДЕННОЙ И ПРИОБРЕТЕННОЙ ПАТОЛОГИЕЙ ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

14.03.03 - патологическая физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

П 3 ДПР 2014

Кемерово-2014

005546719

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном лечебно-профилактическом учреждении «Научно-клинический центр охраны здоровья шахтеров» Министерства энергетики Российской Федерации, г. Ленинск-Кузнецкий

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор

Устьянцева Ирина Марковна

Официальные онионенты:

Антонов Александр Рудольфович — доктор медицинских наук, профессор, Государственное автономное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования Новосибирской области «Новосибирский центр повышени квалификации работников здравоохранения», директор

Ким Лена Борисовна - доктор медицинских наук, старший научный сотрудник, Федеральное государственное бюджетно учреждение «Научный центр клинической и экспериментально" медицины» Сибирского отделения Российской академии медицинских наук, руководитель группы биохими соединительной ткани

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетно учреждение «Научно-исследовательский институт фармакологии» Сибирского отделения Российской академии медицинских наук

Защита состоится «25» апреля 2014 г. в_часов на заседани

диссертационного совета Д 208.035.02 при ГБОУ ВПО КемГМ Минздрава России по адресу: г. Кемерово, ул. Ворошилова, 22а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВП КемГМА Минздрава России.

Автореферат разослан «_»«_» 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор медицински наук, профессор Разумов Александр Сергеевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования и степень ее разработанности

Патология опорно-двигательного аппарата (ОДА) является актуальной социально-значимой проблемой за счет широкого распространения в популяции врожденных аномалий развития костно-мышечной системы и приобретенных повреждений скелета. Частота патологии ОДА на протяжении последних 5 лет в России возросла более чем в 2 раза, причем, дети составили от 25 до 30% от общего числа пациентов (Андреева T. M., 2010; Баранов А. А., 2010).

Многими авторами показано, что снижение устойчивости к деформации костной ткани и формирование предрасположенности к переломам связано с нарушением процессов костного ремоделирования, приводящим к снижению минеральной плотности кости (Goulding A. et al., 2001; Ferrari S. L. et al., 2006). Ключевым минералом, определяющим структурные свойства костной ткани, является кальций, который совместно с магнием и фосфором входит в состав гидроксиапатита и принимает активное участие в процессах синтеза и резорбции костной ткани (Моисеева Т. Ю., Щеплягина Л. А., 2003; Nieves J. W., 2005).

Поддержание минерального гомеостаза в организме обеспечивается сложным многофакторным механизмом регуляции, осуществляемым витамином D, паратшрмоном (ПТГ) и кальцитонином (КТ) (Хвостова С. А., Свешников К. А., 2008). Витамин D и П'ГГ способствуют мобилизации кальция и фосфатов из костной ткани, абсорбции кальция в тонком кишечнике и экскреции фосфатов почками. Эндогенное образование витамина D состоит из нескольких стадий превращений, при этом самым главным активным его метаболитом является 25-(OH)D3 (Roth D. Е. et al. 2005). Усиление секреции КТ направлено на компенсацию гиперкальциемии за счет подавления резорбции остеокластами, а также снижения реабсорбции кальция и фосфора почками (Строев Ю. И., Чурилов JI. П., 2004). В то же время, большое влияние на состояние ОДА у детей оказывает соматотропный гормон (С'ГГ), который участвует в ускорении продольного роста и увеличении толщины и ширины трубчатых костей, а также в стимуляции митотической активности миоцитов (Giustina A. et al. 2008; Петеркова В. А., Нагаева Е. В., 2009).

Несмотря на большое количество публикаций, посвященных описанию патогенеза патологии ОДА у взрослых, в литературе недостаточно описаны причины, приводящие к нарушению синтеза и резорбции костной ткани при врожденной и приобретенной патологии ОДА у детей. Высокая распространенность патологии ОДА определяет необходимость комплексного исследования, которое позволит дополнить существующие представления о патогенетических аспектах аномального роста и развития кости, а также о факторах, способствующих детскому травматизму. В связи с этим, целесообразным представляется изучение изменений костно-минерального обмена при врожденной и приобретенной патологии опорно-двигательного аппарата у детей, что обозначило цель и задачи нашего исследования.

Цель исследования: установить общие закономерности и патогенетическую значимость изменений костно-минерального обмена в формировании врожденной и приобретенной патологии опорно-двигательного аппарата у детей.

Задачи исследования:

1. Оценить в сравнительном аспекте основные показатели минерального обмена у детей с врожденной и приобретенной патологией опорно-двигательного аппарата.

2. Дать сравнительную характеристику процессам костного ремоделирования у детей с врожденной и приобретенной патологией опорно-двигательного аппарата с помощью определения маркеров формирования (Р1ЫР, остеокальцин, щелочная фосфатаза) и резорбции ф-СгоззЬарэ) костной ткани и коэффициента РНЧР/р-СгоБзЬарз.

3. Изучить влияние изменений минерального обмена на активность и сопряженность процессов синтеза и резорбции костной ткани при врожденной и приобретенной патологии опорно-двигательного аппарата у детей.

4. Выявить особенности регуляции костно-минерального обмена при врожденной и приобретенной патологии опорно-двигательного аппарата у детей на основании исследования уровней витамина О, паратгормона, кальцитонина и соматотропного гормона.

5. Установить патогенетическую значимость изменения уровней витамина О, паратгормона, кальцитонина и соматотропного гормона в формировании изменений показателей минерального обмена, уровней маркеров синтеза и резорбции костной ткани у детей с врожденной и приобретенной патологией опорно-двигательного аппарата.

Научная новизна исследования

Установлено, что изменение показателей минерального обмена у детей с врожденной и приобретенной патологией ОДА характеризуется снижением концентраций общего и ионизированного кальция при нормальном содержании фосфора и магния. Однако имеются качественные различия, проявляющиеся более значительным уменьшением концентраций общего и ионизированного кальция у детей с приобретенной патологией ОДА.

Доказано, что врожденная и приобретенная патология ОДА у детей сопровождается изменениями уровней маркеров костного ремоделирования.

Выявлено снижение уровней маркера Р1ЫР у детей с врожденной и приобретенной патологией ОДА, наиболее выраженное при врожденной патологии, на фоне нормального содержания щелочной фосфатазы и осгеокальцина, что свидетельствует о замедлении формирования костного матрикса.

Показано уменьшение уровня маркера р-СговзЬарз при врожденной патологии ОДА у детей, отражающее ослабление активности процесса костной резорбции, что качественно различается с приобретенной патологией, при которой уровни данного маркера не изменяются.

Выявлено снижение коэффициента РЮТ/р-СгоззЬарБ у детей с врожденной и приобретенной патологией ОДА, характеризующее преобладание процесса резорбции костной ткани над синтезом, что наиболее существенно при врожденной патологии.

Выявлены корреляционные взаимосвязи, подтверждающие роль нарушений минерального обмена в формировании изменений активности и сопряженности процессов синтеза и резорбции костной ткани при врожденной и приобретенной патологии ОДА у детей.

Установлены особенности регуляции костно-минерального обмена у детей с врожденной и приобретенной патологией ОДА, которые проявляются равнозначным уменьшением уровня витамина D в сыворотке крови и увеличением секреции ГТГГ и СТГ, наиболее выраженным при врожденной патологии.

Подтверждена патогенетическая значимость ПТГ в формировании нарушений костно-минерального обмена у детей с врожденной патологией ОДА.

Теоретическая и практическая значимость работы

Полученные данные расширяют представление об общих закономерностях и основных механизмах нарушений процессов костного ремоделирования при врожденной и приобретенной патологии ОДА у детей.

Показано, что дополнительное включение в алгоритм обследования детей с врожденной и приобретенной патологией ОДА маркеров синтеза (PINP) и резорбции костной ткани (ß-CrossLaps), а также коэффициента сопряженности процессов костного ремоделирования (PINP/ß-CrossLaps) позволяет повысить эффективность и информативность диагностики патологических процессов, приводящих к нарушению минерализации костной ткани.

Методология и методы исследования

Работа выполнена на основе результатов статистического анализа показателей минерального обмена (общий и ионизированный кальций, фосфор, магний), маркеров костного ремоделирования (PINP, ß-CrossLaps, остеокальцин, щелочная фосфатаза) и регуляторных гормонов (ПТГ, KT, витамин D и СТГ) у детей с врожденной и приобретенной патологией ОДА.

Положения, выносимые на защиту

1. Врожденная и приобретенная патология ОДА у детей сопровождается однонаправленным изменением показателей минерального обмена, в виде снижения концентраций общего и ионизированного кальция в крови, наиболее выраженного у детей с приобретенной патологией.

2. Изменение показателей минерального обмена при врожденной и приобретенной патологии ОДА у детей приводит к снижению интенсивности формирования костного матрикса и преобладанию процесса резорбции костной ткани над синтезом, что наиболее существенно при врожденной патологии.

3. Особенности регуляции костно-минерального обмена при врожденной и приобретенной патологии ОДА у детей характеризуется однонаправленным, равнозначным уменьшением содержания витамина В и увеличением секреции ПТГ и СТГ, наиболее выраженным у детей с врожденной патологией. При этом наибольший вклад в изменение показателей минерального обмена и маркеров костного ремоделирования при врожденной патологии ОДА вносит увеличение секреции ПТГ.

Степень достоверности результатов

Все научные положения и выводы обоснованы применением системного анализа поставленной проблемы, современных лабораторных методов, достоверной выборкой исследуемых пациентов и достаточным объемом фактического материала, который подвергнут статистическому анализу.

Внедрение результатов исследования

Разработанный алгоритм обследования детей с врожденной и приобретенной патологией ОДА внедрен в практику отделения педиатрии №1 и отделения травматологии и ортопедии №4 ФГБ ЛПУ «Научно-клинический центр охраны здоровья шахтеров» Министерства энергетики Российской Федерации.

Апробация материалов диссертации

Материалы диссертации доложены и обсуждены на: XIV Всероссийской научно-практической конференции "Многопрофильная больница: проблемы и решения" (Ленинск-Кузнецкий, 2010); XV Юбилейном Российском национальном конгрессе "Человек и его здоровье" (Санкт-Петербург, 2010); III Всероссийской научно-практической конференции с международным участием "Вопросы патогенеза типовых патологических процессов" (Новосибирск, 2011); XV Юбилейной Всероссийской научно-практической конференции "Многопрофильная больница: проблемы и решения" (Ленинск-Кузнецкий, 2011); I Международном форуме, посвященном 65-летию Новосибирского НИИТО "Инновации в медицине: основные проблемы и пути решения" (Новосибирск, 2011); XVII Российском национальном конгрессе "Человек и его здоровье" (Санкт-Петербург, 2012); XVII Юбилейной Всероссийской научно-практической конференции "Многопрофильная больница: проблемы и решения" (Ленинск-Кузнецкий, 2013); Общероссийской

научно-практической конференции "Эффективная лабораторная медицина: методы и средства анализа", XVII форуме "Национальные дни лабораторной медицины России" (Москва, 2013).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ, включая 4 публикаций в журналах, входящих в перечень периодических научных изданий, рекомендованных ВАК РФ для публикации основных результатов диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 91 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, четырех глав собственных исследований, заключения и выводов. В списке литературы приведены 61 отечественный и 147 иностранных источников. Диссертация иллюстрирована 4 рисунками и 16 таблицами.

Личный вклад автора и место выполнения работы

Анализ литературных данных по теме диссертации, формирование рабочей гипотезы и программы исследования, сбор, обработка, статистический анализ материала, написание научных статей и диссертации — выполнено лично автором. Определение показателей минерального обмена и его регуляции, а также уровней маркеров костного ремоделирования проводилось лично автором на базе клинико-диагностической лаборатории Федерального государственного бюджетного лечебно-профилактического учреждения «Научно-клинический центр охраны здоровья шахтеров» Министерства энергетики Российской Федерации.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материал и методы исследования

В исследование были включены 64 пациента, из них 33 мальчика (51,6%) и 31 девочка (48,4%) в возрасте от 8 до 12 лет, с патологией ОДА, проходивших лечение в отделении травматологии и ортопедии № 4 ФГБЛПУ "НКЦ ОЗШ" г. Ленинск-Кузнецкий с 2009 по 2012 г.г..

Перед началом работы, протоколы исследования и информированные согласия были рассмотрены и одобрены на заседании Этического комитета ФГБЛПУ "НКЦ ОЗШ".

Критерии включения пациентов в исследование: наличие информированного согласия детей или их родителей на участие в исследовании, соответствующего нормам Хельсинкской декларации (2000 г.), а также наличие врожденной или приобретенной патологии нижней конечности.

Критериями исключения пациентов из исследования были: госпитализация позднее суток от момента травмы, наличие сочетанных повреждений других органов и систем, а также острых или хронических заболеваний сердечнососудистой, дыхательной, пищеварительной или мочевыделительной системы, несоответствие росто-весовых показателей возрастным нормам или отсутствие информированного согласия детей или их родителей.

Диагнозы верифицировались на основании жалоб, данных физикального обследования, результатов рентгенографии и согласно МКБ 10 соответствовали классам: XVII "Врожденные аномалии, деформации и хромосомные нарушения" ((¡) 65-66, 72) и XIX "Травмы, отравления и некоторые другие последствия воздействия внешних причин" (8 52,72,82) (таблица 1).

Все пациенты были разделены на 2 группы в зависимости от наличия врожденной (группа I) или приобретенной (группа II) патологии ОДА.

Группу I составили 29 детей, из них 15 мальчиков (51,7%) и 14 девочек (48,3%), в возрасте от 8 до 11,5 лет, с врожденными дефектами развития нижних конечностей.

Во вторую группу вошли 35 детей, в возрасте от 8 до 12 лет, среди них 18 мальчиков (51,4%) и 17 девочек (48,6%) с переломами длинных трубчатых костей нижних конечностей.

В качестве контрольных значений были использованы данные, полученные при диспансерном амбулаторном обследовании 35 практически здоровых детей, 20 мальчиков (57,1%) и 15 девочек (42,9%) без патологии опорно-двигательного аппарата, возраст 10,5 (8,0 - 12, 0) лет.

Таблица 1 - Распределение по нозологии детей с патологией опорно-двигательного аппарата (ОДА)

Нозологическая характеристика патологии опорно-двигательного аппарата Абс. (%)

Группа I (п=29) - врожденная патология опорно-двигательного аппарата:

Дефекты развития бедренной кости и тазобедренного сустава -вальгусная деформация, фиброзная дисплазия 11 (39,2)

Дефекты развития костей голени - укорочение нижней конечности 10 (34,8)

Дефекты развития костей стопы и голеностопного сустава — врожденная косолапость, плоско-вальгусная деформация стопы 8 (26)

Группа II (п=35) - приобретенная патология опорно-двигательного аппарата:

Переломы бедренной кости — закрытые и открытые со смещением и без смещения отломков 18 (51,4)

Переломы костей голени - закрытые и открытые, со смещением отломков 17 (48,6)

Программа исследования была реализована с применением методов лабораторной диагностики на 1-е сутки после поступления стационар.

В качестве объектов исследования в работе использованы цельная кровь, сыворотка крови и суточная моча пациентов.

Оценка показателей минерального обмена. Концентрации общего кальция (Lawrence А. Н, Macnel J. Р., 1982), фосфора и магния (Мс. Comb R. В., Bower G. N. Jr., 1972) в сыворотке крови определяли биохимическими методами на аналитической модульной платформе «Cobas 6000 SWA» (Швейцария) и анализаторе «HITACHI-912» (Япония) с помощью реактивов «Roche Diagnostics GmbH» (Германия). Уровень ионизированного кальция измеряли в цельной гепаринизированной венозной крови потенциометрическим методом на анализаторе критических состояний «Omni S» (Швейцария) наборами реактивов того же производителя.

Исследование процессов костного ремоделирования. Активность синтеза костного матрикса оценивали по уровням PINP - общего аминотерминального пропептида проколлагена 1-го типа, остеокальцина (OK) (Orum О., Hansen M., 1996) и щелочной фосфатазы (Мс Comb R. В., Bower G. N. Jr., 1972) в сыворотке крови. Интенсивность резорбции костной ткани отслеживали по сывороточному уровню ß-CrossLaps - продукта деградации коллагена I типа (карбокси-терминального телопептида коллагена I типа) (Bonde M., 1994).

Изучение регуляции костно-минерального обмена. Регуляцию кальциевого обмена исследовали с помощью определения уровней паратшрмона (Berson S. A. et al., 1963), кальцитонина (H. Rong et al., 1997) и витамина D (метаболит 25-(OH)D3) (Vogeser M., 2004) в сыворотке крови. Дня отражения регуляции ростовых процессов костной ткани измеряли сывороточный уровень соматотропного гормона (Zida W et al., 2003).

Определение уровней PINP, ß-CrossLaps, 1111, KT и витамина D выполнялось электрохемилюминесцентным методом на аналитической модульной платформе «Cobas 6000 SWA» (Швейцария) с применением реактивов «Roche Diagnostics GmbH» (Германия). Определение величин СТГ и остеокальцина проводилось иммунохемилюминесцентным методом на анализаторе «Immulite One» (США) (реактивы «Siemens Healthcare Diagnostics» (Великобритания)).

Исследование биохимических показателей гомеостаза организма. Определение общего белка (Henri R. J, 1984), альбуминов (Shirardin V., Ney J. Z., 1972), мочевины (Falke H. N., Schubert G. E., 1965), креатинина, мочевой кислоты (Kostir J. V., Sonka J. A., 1952) и глюкозы (Trinder P., 1969) в сыворотке крови и кальция в суточной моче (Lawrence A. H, Macnel J. P., 1982) проводили стандартными колориметрическими и энзиматическими методами (анализатор «Cobas 6000 SWA»). Значения pH, р02, рС02 и содержание лактата измеряли на анализаторе критических состояний «Omni S».

Статистические методы. Весь представленный в работе цифровой материал обработан с применением пакета программ Statistica 6.1 ("StatSoft, Inc."). Для проверки характера распределения полученных количественных данных использовали критерий Колмогорова-Смирнова. При получении значимых показателей критерия (р>0,05) нулевую гипотезу о соответствии анализируемых

данных нормальному закону распределения отвергали и для сравнения групп применяли методы непараметрической статистики (критерий Краскела-Уоллиса -для множественных и критерий Манна-Уитни - для парных сравнений). Различия считали статистически значимыми при р<0,05. Результаты исследования представлены в виде Ме (I ,С) — и<3), где Ме - медиана, (Ь<3 — 1КЗ) -интерквартильный разброс (25-й и 75-й перцентиль) для величин, так как их распределение не подчинялось нормальному закону. Для оценки связи между признаками использовали корреляционный анализ Спирмена.

Установлено, что концентрация общего кальция (Са) в сыворотке крови при врожденной и приобретенной патологии ОДА снижена относительно группы сравнения на 6,9% (р<0,01) и 10,7% (р<0,01) соответственно (Рисунок 1).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Сравнительная характеристика основных показателей минерального обмена у детей с врожденной и приобретенной

патологией опорно-двигательного аппарата

ммоль/л

3

□ здоровые дети, п=35

*

врожденная патология ОДА.

п=29

приобретенная патология ОДА, п=35

Са

Са ++ фосфор магний

— р<0,05 по сравнению с контролем,

# - р<0,05 между группами с врожденной и приобретенной патологией ОДА.

Рисунок 1 - Показатели минерального обмена у детей с врожденной и приобретенной патологией ОДА

Далее показано уменьшение содержания ионизированного кальция (Са++) в крови у детей с врожденной патологией ОДА на 17,1% (р<0,01), и у детей с приобретенной - на 27,6% (р<0,01) по отношению к группе сравнения.

В результате исследования не получено изменений в концентрациях фосфора и магния у детей с врожденной и приобретенной патологией ОДА.

Следовательно, изменения показателей минерального обмена при врожденной и приобретенной патологии ОДА, характеризуются гипокальциемией в виде уменьшения концентраций общего и ионизированного кальция на фоне отсутствия различий в содержании фосфора и магния.

При этом было исключено влияние усиленной экскреции микроэлементов на формирование гипокальциемии при врожденной и приобретенной патологии ОДА у детей, так как концентрация кальция в суточной моче у детей исследуемых групп была снижена, соответственно, на 11,8% и 26,1% (р<0,01) по отношению к группе сравнения.

Дальнейшее исследование не выявило различий в уровнях общего белка, альбумина, мочевины, креатинина, мочевой кислоты, глюкозы и показателях кислотно-основного состояния у детей исследуемых групп, что подтвердило отсутствие влияния изменений метаболических показателей на состояние минерального обмена.

Оценка процессов костного ремоделирования у детей с врожденной и приобретенной патологией опорно-двигательного аппарата

Следующим этапом выявлено снижение в сыворотке крови уровня РШР (маркера синтеза коллагена) у детей с врожденной патологией ОДА в 34,5 раза (р<0,05) и у детей с приобретенной патологией - в 1,9 раза (р<0,05) по отношению к группе сравнения.

Одновременно не установлено различий по величинам остеокальцина и щелочной фосфатазы у детей исследуемых групп.

Полученные результаты свидетельствуют об ослаблении интенсивности формирования костного матрикса при врожденной и приобретенной патологии ОДА у детей, наиболее выраженном у детей с врожденной патологией.

Наряду с этим, наблюдалось ослабление активности костной резорбции у детей с врожденной патологией ОДА, что подтверждалось уменьшением уровня Р-СгоэзЬарэ (маркера деградации коллагена) в сыворотке крови в 3,7 раза (р<0,01) относительно контрольного значения, тогда как при приобретенной патологии ОДА изменений данного показателя не выявлено.

При этом у детей с врожденной патологией ОДА значительное уменьшение значения коэффициента РГМР/р-СгоБвЬарз в 4,4 раза (р<0,05) относительно сравниваемой величины в группе детей с приобретенной патологией ОДА свидетельствовало о более выраженном преобладании процессов костной резорбции.

Патогенетические аспекты формирования изменений костного ремоделирования при врожденной и приобретенной патологии

опорно-двигательного аппарата у детей Корреляционный анализ позволил выявить обратные зависимости РПЧР/магний (Я—О,67, р<0,05) и р-СгоБзЬарз/магний (ЯМ),64, р<0,05), характеризующие физиологические проявления влияния показателей минерального обмена на процессы костного ремоделирования у здоровых детей.

Следующим этапом было установление патогенетической значимости изменений кальциевого обмена в нарушении интенсивности и сопряженности процессов костного ремоделирования при врожденной и приобретенной патологии ОДА у детей.

В результате исследования установлены прямые корреляционные связи РЮТ/Са (11=0,81, р<0,05) и РШР/Са++ (11=0,90, р<0,05) у детей с врожденной патологией ОДА, которые характеризуют влияние гипокальциемии на снижение интенсивности синтеза костной ткани (Рисунок 2).

Далее показано наличие обратных зависимостей РГЫР/Са (Я=-0,55, р<0,05) и (З-СгоБзЬарз/Са (Я=-0,62, р<0,05) у детей с приобретенной патологией ОДА, отражающих влияние процессов костного ремоделирования на усугубление гипокальциемии. В то же время получены корреляции РГЫР/магний (11=0,56, р<0,05), (Р1ЫР/р-Сго5зЬарз)/магаий (11=0,61, р<0,05), РШР/фосфор (11=0,51, р<0,05) и щелочная фосфатаза/фосфор (11=0,39, р<0,05), отсутствующие у здоровых детей.

Наличие данных взаимосвязей могло быть связано как с травматическим воздействием, так и с исходной гипокальциемией. И

1

0,8 0,6

Са

; Врожденная ! патология ОДА, п=29

Са++

Приобретенная Приобретенная патология ОДА, патология ОДА п=29 ; с выраженной гипокальциемией, п=19

й - коэффициент корреляции Спирмена.* -р<0,05.

■ РШР и р-СгоээЬарз

Рисунок 2 - Результаты корреляционного анализа показателей минерального обмена и маркеров костного ремоделирования у детей с врожденной и приобретенной патологией ОДА

Для подтверждения патогенетической значимости гииокальциемии в формировании снижения синтеза костной ткани при приобретенной патологии ОДА у детей из данной выборки была выделена группа детей (п=19), имеющих концентрации ионизированного кальция ниже 0,9 ммоль/л.

У детей с приобретенной патологией ОДА и выраженной гипокальциемией установлены наиболее тесного характера обратные зависимости РЮТ/Са (Я=Ч),68, р<0,05) и р-СгоззЬарз/Са (Я=-0,79, р<0,05), подтверждающие влияние гипокальциемии на снижение интенсивности

процессов синтеза костной ткани, вследствие истощения компенсаторных возможностей организма.

Особенности гормональной регуляции костно-минерального обмена у детей с врожденной и приобретенной патологией опорно-двигательного аппарата

В результате исследования выявлено 10-и кратное увеличение сывороточного уровня СТГ (р<0,001) у детей с врожденной патологией ОДА по отношению к группе сравнения, при увеличении данного показателя в 3,5 раза (р<0,05) у детей с приобретенной патологией.

Далее показано снижение уровня витамина D в сыворотке крови детей с врожденной и приобретенной патологией ОДА — на 47,7% (р<0,05) и 48,7% (р<0,05) относительно группы сравнения.

В то же время доказано, что для детей с врожденной и приобретенной патологией ОДА характерно повышение уровней ПТГ в сыворотке крови по отношению к группе сравнения в 13,6 раза (р<0,05) и в 8,2 раза (р<0,05) соответственно.

При этом не установлено достоверных различий по величинам KT между исследуемыми группами.

Изучение патогенетической значимости изменения уровней 25(OH)D3, паратгормона, кальцитонина и соматотропного гормона в формировании нарушений костно-минерального обмена при врожденной и приобретенной патологии опорно-двигательного аппарата

У детей группы сравнения получены прямые зависимости ПТГ/ОК (R=0,81, р<0,05), КТ/ОК (R=0,34, р<0,05) и KT/(PINP/ß-CrossLaps) и обратные: ПТГ/Са (R=-0,47, р<0,05), ПТГ/Са++ (R=-0,55, р<0,05), KT/Ca (R=-0,78, р<0,05), отражающие нормальные механизмы регуляции костно-минерального обмена.

С помощью корреляционного анализа установлены обратные зависимости ПТГ/Са (R—0,80, р<0,05) и ПТГ/Са++ (R=-0,89, р<0,05) у детей с врожденной патологией ОДА, имеющие более тесный характер по отношению к подобным взаимосвязям в группе сравнения. Данные корреляции отражают увеличение секреции паратгормона в ответ на гипокальциемию.

Корреляционный анализ зависимостей показателей костно-минерального

обмена от уровней регуляторных гормонов у детей с приобретенной патологией ОДА не выявил статистически значимых взаимосвязей.

Результаты проведенного исследования позволили выделить следующие патогенетические аспекты формирования врожденной и приобретенной патологии ОДА у детей (Рисунок 3).

Врожденная патология опорно-двигательного аппарата

Приобретенная патология опорно-двигательного аппарата

Снижение устойчивости к деформации

Снижение устойчивости к травматическому воздействию

Рисунок 3 - Патогенетические особенности костно-минерального обмена при врожденной и приобретенной патологии опорно-двигательного аппарата у детей

Установлено, что врожденная патология ОДА у детей сопровождается гипокальциемией, главным образом, обуславливающей снижение синтеза костного матрикса при ослаблении активности костной резорбции, что характеризуется более тесным характером прямых корреляций Са/Р1ЫР и Са++/Р1ЫР. Особенности регуляции костно-минерального обмена при

врожденной патологии ОДА представлены усилением секреции ПТГ и СТГ на фоне дефицита витамина О. В то же время показано, что наибольшей патогенетической значимостью в формировании изменений костно-минерального обмена обладает паратгормон, способствующий освобождению кальция из "костных депо посредством активации резорбции, что подтверждается присутствием обратных корреляций Са/ПТГ и Са++/ПТГ. Следовательно, гипокальциемия при врожденной патологии ОДА являлась фактором, приводящим к нарушению сопряженности процессов костного ремоделирования в сторону преобладания резорбции, что могло способствовать снижению минеральной плотности костной ткани, изменению ее механических характеристик, и в частности, устойчивости к деформации.

Для детей с приобретенной патологией ОДА гипокальциемия имеет более выраженный характер по сравнению с врожденной патологией ОДА и сопровождается менее значительными изменениями процессов костного ремоделирования в виде снижения формирования костной ткани. При этом, обратный характер корреляционных зависимостей Са/РГЫР и СаУр-СговзЬарБ косвенно подтверждает предположение об исходной (до момента травмы) гипокальциемии у данной группы детей, так как свидетельствует об истощении запасов кальция в "костных депо", что может также быть причиной снижения активности формирования костной ткани. В то же время влияние степени выраженности гипокальциемии на изменение активности процессов костного ремоделирования подтверждалось увеличением степени тесноты корреляций кальция с маркерами РШР и р-СгоББЬарз в группе детей с приобретенной патологией ОДА и наиболее значительными изменениями кальциевого обмена. Установленное увеличение секреции ПТГ и СТГ на фоне отсутствия корреляций, отражающих регуляторные механизмы нарушений костно-минерального обмена при данной патологии, по-видимому, связано со "стресс-реакцией" на травматическое воздействие (Свешников А. А. и др., 2007). При этом преобладание процессов резорбции при приобретенной патологии ОДА может являться одним из факторов снижения минеральной плотности костной ткани и устойчивости к травматическому воздействию.

19

ВЫВОДЫ

1. Изменение минерального обмена при врожденной и приобретенной патологии опорно-двигательного аппарата характеризуется разной степени выраженности снижением концентраций общего и ионизированного кальция в крови при отсутствии различий в содержании фосфора и магния.

2. Изменение процессов костного ремоделирования у детей с врожденной и приобретенной патологией опорно-двигательного аппарата характеризуется ослаблением активности синтеза костной ткани с преобладанием резорбции, о чем свидетельствует уменьшение уровней РГЫР в крови и снижение коэффициента РГ№УР-Сгоз5Ьарз, наиболее выраженное у детей с врожденной патологией опорно-двигательного аппарата.

3. Наибольшим влиянием на интенсивность и сопряженность процессов костного ремоделирования при врожденной и приобретенной патологии опорно-двигательного аппарата обладает изменение кальциевого обмена, что подтверждается наличием прямых взаимосвязей Са/РПМР, Са++/РГМР при врожденной патологии и обратных: Са/РГЫР, Са/р-СгоББЬарэ - при приобретенной.

4. Наряду с общими закономерностями регуляции костно-минерального обмена при врожденной и приобретенной патологии опорно-двигательного аппарата у детей, проявляющимися одинаковой степени выраженности уменьшением содержания метаболита 25-0Н(0)3, имеются некоторые особенности, которые характеризуются более существенным увеличением уровней ПТГ и СТГ у детей с врожденной патологией по сравнению с приобретенной патологией и группой сравнения.

5. Наибольшую патогенетическую значимостью в формировании изменений костно-минерального обмена при врожденной патологии опорно-двигательного аппарата имеет увеличение секреции ПТГ, что подтверждается наличием зависимостей концентраций общего и ионизированного кальция от уровня ПТГ при отсутствии корреляционных взаимосвязей уровней 25-0Н(0)з, КТ и СТГ с показателями костно-минерального обмена.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для повышения объективности оценки нарушений костно-минерального метаболизма при патологии опорно-двигательного аппарата у детей, помимо определения концентраций общего и ионизированного кальция, фосфора и магния, целесообразно определение уровней маркеров синтеза (РГЫР), резорбции костной ткани (р-СгоззЬарэ) в сыворотке крови. Резкое снижение маркера РГЫР, более чем в 2 раза при данных патологиях может свидетельствовать о снижении активности формирования костного матрикса и в комплексе с дефицитом витамина О может привести к развитию остеопении.

2. Для более эффективного выявления нарушений сопряженности процессов синтеза и резорбции костной ткани при патологии опорно-двигательного аппарата рекомендуется расчет коэффициента РГЫР/р-СгоззЬарз, уменьшение которого ниже 0,4 отражает преобладание резорбции костной ткани над формированием, что является одной из причин снижения минеральной плотности костной ткани.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ИССЕРТАЦИИ Публикации в журналах, рекомендованных ВАК

1. Никонова (Галятина), Т. А. Особенности минерального обмена у детей с патологией опорно-двигательного аппарата / Т. А Никонова, Д. А Довгаль, О. И. Хохлова и др. // Политравма. - 2010. -№ 2. - С. 52-54 (0,29 п. л.).

2. Никонова (Галятина), Т. А. Особенности соматотропной регуляции кальциевого обмена у детей с патологией опорно-двигательного аппарата / Т. А Никонова, Д. А Довгаль, О. И. Хохлова и др. // Политравма. — 2012. — № 1. - С. 70-73 (0,46 п. л.).

3. Никонова (Галятина), Т. А. Маркеры костного ремоделирования у детей с врожденной и приобретенной патологией опорно-двигательного аппарата / Т. А Никонова, Д. А. Довгаль, О. И. Хохлова и др. // Политравма. -2012. - № 3. - С. 68-71 (0,46 п. л.).

4. Г'алятина, Т. А. Особенности метаболизма костной ткани у детей с переломами конечностей / Т. А. Галятина, И. М. Устьянцева, О. И. Хохлова // Бюллетень сибирской медицины. - 2013. - Т. 12. - № 6. — С. 17-24 (0,61 п. л.).

Материалы конференций

1. Довгаль, Д. А. Роль нарушений минерального обмена у детей в развитии врожденной и приобретенной патологии опорно-двигательного аппарата / Д. А. Довгаль, Т. А. Никонова, И. М. Устьянцева и др. // Вестник всероссийской гильдии протезистов-ортопедов. Человек и его здоровье : тезисы XV Российского национального конгресса. - СПБ, 2010. - №3 (41).- С. 75 (0,06 п. л.).

2. Никонова (Галятина), Т. А. Особенности кальциевого обмена у детей с патологией опорно-двигательного аппарата [электронный ресурс, СБ] / Т. А. Никонова, Д. А. Довгаль, И. М. Устьянцева и др. // Инновации в медицине: основные проблемы и пути решения : труды Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием с элементами научной школы, посвященной 65-летию Новосибирского НИИТО. - Новосибирск, 2011.

3. Никонова (Галятина), Т. А. Различия в показателях минерального обмена у детей с врожденной и приобретенной патологией опорно-двигательного аппарата / Т. А. Никонова, Д. А. Довгаль, О. И. Хохлова и др. // Вопросы патогенеза типовых патологических процессов : материалы III Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. - Новосибирск, 2011. - С. 191-195 (3,44 п. л.).

4. Никонова (Галятина), Т. А. Маркеры костного ремоделирования у детей с врожденной и приобретенной патологией опорно-двигательного аппарата // Т. А. Никонова, И. М. Устьянцева, О. И. Хохлова // Вестник всероссийской гильдии протезистов-ортопедов. Человек и его здоровье : тезисы XV Российского национального конгресса. - СПБ , 2012. - №53 (43). - С. 88 (0,06 п. л.).

5. Галятина, Т. А. Патогенетические механизмы нарушения костного ремоделирования у детей при переломах конечностей / Т. А. Галятина, И. М. Устьянцева, О. И. Хохлова // Многопрофильная больница : проблемы и решения : материалы XVII Юбилейной Всерос. науч.-практ. конф. - Ленинск-Кузнецкий, 2013.-С. 83 (1,68 п. л.).

6. Устьянцева, И. М. Особенности соматотропной регуляции кальциевого обмена у детей с патологией опорно-двигательного аппарата / И. М. Устьянцева, О. И. Хохлова, Т. А. Никонова // Клиническая лабораторная диагностика. Эффективная лабораторная медицина: методы и средства анализа, способы организации и стандарты практики : материалы Общерос. науч.-практ. конф. и XVII форума "Национальные дни лабораторной медицины России". - Москва, 2013.-№9,- С. 112-113(0,08 п. л.).

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИИ

КТ - кальцитонин

ОДА - опорно-двигательный аппарат

ПТГ — паратгормон

СТГ - соматотропный гормон

Са - общий кальций

Са++ - ионизированный кальций

PINP - общий аминотерминальный пропептид проколлагена 1-го типа

(N-teraiinal propeptid of type I collagen) P-CrossLaps - карбокси-терминальный телопептид коллагена I типа (P-isomerized carboxy-terminal cross-linking region of collagen type I)

Подписано в печать 14.03.2014 г.

Бумага белая, мелованная. Гарнитура "Тайме". Усл.печл. 1,0. Тираж 100.

Отпечатано в Федеральном государственном бюджетном лечебно-профилактическом учреждении "Научно-клинический центр охраны здоровья шахтеров"

652509, Россия, Кемеровская область, г.Ленинск-Кузнецкий, микрорайон 7, № 9