Автореферат и диссертация по медицине (14.00.09) на тему:Особенности минерализации костной ткани растущего организма

На правахрукописи

МОИСЕЕВА Татьяна Юрьевна

ОСОБЕННОСТИ МИНЕРАЛИЗАЦИИ КОСТНОЙ ТКАНИ РАСТУЩЕГО ОРГАНИЗМА

14.00.09-Педиатрия

Автореферат

Диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Работа выполнена в Государственном Учреждении Научном центре здоровья детей Российской академии медицинских наук

Доктор медицинских наук, профессор

Щеплягина Лариса Александровна

Доктор медицинских наук, профессор

Беневоленская Лидия Ивановна

Доктор медицинских наук, профессор,

Римарчук Галина Владимировна

Доктор медицинских наук Храмцов Петр Иванович

Ведущая организация: Российский государственный медицинский университет

Защита диссертации состоится « 1 » июня 2004 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 001.023.01. при ГУ Научном центре здоровья детей РАМН по адресу: 119 991, Москва, Ломоносовский пр, дом 2/62.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУ Научного центра здоровья детей РАМН

Автореферат разослан

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

2004 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат медицинских наук,

доцент Фомина О.П.

Актуальность проблемы. Остеопороз - системное заболевание скелета, которое характеризуется снижением костной массы и нарушением её микроархитектоники, следствием чего являются переломы. Остеопороз относится к числу распространенных болезней с тяжелыми медико-социальными последствиями.

Длительное время остеопороз рассматривался как болезнь исключительно пожилых людей. В настоящее время доказано, что истоки остеопороза лежат в детском возрасте (Carrie Fassler A.L., 1995, Lorenc R.S. 1996., Cassidy J.T., 1999, J.Steelman, Pr Zeitler, 2000).

В последнее десятилетие все больше появляется научных данных, свидетельствующих о том, что понимание этиопатогенеза остеопороза взрослых неразрывно связано с изучением возрастных особенностей формирования костного скелета у детей (Dambacher MA, Kissling R., NefF M.,1998, Delmas P.D., Stenner D., Wahner H.W., Mann K.G., Riggs B.L.,1983, Sentongo T.A., HaberB.1999, Weaver C.M.,2000).

Однако исследований, посвященных анализу накопления костной массы на разных этапах возрастного развития крайне мало. Имеющиеся работы не внесли окончательной ясности в эту проблему.

Изучение костной минеральной плотности у детей, в основном, проводится в целевых группах (Chesney et al ,1977 ; Hava L, et al, 1998, Szathmari M, Tulassay T, Arato A et al., 2001, Sanberg M, Gardsell P, Johnell O, et al., 2001). Это - профессиональные спортсмены, лица, потребляющие недостаточное количество кальция и белка, с выраженной гиподинамией, имеющие заболевания, которые в силу патогенеза могут вызвать нарушения кальциевого обмена и костного метаболизма. Есть публикации, посвященные изучению минерализации костной ткани в подростковом возрасте, когда активно формируется пиковая костная масса.

Отмечаются трудности объективного количественного анализа костной массы у детей (CMjlgard, B.L.Tohmsen ,1997), поскольку

дисгармонизация, д и с и н развитл^^ jj^H^WfölKliWi

БИБЛИОТЕКА "

СЛет«| 09 200

' MIII Г'

I и И ,

свойственные детям, могут существенно затруднять интерпретацию денситометрических показателей минеральной костной плотности у растущего организма ребенка (Heaney R.P., Abrams S., Dawson-Hughes В. et al.,2000).

Приводятся данные (Leonard М.В., Propet K.J., Zemel B.S. et al.,1999, Saggese G.,Baroncelli G.I.,Bertelloni S.,2001) о том, что использование адекватных нормативов имеет важное значение для оценки возрастных особенностей костной минерализации, реальной распространенности остеопении в детской популяции и определения показаний к профилактике и лечению.

Изложенное определило цель и задачи настоящего исследования.

Цель работы: Выявить особенности минерализации скелета у детей и обосновать методологию формирования возрастных нормативов костной массы и минеральной костной плотности.

Задачи исследования:

1. Провести поперечное эпидемиологическое исследование для оценки показателей костной минеральной плотности у детей 5-16 лет в зависимости от возраста и пола.

2. Проанализировать взаимосвязь костной минеральной плотности с возрастом, длиной, массой тела, индексом массы тела, площадью поверхности тела.

3. Изучить закономерности накопления костной массы у детей в нейтральном возрасте и периоде полового созревания.

4. Оценить взаимосвязь костной минеральной плотности с уровнем сывороточного эстрадиола у девочек и тестостерона у мальчиков.

5. Разработать показатели костной минеральной плотности обследованных детей с применением перцентильных таблиц и регрессионных шкал.

6. Оценить эффективность разработанных нормативов для диагностики остеоиении и остеопороза.

Научная новизна.

Впервые выявлена закономерность накопления костной минеральной массы в процессе роста и развития ребенка. Разработаны возрастные показатели содержания минерала в костной ткани и минеральной костной плотности для детей 5-16 лет.

Для подростков является характерным нарастание костной массы в дистальном отделе предплечья с возрастом.

Для поясничного отдела позвоночника отмечена та же тенденция.

В период полового созревания минеральная костная плотность в поясничном отделе позвоночника нарастает в 1,5 раза больше, чем в нейтральном.

Выявлены особенности минерализации различных участков скелета в зависимости от пола. У мальчиков в костях предплечья уровень костной минеральной плотности выше, чем у девочек, в поясничном отделе позвоночника - ниже. После 15 лет содержание минерала в костной

ткани позвоночника выше у мальчиков.

Доказано, что накопление минерала в костях и линейный рост ребенка взаимосвязаны.

Выявлено, что содержание минерала в костной ткани (ВМС) и минеральная костная плотность (BMD) коррелируют с показателями физического развития и стадиями полового созревания, баллом полового развития и возрастом начала менструации.

Не установлено прямой корреляции костной массы с уровнем сывороточного эстрадиола у девочек. Показано, что при низких значениях эстрадиола (с 13 до 15 лет) отмечаются интенсивное увеличение длины тела и высокие темпы минерализации скелета. Повышение концентрации эстрадиола сопровождается уменьшением скорости или полной остановкой костного роста и накопления минерала в скелете.

У мальчиков выявлена достоверная корреляция уровня сывороточного тестостерона с костной массой и костной минеральной плотностью.

Научно обоснована методология клинической диагностики остеопении у детей.

Определена отрезная точка (значения меньше 10% перцентиля) для содержания минерала в костной ткани (ВМС) и минеральной костной плотности (БМБ) в зависимости от возраста и пола, ниже которой, формируется риск развития остеопении.

Доказано, что применение метода стандартных отклонений (шкала /-зеоге, референтная база прибора) существенно завышает частоту остеопении у обследованных детей. По данным остеоденситометрии остеопения встречается в среднем у каждого пятого ребенка в нейтральном периоде и у каждого второго - в периоде полового созревания.

Обоснована необходимость стандартизации, показателей костной минеральной плотности по возрасту и длине тела. При стандартизации показателей костной минеральной плотности по возрасту и длине показано; что нормальная костная минеральная плотность имеет место у большинства детей нейтрального возраста (93 %). В то же время в период полового созревания остеопения диагностируется во всех возрастных группах. Частота регистрируемой остеопении при стандартизации по возрасту и длине в среднем на 40% ниже, чем при использовании /-критерия.

Практическая значимость

Дана характеристика возрастных особенностей костной минерализации у детей в норме и при остеопении.

Установлена взаимосвязь минерализации костной ткани с показателями физического развития и стадиями полового созревания.

Разработан протокол обследования детей для научных исследований и клинической практики.

Показано, что наиболее высокие темпы минерализации скелета наблюдаются в период пубертатного скачка роста, что совпадает с 1-3 стадиями полового созревания по Таннеру.

Показано, что снижение уровня половых стероидов в сыворотке крови (эстрадиол, тестостерон) имеет каждый четвертый подросток.

Разработаны возрастно-половые перцентильные таблицы показателей содержания минерала в костной ткани (ВМС) и костной минеральной плотности (BMD).

Разработаны возрастные нормативы костной минеральной плотности у детей 5-16 лет. При использовании стандартизованных показателей в 5-9 лет нормальный уровень костной минеральной плотности имеет большинство детей.

В период полового созревания остеопения диагностирована у 20-30% практически здоровых детей. В 15-16 лет у девочек частота остеопении существенно ниже.

Внедрение результатов исследования в практику.

Полученные результаты используются в клиниках НИИ педиатрии НЦЗД РАМН и клинике детских болезней МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского.

Материалы диссертации доложены на IV Всероссийском съезде рентгенологов и радиологов (Москва,2001); Международной научно-практической конференции «Костная ткань у детей и подростков» (г.Евпатория,2001); Научно-практической конференции «Проблемы остеопороза в педиатрии: факторы риска, профилактика и лечение» (г.Ярославль,2002); Всероссийской конференции с международным участием «Диагностика, профилактика и коррекция нарушений опорно-двигательного аппарата детей и подростков» (Москва, 2002); VII научно -практической конференции «Пожилой больной, качество жизни» (Москва,

2002); II Конференции с международным участием «Проблемы остеопороза в травматологии и ортопедии» (Москва, 2003); VIII Конгрессе педиатров России «Современные проблемы профилактической педиатрии» (Москва,

2003); Научном симпозиуме «Гериатрия и гомотоксикология» (Москва, 2003); 30 Европейском симпозиуме по остеопорозу (Рим, 2003); Российском

конгрессе по остеопорозу (Москва, 2003); IX Конгрессе педиатров России (Москва, 2004).

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа изложена по монографическому типу на страницах машинописного текста и состоит из введения, описания объема и методов исследования, 5 глав собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций, указателя литературы. Работа иллюстрирована

Библиография содержит публикаций.

Объем и методы исследования

Объем исследования. В рамках настоящей работы обследовано 605 детей (313 мальчиков и 292 девочки) в возрасте 5-16 лет, проживающих в Москве и Московской области, посещающих детские сады и общеобразовательные школы. Дети не отличались по социальному статусу семьи, пищевым привычкам, двигательной активности и не имели хронической патологии, которая способна отрицательно влиять на фосфорно-кальциевый обмен и метаболизм костной ткани.

В исследование не включались дети с наследственными и приобретенными заболеваниями костно-мышечной системы, хроническими заболеваниями печени, почек, сахарным диабетом, тиреотоксикозом, синдромом мальабсорбции и профессиональные спортсмены.

Методы исследования

Обследование детей проводилось по единому протоколу. Все дети осматривались педиатром, по показаниям - эндокринологом и другими специалистами.

Физическое развитие определялось по абсолютным значениям длины и массы тела, рассчитывался индекс массы тела, площадь поверхности тела. Гармоничность физического развития оценивалась с использованием

перцентильных таблиц по соотношению длины и массы тела (Доскин В.А., Келлер X., Мураенко Н.М. с соавт., 1997).

Половое развитие определяли по Таннеру (1969г). Кроме того, учитывали возраст наступления menarche, рассчитывался общий балл полового развития.

Обеспеченность половыми стероидами изучалась по уровню половых гормонов в сыворотке крови (у девочек - эстрадиола, у мальчиков -тестостерона). Для оценки темпов костного формирования у девочек исследовали уровень сывороточного остеокальцина (ОС). Уровень половых гормонов и остеокальцина исследовался на иммуноферментном анализаторе «АИФР-01 УНИПЛАН-М™» (Россия). Для оценки результатов применялись нормативы, прилагаемые к тест - наборам.

При оценке эстрогеновой обеспеченности у девочек принималась во внимание фаза менструального цикла.

Оценку минеральной плотности костной ткани проводили методом 2-х энергетической рентгеновской абсорбциометрии (DEXA) в двух точках скелета. У 248 детей (119 мальчиков и 129 девочек)- в дистальном отделе костей предплечья; у 357 человек (194 мальчиков и 163 девочек) - в поясничном (L2-L4) отделе позвоночника.

Минеральную плотность дистального отдела костей предплечья, оценивали на денситометре «DTX-200», поясничного отдела позвоночника — на приборе «DPX-MD+», оснащенных компьютерной «детской» программой. Полученные данные сравнивались с референтными базами приборов.

Уровень минерализации скелета анализировали по содержанию минерала в костной ткани (ВМС - Bone Mineral Content,.г), минеральной костной плотности (BMD - Bone Mineral Density, г/см2) и интегральному показателю Z-критериЮ (Z-score), который, выражается в единицах стандартного отклонения (SD) и характеризует минеральную плотность костной ткани обследуемого ребенка по отношению к средневозрастной норме детей того же пола . Последний использовался нами исключительно

для определения частоты снижения минеральной костной плотности. В соответствии с критериями ВОЗ нормальная минеральная плотность диагностировалась при /-зсоге > -1 SD, снижение (остеопения) при /-зсоге < -1 SD, но >- 2,5SD, остеопороз - при /-зсоге < -2,5 SD.

Этапы исследования.

На первом этапе изучались показатели костной минеральной плотности и их вариабельность для каждого возраста с учетом пола. Возрастные закономерности костной минерализации оценивались в двух участках скелета, отличающихся характером костной ткани - дистальном отделе костей предплечья (содержит преимущественно кортикальную кость) и поясничном отделе позвоночника (содержит преимущественно губчатую кость).

На втором этапе анализировались особенности накопления костной массы у детей в зависимости от стадии полового развития.

Изучалась взаимосвязь минеральной костной плотности (абсолютных значений ВМС и BMD) с возрастом, длиной, массой тела, площадью поверхности тела, индексом массы тела.

Кроме того, костная минеральная плотность анализировалась в зависимости от концентрации сывороточного эстрадиола у девочек и тестостерона - у мальчиков.

На третьем этапе

• формировались центильные таблицы костной минеральной плотности для каждого возраста и пола из популяционной выборки детей;

• определялась частота остеопении с применением метода стандартных отклонений (/-зсоге, референтная база прибора);

• • проводилась стандартизация показателей костной минеральной плотности по возрасту и длине на основе построения серии регрессионных кривых, которые наиболее точно отражают физиологическую зависимость между накоплением минерала в костной ткани и линейными размерами скелета.

На четвертом этапе проведен сравнительный, анализ частоты встречаемости остеопении с использованием метода стандартных отклонений (Z-score) и стандартизованных показателей.

Статистическая обработка полученных данных проведена с применением интегрированного пакета прикладных программ "Statistica 6 для Windows". Использовались методы параметрической и непараметрической статистики. При анализе полученных данных определяли среднюю арифметическую величину (М), среднее квадратическое отклонение (а), медиану (Me), рассчитывались коэффициент корреляции Пирсона (г), коэффициент Манна - Уитни, Спирмана. Применялся регрессионный анализ. Различия показателей считались достоверными при р<0,05, что принято в медицине и биологии.

Результаты и их обсуждение

Особенности минерализации различных участков скелета у детей.

Учитывая специфику строения и роста- участков скелета, отличающихся характером костной ткани, отдельно анализировались абсолютные (ВМС и BMD) и относительные показатели минерализации (Z-score) в участке скелета с преимущественным содержанием кортикальной (дистальный отдел костей предплечья) и губчатой (поясничный отдел позвоночника L2-L4) костной ткани.

Дистальный отдел предплечья

При денситометрии дистального отдела костей предплечья установлена значительная вариабельность индивидуальных значений ВМС (рис 1) и нарастание их с возрастом.

Выявленная особенность накопления костной массы не зависела от пола и темпов её нарастания. В целом у мальчиков с 10 до 16 лет уровень ВМС увеличивался с 1,52 г до 3,09 г ( 103 %), у девочек - с 1,38 г до 2,57 г, (86%).

При анализе ежегодного прироста ВМС установлено, что максимальные значения минерализации отмечаются в возрасте 12-16 лет с

пиком минерализации у мальчиков в 11 - 13 лет (14 %) и 15-16 лет (20 %), у девочек - в 12-13 лет (16 %).

1,1 шс о. ВМСд—Оч«

3,4 "Г 3«

3,2 Л 3.2

3,0 7Г 30

21 Т/1. 21

2« _ тгл 2(

2.« 24

2,2 т 1хТг 22

20 Агр X. 30

Ч Ттю х 1«

1,1 1,<

1.4 [ 1,4

и <>о и Ими □ «е ю Х>» т

В»С\ ВИС", В!«?", _ ВМС", ВМС?1, вис", вис". МЛ ВЖЯ. ВМС", вис", _ВИС"._""С '»мгУ • П*8( 1*м

Рис.1 Возрастные значения ВМС в дистальном отделе костей предплечья у обследованных детей (М ± т)

Средние значения ВМС во всех возрастных группах у мальчиков были выше, чем у девочек с достоверным отличием показателей в 15 (р< 0,05) и 16 лет (р< 0,05).

Обращает на себя внимание тот факт, что наиболее интенсивные темпы минерализации костей предплечья отмечались в 1-Ш стадии полового развития. При этом ВМС у мальчиков возрастала на 34,8 % , у девочек на 40,5 %. В ]У-У стадиях полового развития ежегодные прибавки ВМС у девочек не превышали 10%, у мальчиков в среднем составляли 15% и к 16 годам достигали 19%, что, по-видимому, связано с повышением у них массивности костей предплечья, продолжением линейного роста и накоплением минерала в постпубертатный период.

Для индивидуальных значений минеральной костной плотности (БМВ) также характерна вариабельность (рис2).

0.5 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25

10 11 12 13 14 15 1$ возраст

Рис. 2 Возрастные значения BMD в дистальном отделе костей предплечья у обследованных детей (М±т)

Возрастная динамика BMD имеет те же закономерности, что отмечены для костной массы. Однако темпы её увеличения значительно меньше.

Значения BMD у мальчиков 10-16 лет увеличивались с 0,28 до 0,44 г/см2 (на 57 %), у девочек - с 0,26 до 0,41 г/см2 (57,7% ). При этом средние значения BMD девочек с 10 до 14 лет ниже, чем у мальчиков (табл 1).

Таблица 1

Показатели ВМС и BMD в дистальном отделе костей предплечья у обследованных детей

Возраст ВМС (г) BMD (г)

мальчики девочки мальчики девочки

п М±т п М±т п М±т п М±т

10 29 1,52 ±0,07 28 1,38 ±0,06 29 0,28±0,01 28 0,26±0,01

11 12 1,64 ±0,08 14 1,53 ±0,06 12 0,29±0,01 14 0,28±0,01

12 10 1,87 ±0,10* 15 1,66 ±0,07 10 0,31 ±0,01 15 0,28±0,04

13 20 2,14 ± 0,09' 25 1,93 ±0,08* 20 0,34±0,01* 25 0,32±0,01 *

14 18 2,29 ± 0,08 10 2,12 ± 0,08 18 0,35±0,01 10 0,35±0,01

15 21 2,57 ± 0,07 21 2,31 ± 0,06 21 0,38±0,01 21 0,36±0,01

16 9 3,09 ±0,11" 22 2 57 ± 0,09 9 0,44±0,02* 22 0,41 ±0,01'

♦ р < 0,05 "р<0,01

Наибольшие прибавки BMD у мальчиков отмечены с 12 до 13 лет (9,7 %) и с 15 до16 лет (16%), у девочек - с 12 до 13 лет (14,3 %) и с 15 до 16 лет (13%), что совпадает с максимальным приростом в этом возрасте костной массы.

Выявлено, что все показатели костной минеральной плотности (ВМС, BMD, Z-score), полученные при денситометрическом исследовании независимо от пола, тесно взаимосвязаны между собой во всех возрастных группах, за исключением возраста 12 лет.

Поясничный отдел позвоночника (Ь^Ь^)

При денситометрии поясничного отдела позвоночника (12-14) также установлен значительный разброс индивидуальных значений ВМС. Отмечена дисперсия индивидуальных показателей ВМС у детей независимо от возраста и пола.

Содержание минерала в поясничном отделе позвоночника интенсивно нарастает с возрастом и достигает максимума в 12 и 14 лет у мальчиков (Р<0,05; Р<0,01) и в 13 лет - у девочек (Р<0,05) (рис 3).

<0 — ИмлОаЗе X*» во -г- Ммп □ *8Е Х«®0

90 т Т во

40 40 *

30 Т ш 30

20 20 да

10 10

м1, . И6'. .ее*. -«■•,__ ■>'. тт\ ив». мх\ ** *"" 'в»"«

Рис. 3 Возрастные показатели ВМС в поясничном отделе позвоночника у обследованных детей

Так с 6 до 16 лет у мальчиков уровень ВМС увеличивается с 13,5 г до 46,4 г (243,7 %), у девочек - с 13,72 г до 46,23 г ( 236,9 %) (табл 2) . Наиболее значимые темпы отмечены у мальчиков с 8 до 9 лет (37 %), с 11 до 12 лет (32 %) и с 13 до 14 лет (26 %). У девочек такая, динамика установлена с 9 до 10 лет (29,6 %) и с 12 до 13 лет (42,4 %).

Таблица 2.

Показатели ВМС и BMD в поясничном отделе позвоночника

у обследованных детей

Возраст ВМС (г) ВМЭ (г/см2)

мальчики девочки мальчики девочки

п М±т п М±т п М±т п М±т ■

5 12 11,68±0,4 1 12,0± 12 0,59±0,02. 1 0,59±0,01

6 15 13,5±0,46 8 13,72±0,74 15 0,64±0,02 8 0,65±0,02

7 6 14,5±0,61 4 13,92±1,46 6 0,64±0.02 4 0,62±0,02

8 6 14,27±0,71 7 15,49±0,43 6 0,61 ±0,03 7 0,70±0,01

9 6 19,53±1,84 7 18,07±1,36 6 0,75±0,03 7 0,73Ю.03

10 15 23,14±1,12 11 23,4211,53 15 0,78±0,05 • 11 0,81 ±0,02

11 15 22,37±1,24 17 24,16±1,78 15 0,77±0,03 17 0,79±0,04

12 12 24,56±2,12 7 27,91±3,93 12 0,83±0,03 7 0,86±0,05

13 18 32,81±1,54 13. 39,75±2,29 18 0,88±0,02 13 1,02±0,02*

14 22 41,39±2,25* 19 39,157±2,61 22 0,96±0,03* 19 1,04±0,03

15 22 42,64±1,69 16 43,24±1,63 22 0,99±0,03 16 1,07±0;03

16 10 47,4±3,07 20 46,23±1,48 10 1,09±0,04 20 1,09±0,04

* р < 0,05

Примечательно, что в поясничном отделе позвоночника средние значения ВМС у девочек до 14 лет были в основном выше, чем у мальчиков с достоверным отличием показателей в 11 и 13 лет (р<0.05). После 15 лет уровень ВМС у мальчиков начинал превышать соответствующие параметры девочек.

Установлена взаимосвязь костной минеральной плотности со стадиями полового развития по Таннеру. Наиболее интенсивная минерализация костей

поясничного отдела позвоночника (L2-L4) происходит с I по III стадии. При этом ВМС у девочек возрастает на 71,5%, у мальчиков - на 82,8%. В IV-V стадиях по Таннеру ежегодные прибавки у девочек не превышают 10%, у мальчиков - 12 % . Всего за период полового созревания ВМС увеличивался у девочек на 97,6 %, у мальчиков - на 90,7 % (р>0,05).

У детей возрастные показатели минеральной костной плотности (BMD) в позвоночнике (L2-L4) также отличались значительным разбросом индивидуальных значений (рис 4).

г/см 2

М f,3

5 в 7 » 9 10 11 12 1J 14 15 1в ГОДЫ

Рис 4 Возрастные показатели BMD у обследованных детей в поясничном отделе позвоночника

Динамика BMD повторяет нарастание ВМС с возрастом, но темпы её увеличения ниже.

У мальчиков с 6 до 16 лет значения BMD повышались с 0,64 до 1,09 г/см2 (70,3 %), у девочек - с 0,65 до 1,09 г/см2 (67,7 %). Причем у мальчиков значимый прирост минеральной костной массы отмечался с 8 до 9 лет (23%), с И до 12 лет (17%) и с 13 до 14 лет (10%) , что связано с увеличением не

только длины, но и массы тела. У девочек пик минерализации приходится на 13 лет (19%).

Средние значения БМВ в костях позвоночника (1^-1*4), в отличие от дистального отдела костей предплечья, были выше у девочек с 8 до 15 лет, с достоверным различием в 8, 11, 13 и 15 лет. После 15 лет отмечалась тенденция к более высоким значениям БМВ у мальчиков.

Показатели костной минеральной плотности (ВМС, БМВ, /-зеоге) поясничного отдела скелета взаимосвязаны между собой, независимо от возраста и пола, что, по-видимому, подтверждает взаимообусловленность накопления минерала и увеличения костной минеральной плотности.

Установленная закономерность минерализации костей предплечья отличается устойчивостью и не изменяется у детей с пониженными значениями минеральной костной плотности.

Минерализация и физическоеразвитие.

Минерализация костной ткани тесно взаимосвязана с длиной, массой тела и темпами их увеличения независимо от исследуемого участка скелета. Это подтверждается однонаправленностью этих процессов и наличием высокой корреляции ВМС с длиной, массой тела (рис 5) и ИМТ.

Дисталъный отдел костей предплечья. В целом для обследованных детей установлена взаимосвязь ВМС с длиной (г=0,8; р=0,000), массой тела (г=0,8;р=0,000), ППТ (г=0,8; р=0,000) и ИМТ (г=0,7;р=0,000).

В то же время корреляции костной массы с длиной тела исчезает после 15 лет, что обусловлено физиологическими особенностями ростовых процессов.

Выявлено, что БМВ коррелирует с длиной (г=0,6; р=0,000), массой тела (г=0,7; р=0,000), ИМТ (г=0,6; р=0,000) и ППТ (г=0,7; р=0,000).

Поясничный отдел позвоночника. Установлено, что уровень костной массы (ВМС) тесно взаимосвязан с длиной (г=0,8; р=0,000), массой тела (г=0,7; р=0,000) и индексами физического развития: ППТ (г=0,7; р=0,000) и ИМТ (г=0,4; р=0,000) независимо от пола. Показано, что содержание

минерала в костной ткани наиболее существенно связано с длиной тела в 6,

Рис 5 Взаимосвязь параметров физического развития и ВМС у обследованных детей

8, 10, 11, 12, 13, 14 и 15 лет, с массой тела - в 5, 6, 11, 12 ,14 , 15 и 16 лет, с ППТ - в 11, 12 и15 лет. ВМВ коррелирует с длиной (г=0,8; р=0,000), массой (г=0,8; р=0,000), ППТ (г=0,6; р=0,000), ИМТ (г=0,6; р=0,000). Следует отметить, что связь минеральной костной плотности с длиной наиболее заметна у девочек с 10 до 12 лет, у мальчиков в 12 и 14 лет.

Принимая во внимание увеличение в Российской популяции в последнее десятилетие доли детей с низкой длиной и массой тела, избыточным весом ( Ямпольская Ю.А., 2000; Кучма В.Р, 2000), минеральная костная плотность анализировалась в • зависимости от типа физического развития:

Среди обследованных гармонично развитые дети составили 59,8 %, в том числе 75% из них имели длину и массу тела на уровне 25-75% перцентиля, 25% - высокое гармоничное физическое развитие. Дисгармоничное развитие отмечено у 38,2 %: длина тела выше 97 % перцентиля - у 19,5%; рост меньше 10% перцентиля - у 5,4% человек. Масса больше 90% перцентиля диагностирована у 5,4%; масса тела меньше 10% перцентиля - у 7,7% детей.

Частота дисгармоничного развития нарастает от нейтрального периода к пубертатному. До начала периода полового созревания дети в основном развиваются гармонично. С десяти лет доля детей с гармоничным развитием уменьшается, одновременно увеличивается- число.- детей с разными типами дисгармоничного развития, в первую очередь - с низким ростом, недостаточной и избыточной массой тела. К 16 годам число гармонично развитых детей вновь становится больше.

Доказано, что у детей с дисгармоничным развитием ( длина и масса тела меньше 10% перцентиля) уровень содержания минерала в костной ткани достоверно ниже (р< 0,000), независимо от характера костной ткани (рис 6).

Выявлено, что сниженные показатели минеральной плотности костной ткани (по Z-score) в дистальном отделе предплечья достоверно чаще встречаются при низком росте (89,5%) и низкой массе тела (82,8%). При гармоничном физическом развитии остеопороз регистрируется у 65% детей по данным остеоденситометрии костей предплечья и у 48% детей по данным остеоденситометрии поясничного отдела позвоночника.

Рис.6 ВМС при разном типе физического развития обследованных детей

Обращает на себя внимание, что длина, масса, ИМТ и ГШТ существенно выше у большинства детей с Z-score >-lSD, по сравнению с детьми, имеющими Z-score < -1SD (табл 3).

Минеральная костная плотность и половые стероиды

Период полового созревания занимает особое место в формировании скелета. Это связано с тем, что к концу пубертата костная масса приближается, а в отдельных участках скелета, (поясничный отдел позвоночника), достигает пиковой (Geusens P, Dequeker J, Verstraeten et al.1986, Mazess RB, Barden HS, Ettinger M et al. 1987, PocockNA, Ebery S, Eisman JA et al. 1987, Shaadt O, Bohr H.1988, Kroger H, Heikkinen P, Laitinen К etall992,).

Известно, что половые стероиды играют важную роль в формировании скелета и накоплении костной массы (Рожинская ЛЛ.,2001, Gronros M, Klemi P., SalmiT., et al, 1980, Komm B.S.Jerpening C.M.,Benz DJ. et. al., 1988). Стадии полового созревания тесно взаимосвязаны с обеспеченностью половыми стероидами, формированием и минерализацией скелета.

Таблица 3

Показатели физического развития обследованных детей (М±т)

Возрастает) N МПК Длина тела, см Масса тела, кг ППТ м* ИМТ кг/мг

10 20 г-всоге > -1Э0 144,9±1,61*** 37,25±1,8*** 1,35±0,08*** 17,56±0,54*

32 г-всоге < -1ЭО 136,1 ±1,33 29,6±1,09 1,01 ±0,05 15,89±0,35

11 17 г-эсоге > -1вО 150,5±1,94* 43,4±2,82* 1,63±0,12* 19,04±0,96*

27 г-эсоге < -1ЭО 144,7±1,52 35,13±1,4 1,27±0,06 16,65±0,45

12 18 г-эсоге > -130 155,7±1,79* 45,5±2,07* 1,76±0,04"* 18,84±0,66*

17 г-всоге < -1ЭО 149,7±1,89 38,18±1,65 1,42±0,07 17,06±0,58

13 31 г-всоге > -180 161,811,26" 50,1 ±1,32" 2,09±0,06*** 19,69±0,46"

28 г-всоге < -150 156,1±1,47 43,3±1,32 1,68±0,06 17,77±0,39

14 23 г-эсоге > -180 166,7±1,81 54,5±1,03* 2,25±0,08* 20,08±0,62"

27 г-всоге < -1вО 163,1±1,22 49,4±1,05 2,0±0,05 18,43±0,38

15 29 г-всоге > -1в0 167,9±1,21 56,57±1,18* 2,33±0,06* 20,06±0,43

31 г-всоге < -1ЭО 164,7±0,93' 52.9±0,98 2,05±0,11 19,19±0,35

16 17 г-эсоге > -1вО 168,6±0,74 61,7±1,72*" 2,58±0,08" 21,71 ±0,57

28 2-всоге < -1ЭО 165,8±1,2 53,6±1,73 2,22±0,09 19,58±0,41

р<0.05; ** р<0.01; *** р<0.001

Для уточнения взаимосвязи костной массы с основными параметрами полового созревания проведено исследование взаимосвязи эстрадиола у девочек и тестостерона у мальчиков с ВМС и BMD.

Эстрадиол и минерализация костной ткани у девочек-подростков.

У 52 отобранных слепым методом девочек, определено содержание сывороточного эстрадиола. Ни у одной из них не выявлено нарушений полового развития. Установлено, что БПР у обследованных девочек в 13, 14, 15,16 лет полностью находился в пределах нормы. Показано, что возрастная

медиана балла полового развития соответствовала стадиям полового созревания по Таннеру. Клинически значимые параметры, характеризующие половое созревание (длина, масса тела, ИМТ, БПР, уровень сывороточного эстрадиола и характер становления менструальной функции), нарастали от третьей к пятой стадии по Таннеру. Возраст menarche колебался от 12 до 12,7 лет.

Установлена взаимосвязь стадий полового развития по Таннеру с БПР (г=0,7;р <0,05) и возрастом (г=0,3 6; р <0,05) обследованных.

Значительное нарастание минерала (ВМС) отмечено у девочек с 13 до 15 лет (25,27 %) с максимальным значением к 14 годам. После 15 лет темпы накопления минерала снижались до 2%. Степень увеличения BMD была меньше выражена и составляла с 13 до 15 лет - 14,23%, с 15 до 16 лет -5,45%.

Таким образом, наибольшие темпы роста показателей костной минеральной плотности отмечены к возрасту плюс один-два года по отношению к menarche, то есть в 13-14 лет, что полностью отражает физиологические закономерности формирования и минерализации скелета в период полового созревания (Щеплягина Л.А, Моисеева Т.Ю, Круглова И.В. 2003).

Частота встречаемости остеопении по Z-score (референтная база прибора) обследованных девочек не превышала популяционного уровня. Показатель костной минеральной плотности коррелировал с длиной (г= 0,6; р< 0,05) и массой тела, БПР (0,6; р< 0,001), стадиями полового созревания по Таннеру (0,4; р<0,01). Содержание минерала в костной ткани (ВМС) и костная минеральная плотность (BMD) независимо от Z - score были взаимосвязаны с возрастом (гвмс =0-7; р<0.001, rBMD =0.67; р<0.01), с массой тела(гвмс = 0,3; р< 0,05), баллом полового развития (гвмс =0.6; р< 0,001) и становлением менструальной функции ( гвмс =0,6; р< 0,05), BMD - со стадиями полового развития (г BMD =0.5; р<0.01).

Состояние костного формирования у девочек оценивали по уровню сывороточного остеокальцина - наиболее информативного маркера костного формирования.

Независимо от Z - score, сывороточный остеокальцин коррелировал с длиной тела (r=0,5; р<0,05). Установлена также корреляция уровня сывороточного остеокальцина (ОС) с возрастом menarche (r= -0,45; р<0,05), что может рассматриваться как результат взаимообусловленного нарастания уровня эстрадиола, снижения темпов роста и костного формирования к концу полового созревания.

Установлена значительная вариабельность концентрации

сывороточного эстрадиола у обследованных девочек. Концентрация его мало отличалась в возрасте 13-15 лет и существенно повышалась к 16 годам до 49.9 пг/мл.

Возраст от 13 до 15 лет (плюс один-два года после начала менструации), имеет для девочек особое биологическое значение с точки зрения нарастания уровня эстрогенов, становления менструальной функции, закрытия зон роста и уменьшения темпов нарастания линейных размеров тела. Известно, что этот временной этап отвечает за конечные показатели пиковой костной массы. Учитывая взаимосвязь этих показателей, проведен сравнительный анализ длины тела, содержания остеокальцина, эстрадиола, уровня ВМС, BMD у детей 13,14,15 и 16 лет.

По нашим данным, прямой корреляции эстрадиола с показателями костной минеральной плотности не выявлено. При сопоставлении возрастных показателей эстрадиола, длины тела, остеокальцина и содержания минерала в костной ткани (ВМС) установлено, что с 13 до 15 лет, когда уровень эстрадиола существенно не повышается, отмечается интенсивное нарастание длины тела, увеличение содержания сывороточного остеокальцина и высокие темпы костной минерализации. Повышение уровня сывороточного эстрадиола с 15 до 16 лет сопровождается уменьшением или

полной остановкой темпов роста и накопления минерала в костной ткани (рис 7).

Рис 7 Взаимосвязь возрастных показателей эстрадиола, длины тела, остеокальцина и показателей ВМС у обследованных девочек

Полученные нами данные позволяют предположить, что в подростковом периоде механизм влияния эстрадиола на костную минеральную плотность отличается от менопаузы и, в основном, обусловлен взаимосвязью эстрадиола с темпами линейного роста и минерализацией костной ткани.

Тестостерон и минерализация костной ткани, у мальчиков-подростков.

Для оценки взаимосвязи: уровня сывороточного тестостерона с показателями костной минеральной плотности у мальчиков, слепым методом, из общего числа обследованных школьников, посещающих

общеобразовательную школу, отобраны 43 человека 10-16 лет. У всех мальчиков костный возраст соответствовал паспортному. Возрастная динамика антропометрических показателей мальчиков не отличалась от популяционной выборки (р >0,05).

Физическое развитие мальчиков в основном было гармоничным (81,4%). Ожирение 1-11 степени имели 13,9%, низкую массу - 4,6% детей. В среднем каждый 4 мальчик имел пониженный уровень сывороточного тестостерона.

Установлена корреляция сывороточного тестостерона с баллом полового развития (г =0,8 ; р < 0,000).

Средние показатели костной минерализации (ВМС, БМБ, /-8соге) и возрастная динамика содержания минерала, не зависимо от точки скелета, у мальчиков в целом не отличались от детей популяционной выборки (р >0,05).

При осмотре андролога у 25 мальчиков (58,14%) выявлены нарушения органов репродуктивной сферы. Синехии крайней плоти, короткая уздечка диагностированы у 9,3 % мальчиков, варикоцеле и водянка яичек, требующие хирургического лечения,- у 20,9%,, ожирение и гинекомастия-у 16,3 %. Задержка пубертата выявлена у 18,6 %.

Установлено, что снижение сывороточного тестостерона достоверно-чаще отмечалось при задержке полового развития и ожирении.

Примечательно, что у обследованных подростков уровень тестостерона коррелировал с возрастом (г= 0,6; р= 0,000), длиной тела (г= 0,8; р= 0,000), БПР (г=0,8; р= 0,000) и тяжестью гидрологического диагноза.(г= 0,7; р=0,01).

Тестостерон тесно взаимосвязан с показателями костной массы (г= 0,6; р= 0,000) и костной минеральной плотности исследуемых участков скелета (г= 0,7; р= 0,000) (рис 8). Установлена взаимосвязь тестостерона с толщиной кортикального слоя костей предплечья (г= 0,7; р=0,01).

Рис. 8 Взаимосвязь тестостерона с BMD у обследованных мальчиков

Как правило, сниженные показатели тестостерона, сопровождались недостаточным для данного возраста уровнем минеральной костной плотности.

Полученные нами данные позволяют считать, что снижение уровня тестостерона негативно влияет на состояние минерализации костной ткани у мальчиков.

Клиническая оценка показателей костной массы у детей.

Рост, размеры и функциональное состояние органов и систем в детском возрасте взаимосвязаны. Линейные размеры тела в этом плане привлекают особое внимание, так как- динамика роста из поколения к поколению отражает морфологические сдвиги в популяции. В изменении ростовых параметров вносит вклад дисгармонизация, дисинхронии развития, адаптационные реакции, болезни.

По- нашим исследованиям и наблюдениям других авторов (Gordon C.L., Halton J.M., Atkinson S.A. et al.,1991) доказано, что ростовые процессы тесно взаимосвязаны с минерализацией скелета.

В последнее десятилетие изменилось качество здоровья современной популяции, наметилась тенденция к децелерации физического развития при сохраняющемся значительном разбросе показателей длины и массы тела у детей одновозрастных групп.

В этих условиях необходимость разработки отечественных нормативов • костной минеральной плотности у детей на фоне роста и возрастного развития стала очевидной.

Учитывая изложенное, вначале нами была дана оценка клинической значимости перцентильного распределения возрастно-половых значений костной минеральной плотности.

При перцентильном распределении ВМС и ВМБ (табл.4, 5) для каждого возраста установлены отрезные точки уровня минерализации, которые позволили формировать группы риска развития остеопении.

Таблица 4

Перцентильное распределение показателя В МБ (!2-Ь4) у обследованных мальчиков

Возраст Центили (г/м2)

3 10 25 50 75 90 97

6 0,537 0,558 0,591 0,66 0,687 0,717 0,729

7 0,595 0,597 0,610 0,649 0,688 0,681 0,687

8 0,524 0,547 0,581 0,605 0,645 0,676 0,693

9 0,677 0,678 0,697 0,765 0,781 0,811 0,832

10 0,640 0,704 0,729 0,782 0,803 0,885 0,910

И 0,592 0,622 0,665 0,694 0,754 0,801 0,831

12 0,676 0,765 0,754 0,814 0,873 0,978 1,036

13 0,728 0,750 0,795 0,902 0,947 0,976 1,040

14 0,748 0,796 0,892 0,964 1,054 1,118 1,171

15 0,728 0,873 0,909 0,990 1,120 1,166 1,172

16 0,959 0,966 0,979 1,069 1,178 1,237 1,350

Таблица 5

Перцентильное распределение показателя BMD (L2-L4) у обследованных девочек

Возраст Центили (г/м3)

3 10 25 50 75 90 97

б 0,562 0,567 0,587 0,66 0,692 0,730 0,742

7 0,513 0,533 0,576 0,636 0,684 0,705 0,715

S 0,629 0,655 0,682 0,712 0,722 0,730 0,733

9 0,599 0,655 0,711 0,744 0,769 0,807 0,820

10 0,653 0,699 0,757 0,826 0,863 0,904 0,921

И 0,575 0,646 0,697 0,79 0,865 0,973 1,107

12 0,703 0,721 0,744 0,852 0,952 0,934 1,035

13 0,773 0,832 0,995 1,053 1,108 1,116 1,175

14 0,809' 0,863 0,930 0,967 1,116 1,217 1,318

15 0,973 1,012 1,059 1,082 1,188 1,232 1,233

16 0,680 0,956 1,007 1,149 1,196 1,274 1,285

К сожалению, метод перцентильного распределения не учитывает особенности физического развития детей, которое тесно взаимосвязано с уровнем костной минерализации.

При использовании референтной базы прибора (метод стандартных отклонений, шкала Z-score) установлено, что в популяции практически здоровых детей имеет место высокая частота лиц с пониженным уровнем костной минерализации. В среднем для обследованной популяции детей 10-16 лет частота встречаемости остеопении составила 55,5 %.

При первичном обследовании на остеоденситометре в дистальном отделе предплечья остеопения диагностирована у 60% девочек и практически у каждого второго (48%) мальчика (min 44,4%, max 73,3%) . В поясничном отделе позвоночника остеопения обнаружена в среднем у

Таблица 6

Частота встречаемости остеопении у обследованных детей в зависимости от возраста и

участка сканируемой поверхности (%)

Возраст Дистальный отдел костей предплечья Позвоночник

мальчики девочки всего мальчики девочки всего

п % п % п % п % п % п %

5 - - - - - - 1 7.1 - - 1 7.7

6 - - - - - - 3 20 2 25 5 17.4

7 - - - - - - 1 12,5 2 25 2 28,6

8 - - - - - - 3 50 2 28,6 5 38

9 - - - - - - 0 - 1 14,3 1 7,1

10 10 66,7 11 73,3 21 72,4 1 6,7 2 18,2 3 11,5

11 6 50 10 71,4 16 61,5 10 66,7 9 52,9 19 59,4

12 3 30 8 53,3 11 44 5 41,7 4 57,1 9 47,4

13 10 50 15 60 25 55,5 6 33,3 3 23 9 29,0

14 8 44,4 6 60 14 50,0 11 50 11 57,9 22 53,6

15 10 47,6 10 50 20 48,8 14 60,7 7 43,7 21 53,8

16 4 44,4 14 63,6 18 58 7 70 7 35 14 46,7

Всего 5-16 лет - - - - - - 62 38,5 50 38,5 102 35,0

10-16 лет 51 48 74 61 125 55,5 53 46 43 41.7 98 45

5-9 лет - - - - - - 8 17,4 7 25,9 14 19,2

каждого второго ребенка 10-16 лет (46 % - у мальчиков и 42 % - у девочек) (min 6,7%, max 66,7%) (таблица 6). В нейтральном периоде (5-9 лет) в среднем каждый пятый ребенок имеет сниженные значения костной минеральной плотности в поясничном отделе позвоночника. Наиболее высокая частота остеопении отмечается в 8 лет (38%).

Принимая во внимание, что накопление минерала в костной ткани имеет нелинейную зависимость от ростовых процессов, на следующем этапе рассчитывались возрастные нормативы ВМС и BMD с использованием регрессионных шкал. Проводилась стандартизация значений костной массы и костной минеральной плотности по возрасту и длине (рис.9).

Рис. 9 Регрессионная зависимость ВМС у обследованных детей от возраста и длины тела

После этого оценивалась эффективность их использования для характеристики индивидуальных значений костной минеральной плотности у здоровых и больных детей.

При таком подходе (табл. 7), при стандартизации по возрасту, начиная с 11 лет, диагностирована существенно более низкая частота встречаемости остеопении у обследованных детей.

Таблица 7

Частота снижения показателей минеральной костной плотности у обследованных детей в зависимости от возраста (%)

Возраст По г-эсоге -прибора При стандартизации по возрасту При стандартизации подлине

1 2 3 4 5 б-

Годы % % Ру % Рм

5 - - - - -

б 21,7 0 <0.05 0 <0.05

7 20 0 >0.05 0 >0.05

8 38,5 7,7 <0.05 13 >0.05

9 7,1 7,1 >0.05 7,1 >0.05

10 12,4 4,5 >0.05 7,9 >0.05

11 59,3 21,2 <0.001 34,5 <0.05

12 49,4 18,4 <0.05 4,1 <0.05

13 28,2 18,8 >0.05 12,2 >0.05

14 53,9 17 <0.000 15,4 <0.05

15 52,3 6,5 <0.000 14 <0.05

16 48,9 19,7 <0.01 14 Д <0.05

Аналогичная тенденция отмечается при стандартизации показателей костной минеральной плотности по длине.

Анализ стандартизованных показателей с учетом пола выявил определенные отличия в частоте встречаемости остеопении у детей разных возрастных групп.

У детей 5-9 лет стандартизация показателей по возрасту позволила диагностировать нормальный уровень костной минеральной плотности у

большинства обследованных детей нейтрального возраста. Исключением были мальчики 5 (18%) и 8 лет (16,7%),а также девочки 9 лет (14,3%).

Установлено, частота встречаемости пониженных показателей костной минеральной плотности нарастает с 5 до 16 лет у мальчиков и до 14 лет у девочек.

При сравнении частоты остеопении, полученной с применением стандартизованных по возрасту показателей BMD установлено, что соответствующие значения существенно меньше данных, полученных при использовании референтной базы прибора ^^тоге). Причем до 14 лет эта разница достигала у мальчиков 2-5 кратных, у девочек - 2-3- кратных отличий (табл. 8,9).

Таблица 8

Частота снижения BMD у обследованных мальчиков в зависимости от возраста и характера стандартизации

Возраст По2-эсоге Стандартизация по возрасту Стандартизация по длине

1 2 3 4 5 6 7 8

Годы п % % РЗ,4 % Р 3,6 Р 4,6

5 13 7,7 8 - 7,7 - -

6 15 20 0 >0,05 0 0,07 >0,05

7 б 16,6 0 0,07 0 >0,05 >0,05

8 б 50 16,7 >0,05 33,3 >0,05 >0,05

9 б 0 0 >0,05 0 >0,05 >0,05

10 15 6.7 0 >0,05 6.7 >0,05 >0,05

11 15 67 13 <0,01 40 >0,05 >0,05

12 12 41,7 8,3 <0,05 8,3 <0,05 >0,05

13 18 33,3 22,2 >0,05 16,7 >0,05 >0,05

14 22 50 18,2 <0,01 4,5 <0,001 >0,05

15 23 60,9 13 <0,001 21.7 <0,01 >0,05

16 9 66.7 33.3 >0,05 22.2 >0,05 >0,05

Наиболее существенные половые отличия отмечены в 16 лет. Частота остеопении у девочек составляет 6,2%. У мальчиков частота остеопении в 16 лет колебалась от 33,3% при стандартизации по возрасту, до 22,2% - при стандартизации по длине тела.

Более высокая частота остеопении в этом возрасте у мальчиков возможно обусловлена дальнейшим накоплением минерала в скелете в связи с увеличением его массивности и продолжающимся линейным ростом.

Таблица 9

Частота снижения BMD у обследованных девочек в зависимости от возраста и характера стандартизации

Возраст шг- всоге Стандартизация по возрасту Стандартизация по длине

1 2 3 4 5 6 7 8

Годы П % % Рз,4 % Рз.б Р 4,6

5 0 - - - - - -

6 8 25 0 >0,05 0 0,07 >0,05

7 4 25 0 >0,05 0 >0,05 >0,05

8 7 28,6 0 >0,05 14,3 >0,05 >0,05

9 7 14,3 14,3 >0,05 14,3 >0,05 >0,05

10 11 18.2 9.1 >0,05 9.1 >0,05 >0,05

И 17 52,9 29,4 >0,05 29 >0,05 >0,05

12 7 57 28,6 >0,05 0 <0,05 >0,05

13 13 23 15,4 >0,05 7,7 >0,05 >0,05

14 19 57,9 15,8 <0,01 26,3 <0,05 >0,05

15 16 43,7 0 <0,05 • 6.2 <0,01 >0,05

16 16 31.2 6.2 0,07 6.2 >0,05 0,07

Установлено, что использование стандартизованных показателей,

особенно по длине, имеет большое значение для характеристики

современной популяции детей в целом, индивидуальной оценки костной

минеральной плотности нузкей длиной, избыточной- низкой

РОС НАЦ »«и»« |

БИБЛИОТЕКА ! С-Птрбург • 33

О» 500 кт I I тЛ

массой тела (табл.10) и пациентов с тяжелой хронической патологией, способной нарушать, физиологические процессы роста и биологического созревания ребенка.

Таблица 10

Частота снижения показателей минеральной костной плотности у обследованных детей в зависимости от физического развитии (%)

Тип физич. развития По 2-зсоге прибора При стандартизации по возрасту При стандартизации подлине

ВМБ ВМО Р 2.3 ВМО Р 2.5 Р 3.5

1 2 3 4 5 6 7

Гармонии 52,3 14,3 <0.000 6,3 <0.000 <0.000

Высокое гармон 17,9 2,5 <0.000 10,2 <0.01 >0.05

Длина >97% 22,7 12 <0.05 31,8 >0.05 <0.05

Длина <10% 77,8 66,7 >0.05 0 <0.000 <0.000

Масса >97% 66,7 0 <0.000 11,1 <0.000 >0.05

Масса <10% 88 52,9 <0.001 • 41,2 <0.001 >0.05

Выводы

1. Установлены возрастные закономерности костного роста у детей, характеризующиеся взаимообусловленностью увеличения длины, костной массы и костной минеральной плотности, которые наиболее существенны в период полового созревания.

2. У практически здоровых детей с 10 до 16 лет прирост минерала (ВМС) составляет в дистальном отделе костей предплечья у девочек 86%, у мальчиков - 103%, в поясничном отделе позвоночника - у девочек 97,6%, у мальчиков - 90,7%.

Увеличение костной минеральной плотности (БМВ) с 10 до 16 лет в дистальном отделе предплечья равно у девочек 57,7%, у мальчиков -57%, в поясничном отделе позвоночника соответственно - 34,6% и 39,7%.

В период полового созревания минеральная костная плотность (БМБ) в поясничном отделе позвоночника нарастает в 1,5 раза больше, чем в нейтральном возрасте.

3. В детском возрасте костная масса (ВМС) и минеральная костная плотность (БМБ) тесно коррелирует с основными параметрами физического (длина, масса тела) и полового развития (стадии полового созревания, балл полового развития, возраст начала менструации).

4. У девочек в период полового созревания отсутствует корреляция уровня сывороточного эстрадиола с содержанием минерала в костной ткани (ВМС) и минеральной костной плотности (БМБ). При низких значениях сывороточного эстрадиола (с 13 до 15 лет ) отмечается интенсивное увеличение длины тела и минерализации костной ткани. Повышение сывороточного эстрадиола после 15 лет сопровождается уменьшением или полной остановкой темпов роста и накопления минерала в костной ткани.

5. У мальчиков-подростков минеральная костная плотность высоко коррелирует с уровнем сывороточного тестостерона. Снижение уровня тестостерона имеет место у каждого четвертого мальчика и является фактором риска развития остеопении.

6. При использовании референтной базы прибора (/-критерий) остеопения в дистальном отделе предплечья отмечается у 60% девочек и 48% мальчиков 10-16 лет. В поясничном отделе скелета эти показатели соответственно равны 39,8% и 40,8%.

У детей 5-10 лет в поясничном отделе позвоночника частота остеопении составляет у девочек 15,7 %, у мальчиков - 18,9%.

7. Частота остеопении у обследованных детей при стандартизации по возрасту и длине в среднем, на 40% ниже, чем при использовании референтой базы прибора (/-зеоге).

8. Разработка перцентильных таблиц позволяет в популяции практически здоровых детей формировать группы риска по развитию остеопении и остеопороза.

Практические рекомендации

1. Рекомендуется включать в группу риска по снижению минеральной костной плотности детей с низким ростом и массой тела, а также детей в период полового созревания.

2. Необходимо сопоставлять индивидуальные значения минеральной костной плотности (БМВ) с соответствующими стандартизованными показателями по возрасту и длине у детей с ростом и массой тела меньше 10%перцентиля.

3. При клинической оценке данных денситометрии у детей с заболеваниями, влияющими на рост и развитие, необходимо сравнивать фактические значения костной минеральной плотности с показателями, стандартизованными по возрасту и длине.

4. Необходимо включать в протокол диспансеризации денситометрическое исследование девочкам со сниженным уровнем сывороточного эстрадиола, мальчикам - со сниженным уровнем тестостерона и нарушениями репродуктивной сферы.

5. Рекомендуется учитывать показатели костной массы (ВМС) и минеральной костной плотности (БМВ) в детском возрасте при оценке качества костной ткани.

6. Практически здоровым детям с остеопении рекомендуется наблюдение педиатра, оптимизация двигательного режима и питания.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

7. Щеплягина ЛА., Моисеева Т.Ю, Баканов М.И., Пинелис В.Г., Богатырева А.О. Маркеры костного метаболизма у детей: научные и практические вопросы //Материалы IX съезда педиатров России. -Москва.-2001.-с.657.

2. Щеплягина Л.А., Моисеева Т.Ю и др. Клиническое значение денситометрии для. оценки минеральной костной плотности у подростковАОК. Проблемы остеологии.-Украина.-т.4.-№3.-20011-с.92

3. Щеплягина Л.А., Моисеева Т.Ю и др. Витаминно-минеральная коррекция костного метаболизма у детей.//Росс.педиатр.ж.-2001.-№4.-с.43-46.

4. Моисеева Т.Ю. Цинк, и. кость.//Учебное пособие «Цинк в педиатрической практике» под ред Щеплягиной Л.А.//М.-2001.-С.32-40.

5. Баранов А.А., Щеплягина Л.А., Моисеева Т.Ю. и др. «Кальцинова» в решении актуальной проблемы педиатрии/Учебное пособие.-М.'-2002.-24с.

6. Щеплягина Л.А., Легонькова Т.И., Моисеева Т.Ю. Клиническое значение дефицита цинка для здоровья детей: новые возможности лечения и профилактики // Русский медицинский журнал.-2ОО2.-т.1О.-№16.-с.730-733.

7. Щеплягина Л.А., Моисеева Т.Ю. и др. Динамика показателей минерализации костей дистального отдела предплечья у детей // Мат.всероссийской конференции с международным участием «Диагностика, профилактика и коррекция нарушений опорно-двигательного аппарата у детей и подростков, М.-2002.-С.215.

8. Щеплягина Л.А., Круглова И.В., Моисеева Т.Ю. Минерализация костной- ткани, у детей в поясничном отделе позвоночника// Мат.всероссийской конференции с международным участием «Диагностика, профилактика и коррекция нарушений- опорно-двигательного аппарата у детей и подростков, М.-2002.-С.216.

9. Щеплягина Л.А., Моисеева Т.Ю, Богатырева А.О. Минеральная плотность костной ткани у детей и подростков // Актуальные проблемы подростковой- медицины. Под.ред.Румянцева А.Г.- Москва.- 2002.-с.110-117.

Ю.Баранов А.А., Щеплягина Л.А., Баканов М.И , Моисеева Т.Ю. и др. Возрастные особенности изменений биохимических маркеров костного ремоделирования у детей //Рос.педиатр.ж.-2002.-№3.-с.7-12.

11.Щеплягина Л.А., Моисеева Т.Ю и др. Снижение - минеральной плотности кости у детей: взгляд педиатра // Лечащий врач.-2002.-№9.-с.26-30

12.Баранов< А.А., Щеплягина Л.А., Баканов М.И, Васильева Е.М., Алатырцев В.В., Чибисов И.В., Пинелис В.Г.,Арсеньева Е.Н., Моисеева Т.Ю. Значение маркеров костного ремоделирования для раннего выявления и предупреждения остеопороза // Материалы VIII Конгресса педиатров России «Современные проблемы профилактической педиатрии».-Москва.-2003.-с 28-29.

13.Щеплягина Л.А., Цаболова И.К., Моисеева Т.Ю., Остеопороз: истоки проблемы и опыт применения антигомотоксической терапии. // Биологическая медицина. - 2003. - т. 9. № 1. - с. 34 - 39

Н.Щеплягина Л.А., Цаболова И.К., Моисеева Т.Ю., Остеопороз: истоки проблемы и опыт применения антигомотоксической терапии. // Материалы научного симпозиума «Гериатрия и Гомотоксикология». -М.-2003.-С. 1

15.Щеплягина ЛА., Цаболова ИХ, Моисеева Т.Ю., Остеопения у девочек - подростков. // Материалы VIII Конгресса педиатров России « Современные проблемы профилактической педиатрии». - М. - 2003. -с. 426

16.Scheplyagina L.A., Moisseyva Т., et al Osteopenia in children at the age of 10-17 years. // Calcified Tissue International. - April 2003. - v . 72 - № 4. p. 441

17.Scheplyagina L.A., Kruglova I., Moisseyva T Mineralization of axial skeleton in children // Calcified Tissue International. - April 2003. - v . 72 -№ 4. p. 441

18.Щеплягина Л.А., Моисеева Т.Ю., и др Возрастные особенности минеральной плотности костной ткани в детском- возрасте// Приложение к журналу «Остеопороз и Остеопатии» 2003: - с. 90

19.Щеплягина Л.А., Моисеева Т.Ю. и др. Формирование1 возрастной пиковой костной массы в подростковом возрасте //II Конференция с международным участием «Поблемы остеопороза в травматологии и ортопедии».-Москва.-2003 .-с. 174.

20.Щеплягина Л.А., Моисеева Т.Ю Круглова И.В. Минерализация осевого скелета у детей // Материалы VII Конгресса педиатров России. Вопросы современной педиатрии.-М.-2003.-т.2.-прил. 1 .-с.424

21.Щеплягина Л.А., Моисеева Т.Ю. и др. Остеопения у детей 10-17 лет (данные поперечного исследования)// Материалы VII Конгресса педиатров России. Вопросы современной педиатрии.-М.-2003.-т.2.-прил.1.-с. 425.

22.Щеплягина Л.А., Моисеева Т.Ю . и др. Минерализация костной ткани у детей // Рос. педиатрический журнал .-2003.-№3.-с. 16-22.

23.Щеплягина Л.А., Моисеева Т.Ю Кальций и кость:профилактика и коррекция нарушений, минерализации костной ткани // Педиатрия Consilium Medicum Приложение № 1. -2003.-е. 29-32.

24.Щеплягина Л.А., Моисеева Т.Ю Проблемы остеопороза в педиатрии : возможности профилактики // Русский медицинский журнал.-2003.-т. 11.-№27(199).-с.1554-1556.

25.Моисеева Т.Ю, Щеплягина Л.А. и др. Особенности минерализации костной.ткани мальчиков-подростков // Рос. педиатрический журнал-2004.-№3.-с.8- 12 .

26.Моисеева Т.Ю, Щеплягина Л.А.,и др. Минерализация костной ткани. мальчиков-подростков //Материалы IX Конгресса педиатров России. Москва.-2004.-с.291.

27. Щеплягина Л.А., Цаболова И.К... Моисеева Т.Ю. и др. Костная минеральная плотность у девочек-подростков // Материалы DC Конгресса педиатров России.-Москва.-2004.-с. 475.

28.Щеплягина . Л.А., Марченкова О.Н., Арсеньева Е.Н., Моисеева Т.Ю. Показатели остеокальцина в сыворотке крови у здоровых детей раннего и дошкольного возраста // Материалы DC Конгресса педиатров России.-Москва.-2004.-с. 475.

29.Щеплягина Л.А., Моисеева Т.Ю. Проблемы остеопороза в педиатрии: научные и практические задачи // Рос. педиатрический журнал-2004.-№1.-с. 4-11.

Список сокращений, употребляемых в тексте:

1. ИМТ - индекс массы тела

2. ППТ - площадь поверхности тела

3. ВМС - содержание минерала в костной ткани, костная масса

4. БМВ - - минеральная костная плотность

5. ОС - остеокальцин, маркер костного формирования

Заказ № 605. Объем 2п.л. Тираж 100 экз. Отпечатано в ООО «Петроруш» Москва. Ул. Палиха 2А тел. 250-92-06

ill 1

Актуальность проблемы. Остеопороз — системное заболевание скелета, которое характеризуется снижением костной массы и нарушением её микроархитектоники, следствием чего являются переломы. Остеопороз относится к числу распространенных болезней с тяжелыми медико-социальными последствиями.

Длительное время остеопороз рассматривался как болезнь исключительно пожилых людей. В настоящее время доказано, что истоки остеопороза лежат в детском возрасте [144, 145, 228, 287, 283].

В последнее десятилетие все больше появляется научных данных, свидетельствующих о том, что понимание этиопатогенеза остеопороза взрослых неразрывно связано с изучением возрастных особенностей формирования костного скелета у детей [156, 159, 277].

Однако исследований, посвященных анализу накопления костной массы на разных этапах возрастного развития крайне мало. Имеющиеся работы не внесли окончательной ясности в эту проблему.

Изучение костной минеральной плотности у детей, в основном, проводится в целевых группах [124, 126, 138, 149, 197, 290, 274] . Это -профессиональные спортсмены, лица, потребляющие недостаточное количество кальция и белка, с выраженной гиподинамией, имеющие заболевания, которые в силу патогенеза могут вызвать нарушения кальциевого обмена и костного метаболизма. Есть публикации, посвященные изучению минерализации костной ткани в подростковом возрасте, когда активно формируется пиковая костная масса.

Отмечаются трудности объективного количественного анализа костной массы у детей [243], поскольку дисгармонизация, дисинхронии развития, адаптационные реакции, свойственные детям, могут существенно

Приводятся данные [223, 273] о том, что использование адекватных нормативов имеет важное значение для оценки возрастных особенностей костной минерализации, реальной распространенности остеопении в детской популяции и определения показаний к профилактике и лечению.

Изложенное определило цель и задачи настоящего исследования.

Цель работы: Выявить особенности минерализации скелета у детей и обосновать методологию формирования возрастных нормативов костной массы и минеральной костной плотности.

Задачи исследования:

1. Провести поперечное эпидемиологическое исследование для оценки показателей костной минеральной плотности у детей 5-16 лет в зависимости от возраста и пола.

2. Проанализировать взаимосвязь костной минеральной плотности с возрастом, длиной, массой тела, индексом массы тела, площадью поверхности тела.

3. Изучить закономерности накопления костной массы у детей в нейтральном возрасте и периоде полового созревания.

4. Оценить взаимосвязь костной минеральной плотности с уровнем сывороточного эстрадиола у девочек и тестостерона у мальчиков.

5. Разработать показатели костной минеральной плотности обследованных детей с применением перцентильных таблиц и регрессионных шкал.

6. Оценить эффективность разработанных нормативов для диагностики остеопении и остеопороза.

Научная новизна.

Впервые выявлена закономерность накопления костной минеральной массы в процессе роста и развития ребенка. Разработаны возрастные показатели содержания минерала в костной ткани и минеральной костной плотности для детей 5-16 лет.

Для подростков является характерным нарастание костной массы в дистальном отделе предплечья с возрастом.

Для поясничного отдела позвоночника отмечена та же тенденция.

В период полового созревания минеральная костная плотность в поясничном отделе позвоночника нарастает в 1,5 раза больше, чем в нейтральном.

Выявлены особенности минерализации различных участков скелета в зависимости от пола. У мальчиков в костях предплечья уровень костной минеральной плотности выше, чем у девочек, в поясничном отделе позвоночника (L2-L4) - ниже. После 15 лет содержание минерала в костной ткани позвоночника выше у мальчиков.

Доказано, что накопление минерала в костях и линейный рост ребенка взаимосвязаны.

Выявлено, что содержание минерала в костной ткани (ВМС) и минеральная костная плотность (BMD) коррелируют с показателями физического развития и стадиями полового созревания, баллом полового развития и возрастом начала менструации.

Не установлено прямой корреляции костной массы с уровнем сывороточного эстрадиола у девочек. Показано, что при низких значениях эстрадиола (с 13 до 15 лет) отмечаются интенсивное увеличение длины тела и высокие темпы минерализации скелета. Повышение концентрации эстрадиола сопровождается уменьшением скорости или полной остановкой костного роста и накопления минерала в скелете.

У мальчиков выявлена достоверная корреляция уровня сывороточного тестостерона с костной массой и костной минеральной плотностью.

Научно обоснована методология клинической диагностики остеопении у детей.

Определена отрезная точка (значения меньше 10% перцентиля) для содержания минерала в костной ткани (ВМС) и минеральной костной плотности (BMD) в зависимости от возраста и пола, ниже которой формируется риск развития остеопении.

Доказано, что применение метода стандартных отклонений (шкала Z-score, референтная база прибора) существенно завышает частоту остеопении у обследованных детей. По данным остеоденситометрии остеопения встречается в среднем у каждого пятого ребенка в нейтральном периоде и у каждого второго - в периоде полового созревания.

Обоснована необходимость стандартизации показателей костной минеральной плотности по возрасту и длине тела. При стандартизации показателей костной минеральной плотности по возрасту и длине показано, что нормальная костная минеральная плотность имеет место у большинства детей нейтрального возраста (93 %). В то же время в период полового созревания остеопения диагностируется во всех возрастных группах. Частота регистрируемой остеопении при стандартизации по возрасту и длине в среднем на 40% ниже, чем при использовании Z-критерия.

Практическая значимость

Дана характеристика возрастных особенностей костной минерализации у детей в норме и при остеопении.

Установлена взаимосвязь минерализации костной ткани с показателями физического развития и стадиями полового созревания.

Разработан протокол обследования детей для научных исследований и клинической практики.

Показано, что наиболее высокие темпы минерализации скелета наблюдаются в период пубертатного скачка роста, что совпадает с I-III стадиями полового созревания по Таннеру.

Показано, что снижение уровня половых стероидов в сыворотке крови (эстрадиол, тестостерон) имеет каждый четвертый подросток.

Разработаны возрастно-половые перцентильные таблицы показателей содержания минерала в костной ткани (ВМС) и костной минеральной плотности (BMD).

Разработаны возрастные нормативы костной минеральной плотности у детей 5-16 лет. При использовании стандартизованных показателей в 5-9 лет нормальный уровень костной минеральной плотности имеет большинство детей.

В период полового созревания остеопения диагностирована у 20-30% практически здоровых детей. В 15-16 лет у девочек частота остеопении существенно ниже.

Внедрение результатов исследования в практику.

Полученные результаты используются в клиниках НИИ педиатрии НЦЗД РАМН и клинике детских болезней МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского.

Материалы диссертации доложены на IV Всероссийском съезде рентгенологов и радиологов (Москва,2001); Международной научно-практической конференции «Костная ткань у детей и подростков» (г.Евпатория,2001); Научно-практической конференции «Проблемы остеопороза в педиатрии: факторы риска, профилактика и лечение» (г.Ярославль,2002); Всероссийской конференции с международным участием «Диагностика, профилактика и коррекция нарушений опорно-двигательного аппарата детей и подростков» (Москва, 2002); VII научно -практической конференции «Пожилой больной, качество жизни» (Москва,

2002); II Конференции с международным участием «Проблемы остеопороза в травматологии и ортопедии» (Москва, 2003); VIII Конгрессе педиатров России «Современные проблемы профилактической педиатрии» (Москва,

2003); Научном симпозиуме «Гериатрия и гомотоксикология» (Москва, 2003); 30 Европейском симпозиуме по остеопорозу (Рим, 2003); Российском конгрессе по остеопорозу (Москва, 2003); IX Конгрессе педиатров России (Москва, 2004).

Выводы

1. Установлены возрастные закономерности костного роста у детей, характеризующиеся взаимообусловленностью увеличения длины, костной массы и костной минеральной плотности, которые наиболее существенны в период полового созревания.

2. У практически здоровых детей с 10 до 16 лет прирост минерала (ВМС) составляет в дистальном отделе костей предплечья у девочек 86%, у мальчиков - 103%, в поясничном отделе позвоночника - у девочек 97,6%, у мальчиков - 90,7%.

Увеличение костной минеральной плотности (BMD) с 10 до 16 лет в дистальном отделе предплечья равно у девочек 57,7%, у мальчиков - 57%, в поясничном отделе позвоночника соответственно -34,6% и 39,7%.

В период полового созревания минеральная костная плотность (BMD) в поясничном отделе позвоночника нарастает в 1,5 раза больше, чем в нейтральном возрасте.

3. В детском возрасте костная масса (ВМС) и минеральная костная плотность (BMD) тесно коррелирует с основными параметрами физического (длина, масса тела) и полового развития (стадии полового созревания, балл полового развития, возраст начала менструации).

4. У девочек в период полового созревания отсутствует корреляция уровня сывороточного эстрадиола с содержанием минерала в костной ткани (ВМС) и минеральной костной плотности (BMD). При низких значениях сывороточного эстрадиола (с 13 до 15 лет ) отмечается интенсивное увеличение длины тела и минерализации костной ткани. Повышение сывороточного эстрадиола после 15 лет сопровождается уменьшением или полной остановкой темпов роста и накопления минерала в костной ткани.

5. У мальчиков-подростков минеральная костная плотность высоко коррелирует с уровнем сывороточного тестостерона. Снижение уровня тестостерона имеет место у каждого четвертого мальчика и является фактором риска развития остеопении.

6. При использовании референтной базы прибора (Z-критерий) остеопения в дистальном отделе предплечья отмечается у 60% девочек и 48% мальчиков 10-16 лет. В поясничном отделе скелета эти показатели соответственно равны 41,7% и 46,0%.

У детей 5-10 лет в поясничном отделе позвоночника частота остеопении составляет у девочек 25,9 %, у мальчиков - 17,4%.

7. Частота остеопении у обследованных детей при стандартизации по возрасту и длине в среднем на 40% ниже, чем при использовании референтой базы прибора (Z-score).

8. Разработка перцентильных таблиц позволяет в популяции практически здоровых детей формировать группы риска по развитию остеопении и остеопороза.

Практические рекомендации

1. Рекомендуется включать в группу риска по снижению минеральной костной плотности детей с низким ростом и массой тела, а также детей в период полового созревания

2. Необходимо сопоставлять индивидуальные значения минеральной костной плотности (BMD) с соответствующими стандартизованными показателями по возрасту и длине у детей с ростом и массой тела меньше 10% перцентиля.

3. Необходимо сравнивать фактические значения костной минеральной плотности со стандартизованными по возрасту и длине при клинической оценке данных денситометрии у детей с заболеваниями, влияющими на рост и развитие,.

4. Необходимо включать в протокол диспансеризации денситометрическое исследование девочкам со сниженным уровнем сывороточного эстрадиола и мальчикам со сниженным уровнем тестостерона и нарушениями репродуктивной сферы.

5. Рекомендуется учитывать показатели костной массы (ВМС) и минеральной костной плотности (BMD) в детском возрасте при оценке качества костной ткани.

6. Практически здоровым детям с остеопений рекомендуется наблюдение педиатра, оптимизация двигательного режима и питания.