Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Глава 5. МИНЕРАЛЬНАЯ ПЛОТНОСТЬ КОСТЕЙ СКЕЛЕТА В ПЕРИМЕНОПАУЗЕ

Проблема всестороннего изучения изменений костей и суставов в перименопаузе особенно актуальна в многообразии факторов, могущих оказывать влияние на МПК скелета. Изыскания
в 2011-2012 годах проходят под эгидой ООН [29]. Циклические изменения в системе нейрогуморальной регуляции, яичниках и гормонально зависимых органах половой сферы сопровождаются колебаниями функционального состояния нервной, эндокринной, сердечно-сосудистой и других систем организма, от которых зависит, в частности, синтез коллагена и активность других слагаемых репаративного процесса [8, 9]. Изменение концентрации эстрогенов (эстрадиол, эстриол, эстрон) в этот период жизни женщины имеет существенное значение для сохранения на постоянном уровне минеральных веществ в скелете и уменьшения числа переломов.

Малая изученность этого вопроса обусловлена в том числе и тем, что до сих пор не было фактически точного метода для изучения МПК скелета. Применение неинвазивного метода рентгеновской двухэнергетической абсорбциометрии позволило проводить исследования МПК на высоком научном уровне.

Наиболее физиологически активным из эстрогенов является эстрадиол [19]. В печени он превращается в эстриол.

У мужчин эстрадиол секретируется клетками Лейдига (20 %). Он образуется также в периферических тканях за счет ароматизации тестостерона (60 %) и восстановления эстрона (20 %). Эстрон синтезируется прежде всего из андростендиона надпочечникового или гонадного происхождения [25].

У взрослых женщин большая часть эстрона (более 50 %) секретируется в яичниках. Эстрогенное действие его меньше, чем у эстрадиола.

Уменьшение концентрации эстрогенов приводит не только к замедлению физиологического обновления кости, снижению ее минеральной насыщенности, но и к сокращению синтеза белка и увеличению выведения азота из организма. Снижается воздействие на белковую матрицу кости, происходит потеря кальция и фосфора. При сниженной концентрации ФСГ ослабляется влияние на репаративный процесс мембранного фермента – аденилатциклазы. Это приводит к уменьшению образования цАМФ, выполняющего роль внутриклеточного посредника в реализации биологического действия ФСГ [14]. В связи с уменьшением образования цАМФ ослабляется активность протеинкиназы, участвующей в фосфорилировании функционально важных белков. В итоге ослабляется генетически детерминированная специфическая функция клеток мишеней [10]. Снижается обмен веществ в костях и функциональное состояние остеогенных клеток соединительной ткани костного мозга [25]. Фибробласты меньше синтезируют проколлаген – предшественник коллагена. Меньше образуется коллагеновых фибрилл, ориентированных в одном направлении, образующих костный матрикс, составляющий 90 % всех белков кости (остеокальцин составляет 1-2 % от этого количества). Об этом важно знать при репаративном костеобразовании.

С учетом изложенного состояние МЦ и концентрация половых гормонов должны быть предметом особого внимания травматологов и ортопедов [30], так как эстрогены способствуют повышению активности остеобластов. Но при репаративном процессе в перименопаузе концентрация эстрогенов уменьшена, поэтому этот механизм ослаблен. Усиливается отрицательное воздействие ПТГ на скелет, поэтому возникает деминерализация и резорбция костей скелета [8].

В задачу настоящего исследования входило выяснение изменений МПК скелета в предменопаузе, в течение 15 лет после наступления менопаузы и при искусственной менопаузе.

Материал и методы

Под наблюдением находились 510 женщин в возрасте 45-65 лет. Из них в предменопаузе – 123. В постменопаузе – 345: в первые пять лет их обследовали ежегодно, в дальнейшем через каждые 5 лет до 15 лет. С искусственно вызванной менопаузой после оперативных вмешательств было 42 женщины.

Для анализа состояния МЦ женщины в предменопаузе один раз в месяц заполняли анкету, которая позволяла не только судить о характере нарушений МЦ, а также всесторонне учесть состояние эмоциональности и сна. Для выяснения механизма нарушений МЦ определяли содержание гонадотропинов – ФСГ, ЛГ, ПЛ, а также половых гормонов – эстрадиола и прогестерона.

О степени выраженности эмоционального стресса судили по концентрации гормонов – АКТГ, кортизола, альдостерона. Определяли содержание соматотропина, а также цАМФ в сыворотке крови методом радиоиммунологического анализа и радиоконкурентным методом.

Суммарную величину минералов (СВМ) в скелете и МПК изучали на рентгеновском двухэнергетическом костном денситометре фирмы «GE/Lunar Corp.» (США). Измерения выполняли в стандартных точках: поясничном отделе позвоночника, проксимальных третях бедренных костей (шейка, пространство Варда, большой вертел, диафиз) и всем теле. В позвоночнике наряду с МПК (г/см2) определяли суммарное содержание минералов в граммах в каждом позвонке, а также суммарную величину в L2-L4.

При вычислениях использовали пакет статистического анализа и встроенные формулы расчетов компьютерной программы Microsoft® Excell (Microsoft® Office 1997 – Professional Runtime).

Результаты исследований

СВМ в костях скелета. В предменопаузе и в течение первого года постменопаузы существенных изменений массы минералов не происходило (табл. 5.1; рис. 5.1). Только через 2 года появляются первые признаки деминерализации (6 %). Через 3 года эта величина составляла 9 %, через 5 лет – 10 %, через 10 лет – 15 %, через 15 лет – 17 %.

СВМ в поясничном отделе позвоночника. Отчетливо выраженная деминерализация (9 %) наблюдалась через 3 года, через 5 лет была равна 16 %. Через 10-15 лет – 17 %.

СВМ в шейках бедренных костей. Снижение массы минералов (на 8 %) отмечено через 1 год постменопаузы и оставалась на этой величине в течение 10 лет. Лишь через 15 лет составляла 12 %

СВМ в пространстве Варда. Здесь деминерализация (7 %) обнаружена уже в предменопаузе. Через год после наступления менопаузы эта величина составляла 12 %. Близкое значение было через 2 года. На протяжении 3-5 лет была снижена 17 %, 6-15 лет – на 18 %.

СМВ в большом вертеле. В предменопаузном периоде убыль минералов происходила на величину, близкую с пространством Варда (8 %). Аналогичные значения получены на протяжении 1-5 годах после наступления менопаузы. Через 10 и 15 лет деминерализация была соответственно 3 и 10 % больше, чем в пространстве Варда.

Таблица 5.1

Рост, масса тела, суммарная величина минералов в скелете, минеральная плотность (МПК) его у женщин в перименопаузе (M ± SD)

Характер изменения

n

Рост, см

Масса тела, кг

Всего минералов в скелете, кг

Площадь тела, м2

МПК всего скелета, г/см2

Процент убыли минералов

Возраст 31-35 лет

100

164 ± 2,1

64,5 ± 3,2

2,615 ± 0,108

2,23 ± 0,08

1,170 ± 0,039

-

Предменопауза

123

161 ± 0,5

73,2 ± 1,4

2,532 ± 0,096

2,17 ± 0,08

1,167 ± 0,041

-3

Постменопауза – годы:

1

47

160 ± 0,6

74,6 ± 2,5

2,498 ± 0,082

2,15 ± 0,03

1,162 ± 0,029

-5

2

47

162 ± 1,0

73,5 ± 2,2

2,469 ± 0,123

2,15 ± 0,03

1,148 ± 0,032

-6

3

41

162 ± 0,7

72,3 ± 2,2

2,376* ± 0,101

2,15 ± 0,10

1,105 ± 0,046

-9

5 лет

50

158 ± 0,7

72.4 ± 2.1

2,344* ± 0,084

2,15 ± 0,09

1,090 ± 0,023

-10

10

56

159+0,8

74,3 ± 1,5

2,225* ± 0,115

2,05 ± 0,03

1,085 ± 0,020

-15

15

46

155 ± 1,3

72,8 ± 1,1

2,161* ± 0,073

2,04 ± 0,04

1,059 ± 0,056

-17

рис_5_1.wmf

Рис. 5.1. Содержание минералов во всем скелете в периоде пред- и постменопаузы

СВМ проксимальной трети диафиза бедренной кости. В предменопаузе и в первые два года после менопаузы изменения были незначительными. Через три года после менопаузы дефицит минералов составил 7 %, через 5 лет – 9 %, через 5-10 лет – 10-13 %.

СВМ во всей проксимальной трети бедренной кости. В предменопаузе деминерализация составляла 5 %. В первые два года постменопаузы 8-10 %, на 3-5 году – 14-15 %, через 10 лет 17 % и через
15 лет – 20 % (табл. 5.2).

Минеральная плотность костей скелета при искусственной менопаузе

СВМ скелета оказалась на 8 % меньше (табл. 5.3). Более заметна деминерализация в позвоночнике – 17 %. В шейках бедренных костей СМВ снижено на 12 %, а в пространстве Варда – на 20 %. Близкие результаты получены при измерениях большого вертела слева и справа. В диафизе проксимальной трети бедренной кости практически не изменялось. Во всей проксимальной трети было меньше на 13 % (табл. 5.4).

Таблица 5.2

Суммарная величина минералов в проксимальном отделе бедренной кости, его минеральная плотность (МПК) у женщин в перименопаузе (М ± SD)

Характер
изменения

Проксимальный отдел бедра слева

Проксимальный отдел бедра справа

Процент убыли минералов

Минералы (г)

Площадь (см2)

МПК (г/см2)

Минералы, г

Площадь, см2

МПК, г/см2

В возрасте
31-35 лет

33,397 ± 0,938

31,46 ± 0,96

1,062 ± 0,055

33,412 ± 0,880

31,57 ± 0,84

1,058 ± 0,034

-

Предменопауза

31,727 ± 0,817

31,65 ± 0,57

1,002 ± 0,049

31,718 ± 0,537

31,67 ± 0,64

1,002 ± 0,048

-5

Постменопауза:

1 год

30,725* ± 0,718

31,57 ± 0,61

0,969 ± 0,038

30,689* ± 0,813

31,61 ± 0,36

0,971 ± 0,072

-8

2

30,057* ± 0,602

31,59 ± 0,43

0,951 ± 0,054

30,066* ± 0,792

31,54 ± 0,49

0,953 ± 0,026

-10

3

28,721* ± 0,549

31,49 ± 0,37

0,912 ± 0,021

28,734* ± 0,798

31,47 ± 0,33

0,913 ± 0,021

-14

5 лет

28,387* ± 0,322

31,61 ± 0,62

0,898 ± 0,46

28,415* ± 0,637

31,70 ± 0,62

0,896 ± 0,027

-15

10

27,720* ± 0,437

32,54 ± 0,29

0,852 ± 0,023

27,685* ± 0,559

32,65 ± 0,25

0,848 ± 0,023

-17

15

26,718* ± 0,570

32,92 ± 0,65

0,812 ± 0,017

26,729* ± 0,540

32,83 ± 0,33

0,800 ± 0,015

-20

Таблица 5.3

Рост, масса тела, суммарное количество минералов, площадь скелета, минеральная плотность (МПК) его у женщин c искусственной менопаузой (М ± SD)

Характер изменения

n

Рост, см

Масса тела, кг

Всего минералов в скелете, кг

Площадь скелета, м2

МПК всего скелета, г/см2

Процент убыли минералов

Норма в 31-35 лет

100

164 ± 2,1

64,5 ± 3,2

2,615 ± 0,108

2,23 ± 0,08

1,173 ± 0,039

-

Искусственная менопауза

42

163 ± 0,9

73,2 ± 1,7

2,396* ± 0,111

2,02 ± 0,02

1,136 ± 0,015

-8

Таблица 5.4

Суммарное количество минералов в проксимальном отделе бедренной кости, минеральная плотность (МПК) скелета у женщин с искусственной менопаузой (М ± SD)

Характер
нарушения

Проксимальный отдел
бедренной кости слева

Проксимальный отдел
бедренной кости справа

Процент убыли минералов

Минералы (г)

Площадь, см2

МПК, г/см2

Минералы, г

Площадь, см2

МПК, г/см2

Норма
в 31-35 лет

33,397 ± 0,938

31,46 ± 0,96

1,062 ± 0,055

33,432 ± 0,880

31,57 ± 0,84

1,059 ± 0,034

-

Искусственная менопауза

29,055* ± 0,392

32,1 ± 0,42

0,905 ± 0,026

29,038* ± 0,671

32,1 ± 0,25

0,905 ± 0,026

-13

рис_5_2.wmf

Рис. 5.2. Минеральная плотность поясничного отдела позвоночника (L2-L4) и проксимальной трети бедренной кости в периоде пред- и постменопаузы

Обсуждение результатов

При низкой концентрации эстрогенов уменьшается активность остеобластов, усиливается резорбция и деминерализация. Регулируя обмен кальция, эстрогены способствуют повышению активности остеобластов. Они защищают кость от воздействия ПТГ [30].

В предыдущей нашей работе [31] мы обстоятельно изучили частоту встречаемости нарушений МЦ после травм и при уравнивании длины укороченной конечности у молодых женщин. В данной работе стояла задача выяснить, как нарушения МЦ в перименопаузе сказываются на СВМ скелета и отдельных его крупных сегментов. Обнаружено, что деминерализация выявляется во всем скелете, прежде всего, в местах преимущественного расположения трабекулярной кости, так как в компактной – значительная часть минералов прочно фиксирована и теряется с возрастом не более 3 %. Эти данные необходимо учитывать при разработке наиболее эффективных схем профилактических мероприятий остеопении и остеопороза [31].

Следует подчеркнуть, что наши данные весьма важны в проблеме чрескостного остеосинтеза – не только лечить переломы в условиях остеопороза, но и заниматься профилактикой переломов. Нарушение МЦ – это не только изменение МПК скелета, но и нарушение циклически протекающих процессов в системе нейрогуморальной регуляции, яичниках и гормональнозависимых органах половой сферы. Нарушение цикла приводит к исключению природой предусмотренных колебаний функционального состояния нервной, эндокринной, сердечно-сосудистой и других систем организма, от которых зависит, в частности, синтез коллагена и активность других слагаемых репаративного процесса [28]. В процессе остеосинтеза необходима нормальная концентрация эстрадиола, усиливающего биосинтез коллагеновых и неколлагеновых белков, растворимых липидов костного матрикса, а также фосфолипидов [6]. Эстрадиол способствует дифференцировке клеток. Костная и хрящевая ткани могут рассматриваться, как мишени для эстрадиола. Число рецепторов для эстрадиола невелико, но они обладают высокой связующей способностью. Низкая концентрация прогестерона также уменьшает синтез специфических белков, изменяет функциональное состояние органов-мишеней.

ФСГ активирует мембранный фермент аденилатциклазу. Это приводит к усилению образования цАМФ, выполняющего роль внутриклеточного посредника в реализации биологического действия ФСГ [4]. Под влиянием цАМФ активируется протеинкиназа, участвующая в фосфорилировании функционально важных белков. В итоге стимулируется генетически детерминированная специфическая функция клеток мишеней [3].

Столь подробное рассмотрение вопроса – прямой выход на профилактику нарушений МЦ и остеопении и остеопороза, установление оптимальных дней для проведения оперативных вмешательств, при которых были бы минимальными гормональные изменения на уровне гипоталамус-гипофиз и, следовательно, оптимальный вариант активности репаративного процесса.

В процессе остеосинтеза необходима нормальная концентрация эстрогенов, усиливающая биосинтез коллагеновых и неколлагеновых белков, растворимых липидов костного матрикса, а также фосфолипидов, способствующих лучшей дифференцировке клеток. Костная и хрящевая ткани могут рассматриваться, как мишени для эстрогенов. Число рецепторов для них невелико, но они обладают высокой связующей способностью. Низкая концентрация прогестерона также уменьшает синтез специфических белков, изменяет функциональное состояние органов-мишеней [15].

Заключение

В предменопаузном периоде и в течение первого года постменопаузы существенных изменений массы минералов не происходит. Первые признаки деминерализации (6 %) появляются только через 2 года. У 30-40 % женщин старше 40 лет процесс деминерализации связан с уменьшением секреции половых гормонов. В 46-50 лет МПК была меньше на 10 %. В конце третьего года после наступления менопаузы МПК уменьшена на 15 %, а через 5-10 лет – на 20 %. Изменение концентрации эстрогенов имеет существенное значение для сохранения на постоянном уровне минеральных веществ в скелете. Остеобласты трабекулярной кости более чувствительны к дефициту эстрогенов, чем ее кортикальной части. При отсутствие эстрогенов сильнее проявляется резорбирующее действие ПТГ. Во время остеопороза нарушается продукция кальцитриола. Поэтому кальций хуже всасывается в кишечнике, что в свою очередь отражается на ремоделировании кости. Все это предопределяет рост числа переломов.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252