Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Глава 10. МИНЕРАЛЬНАЯ ПЛОТНОСТЬ КОСТЕЙ СКЕЛЕТА ПОСЛЕ ТРАВМ И ПРИ УРАВНИВАНИИ ДЛИНЫ КОНЕЧНОСТЕЙ В УСЛОВИЯХ НОРМАЛЬНОГО И НАРУШЕННОГО МЕНСТРУАЛЬНОГО ЦИКЛА

Любые хирургические вмешательства являются сильнейшим стрессом для организма и сопровождаются импульсацией с периферии – из поврежденных костей и мягких тканей – в кору головного мозга. Здесь начинает функционировать доминанта. Поэтому в гипоталамусе возникает торможение и уменьшается образование нейрогормонов (либеринов), частности, фол- и люлиберинов, а в гипофизе – уменьшается образование гонадотропинов. Гипофиз также в определенной мере освобождается от тормозящего влияния гипоталамуса и это приводит к увеличению концентрации ПЛ. В силу этого, а также сниженной концентрации половых гормонов, оказывается тормозящее влияние на МЦ и в нем появляются различные изменения. Нередко МЦ нарушается совсем и менструации отсутствуют 1,5-2 месяца иногда больше. Если своевременно не восстановить цикл, может наступить угасание функции яичников. Сниженная концентрация половых гормонов замедляет процесс костеобразования, так как ослабляется их воздействие на белковую матрицу кости, обмен веществ, происходит нарушение функционального состояния остеогенных клеток костного мозга [23]. При сниженной концентрации ФСГ ослабляется воздействие на костеобразование мембранного фермента аденилатциклазы. Это приводит к уменьшению образования цАМФ, выполняющего роль внутриклеточного посредника в реализации биологического действия ФСГ [10]. В связи с уменьшением образования цАМФ ослабляется активность протеинкиназы, участвующей в фосфорилировании функционально важных белков. В итоге ослабляется генетически детерминированная специфическая функция клеток мишеней [7, 8]. Об этом важно знать не только при травме, но и в процессе репаративного костеобразования для уравнивания длины конечностей. Поэтому состояние МЦ должно быть предметом особого внимания как травматологов, так и ортопедов [8]. Большой интерес вызывает состояние эффективности ряда биологически активных веществ, в частности, кальция. Регулируя его обмен, эстрогены способствуют повышению активности остеобластов (у них есть рецепторы, которых касаются молекулы эстрогенов и стимулируют их активность). Но при репаративном процессе концентрация эстрогенов уменьшена и поэтому он протекает ослаблено. В таких условиях усиливается отрицательное воздействия паратирина на кости, поэтому возникает деминерализация и резорбция костей скелета [7].

Изучение состояния МЦ применительно к чрескостному остеосинтезу необходимо еще и потому, что фибробласты меньше синтезируют предшественника коллагена – проколлагена. Меньше образуется коллагеновых фибрилл, ориентированных в одном направлении. Они образуют костный матрикс, составляющий 90 % всех белков кости. Остеокальцин составляет 1-2 % от этого количества. В предыдущей работе мы установили существенное влияние нарушений менструального цикла (МЦ) на минерализацию костной мозоли и регенерат и высказали суждение о том, что плановые операции следует проводить в середине МЦ у данной конкретной женщины [8].

Под наблюдением находились 246 женщин в возрасте 18-40 лет. Из них 56 были после травм нижних конечностей (голень, бедро) и 190 после ортопедических операций (уравнивание длины укороченной нижней конечности). МПК скелета определяли на рентгеновском костном денситометре фирмы «GE/Lunar Corp.» (США) в месте перелома и в различных участках формируемого костного регенерата. Выполняли также измерения 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 во всем позвонке, а также суммарную величину в L2-L4.

Для анализа состояния МЦ женщины один раз в месяц заполняли анкету, которая позволяла не только судить о характере нарушений МЦ, но и всесторонне учесть состояние эмоциональности и сна.

О степени выраженности эмоционального стресса судили по концентрации АКТГ, кортизола, альдостерона, соматотропина, цАМФ, которые определяли в сыворотке крови методом радиоиммунологического анализа и радиоконкурентным методом. Для выяснения механизма нарушений определяли содержание гонадотропинов – ФСГ, ЛГ и ПЛ, а также половых гормонов – эстрадиола и прогестерона.

После анализа всех указанных данных формировали две группы больных:

1) с сохраненным;

2) с нарушенным МЦ (опсопройоменорея, опсоолигоменорея, опсоменорея и олигоменорея и аменорея).

В контрольную группу входили здоровые женщины аналогичного возраста без нарушений МЦ.

Характеристика стресс-реакции после травм и при уравнивании длины укороченной конечности. Изменения гормонов были однонаправленными: концентрация АКТГ увеличивалась в 8,4 раза. Содержание кортизола возрастало в 1,8 раза, альдостерона в 2,5 раза, соматотропина в 3,3 раза. Содержание цАМФ было выше, чем в контроле, в 2,3 раза.

Известно, что в норме развитие фолликулов в яичнике происходит под влиянием нарастающей концентрации ФСГ. До 7-го дня цикла одновременно развивается 10-15 фолликулов, затем преимущественно один. В середине цикла резко возрастает концентрация лютеинизирующего гормона (ЛГ), что приводит к разрыву фолликула и формированию на его месте желтого тела – менструального или беременности.

У 4 % больных в ближайшие дни после переломов отмечались дисфункциональные маточные кровотечения (ДМК): довольно обильные выделения, хотя менструация была за 5-7 дней до этого. О том, что это ДМК свидетельствовало отсутствие прогестерона в сыворотке крови.

В случае нарушения МЦ, если атрезия фолликулов начиналась рано (по 7-й день), то такой ановуляторный цикл по продолжительности не отличался от нормальных значений за счет отсутствия лютеиновой фазы. Такие менструально-подобные кровотечения возникали циклически.

При ановуляторном цикле с персистенцией фолликула в течение месяца после травмы МПК, например, в пяточной кости была снижена на 17 %, в лучевой – на 6 %. В этих же костях на 30-й день уравнивания длины конечности МПК была меньше соответственно на 18 и 14 %.

При травме, в случае атрезии фолликулов после 7-го дня (повышенное содержание гормонов), увеличение МПК составяло – 15 %, при удлинении – 23 %. При атрезии с пониженным содержанием гормонов после травмы – 34 %, при уравнивании длины укороченной конечности – 39 %.

При овуляторном (ускоренном) цикле через месяц после травмы МПК снижена в пяточной кости на 5 %, в лучевой – на 3 %. При уравнивании длины конечности соответственно 4 %.

Травма. Суммарное количество минералов в скелете через 2 месяца при сохраненном цикле было на 4 % меньше, чем в норме, а при нарушенном – 19 % (табл. 10.1). В поясничных позвонках соответственно на 5 и 10 %. В шейках бедренных костей – 9 и 14 %. В пространстве Варда – 4 и 20 %. В большом вертеле – 14 и 25 %. В диафизе – 6 и 10 %. Во всей проксимальной трети большеберцовой кос-
ти – 8 и 14 % (табл. 10.2).

Уравнивание длины конечности. Суммарное количество минералов при нормальном МЦ было уменьшено во всем скелете на 22 %, при нарушенном – на 31 % (табл. 10.3). В позвоночнике деминерализация составляла соответственно 9 и 19 %. В шейках бедренных костей – 4 и 12 %. В пространстве Варда – 13-31 %. В большом вертеле – 7 и 13 %. В диафизе проксимальной трети бедренной кости – 4 и 9 % (табл. 10.4). Во всей проксимальной трети бедренной кости 6 и 17 % (табл. 10.5).

Уменьшение после травмы синтеза нейрогормонов и гонадотропинов приводит к нарушениям МЦ и снижению образования половых гормонов [8]. Нарушения МЦ продолжаются в течение 1,5-2 месяцев иногда больше. Длительное время сниженная концентрация половых гормонов ведет к деминерализации скелета. Наиболее четко она проявлялась в трабекулярной костной ткани (позвоночник, большой вертел), где активно протекают обменные процессы. Наряду со снижением концентрации гормонов уменьшается синтез белка, увеличивается выведение азота из организма [11]. Ослаблялось воздействие эстрогенов на белковую матрицу кости, обмен веществ и функциональное состояние остеогенных клеток костного мозга. На это указывают наши ранее выполненные исследования [12].

Таблица 10.1

Рост и масса тела, суммарное количество минералов, их плотность (МПК) в скелете у женщин через 2 месяца после травмы при нормальном и нарушенном менструальном цикле (M ± SD)

Состояние МЦ

n

Рост, см

Масса тела, кг

Всего
минералов
в скелете, кг

Площадь скелета, м2

МПК всего скелета, г/см2

Процент убыли минералов

Контроль (возраст 21-25 лет)

13

164,6 ± 2,0

59,4 ± 3,08

2,618 ± 0,133

2,23 ± 0,07

1,174 ± 0,038

 

Через 2 месяца после травмы при нормальном цикле

17

161,3 ± 2,1

66.8 ± 4,41

2,515 ± 0,125

2,21 ± 0,10

1,138 ± 0,033

-4

Через 2 месяца после травмы при нарушенном цикле

39

159,6 ± 1,7

61,9 ± 3,78

2,132* ± 0,094

2,10  ± 0,15

1,015 ± 0,052

-19

Таблица 10.2

Суммарное количество минералов в проксимальных отделах бедренных костей, их минеральная плотность (МПК) у женщин через 2 месяца после травмы при нормальном и нарушенном менструальном цикле (М ± SD)

llСостояние МЦ

Проксимальный отдел бедренной кости слева

Проксимальный отдел бедренной кости справа

Процент убыли минералов

Всего минералов, г

Площадь, см2

МПК, г/см2

Всего минералов, г

Площадь, см2

МПК, г/см2

Контроль (возраст
21-25 лет)

33,327 ± 0,704

30,49 ± 0,74

1,093 ± 0,043

33,338 ± 0,766

30,53 ± 0,74

1,092 ± 0,031

 

Через 2 месяца после травмы при нормальном цикле

30,684* ± 0,562

30,55 ± 0,63

1,004 ± 0,028

30,671* ± 0,419

30,51 ± 0,85

1,005 ± 0,029

-8

Через 2 месяца после травмы при нарушенном цикле

28,657* ± 0,365

30,52 ± 0,57

0,939 ± 0,038

28,669* ± 0,226

30,59 ± 0,58

0,937 ± 0,043

-14

Таблица 10.3

Рост, масса тела, суммарное количество минералов в скелете, минеральная плотность (МПК) скелета у женщин через 3 месяца уравнивания длины конечности при нормальном и нарушенном менструальном цикле (M ± SD)

Состояние МЦ

n

Рост, см

Масса тела, кг

Всего минералов в скелете, кг

Площадь скелета, м2

МПК всего скелета, г/см2

Процент убыли минералов

Контроль (возраст 18 лет)

15

155,1 ± 4,0

56,2 ± 2,5

2,376 ± 0,104

2,12 ± 0,10

1,118 ± 0,047

 

Через 3 месяца при нормальном цикле

80

156,3 ± 2,0

62,1 ± 4,3

1,845* ± 0,094

1,97 ± 0,11

0,937* ± 0,028

-22

Через 3 месяца при нарушенном цикле

110

156,6 ± 2,0

61,9 ± 3,8

1,639* ± 0,084

1,94 ± 0,12

0,844* ± 0,275

-31

Таблица 10.4

Суммарное количество минералов в диафизах бедренных костей, их минеральная плотность (МПК) у женщин через 3 месяца удлинения при нормальном и нарушенном менструальном цикле (М ± SD)

Состояние МЦl

Диафиз бедренной кости слева

Диафиз бедренной кости справа

Процент убыли минералов

Всего минералов, г

Площадь, см2

МПК, г/см2

Всего минералов, г

Площадь, см2

МПК, г/см2

Контроль (возраст 18 лет)

15,985 ± 0,318

113,27 ± 0,52

1,211 ± 0,044

16,013 ± 0,523

13,25 ± 0,64

1,209 ± 0,057

 

Через 3 месяца при нормальном цикле

15,344 ± 0,198

113,14 ± 0,18

1,168 ± 0,052

15,329 ± 0,462

13,26 ± 0,56

1,156 ± 0,032

-4

Через 3 месяца при нарушенном цикле

14,539* ± 0,397

113,21 ± 0,24

1,101 ± 0,047

14,527* ± 0,597

13,27 ± 0,42

1,095 ± 0,045

-9

Таблица 10.5

Суммарное количество минералов в проксимальных отделах бедренных костей, их минеральная плотность (МПК) у женщин через 3 месяца удлинения при нормальном и нарушенном менструальном цикле (М ± SD)

Состояние МЦ

Проксимальный отдел бедра слева

Проксимальный отдел бедра справа

Процент убыли минералов

Всего минералов, г

Площадь, см2

МПК, г/см2

Всего минералов, г

Площадь, см2

МПК, г/см2

Контроль (возраст
18 лет)

30,375 ± 0,258

29,1 ± 0,71

1,045 ± 0,077

30,273 ± 0,147

29,1 ± 0,56

1,042 ± 0,044

 

Через 3 месяца при нормальном цикле

28,553* ± 0,556

28,8 ± 0,63

0,910 ± 0,038

28,536* ± 0,765

32,1 ± 0,79

0,889 ± 0,037

-6

Через 3 месяца при нарушенном цикле

25,213* ± 0,704

29,2 ± 0,48

0,863 ± 0,023

25,198* ± 0,737

28,4 ± 0,62

0,785 ± 0,042

-17

В процессе остеосинтеза необходима нормальная концентрация эстрадиола [8], усиливающего 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 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 [7].

Немаловажной причиной развития деминерализации при травме и уравнивании длины конечности является функциональная иммобилизация. Снижение двигательной активности ослабляет прямое нервное влияние на кость, изменяется диаметр кровеносных сосудов и скорость тока крови в них, нарушается проницаемость сосудов. За счет развития отека тканей из циркуляции выключается часть плазмы (30 % объема циркулирующей крови). Есть тенденция к артериальной гипертензии и дистрофии миокарда. Изменения в центральной гемодинамике приводят к тому, что внутренние органы хуже снабжаются кислородом, наблюдаются изменения в слизистом и подслизистом слоях кишечника. Уменьшается масса мышц в конечности и отмечается атрофия жировой ткани. Травмированная мышечная ткань через несколько часов после восстановления кровотока теряет 75 % миоглобина и фосфора, 70 % креатинина и 66 % калия.

Токсины травмированных тканей усиливают спазм сосудов и ишемию коркового вещества почки, приводят к дистрофическим изменениям эпителия извитых канальцев, крайне чувствительных к длительной гипоксии [19].

При продолжительной иммобилизации в плазме уменьшается концентрация соматотропина, кальцитонина, глюкагона, катехоламинов, тиреостимулирующего гормона и паратирина [20]. Иммобилизационный фактор усиливает гиперкальциемию, которая подавляет секрецию паратиреоидного гормона. Это ведет к снижению витамина D и вторичному уменьшению абсорбции кальция в кишечнике [11].

Ортопеды, проводящие плановые операции, как правило, не интересуются состоянием МЦ или это поручено обычной медсест-
ре. Больных вызывают на плановые операции сразу после менструации – именно тогда, когда делать операцию как раз нельзя [8]. В итоге МЦ нередко нарушается и менструаций нет длительное время. Восстановлением цикла никто не занимается, ждут, когда нарушение пройдет само собой. А это является врачебной ошибкой, поскольку может наступить угасание функции яичников. Кроме этого, длительное время сниженная концентрация половых гормонов замедляет репаративный процесс.

Изучение МЦ применительно к чрескостному остеосинтезу необходимо потому, что в фазе роста фолликула преобладает тонус парасимпатического отдела вегетативной нервной системы, суживаются капилляры сосудистой системы, повышается тонус всех сосудов, ускоряется ток крови. В фазе желтого тела капилляры расширяются, хорошо видны их артериальные и венозные участки, тонус сосудов снижен. Ток крови не всегда равномерный. Отмечается изменение содержания растворимых липидов костного матрикса, а также фосфолипидов [9].

Заключение

Через 2 месяца после травмы конечностей при ненарушенном менструальном цикле суммарное количество минералов во всем скелете было ниже нормы на 4 %, при нарушенном – на 19 %. В поясничном отделе позвоночника соответственно – на 5 и 10 %, в шейках бедренных костей – на 9 и 14 %. В пространстве Варда деминерализация составила соответственно 4 и 20 %. В большом вертеле изменения более заметные – 14 % (p < 0,01) и 25 %. В проксимальном отделе бедренной кости уменьшение МПК было на 8 и 14 %.


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