В плане реализации задач Всемирной Декады (2000-2010 гг.) костей и суставов было весьма актуальным изучение всего многообразия факторов, могущих оказывать влияние на минеральную плотность костей (МПК) скелета. Проблема остается актуальной и сегодня, так как эти изыскания проходят в 2011-2012 годах под эгидой ООН [3].
Изучение состояния менструального цикла (МЦ) в перименопаузе представляет не только научный, но и практический интерес, так как 80% женщин в пожилом возрасте страдают от низкой минеральной плотности или остеопороза с таким симптомами, как переломы. Важно отметить, что 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) имеет существенное значение для состояния костной ткани, в частности, для сохранения на постоянном уровне минеральных веществ в скелете. Наиболее физиологически активным из эстрогенов является эстрадиол [11].
Уменьшение концентрации эстрогенов приводит не только к замедлению физиологического обновления костей, снижению их 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 фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) ослабляется влияние на репаративный процесс мембранного фермента - аденилатциклазы. Это приводит к уменьшению образования цАМФ, выполняющего роль внутриклеточного посредника в реализации биологического действия ФСГ [1]. В связи с уменьшением образования цАМФ ослабляется активность протеинкиназы, участвующей в фосфорилировании функционально важных белков. В итоге ослабляется генетически детерминированная специфическая функция клеток мишеней [2]. Снижается обмен веществ в костях и функциональное состояние остеогенных клеток соединительной ткани костного мозга [8]. Фибробласты меньше синтезируют проколлаген - предшественник коллагена. Меньше образуется коллагеновых фибрилл, ориентированных в одном направлении, образующих костный матрикс, составляющий 90% всех белков кости
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.
С учетом изложенного состояние МЦ должно быть предметом особого внимания травматологов и ортопедов [3], так как эстрогены способствуют повышению активности остеобластов (у них есть рецепторы, которых касаются молекулы эстрогенов и стимулируют их активность). Но при репаративном процессе концентрация эстрогенов уменьшена, поэтому этот механизм ослаблен. Усиливается отрицательное воздействие паратиреоидного гормона на скелет, поэтому возникает деминерализация и резорбция костей скелета [2, 9].
В задачу настоящего исследования входило выяснение изменений МПК скелета в предменопаузе, в течение 15 лет после наступления менопаузы и стрессорной менопаузе, вызванной операцией.
Материал и методы исследования
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; со стрессорной менопаузой, вызванной операцией было 42 женщины.
Для анализа состояния МЦ женщины один раз в месяц заполняли анкету, которая позволяла не только судить о характере нарушений МЦ, но также всесторонне учесть состояние эмоциональности и сна. Для выяснения механизма нарушений МЦ определяли содержание гонадотропинов (ФСГ, ЛГ) и пролактина (ПЛ), а также половых гормонов - эстрадиола и прогестерона.
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 вели- чину в L2-L4.
При вычислениях использовали пакет статистического анализа и встроенные формулы расчетов компьютерной программы Microsoft® Excell (Microsoft® Office 1997 - Professional Runtime).
Результаты исследований и их обсуждение
СВМ в костях скелета. В предменопаузе и в течение первого года постменопаузы существенных изменений массы минералов не происходило (табл. 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%.
Таблица 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 скелета, 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 |
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 оставалось на этой величине в течение 10 лет. Лишь через 15 лет оно составляло 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 она была снижена на 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 лет после наступления менопаузы. Через 10 и 15 лет деминерализация была соответственно 3 и 10% (больше, чем в пространстве Варда).
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. 2).
Таблица 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 |
Минеральная плотность костей скелета и стрессорной менопаузе, вызванной операцией
Через 6 месяцев СВМ скелета оказалась на 8% меньше (табл. 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. 4).
Таблица 3 Рост, масса тела, суммарное количество минералов, площадь скелета, минеральная плотность (МПК) его у женщин и стрессорной менопаузе, вызванной операцией (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 |
‒ |
|
Стрессорная менопауза |
42 |
163 ± 0,9 |
73,2 ± 1,7 |
2,396* ± 0,111 |
2,02 ± 0,02 |
1,136 ± 0,015 |
‒8 |
Таблица 4 Суммарное количество минералов в проксимальном отделе бедренной кости, минеральная плотность (МПК) скелета у женщин и стрессорной менопаузе, вызванной операцией (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 |
‒ |
|
Стрессорная 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 |
В предменопаузном периоде количество минералов находится в пределах нормы. Первые признаки деминерализации во всем скелете отмечены нами только через 2 года после наступления менопаузы. За последующие 3-5 лет количесттво минеральных веществ уменьшается уже на 9-10%. Минералы убывают не из всех отделов скелета равномерно: в пространстве Варда их плотность через год снижена на 12%, а через 3-5 лет на 17%. В проксимальной трети бедренной кости - на 15%. Наиболее глубокие изменения происходят через 10-15 лет после наступления менопаузы: во всем скелете остеопения составляет 15-17%, в пространстве Варда ‒ 18%, в различных участках проксимальной трети бедренной кости - 17-20%. При стрессорной реакции, вызванной операцией у женщин молодого возраста, через 6 месяцев количество минералов было снижено на 8-13%.
Обнаруженные нами изменения количества минералов происходят под влиянием сниженной концентрации эстрогенов, усиления процессов резорбции. Эстрогены обычно способствуют повышению активности остеобластов, Они защищают кость от воздействия паратиреоидного гормона [8, 9].
В данной работе стояла задача выяснить, как нарушения МЦ, перименопауза 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 фиксирована прочно. Эти данные необходимо учитывать при разработке наиболее эффективных схем профилактики остеопении и остеопороза [6].
Следует подчеркнуть, что наши данные весьма важны и для проблемы чрескостного остеосинтеза - не только лечить переломы с помощью аппарата Г.А. Илизарова 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 [4, 7]. В процессе остеосинтеза необходима нормальная концентрация эстрадиола, усиливающего биосинтез коллагеновых и неколлагеновых белков, растворимых липидов костного матрикса, а также фосфолипидов [4]. Эстрадиол способствует дифференцировке клеток. У остеобластов число рецепторов для эстрадиола невелико, но они обладают высокой связующей способностью. Низкая концентрация прогестерона также уменьшает синтез специфических белков, изменяет функциональное состояние органов-мишеней.
Столь подробное рассмотрение вопроса - прямой выход на профилактику нарушений МЦ и остеопении-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.
Заключение
В предменопаузном периоде и в течение первого года постменопаузы существенных изменений массы минералов не происходило. Первые признаки деминерализации (6%) появлялись 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. В период климакса нарушается продукция кальцитриола. Поэтому кальций хуже всасывается в кишечнике, что в свою очередь отражается на ремоделировании кости. Все это предопределяет рост числа переломов.
Рецензенты:
-
Колпаков В.В., д.м.н., профессор, зав. кафедрой нормальной физиологии ГОУ ВПО «Тюменская госмедакадемия» Минздравсоцразвития РФ, г. Тюмень;
-
Кузнецов А.П., д.б.н., профессор, академик РАЕ, зав кафедрой анатомии и физиологии ГОУ ВПО «Курганский государственный университет», г. Курган;
-
Пучиньян Д.М., д.м.н., профессор, зам. директора по науке ФГБОУ «Саратовский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии», г. Саратов.
Работа поступила в редакцию 06.06.2012.