Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 12
1.1. Современные данные о патогенезе нарушения минерального обмена костной ткани 12
1.2. Эпидемиология остеопороза 16
1.3. История изучения остеопороза 18
1.4. Влияние внешних факторов на минеральный обмен костной ткани в экстремальных условиях Севера 20
1.5. Ранняя диагностика нарушения минерального обмена, как способ первичной и вторичной профилактики переломов костей у военнослужащих,
проходящих службу в экстремальных условиях Севера 24
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования 32
2.1. Общая характеристика обследованных больных 32
2.2. Определения минеральной плотности костной ткани методом двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии 35
2.3. Определение элементного статуса методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой 38
2.4. Определение витамина D3 41
2.5. Исследование максимального мышечного усилия и силовой выносливости мышц кисти - динамометрия 41
2.6. Методы математико-статистического анализа 41
Результаты исследования 44
3.1. Результаты исследования минеральной плотности костной ткани в дистальном отделе предплечья 44
3.2. Результаты исследования уровня содержания витамина D3 45
3.3. Биоэлементный статус в пробах волос и сыворотке крови 46
3.3.1. Эссенциальные элементы в пробах волос 46
3.3.2. Токсические элементы в пробах волос 55
3.3.3. Эссенциальные элементы в сыворотке крови з
3.3.4. Токсические элементы в сыворотке крови 62
3.4. Биоэлементный статус в пробе волос при различной МПКТ 65
3.4.1. Эссенциальные элементы в пробах волос при различной МПКТ 66
3.4.2. Токсические элементы в пробаз волос при различной МПКТ 68
3.5. Модель «снижения костной массы по сравнению с возрастной нормой» 68
3.6. Корреляционные взаимоотношения показателей МПКТ с клиническими и лабораторными показателями 72
ГЛАВА 4. Обсуждение результатов исследования 73
Выводы 78
Практические рекомендации 79
Список литературыq
- История изучения остеопороза
- Определение элементного статуса методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой
- Эссенциальные элементы в пробах волос
- Модель «снижения костной массы по сравнению с возрастной нормой»
Введение к работе
Актуальность проблемы.
Остеопороз - много факторное заболевание, характеризующееся низкой минеральной плотностью кости и микроархитектурными нарушениями, что приводит к потере прочности костной ткани и увеличению риска переломов [Hakki S.S., 2010]. Актуальность определяется в первую очередь переломами позвонков и костей периферического скелета, приводящими к потере трудоспособности, повышенной заболеваемости и смертности, а также значительным социально-экономическим потерям, что ставит проблему остеопороза на четвертое место после сердечно-сосудистых, онкологических болезней и сахарного диабета [Majumdar, S., 2008].
Из-за высокой частоты переломов и тяжести осложнений экономические потери, связанные с остеопорозом, огромны и увеличиваются с каждым годом. Стоимость лечения больных остеопорозом в Европе на 2010 г. составила около 37 млрд. евро, из них 66% приходится на лечение уже случившихся переломов, 29% на лечение последствий переломов и только 5% на медикаментозную профилактику [HernlundE. et al, 2013].
Военная служба представляет собой особый вид деятельности, характеризующийся воздействием на организм широкого спектра неблагоприятных факторов окружающей среды, многие из которых представляют реальную угрозу для жизни и здоровья военнослужащих.
В настоящее время странами НАТО продолжается наращивание военной инфраструктуры на восточных рубежах Североатлантического альянса, в связи с чем правительство РФ намерено укрепить позиции в Арктике по всем фронтам: военно-политическому и финансово-экономическому. Основная роль в поддержании благополучия в Северном регионе принадлежит Мурманской области, как месту основного базирования Северного Флота. Предполагается, что к 2025 г. Мурманская область станет военно-стратегическим центром Арктической зоны РФ.
Экстремальные природно-климатические условия Севера обуславливают формирование ряда элементозов, характеризующихся дефицитом эссенциальных и повышенным накоплением токсических элементов, что приводит к формированию «полярного» типа обмена веществ [Квашина СИ. 2005, Макарова В.И. 2003, Сидоров П.И. и др., 2004].
«Золотым» стандартом в количественной оценке минеральной плотности костной ткани с целью диагностики остеопороза и остеопении на ранних стадиях, а так же практически единственным методом неинвазивной оценки риска переломов при остеопорозе принято считать двухэнергетическую рентгеновскую абсорбциометрию. Одной из трудностей в диагностике остеопороза в ВС РФ является недостаток рентгеновских костных денситометров. В Российской Федерации на три
миллиона человек приходится один аппарат, из них 75% находится в Москве.
Согласно постановлению правительства РФ № 565 "Об утверждении Положения о военно-врачебной экспертизе" освидетельствование военнослужащих, проходящих службу по контракту, с нарушением минерального обмена костной ткани проводится по статье 13 пункт «в». Между тем в данной статье отсутствует даже упоминание о нарушении обмена костной ткани, в частности ОП, как и прямые данные по освидетельствованию пациентов с наличием ОП.
При остеопоротических переломах костей скелета военнослужащие признаются негодными к прохождению военной службе только при нестабильных переломах тел двух и более позвонков с клиновидной деформацией П-Ш степени, при осложненных переломах длинных костей, в остальных же случаях признаются годными к военной службе с незначительными ограничениями. В результате чего военнослужащие продолжают проходить службу без адекватной профилактики нарушений минерального обмена костной ткани, приводящих к потере костной массы и развитию остеопоротических переломов.
Степень разработанности темы исследования
Два последние десятилетия отмечены активным изучением остеопороза, что совпало с периодом «Международной декады костей и суставов» (2000-2010), целью которой явилось привлечение внимания к данной проблеме во всех странах мира [Вялков А.И. и др., 2001]. Однако до сих пор остается нерешенным вопрос о степени нарушении биоэлементного статуса в зависимости от выраженности нарушения минерального обмена костной ткани у военнослужащих, проходящих службу в условиях Севера.
Цель исследования: Оценить нарушения минерального обмена костной ткани у военнослужащих, проходящих службу в условиях Севера, выявить взаимосвязь минеральной плотности костной ткани с биоэлементным статусом. На основе полученных данных создать математическую модель прогнозирования потери минеральной плотности костной ткани
Задачи исследования
-
Определить минеральную плотность костной ткани у военнослужащих проходящих службу в условиях Севера, гражданских лиц, проживающих в условиях Севера и военнослужащих, проходящих службу в условиях Северо-Запада.
-
Оценить уровень содержания витамина D3 у военнослужащих проходящих службу в условиях Севера, гражданских лиц, проживающих в условиях Севера и военнослужащих, проходящих службу в условиях Северо-Запада.
-
Оценить особенности биоэлементов в различных биосредах (пробы волос и сыворотка крови) у военнослужащих, проходящих службу в
условиях Севера, гражданских лиц, проживающих в условиях Севера и военнослужащих, проходящих службу в условиях Северо-Запада.
-
Определить значимость изучаемого биоэлементного состава волос в снижении МПКТ.
-
Провести анализ взаимосвязи показателей минеральной плотности костной ткани с содержанием витамина D3, индексом массы тела и мышечной силы.
Научная новизна исследования
Впервые у военнослужащих, проходящих службу в условиях Севера, определена минеральная плотность костной ткани методом рентгеновской двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии, определен уровень витамина D3, установлено содержание широкого спектра физиологически важных элементов в пробах волос и сыворотке крови.
У военнослужащих, проходящих службу в условиях Севера, впервые установлена связь биоэлементного статуса с показателями минеральной плотности костной ткани.
Впервые сравнение данных методов проведено на одной выборке обследуемых, с учетом возможностей военно-лечебных учреждений МО РФ. В ходе проведенного исследования установлены элементы, имеющие прогностическое значение для оценки минеральной плотности костной ткани у военнослужащих-мужчин, проходящих службу в условиях Севера.
Теоретическая и практическая значимость.
Установлено отклонение в содержании широкого спектра макро- и микроэлементов у военнослужащих, проживающих в условиях Севера и Северо-Запада. Полученные данные показывают существенные отклонения биоэлементного статуса свидетельствующие о необходимости коррекции минерального обмена в совокупности с профилактикой остеопоротических переломов.
Выявлены основные биоэлементные показатели, отражающие состояние костной ткани, что позволяет предложить минимальный комплекс элементов, необходимый для определения снижения минеральной плотности костной ткани с учетом отсутствия костных денситометров в военно-лечебных учреждениях МО РФ.
Методология и методы исследования
В работе использован принцип последовательного применения метода научного познания: от результатов анализа источников информации для обоснования актуальности и уточнения задач к сравнительно-сопоставительному синтезу данных анализа клинического материала для получения адекватных результатов исследования. Теоретической основой диссертационного исследования послужили публикации зарубежных и отечественных ученых в области изучения вопросов нарушения минерального обмена костной ткани. Работа выполнена в соответствии с принципами доказательной медицины с использованием современных методов исследования и обработки данных.
История изучения остеопороза
Важнейшими функциями костной ткани являются - механическая (кости образуют опорно-двигательную систему), защитная (кость является каркасом внутренних органов). Кость является также резервуаром макро- и микроэлементов, которые задействованы в поддержании минерального гомеостаза организма. Термин минерализация включает в себя не только отложение минералов в органической матрице, но максимальное образование минеральных веществ в заданном объеме матрицы. Независимо от костной массы и ее распределения в костной матрице, минерализация и "качество" минерала играют решающую роль в пластических, упругих и вязкоупругих свойствах, определяя механическую функцию костной ткани [61, 62, 98]. Структурно-функциональной единицей кости является остеон. Это система костных пластинок, концентрически расположенных вокруг канала, содержащего кровеносные сосуды. Между пластинками расположена специализированная система клеток, происходящих из плюрипотентных мезенхимальных клеток (остеобласты (ОБ), остеоциты и фибробласты), и клеток гемопоэтического происхождения (остеокласты (ОК)).
Физиологическая регенерация костной ткани определяется как процесс замены старых несовершенных клеточных структур новыми. Перестройка костной ткани осуществляется благодаря двум сбалансированным и взаимосвязанным процессам резорбции и формирования новой кости, которые являются результатом клеточного взаимодействия ОБ и ОК.
Различают следующие фазы костной перестройки [97]: покоя (выстилающие или контурные клетки, выступающие в качестве защитного слоя поверхности кости); активации (резорбция тонкой коллагеновой мембраны идет за счет металлопротеиназ, подготовка ОК из клеток предшественниц в костном мозге); резорбции (резорбция костной ткани ОК); переключения (активация ОБ); раннего костеобразования с образованием остеоида; позднего костеобразования с минерализацией остеоида; покоя (трансформация ОБ в контурные клетки).
Нарушение баланса между процессами костного ремоделирования является центральным звеном патогенеза остеопороза (ОП). Большинство регуляторных механизмов направлено на процессы резорбции. Ключевую роль в понимании процессов регуляции костной реконструкции принадлежит цитокиновой системе рецептора активатора ядерного фактора каппа-В (RANK), его лиганда (RANKL) и остеопротегерина (OPG) [172], отвечающей за остеокластогенез, резорбцию и ремоделирование костной ткани. Открытие данной системы в 1997 г. помогло понять патогенез ОП, остеокластогенеза, регуляцию костной резорбции, локальных процессов репарации.
В 2000 г. Американским обществом специалистов по исследованиям костной ткани и минеральному обмену рекомендовано использование термина остеопротегерин [58]. OPG был выделен двумя независимыми лабораториями [164] и обозначался как фактор ингибирующий остеокластогенез (OCIF) [128], вскоре был открыт его родственный лиганд (OPG-L) [117], а так же фактор дифференцировки остеокластов (ODF) [179], суперсемейство фактора некроза опухоли (TNFSF), суперсемейство рецептора к фактору некроза опухоли (TNFRSF). OPG продуцируется клетками различных тканей, включая сердечно-сосудистую систему (сердце, артерии, вены), легкими, печенью, почками, кишечником и костной тканью, а также кроветворной и иммунной системой [153]. Экспрессия и продукция OPG модулируется различными цитокинами, пептидами, гормонами и препаратами. Рецепторы к OPG расположены на остеобластах, иммунных клетках и преостеокластах. Воспалительные цитокины оказывают негативное действие на костную ткань: так интерлейкин (IL)-l, TNF, IL-6, активируют процессы резорбции костной ткани путем повышения продукции RANK [88, 118,126].
Регуляция остеокластогенеза осуществляется RANKL и OPG. Ген лиганда рецептора активатора нуклеарного фактора каппа-В (RANKL) считается главным стимулятором дифференцировки ОК и определяет продолжительность их жизни. Его экспрессия осуществляется с помощью различных цитокинов (IL-1, IL-6, IL-11, TNF), глюкокортикостероидов и ПТГ. Соединение RANKL с RANK - рецептором, расположенным на мембранах клеток предшественников ОК, приводит к увеличению костной резорбции. Важным участником костной резорбции является OPG, продуцируемый ОБ, который действует как ловушка для RANKL, блокируя его связывание с RANK. Одновременно с этим ОБ продуцируют макрофагальный колониестимулирующий фактор (M-CSF), который активирует внутриклеточную тирозинкиназу, посредством чего осуществляется пролиферация и дифференцировка клеток-предшественников ОК [173]. В свою очередь эстрогены, через рецепторы ОБ, стимулируют продукцию OPG, а также снижают пролиферацию M-CSF.
Регуляция ремоделирования костной ткани происходит под действием паратиреоидного гормона (ПТГ), 1,25-дигидроксивитамина D3 и кальцитонина на уровне органов-мишеней - кишечника, почек и костной системы [107]. Любое снижение концентрации кальция в сыворотке крови приводит к развитию вторичного гиперпаратиреоза, для поддержания физиологического уровня кальция, необходимого для нормального клеточного метаболизма [53]. Центральная роль в поддержании гомеостаза кальция в организме и здоровья костей принадлежит витамину D3, а данные, указывающие на взаимосвязи уровня витамина D3 при различных хронических заболеваниях определяют интерес к данной проблеме [108, 157, 161]. Витамин D3 - холекальциферол синтезируется в мальпигиевом слое эпидермиса из 7-дигидрохолестерина под действием УФО спектра 290-315 нм. Холекальциферол гидроксилируется в печени, образуя 25-гидроксивитамин D3. Последний не обладает никакой метаболической активностью и только после последующего гидроксилирования в почках под влиянием ПТГ синтезируется в активную форму 1,25-дигидроксивитамина D3 - кальцитриол, обеспечивающий и поддерживающий гомеостаз кальция через его регуляцию в кишечнике и костях.
Определение элементного статуса методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой
С целью выявления особенностей биоэлементного статуса у военнослужащих, проходящих службу в условиях Севера, проведен количественный анализ содержания эссенциальных и токсических элементов в пробах волос и сыворотке крови. Определение биоэлементного статуса проводили методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой на приборе «MS Х-Series II» фирмы «Intertech Instruments» (рисі).
Для анализа взаимосвязи биоэлементного статуса и состояния костной ткани всем исследуемым выполнена двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия дистального отдела предплечья на аппарате «Osteometer DTX 200».
При выполнении работы для определения минеральной плотности костной ткани использовался метод двухэнергетическои рентгеновской абсорбциометрии. Измерение проводилось с помощью денситометра «Osteometer DTX 200» (рис. 2) с нормативной базой на основе исследований плотности кости у мужчин в США. Рисунок 2. Рентгеновский двухэнергетический денситометр «Osteometer DTX 200»
Сканирование производится веерным пучком рентгеновского излучения. В денситометре используется рентгеновское излучение двух энергетических диапазонов. Лучевая нагрузка 0,1 мкЗв, продолжительность сканирования 120 сек.
Программа исследования включала исследование дистальных отделов предплечья. Денситометрическое определение МПКТ проводилось в дистальных отделах предплечья, что согласно международным рекомендациям, является допустимой локализацией при диагностике потери МПКТ [27]. С помощью метода рентгеновской денситометрии измеряется МПКТ в трех отделах лучевой и локтевой костей: в средней трети диафизов костей предплечья, где в основном содержится кортикальная костная ткань; в дистальной трети костей содержащей больше кортикальной, чем трабекулярной костной ткани; ультрадистальной части эпифизов, где преобладает трабекулярная костная ткань. Исследование включало измерение двух величин: 1. Площадь проекции исследуемого участка в см (Area); 2. Содержание минерализованной костной ткани (в граммах гидроксиапатита кальция) в единице длины (1 см) сканирующего пути (ВМС) Из данных величин вычислялась проекционная минеральная плотность костной ткани (BMD), выраженная в г/см2 (ВМС/Area). Для оценки изменений МПКТ у конкретного исследуемого его показатели сравнивались с нормативной базой данных в аппарате. Степень снижения минеральной плотности костной ткани нами оценивалась согласно принятой классификации ВОЗ (1994) по Z-критерию. Z-критерий представляет собой количество стандартных отклонений (SD) выше или ниже среднего показателя для лиц аналогичного возраста, пола и этноса. При исследовании норме соответствовали значения Z-критерия -2,0 SD (стандартных отклонений); при 7-критерий -2,0 можно говорить о снижении костной массы по сравнению с возрастной нормой. Денситометрическое исследование состояло из следующих этапов: 1-ый этап - введение в компьютер данных исследуемого (фамилии, даты рождения, пола, этнической принадлежности, роста и массы тела) 2-й этап - укладка пациента. При денситометрии дистальных отделов костей предплечья пациент сидит боком, на стуле рядом со сканирующим аппаратом. Рука исследуемого, согнутая под прямым углом, лежит в центре стола.
В организме человека молекулы представлены определенными структурами, образованными атомами. Для количественного определения исследуемого биосубстрата необходимо превратить нейтральные молекулы и атомы в заряженные частицы - ионы. С помощью индуктивно-связанной плазмы, являющейся источником ионов, происходит образование однозарядных ионов из атомов вводимого образца. Образованные вновь ионы фиксируются ионно-оптической системой, где происходит очистка ионов от ненужных и мешающих электронов, нейтральных частиц и фотонов, после чего ионы попадают в анализатор масс-спектрометра, где они разделяются по отношению масс к заряду. В каждый момент времени через масс-спектрометр проходят ионы с определенным соотношением массы и заряда, которые попадают в детектор для количественного анализа.
В масс-спетрометрии для подсчета отдельных ионов используется импульсный режим и аналоговый режим для регистрации ионных токов. Современные масс-спектрометры позволяют выявлять содержание различных элементов от сотых долей нанограммов до сотен миллиграммов на литр в одном образце.
Исследование биоэлементного статуса в пробах волос и сыворотке крови выполнено в научно-исследовательском отделе биоиндикации ФГБУ ВЦЭРМ им. А.М.Никифорова. Определение содержания химических элементов в биосубстратах осуществлялось в соответствии с Методическими указаниями, утвержденными Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации Г.Г. Онищенко [32, 33]. Оно включало следующие этапы: пробоподготовку, подготовку к измерениям, непосредственно проведение измерений и обработку полученных результатов.
В качестве биосубстратов использовали пробы волос и сыворотку крови. Волосы состригали с затылочной части головы, для анализа использовалась прикорневая часть до 2 см от корня. Для длительного хранения использовали обычные бумажные конверты. Забор крови проводили из локтевой вены. Объем отобранной сыворотки крови составлял не менее 500 мкл. Образцы сыворотки замораживалась при температуре до -18 С, после чего в термоконтейнере в тот же день транспортировались в ФГБУ ВЦЭРМ им. A.M. Никифорова МЧС России.
Эссенциальные элементы в пробах волос
При обследовании МПКТ методом DEXA, среднее значение Z-критерия для военнослужащих, проходящих службу в условиях Севера, составило 0±1,8 SD. Изменения костной массы, соответствующие Z-критерий -2,0 SD, регистрировались у 9 (31,03%), нормальные показатели выявлены у 20 (68,97%) человек. В группе гражданских лиц среднее значение Z-критерия составило 0,2±1,5 SD. Z-критерий менее 2,0 SD определен у 6 (19,35%), нормальные значения МПКТ отмечены у 25 (80,65%) исследуемых. В то же время у военнослужащих проходящих службу в условиях Северо-Запада (I группа) среднее значение Z-критерия составило 1,1 ±1,1 SD. Нормальные показатели Z-критерия регистрировались у 37 (92,5%), Z-критерий -2,0 SD у 3 (7,5%).
При сравнении показателей МПКТ в трех группах были получены достоверные различия между 1 и 2,3 группам (р 0,05). Распределение обследованных лиц по группам в зависимости от МПКТ в дистальном отделе предплечья представлены на рисунке 4.
Результаты оценки МПКТ в дистальном отделе предплечья Таким образом, снижение 7-критерий -2,0 SD встречалось чаще у военнослужащих, проходивших в условиях Севера, чем у гражданских лиц, проживавших на Севере и у военнослужащих, проходивших в условиях Северо-Запада (31,03%, 19,35% и 7,5%, соответственно).
Результаты исследования уровня содержания витамина D3. При исследовании сыворотки крови нами наблюдался пониженный уровень витамина D3 в трех группах. Среднее значение витамина D3 у военнослужащих, проходящих службу в условиях Севера, составило 27± 10,93. Дефицит витамина D3 наблюдался у 28 (96,5%) человек, недостаточность у 1 (3,4%) человека. У гражданских лиц, проживающих на Севере, среднее значение витамина D3 составило 31± 12,07, дефицит обнаружен у 29 (93,5%) и недостаточность у 2 (6,5%), в то время как у военнослужащих, проходящих службу в Северо-Западном регионе, дефицит витамина D3 выявлен у 30 (75%), а недостаточность у 10 (25%), среднее значение составило 46,5± 10,78. Результаты анализа уровня содержания витамина D3 представлены на рисунке 5.
Биоэлементный статус в пробах волос и сыворотке крови 3.3.1 Эссенциальные элементы в пробах волос Для оценки элементного статуса военнослужащих, проходящих службу в экстремальных условиях Севера, нами проведен анализ химического состава проб волос и сыворотки крови.
Измерение концентрации биоэлементов осуществлялось в соответствии с методическими рекомендациями [32, 33]. Статистические показатели содержания эссенциальных элементов в пробах волос исследуемых представлены в таблице 5.
Мультиэлементный анализ волос выявил отклонения от референтного интервала у 100% военнослужащих, проходивших службу в условиях Севера (р 0,05).
У 24 (82,7%) военнослужащих, проходящих службу в условиях Севера, 30 (75%) гражданских лиц и 5 (16,1%) военнослужащих Северо-Западного региона уровень йода находился ниже границ референтного интервала (рис. 2). При оценке биоэлементного состава проб волос, выявлено достоверное (р 0,05) снижение кобальта в 1 группе у 100% обследуемых, в 3 группе у 25 человек (86%), в то время как во 2 группе дефицит кобальта наблюдался у 4 (12,9%) гражданских лиц (рис.6). 1,2
Нами выявлены достоверные различия по уровню содержания ванадия в пробах волос (р 0,05). У военнослужащих, проходящих службу в Северо-Западном регионе, дефицит элемента регистрировался у 5 (12,5%) человек, во 2 группе у 15 (48,3%) и в 3 группе у 16 (55,1%) военнослужащих, проходящих службу в условиях Севера (рис.9).
Доля обследованных с содержанием эссенциальных элементов ниже границ референтного интервала. Исследования биопроб волос выявил достоверное повышение бария у 27 (93,1%) военнослужащих, проходящих службу в условиях Севера, и у 35 (87,5%) военнослужащих, проходящих службу в условия Северо-Запада, в то время как у гражданских лиц, проживающих в условиях Севера, повышенный уровень бария был выявлен у 18 (58%) человек (р 0,05) (рис. 11).
Таким образом, по результатам оценки содержания эссенциальных элементов у военнослужащих, проходящих службу в условиях Севера регистрировалось снижение уровня кобальта у 25 (86%) человек, селена у 34 (85%) (р 0,05), магния у 16 (55,1%) (р 0,05), ванадия у 16 (55,1%) (р 0,05), достоверное повышение бария наблюдалось у 27 (93,1%), бора у 29 (100%), мышьяка у 15 (51,7%). Обнаружено достоверное снижение содержания фосфора и железа по сравнению с гражданскими лицами, проживающими в условиях Севера (р 0,05), а уровень содержания кальция достоверно отличался от 1 и 2 группы (р 0,05). 3.3.2 Токсические элементы в пробах волос Статистические показатели содержания токсических элементов в пробах волос исследуемых представлены в таблице 6.
Модель «снижения костной массы по сравнению с возрастной нормой»
ОП в настоящее время входит в число наиболее распространенных заболеваний, что обусловлено не только старением населения, приводящим к высокой инвалидизации и смертности пациентов, но и омоложением болезни, что отражено в клинических рекомендация по диагностике, профилактике и лечению ОП [27]. Несмотря на общепринятое мнение о преимущественном распространении ОП у женщин, что подтверждается высокой частотой переломов проксимального отдела бедра и костей предплечья, показано что частота переломов позвонков у мужчин такая же, как и у женщин. Данный факт объяснятся анатомическими особенностями костной ткани и темпами потери костной массы.
Метод DEXA, позволяющий диагностировать снижение МПКТ на ранних этапах, не получил массового распространения в Российской Федерации. Недостаток рентгеновских костных денситометров и их сконцентрированность в крупных городах, приводит к запоздалой диагностике и как следствие отсутствию адекватной профилактики остеопоротических переломов.
Показано снижение МПКТ методом DEXA (7-критерий -2,0 SD) у 31% и 19,3% военнослужащих и гражданских лиц, проживавших в условиях Севера, что отличалось от данных полученных при проведении денситометрического исследования у военнослужащих, проходивших службу в условиях Северо-Западного региона (р 0,05). При этом у всех обследуемых выявлена достоверная положительная корреляция показателей МПКТ с уровнем витамина D3, ИМТ и динамометрией, что подтверждается и данными в литературе [27].
В настоящее время для определения элементного статуса в различных биосубстратах широкое распространение получил метод ИСП-МС. В ходе исследования показано, что у 100% исследуемых выявлено отклонение от референтного интервала по определенным параметрам. У 24 (82,7%) обследованных 3 группы, 30 человек 1 группы (75%) и 5 человек (16,1%) 2 группы уровень йода находился ниже границ референтного интервала. Нарушения, связанные с дефицитом йода, особо остро проявляются в условиях Севера. Поступивший в щитовидную железу йод входит в состав белков щитовидной железы, в том числе тиреоглобулина. С дефицитом йода в первую очередь связано нарушения синтеза тиреоидных гормонов. В период полового созревания гормоны щитовидной железы являются основными гормонами, необходимыми для созревания костной ткани [176]. Гормон щитовидной железы ТЗ, определяет развитие скелета и осуществляет регуляцию минерального обмена у взрослых путем синтеза протеингликанов [55, 83], а так же путем выработки инсулиноподобного фактора роста (IGF-I) остеобластами [140].
Пониженное содержание йода может усугубляться недостатком кобальта, который наблюдался нами у 100% обследуемых. Кобальт так же участвует в продукции тиреоидных гормонов. Одной из причин дефицита кобальта является его недостаточное поступление в организм. В связи с чем нехватка кобальта связана по-видимому с регионом проживания - Санкт-Петербург и Ленинградская область считается эндемичным по дефициту кобальта [6]. Помимо участия кобальта в продукции гормонов щитовидной железы он является так же кофактором цианкобаламина, следовательно дефицит данного элемента приводит к недостатку витамина В12. В ряде исследований было показано, что лица с пониженным уровнем витамина В12 имели показатель минеральной плотности костной ткани ниже среднего [166]. Витамин В12 увеличивает костную массу, активируя остеобласты и снижая содержание гомоцистеина, нарушающим синтез коллагеновых волокон. У пациентов с ОП наблюдалось повышение уровня костного изофермента щелочной фосфатазы и остеокальцина на фоне проводимой терапии цианкобаломином [148, 101].
Достоверное снижение селена наблюдалось в 3 группе у 29 обследуемых (100%), в то время как во 2 группе у 26 человек (83,8%) и в 1 группе у 34 человек (85%) (р 0,05). Важнейшей биохимической функцией селена является активное участие в формировании и функционировании антиоксидантной системы. Селен входит в состав активного центра глютатионпероксидазы - важнейшего фермента антиоксидантной защиты [165]. Селенопротеины продуцируются мезенхимальными стволовыми клетками и ОБ и участвуют в регуляции метаболизма костной ткани. Дефицит селена приводит к снижению МПКТ в исследованиях на моделях животных [159].
Достоверно снижение уровня магния наблюдалось у военнослужащих, проходящих службу в условиях Севера, у 16 (55,1%). Магний принимает участие в росте и стабилизации кристалла гидроксиапатита, так же нормализует метаболизм витамина D и повышает чувствительность органов-мишеней к нему [183].
Выявлены достоверные различия по уровню содержания ванадия в пробах волос между обследованными 1 группы от 2 и 3 групп (р 0,05). По литературным данным ванадий в экспериментах на мышах участвует в укреплении гидроксиапатита кальция [92].
Достоверное повышение бария регистрировалось у 27 (93,1%) и 25 (87,5%) военнослужащих и гражданских лиц, проживавших в условиях Севера. Известно, что самые высокие концентрации бария в организме находятся в кости и первую очередь зонах активного костного роста [87]. По данным литературы повышение уровня бария в организме формирует дисбаланс между резорбцией и моделированием костной ткани при ОП. Барий замещает кальций, находящийся в кристаллах гидроксиапатита, что приводит к снижению МПКТ, наблюдавшейся у жителей Северного региона [87, 63].