Маркеры костного метаболизма и минеральная плотность костной ткани у детей с кариесом разной степени тяжести Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

ПЕДИАТРИЯ

УДК 616.314

Д. А. Кузьмина1, О. В. Гузеева2, М. М. Костик2, В. П. Новикова2

МАРКЕРЫ КОСТНОГО МЕТАБОЛИЗМА И МИНЕРАЛЬНАЯ ПЛОТНОСТЬ КОСТНОЙ ТКАНИ У ДЕТЕЙ С КАРИЕСОМ РАЗНОЙ СТЕПЕНИ ТЯЖЕСТИ

1 ГОУ ДПО «Санкт-Петербургская медицинская академия последипломного образования»

2 ГОУ ВПО «Санкт-Петербургская государственная педиатрическая медицинская академия» Росздрава

В последние годы возрос интерес исследователей к системным нарушениям костной ткани при различных заболеваниях у детей [1-4]. Применение современных методов, позволяющих оценивать минеральную плотность кости, а также изменения костного метаболизма открывают новые терапевтические горизонты для врачей разных специальностей. Изучение вопросов физиологии костного метаболизма позволяет правильно оценивать результаты денситометрических исследований и правильно интерпретировать изменения биохимических маркеров костного метаболизма [5, 6]. Изучение связи минерализации скелета и кариеса носит принципиальный характер, так как позволяет провести параллели между изменениями в костной ткани зуба и состоянием минерализации скелета в целом. Нарушения сроков и последовательности прорезывания зубов, аномалии формы, величины, несовершенный дентиногенез встречаются при очень большом спектре метаболических заболеваний скелета, таких как рахит и рахитоподобные состояния, гипофосфатазия, несовершенный остеогенез, различные формы наследственных остеодисплазий (спондилоэпифизарные, метафизарные дисплазии), при синдроме дисплазии соединительной ткани [7]. Показана взаимосвязь кариеса с заболеваниями опорно-двигательного аппарата [8].

В исследованиях, посвященных изменению костной ткани при кариесе, показано, что высокая минеральная плотность кости является фактором, предотвращающим развитие декомпенсированного кариеса [9]. В настоящее время среди исследователей нет единого мнения, является кариес местным процессом или локальным проявлением системного нарушения метаболизма костной ткани [10].

Цель исследования. Изучить особенности минерализации и метаболизма костной ткани у детей с кариесом, страдающих разными соматическими заболеваниями.

Материал и методы. В исследование включено 123 ребенка с различными заболеваниями, в том числе 22 мальчика и 101 девочка в возрасте 12-15 лет, страдающих

© Д. А. Кузьмина, О. В. Гузеева, М. М. Костик, В. П. Новикова, 2011

кариесом разной степени интенсивности. В основную группу вошли пациенты с кариесом и заболеваниями костно-мышечной системы, желудочно-кишечного тракта, заболеваниями уха, горла, носа, мочевыделительной системы, системы кровообращения и эндокринопатиями. С учетом степени тяжести кариеса пациенты были распределены на группы: группу детей с компенсированной формой кариеса — 50 детей и группу детей с декомпенсированной формой кариеса — 73 ребенка. Группу сравнения составили 42 ребенка без кариеса, из них: 34 девочки и 8 мальчиков.

Исследование минерализации осевого скелета осуществлялось методом двуэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (DXA) поясничного отдела позвоночника (L1-L4) на остеоденситометре Hologic QDR-4500, оснащенного педиатрической референтной базой. Оценивались следующие показатели минерализации скелета: BMC (bone mineral content) — содержание минерала в сканируемом участке скелета, измеряемое в граммах, BMD (bone mineral density) — минеральная плотность кости, измеряемая в г/см2 и интегральный показатель BMD-Zscore — минеральная плотность кости, измеряемая в стандартных отклонениях (SD). Применение Z-критерия в педиатрических денситометрических отчетах позволяет стандартизировать результаты минеральной плотности костной ткани вне зависимости от возраста.

Состояние костного обмена оценивалось по уровню основных метаболических маркеров: остеокальцин (маркер остеосинтеза), и продукты деградации коллагена I типа — С-концевые телопептиды (СКТ) или P-CrossLaps- маркер костной резорбции. Остеокальцин в сыворотке определялся иммуноферментным анализом при помощи тест-системы “Nordic Bioscience Diagnostics” A/S N-MID TM. Для определения продуктов деградации коллагена I типа (СКТ) в сыворотке и плазме крови использована тест-система “Elecsys P-CrossLaps/serum”.

Статистический анализ. Полученные результаты обрабатывали с использованием методов параметрической статистики. Соответствие статистического распределения эмпирических показателей теоретическому нормальному распределению Гаусса оценивали с помощью критерия Колмогорова-Смирнова. Для оценки межгрупповых различий показателей, имеющих нормальное распределение, применяли однофакторный дисперсионный анализ и критерий Стьюдента t.

Критический уровень значимости (р) нулевой статистической гипотезы (об отсутствии значимых различий или факторных влияний) принимали равным 0,05. Для устранения эффекта «множественных сравнений» при сравнении трех групп критический уровень нулевой статистической гипотезы принимали равным 0,017 с учетом поправки Бонферрони.

Данные исследования были подвергнуты обработке на ПК с использованием стандартного пакета программ «STATISTICA» v. 6.0.

Результаты исследования и их обсуждение. У пациентов с кариесом отмечен высокий уровень соматической патологии. Заболевания костно-мышечной системы встречались у 74,2%, заболевания желудочно-кишечного тракта — у 58,5%, заболевания уха, горла, носа — среди 38,8%, заболевания мочевыделительной системы — у 20,5%, заболевания системы кровообращения — у 17,7%, эндокринопатии — у 11,5% детей с кариесом.

При изучении показателей минерализации осевого скелета в группе детей с компенсированной, декомпенсированной формами кариеса и группой сравнения получены достоверные различия в минеральной плотности кости. У детей с декомпенсирован-

ной формой кариеса зарегистрированы наименьшие показатели BMD и BMD-Zscore по сравнению с компенсированной формой (р = 0,008 и р = 0,0001 соответственно) и интактными (р = 0,0000 и р = 0,0001 соответственно). При проведении корреляционного анализа выявлена отрицательная корреляция между BMD и степенью интенсивности кариеса (г= -0,86, р < 0,001). Данные представлены в табл. 1.

Таблица 1. Средние значения BMC в L2-L4 и BMD у детей с разной степенью интенсивности

кариеса

Денситометри- ческий параметр Группа Результаты дисперсионного анализа

Интактные (контрольная группа) п = 42 Компенсированная форма п = 50 Декомпенсиро-ванная форма п = 73

Б Р

Возраст 13,5±1,9 12,9±1,1 13,1±1,7 0,04 0,23

ВМС (г) 28,46±7,85 27,82±9,87 27,60±12,83 0,08 0,91

BMD (г/см2) 0,92±0,11 0,88±0,17 0,80±0,16*; ** 9,58 0,0001

BMD-Zscore №) 0,65±1,08 0,23±1,25 -0,79±1,0* ** 8,97 0,0001

Примечание. Данные представлены средним значением и средним квадратическим отклонением (М±8); параметрический дисперсионный анализ — по методу Фишера (Б); парное сравнение групп — критерий Стьюдента; различия значимы (р < 0,017) при сравнении с показателями у обследованных: * — контрольной группы; ** — с компенсированной формой кариеса.

Изучение показателей костного метаболизма у пациентов с кариесом разной степени интенсивности также выявило ряд достоверных различий. Анализ средних уровней остеокальцина сыворотки крови у детей выявил статистически значимые связи между данным показателем и клиническим течением кариеса (р = 0,0000). Наименьшие значения уровня остеокальцина наблюдаются у детей с декомпенсированной формой кариеса по сравнению с компенсированной формой и интактными (55,72±28,22 нг/мл, 91,69±37,12 нг/мл и 88,29±33,10 нг/мл, р = 0,0000). Данные представлены на рис. 1. В противоположность изменениям уровней остеокальцина показатель костной резорбции — P-CrossLaps был наиболее высоким у пациентов с декомпенсированной и компенсированной формами

88,29±33,10 91,69±37,12

.................................................

........... I □ ......

Примечание.

Данные представлены в виде М±э; параметрический дисперси-55,72±28,22 *; ** онный анализ — по методу Фише-

Речуттт'тятт.т гшгтткрпипттттпт яттяттичя: I ^ I ра (Б); парное сраВнение групп

критерий Стьюдента;

различия значимы (р < 0,001) при сравнении с показателями у Компенсированная обследованных: * — контрольной

Степень ИК группы; ** — с компенсированной

формой.

Средние показатели уровня остеокальцина при кариесе разной степени интенсивности.

110 100 ^ 90

50

40

Рис. 1.

Примечание.

Данные представлены в виде М±8; параметрический дисперсионный анализ — по методу Фишера (Б); парное сравнение групп — критерий Стьюдента;

различия значимы (р < 0,017) при сравнении с показателями у обследованных: * — контрольной группы; ** — с компенсированной формой.

2,2

2,0

1,8

1,6

1,4

1,2

1,0

0,8

0,6

Результаты тиспсрсиошюш ашыитт:

F 14.02; р 0,0000..................

1,77+1,04*: *»

0,94+0,41

1.28±0.75 *

'

Интактно

Компенсированная Степень ИК

I I □ SE I □ 1,96*SE

Рис. 2. Средние показатели уровня p-CrossLaps сыворотки крови при кариесе разной степени интенсивности.

кариеса (1,77+1,04 нг/мл и 1,28+0,75 нг/мл соответственно) по сравнению с интактными пациентами (0,94±0,41 нг/мл; р = 0,0000, р = 0,01 соответственно). Данные представлены на рис. 2. Таким образом, пациенты с декомпенсированной формой кариеса имеют более низкие показатели минеральной плотности кости в сочетании с более низкими темпами остеосинтеза и повышенными показателями костной резорбции.

В зависимости от уровня остеокальцина, дети, имеющие кариес разной степени интенсивности, были разделены на 3 группы: 1) с нормальными (референсными) показателями, 2) с пониженным уровнем остеокальцина (ниже референсных значений) и 3) с повышенным уровнем остеокальцина (выше референсных значений). Распределение пациентов по группам в зависимости от интенсивности кариеса и уровня остеокальцина представлено на диаг. 1.

%

□ =38,4; р«0,001; Ск=0,53-

69,0 42,0 44,6

20,0 48,6

■Ш 26,2 38,0

| |

100 80 60 40 20 0

Интактно Компенсированная Декомпенсированная

Уровень I— _ ---1

остеокалыщна: 1_1 Норма ■ НижеК |_| ВышеК

Диаграмма 1. Распределение пациентов с разной степенью интенсивности кариеса по группам в зависимости от концентрации остеокальцина.

Как видно из диаг. 1, по мере прогрессирования степени кариеса уменьшалась доля детей с нормальными уровнями остеокальцина и увеличивалась доля детей, имеющих показатели остеокальцина ниже референсных значений.

Аналогично, дети, имеющие кариес разной степени интенсивности, также были разделены на 3 группы в зависимости от концентрации P-CrossLaps: 1) с нормальны-

ми (референсными) уровнями P-CrossLaps; 2) с пониженными показателями (ниже референсных значений) P-CrossLaps и 3) с повышенными показателями (выше рефе-ренсных значений) P-CrossLaps. Распределение пациентов по группам в зависимости от концентрации P-CrossLaps представлено на диагр. 2. Анализ уровней концентрации P-CrossLaps выявил статистически значимую положительную корреляционную взаимосвязь между клиническим течением кариеса и уровнем P-CrossLaps (г = 0,35, р = 0,0000). По мере прогрессирования степени интенсивности кариеса увеличивается доля детей с повышенным уровнем P-CrossLaps. При проведении сравнительного анализа взаимосвязи показателей минеральной плотности кости с концентрацией P-CrossLaps в группах пациентов с разной степенью интенсивности кариеса были выявлены статистически значимые связи между BMD и клиническим течением кариеса (Б=8,34, р = 0,004) (рис. 3-5). Также более высокие показатели резорбции у детей с де-компенсированной формой кариеса сопряжены с более низкими показателями BMD (г = -0,24, р = 0,03).

Интактно Компенсированная Декомпенсированная

лриьснь |-1 |—.

Ь-СгоБзЬар 1_1 Норма |_| ВышеК

Диаграмма 2. Распределение пациентов по группам в зависимости от концентрации p-CrossLaps.

Группа: Интактные

CROSS-LAPS=,31208+,00715* OK (нг/мл) Correlation: i=,57699

Е

<л

1

95% confidence

OK (нг/мл)

Рис. 3. Корреляция остеокальцина и p-CrossLaps в группе детей без кариеса.

Группа: Компенсированная форма

CROSS-LAPS=,49632+,00852* ОК(нг/мл) Correlation: т=,42444

£

СЯ

3

и

И

S

U

95% confidence

OK (нг/мл)

Рис. 4. Корреляция остеокальцина и p-CrossLaps в группе детей с компенсированным кариесом.

Группа: Декомпенсированная форма

CROSS-LAPS=2,2093-,0080* OK (нг/мл) Correlation: i=—,2165

S

'w'

C/3

(Л

M

§

и

о о "сР-сх

, 9° , , о о "

-20 0

20 40 60

95% confidence

80

100 120 140

OK (нг/мл)

Рис. 5. Корреляция остеокальцина и p-CrossLaps в группе детей с декомпенсированным кариесом.

При проведении анализа корреляции маркеров синтеза и костной резорбции выявлены разнонаправленные корреляции в группах детей с декомпенсированным кариесом, компенсированным кариесом и пациентами группы сравнения. У детей с деком-пенсированной формой высокие показатели маркера костной резорбции чаще ассоциированы с низкими показателями остеокальцина по сравнению с аналогичными показателями при высоком и нормальном уровне маркера костной резорбции (р = 0,008), в то время как у детей с компенсированной формой высокая активность костной резорбции (P-CrossLaps) чаще встречается у пациентов с высокими показателями остеокальцина по сравнению с пациентами с низким уровнем остеокальцина (р = 0,001).

Обращает на себя внимание, что у детей с декомпенсированной формой кариеса между показателями ОК и P-CrossLaps имеется достоверная значимая обратная корреляционная взаимосвязь (г = -0,22, р = 0,043), а в группе детей с компенсированной формой и интактных имеется достоверная значимая прямая корреляционная взаимосвязь

(г = 0,42, р = 0,002 и г = 0,58, р = 0,0000). Таким образом, на основании представленных данных можно говорить о том, что у пациентов с декомпенсированным кариесом преобладают процессы костной резорбции в сочетании с нарушенными процессами остеосинтеза. У пациентов с компенсированным кариесом ускоренная костная резорбция кости компенсируется повышением концентрации остеокальцина крови, что может способствовать более медленному прогрессированию кариеса.

При сопоставлении показателей минеральной плотности кости с уровнями маркера костной резорбции у пациентов с кариесом разной степени интенсивности, а также без кариеса отмечено, что показатели BMD при высоком уровне P-CгossLaps в группах детей с декомпенсированной и компенсированной формой кариеса ниже, чем аналогичные показатели у детей интактной группы (р = 0,0000 и р = 0,02). Такие же изменения отмечаются при декомпенсированной форме кариеса при нормальных показателях P-CrossLaps. При декомпенсированной форме ВМD=0,85±0,18 нг/мл, а у интакт-ных — 0,93±0,11 нг/мл (р = 0,03). Данные представлены в таблице 2.

Таблица 2. Средние значения ВМD поясничного отдела позвоночника у детей с разной степенью интенсивности кариеса с различным уровнем p-CrossLaps крови

Степень Показатель

интенсивности p-CrossLaps ВМD (нг/мл) Р

кариеса N М±є

Норма 21 0,93±0,11

Интактно Высокий 21 0,92±0,12 0,69

Всего 42 0,92±0,11

Компенсированная форма Норма Высокий 18 32 0,93±0,14 0,82±0,22 0,10

Всего 50 0,88±0,17

Норма 18 0,85±0,18

Декомпенсированная форма Высокий 56 0,79±0,15 0,17

Всего 74 0,80±0,16

Кариозный процесс, развивающийся на фоне целого ряда соматических заболеваний, является частным проявлением изменений, происходящих в костной ткани. Основные механизмы развития низкой минерализации при описанных в нашем исследовании соматических заболеваниях связаны в первую очередь с нарушением каль-ций-фосфорного обмена, а также сопутствующего им дефицита витамина D. При компенсированном кариесе изменения в костной минерализации и метаболизме проявляются в основном в виде активации процессов костной резорбции, сопровождающихся умеренным снижением костной минеральной плотности без адекватного ускорения процессов остеосинтеза. Прогрессирование кариозного процесса (декомпенсирован-ная форма кариеса) проявляется в продолжающемся ускорении темпов костной резорбции в сочетании со снижением темпов остеосинтеза, и как результат, прогрессирующее снижение костной минеральной плотности, тогда как у здоровых лиц показатели остеосинтеза находятся в динамическом равновесии с показателями резорбции.

Таким образом, у детей с кариесом, независимо от степени его интенсивности, наблюдается снижение BMD и изменения биохимических показателей минерального и костного обмена, что свидетельствует о системном характере поражения костной ткани у этих пациентов. Степень выраженности патологических изменений коррелирует с тяжестью кариозного процесса.

Выбор патогенетической терапии у пациентов с кариесом должен основываться на данных состояния костного метаболизма и минерализации, а также учитывать влияние основного заболевания на состояние костной ткани и развитие кариозного процесса.

Литература

1. Костик М.М. Клинико-генетические факторы, влияющие на состояние костной ткани у детей с различными ревматическими заболеваниями: автореф. дис. ... канд. мед. наук. СПб., 2005. 18 с.

2. Рожинская Л.Я. Системный остеопороз: Практ. рук-во. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Издатель Мокеев, 2000. 196 с.

3. Тыртова Л. В. Клинико-патогенетические варианты остеопении у детей с сахарным диабетом I типа: автореф. дис. ... д-ра мед. наук. СПб., 2007. 48 с.

4. Viswanathan A. Chronic pediatric inflammatory diseases: Effects on bone / A. Viswanathan, F. A. Sylvester // Rev. Endocr. Metab. Disord. 2008. Vol. 9. P. 107-122.

5. Щеплягина Л. А. Показатели остеокальцина в сыворотке крови у здоровых детей раннего и дошкольного возраста / Л. А. Щеплягина, О. Н. Марченкова, Е. Н. Арсеньева // Вопр. совр. педиатрии. 2004. Т. 3, приложение 1. С. 475.

6. Щеплягина Л. А. Кальций и кость: профилактика и коррекция нарушений минерализации костной ткани / Л. А. Щеплягина, Т. Ю. Моисеева // Consilium medicum; Прилож. «Педиатрия». 2003. № 1. С. 29-32.

7. Atar M., Korperich E. J. Systemic disorders and their influence on the development of dental hard tissues: a literature review // J. Dent. 2010 Apr; 38(4): 296-306.

8. Бычкова В. Б. Профилактика заболеваний зубов и раннее ортодонтическое лечение детей с патологией опорно-двигательной системы: автореф. дис. ... канд. мед. наук. СПб., 2007. 16 с.

9. Fabiani L., Mosca G., Giannini D. et al. Dental caries and bone mineral density: a cross sectional study // Eur. J. Paediatr. Dent. 2006 Jun; 7(2): 67-72.

Статья поступила в редакцию 15 апреля 2011 г.