CC BY
12
УДК 616.71-007.234:616.728.2-007.234
Т.А. Ларионова, С.Н. Лунева, А.Н. Накоскин, Е.Н. Овчинников
РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова, Курган
МИНЕРАЛЬНАЯ ПЛОТНОСТЬ КОСТНОЙ ТКАНИ И ПОКАЗАТЕЛИ ФОСФОРНО-КАЛЬЦИЕВОГО ОБМЕНА У ЮНОШЕЙ ПРИЗЫВНОГО ВОЗРАСТА КУРГАНСКОЙ ОБЛАСТИ
Аннотация. Исследованы минеральная плотность костной ткани и показатели минерального обмена сыворотки крови и мочи у юношей призывного возраста. Установлено, что у них наблюдается повышение минеральной плотности кости, на фоне увеличения концентрации партиреоидного гормона. На основании проведенного исследования рекомендуется включать денситометрическое исследование в порядок прохождения военно-врачебной комиссии призывников.
Ключевые слова: минеральная плотность кости, юноши призывного возраста, костная ткань.
T.A. Larionov, S.N. Luneva, A.N. Nakoskin, E.N.Ovchinnikov
Russian Ilizarov Scientific Center for Restorative Traumatology and Orthopaedics of Ministry of Health and Social Development of Russia, Kurgan
BONE TISSUE MINERAL DENSITY AND INDICATORS OF THE PHOSPHORUS-CALCIUM EXCHANGE AT MILITARY AGED MALES OF THE KURGAN REGION
Abstract. The article considers materials on investigation of bone mineral density and mineral metabolism parameters of serum and urine atmilitary aged males. It is established that at military aged males there is an increase in bone mineral density, with increased concentrations of a parathyroid hormone. Based on this study, it is recommended to include densitometrytesting in the list of procedures for military-medical commission recruits.
Index terms: bone mineral density, military aged males, bone tissue.
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время с учетом «омоложения» заболеваний костно-мышечной системы особенно остро стоит вопрос здоровья детей и подростков. По сведениям средств массовой информации каждый тре-
тий призывник является негодным к строевой военной службе, а оставшаяся часть является ограниченно годными. Учитывая реструктуризацию Вооруженных сил Российской Федерации, в том числе уменьшение сроков службы, возникает необходимость усиленного мониторинга состояния здоровья призывников. Исследование темпов накопления костной массы, биохимических показателей минерального обмена в биологических средах у юношей призывного возраста позволит своевременно провести необходимые профилактические мероприятия, направленные на коррекцию фосфорно-кальциевого обмена и состояния костно-мышечной системы. Определение минеральной плотности костной ткани в период формирования скелета является важным условием в связи с клима-тогеографическими особенностями Курганской области, характерным типом питания населения [2].
Особенность раскрываемой проблемы заключается в том, что определение электролитного состава сыворотки крови и мочи может быть актуальным при скрининго-вом обследовании призывников для выявления сопутствующих латентных патологических процессов, не связанных с заболеваниями костно-мышечной системой.
Цель исследования: изучение обмена кальция и фосфатов, гормональных регуляторов фосфорно-каль-циевого обмена и минеральной плотности костной ткани у юношей призывного возраста Курганской области.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Обследовано 107 юношей (жителей г.Кургана и Курганской области) в возрасте 18-27 лет без выявленной патологии. В соответствии со ст.30,31,32,33 «Основ законодательства РФ об охране здоровья граждан» от 22 июня 1993 г. № 5487-1 все обследованные дали добровольное согласие на проведение диагностических процедур.
Определение минеральной плотности костной ткани (МПКТ) проводили в поясничном отделе позвоночника, проксимальном отделе бедренных костей методом двухэнергетической рентгеновской абсорбциомет-рии на костном денситометре «Lunar» (США). Обследование проводили по стандартизированной методике для определения МПКТ в проекции поясничного отдела позвоночника (L1-L4), проксимального отдела бедренных костей. При необходимости корректировали расположение ограничителей (рисунки 1; 2)
Радиоиммунологический анализ концентрации паратиреоидного гормона (ПТГ) и кальцитонина (КТ) in vitro проводили наборами «Immunotech» (Франция). Забор 5 мл крови проводили венепункцией локтевой вены натощак. Подсчет активности и определение концентрации производили на гамма-счетчике фирмы «Tracor Europe» (Голландия). В процессе анализа соблюдали основные правила обращения с радиоактивными веществами, а также необходимые меры предосторожности: перед использованием доводили все реагенты до комнатной температуры; анализ калибровочных и неизвестных проб проводили одновременно; для получения воспроизводимых результатов соблюдали рекомендуемую частоту встряхивания пробирок; анализ проводили в дубликатах. Кон-
центрацию исследуемых гормонов определяли методом интерполяции по калибровочной кривой, полученной одновременно с анализом неизвестных образцов.
а) положение пациента на столе прибора при определении МПКТ поясничного отдела позвоночника; б) денситограмма, отражающая состояние минеральной плотности в поясничном отделе позвоночника юноши 25 лет Рисунок 1
а) Положение пациента на столе прибора при определении
МПКТ в проксимальном отделе бедренных костей;
б) Денситограмма, отражающая состояние минеральной плотности в проксимальном отделе бедренных костей
юноши 25 лет Рисунок 2
Для биохимических исследований сыворотку крови получали центрифугированием цельной крови в течение 15 мин при 1500 об./мин. В сыворотке крови определяли концентрацию кальция фосфатов и магния наборами реагентов фирмы Vital Diagnostics SPb. У обследуемых собирали суточную мочу, в которой определяли кальций и фосфор наборами той же фирмы.
Результаты исследования обрабатывали методами вариационной статистики с применением непараметрических критериев. Результаты представлены средней арифметической по представленной выборке.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В таблице 1 приведены средние значения показателей роста, массы тела, которые были получены в процессе обследования юношей на костном денситометре. Отмечено динамичное увеличение ключевых антропометрических показателей в исследуемых группах. Полученные результаты соответствовали пределам физиологических колебаний для данных возрастных периодов.
Таблица 1 - Антропометрические показатели призывников Курганской области
Возраст Рост (см) Масса тела (кг)
18-20 лет 166±5,4 57,43±4,09
21-24 года 173±6,4 71,48±4,06
25-27 лет 176±5,5 73,16±4,09
Отмечено возрастное увеличение МПКТ в поясничном отделе позвоночника. Максимальные значения определены к 25 годам. Общий характер изменений в поясничном отделе позвоночника подтверждается также избирательным анализом минеральной плотности в позвонках (таблица 2). Формирование «пиковой» костной плотности напрямую зависит от факторов питания, которые определяют эффективность реализации генетической программы костного ремоде-лирования.
Таблица 2 - Возрастные изменения минеральной плотности костной ткани (г/см2) в позвонках поясничного отдела позвоночника
Возраст Li L2 L3 L4
18-20 лет 1,08±0,022 1,15±0,033 1,24±0,032 1,27±0,056
21-24 года 1,16±0,054 1,21 ±0,053 1,28±0,042 1,28±0,042
25-27 лет 1,21±0,033 1,25±0,046 1,28±0,051 1,28±0,051
Одновременно отмечено увеличение МПКТ в кра-нио-каудальном направлении, что также характеризует адекватность возрастных компенсаторно-приспосо-бительн ых реакци й.
С целью повышения информативности проведен анализ МПКТ в сочетаниях поясничных позвонков. Выявлено, что особенности возрастных изменений костной плотности аналогичны динамике, характерной
для отдельных позвонков. Минимальные значения МПКТ получены в сочетаниях L1-L2, максимальные в сочетаниях Lз-L4 (таблица 3).
ция в крови за счет облегчения минерализации и подавления резорбции костной ткани, а также путем снижения реабсорбции кальция в почках.
Таблица 3 - Возрастные изменения минеральной плотности костной ткани (г/см2) в сочетаниях позвонков поясничного отдела позвоночника
Возраст Ъ1-Ъ 2 Ъ2-Ъ3 Ъ3-Ъ4 Ъ1-Ъ4
18-20 лет 1,19±0,046 1,21 ±0,029 1,24±0,032 1,22±0,045
21-24 года 1,22±0,029 1,25 ±0,047 1,25±0,036 1,23 ±0,056
25-27 лет 1,20±0,048 1,23 ±0,049 1,25±0,025 1,21 ±0,041
Таблица 5 - Концентрация остеотропных гормонов в сыворотке крови
возраст ПТГ (пг/мл) КТ (нг/мл)
18-20 лег 63,6±4,77 5,5±5,16
21-24 года 14,6±7,58 7,6±6,53
25-27 лет 12,8±7,03 9,4±9,21
Пределы 10-65 0-10
физиологической нормы
Отсутствие значимых различий МПКТ в поясничных позвонках в возрастном аспекте подтверждает консервативность процесса ремоделирования в здоровой костной ткани. Однако необходимо отметить наличие в исследуемых группах лиц с определяемой низкой костной плотностью. В 18-20 лет доля низкой костной плотности составила 3%, в 21-24 года и 25-27 лет - 1,5%. Несмотря на небольшой процент низкой костной плотности, риск развития остеопороза в возрастном аспекте значительно увеличивается.
Полученные результаты исследования МПКТ в проксимальном отделе бедренных костей также характеризуют возрастное увеличение костной плотности с формированием «пика» в 21-24 года (таблица 4). Нами не отмечено значимых различий МПКТ в проекции правого и левого проксимального отдела бедренной кости, что свидетельствует о сохранении адекватного физиологического стереотипа движения в суставе.
Таблица 4 - Возрастные изменения минеральной плотности костной ткани (г/см2) в проксимальном отделе бедренных костей
Возраст Проксимальный отдел правой бедренной кости Проксимальный отдел левой бедренной кости
18-20 лет 1,09±0,032 1,10±0,045
21-24 года 1,21±0,088 1,20±0,087
25-27 лет 1, 19±0,074 1,19±0,038
Несомненно, развитие костной массы в период роста, а также поддержание ее в течение жизни при сбалансированном питании зависят от мышечной активности и механической нагрузки, поэтому у мужчин, ведущих активный образ жизни и тренированных физически, риск перелома значительно снижается.
Полученные результаты определения остеотропных гормонов в сыворотке крови соответствуют физиологическим колебаниям (таблица 5). У 7% призывников в возрасте 18-20 лет отмечены значения ПТГ, соответствующие гиперпаратиреозу, однако клинических проявлений нарушения функции паращитовидных желез не выявлено. В сочетании с определяемой низкой минеральной плотностью данное явление может интерпретироваться как функциональное нарушение фосфорно-кальциевого обмена. Концентрация антагониста паратиреоидного гормона - кальцитонина - напротив, не уменьшается, а остается на умеренно сниженном уровне в возрасте 18-20 лет. Физиологическое действие КТ заключается в снижении уровня каль-
РЕЗУЛЬТАТЫ БИОХИМИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
Содержание в сыворотке общего кальция в норме составляет 2,12-2,2 ммоль/л, или 8,5-10,5 мг%.
Результаты биохимического исследования сыворотки крови молодых людей призывного возраста приведены в таблице 6.
Таблица 6 - Концентрация электролитов сыворотки крови у лиц призывного возраста Курганской области
Возраст Кальций мМоль/л Фосфор, мМоль/л Магний, мМоль/л
18-20 лет 2,31±0,12 1,35±0,6 0,87±0,05
21-24 года 2,01±0,5 1,32±0,4 0,82±0,06
25-27 лет 2,10±0,3 1,12±0,1 0,78±0,02
Преде лы физиологической нормы 2,12—2,20* 0,87-1,45 0,67-0,89
* Нормальные значения приведены в литературе [1].
По полученным нами данным концентрация электролитов в сыворотке крови у молодых людей призывного возраста варьирует в пределах нормальных значений показателей. Однако в возрасте 18-20 лет концентрация кальция находится на верхней границе нормы. Данное обстоятельство указывает на то, что в данном возрасте происходит активный обмен костной ткани и под действием ПТГ происходит извлечение кальция из костной ткани. Концентрация фосфатов и магния практически не изменяется и соответствует нормальным показателям.
Значения экскреции кальция и фосфатов у призывников Курганской области также свидетельствуют о том, что происходит активная перестройка костной ткани в пределах физиологической нормы (таблица 7).
Таблица 7 - Экскреция кальция и фосфатов с мочой у лиц призывного возраста Курганской области
Возраст Кальций мМоль/сут Фосфор, мМоль/сут
18-20 4,6±0,95 35±3
21-24 5,78±0,62 29±2
25-27 5,95±0,34 32±4
Пределы ф изиолог ической нормы 2,5-7,5 12-45
Диагностическая ценность фосфора является более высокой для выявления нарушений обмена неорганического фосфора в организме при одновременном определении его содержания в сыворотке крови и моче.
Таким образом, полученные результаты исследования системы скелетного гомеостаза юношей призывного возраста Курганской области свидетельствуют о том, что в возрасте 18-20 лет возникает состояние повышенного обмена кальция и фосфора на фоне увеличения концентрации паратиреоидного гормона. Немаловажным является и возрастной период формирования «пика» костной массы - 21-25 лет.
Проведенное исследование позволило сформулировать рекомендации по включению в порядок прохождения медицинского осмотра и обследования призывников:
1) определение кальция в сыворотке крови и моче;
2) исследование минеральной плотности костной ткани поясничного отдела позвоночника и проксимального отдела бедренных костей.
Список литературы
1 Кишкун А.А., Назаренко Г.И. Клиническая оценка результа-
тов лабораторных исследований. М.: Изд-во «Медицина», 2006 С. 544.
2 Возрастные изменения минеральной плотности костей
скелета / В.И. Шевцов, А.А. Свешников, Е.Н. Овчинников и др. // Гзний ортопедии. 2004. № 1. С. 24-34.
УДК [544.543.2:577.217.3] - 092.9 Л.А. Ваганова
РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова Минздравсоцразвития России, г. Курган
АКТИВИЗАЦИЯ МЕТАБОЛИЗМА КОСТНОЙ ТКАНИ АМИНОКИСЛОТНЫМИ КОМПЛЕКСАМИ КАЛЬЦИЯ
Аннотация. В эксперименте на крысах исследована возможность применения аминокислотных комплексов кальция в качестве препарата для направленной транспортировки кальция в костную ткань. Сравнительная оценка эффективности применения хлорида и глицината кальция показала более высокую биодоступность последнего.
Ключевые слова: костная ткань, соли кальция, биодоступность, метаболизм, остеопороз, эксперимент.
Vaganov L.A.
Russian Ilizarov Scientific Center for Restorative Traumatology and Orthopedics, Kurgan
BONE METABOLISM ACTIVATION BY CALCIUM COMPLEXES
Annotation. The experiment on rats investigates a possibility of application of amino acid complexes with calcium as a medication for the directed calcium transportation to bone tissues. The comparative efficiency appraisal of chloride and calcium glycinate application showed higher bioavailability of the latter.
Keywords: bone tissue, calcium salts, bioavailability, metabolism, osteoporosis, experiment.
Поиск новых лекарственных средств, действие которых заключается в направленной транспортировке препарата к органу-мишени, привел к заинтересованности научного мира аминокислотными комплексами биогенных металлов [3; 7; 13]. Данные соединения обеспечивают лучшую ассимиляцию элемента, чем при введении его в рацион в неорганической или какой-либо другой форме. Всасывание препаратов на основе аминокислотных комплексов протекает быстрее и более избирательно, а положительный терапевтический эффект достигается при значительно меньших перорально вводимых дозах вещества [11]. В этом научном направлении успешно развивается разработка лекарственных веществ. Аминоацильные комплексы кальция входят в состав некоторых биологически активных препаратов («Пектибон», «Остеоформ»), однако введение в аминокислотный состав различными типами химической связи атомов остеотропных элементов и их биологическая активность исследованы недостаточно. При этом существенно, что их успешное использование связано с обеспечением постепенного поступления в организм ионов кальция в оптимальных дозах и исключение возможной токсичности, проявляющейся при повышенных концентрациях [8; 16]. Результаты последних исследований в области минерального питания [7; 4] доказывают, что природные микроэлементы, в отличие от неорганических, способны решить многие проблемы и принести большую пользу здоровью. Предварительные исследования, проведенные в работе [9], показывают, что при введении в организм аминоациловых комплексов, полученных из костной ткани сельскохозяйственных животных, ускоряется процесс минерализации кости при переломе, а также улучшается общее состояние лабораторных животных. Механизм адресной доставки ионов кальция в костную ткань является актуальной и нерешенной задачей. Решением этой проблемы может стать получение и изучение комплексных соединений Са2+ и органических лигандов, в частности аминокислот. В связи с этим возникает необходимость проведения исследований по установлению механизма действия данных соединений.
Цель исследования - изучить влияние глицината кальция и смеси аминокислотных комплексов кальция на биохимические показатели метаболизма костной ткани в процессе заживления экспериментального перелома большеберцовой кости у крыс.
Эксперимент проведен на 48 взрослых самцах крыс линии Wistar с массой тела 300±50 г. Согласно экспериментальным условиям животные были разделены на четыре группы, каждой из которых в стерильных условиях под общим наркозом осуществляли
