CC BY
302
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
УДК 616.7-053.5
Г.Ш. МАНСУРОВА1, С.В. МАЛЬЦЕВ2, И.В. РЯБЧИКОВ1
1Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Казань
2Казанская государственная медицинская академия - филиал РМАНПО МЗ РФ, г. Казань
Особенности формирования опорно-двигательной системы у школьников: заболевания, причины и возможные пути коррекции
Контактная информация:
Мансурова Гюзель Шамилевна - кандидат медицинских наук, доцент кафедры неотложной медицинской помощи и симуляционной медицины
Адрес: 420012, г. Казань, ул. Карла Маркса, д. 74, тел.: +7-917-390-79-20, e-mail: [email protected]
Цель исследования - установить факторы риска и их негативное воздействие на опорно-двигательную систему растущего организма в современных условиях.
Материал и методы. Исследование проводилось на базе Центра амбулаторной травматологии и ортопедии ДРКБ МЗ РТ за последние 5 лет (2014-2018 гг.). Представлены собственные данные анализа структуры и частоты патологии опорно-двигательного аппарата у детей школьного возраста.
Результаты. Представлены данные по структуре и частоте патологии опорно-двигательной системы у детей школьного возраста 190 834 детей школьного возраста, среди которых дети с ортопедической патологией составили 45 059 человек. С наибольшей частотой встречались такие ортопедические заболевания, как сколиоз, варусная и вальгусная деформация нижних конечностей, плоская стопа, остеохондропатии и деформации костно-мышечной системы. Описаны основные причины формирования патологии опорно-двигательной системы и неблагоприятные факторы риска, оказывающие негативное воздействие. В статье представлены основные патогенетические механизмы нарушения минеральной плотности костной ткани и развития остеопороза у детей школьного возраста. Показано влияние на опорно-двигательный аппарат школьника его алиментарного статуса, дефицита макро- и микронутриентов, гиподинамии, гормонального воздействия и полового развития, повышенной физической нагрузки у спортсменов-юниоров, а также формирования «женской атлетической триады».
Выводы. У современных школьников отмечается значительное ухудшение состояния опорно-двигательного аппарата, что имеет многогранные негативные последствия, если они не выявлены своeвременно и не приняты мeры для их устранения.
Ключевые слова: школьники, патология опорно-двигательной системы, остеопороз, причины формирования.
(Для цитирования: Мансурова Г.Ш., Мальцев C.B., Рябчиков И.В. Особенности формирования опорно-двигательной системы у школьников: заболевания, причины и возможные пути коррекции. Практическая медицина. 2019, Том 17, № 5, С. 51-55)
DOI: 10.32000/2072-1757-2019-5-51-55
G.Sh. MANSUROVA1, S.V. MALTSEV2, I.V. RYABCHIKOV1
1Kazan (Volga Region) Federal University, Kazan
2Kazan State Medical Academy - Branch Campus of RMACPE MH Russia
Features of formation of the musculoskeletal system in schoolchildren: diseases, causes and possible ways of correction
Contact details:
Mansurova G.Sh. - Ph. D. (medicine), Associate Professor of the Department of Emergency Medical Aid and Simulation Medicine Address: 74 Karl Marx St., Kazan, Russian Federation, 420012, tel.: +7-917-390-79-20, e-mail: [email protected]
The purpose of the study is to identify risk factors and their negative impact on the musculoskeletal system of a growing organism in modern conditions.
52 ПРАКТИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА
Том 17, № 5. 2019
Material and methods. The study was conducted on the basis of the Center for Outpatient Traumatology and Orthopedics of the Republican Clinical Hospital of the Ministry of Health of the Republic of Tajikistan for the last 5 years (2014-2018). Proprietary data analysis of the structure and frequency of the pathology of the musculoskeletal system in children of school age presented.
Results. Data on the structure and frequency of the pathology of the musculoskeletal system in children of school age, 190 834 children, including children with orthopedic pathology, amounted to 45 059 people. The most frequent orthopedic diseases such as scoliosis, varus and valgus deformities of the lower limbs, flat foot, osteochondropathy and deformities of the musculoskeletal system were encountered. The main causes of the formation of the pathology of the musculoskeletal system and adverse risk factors that have a negative impact are described. The article presents the main pathogenetic mechanisms of impaired bone mineral density and the development of osteoporosis in school-age children. The effect on the musculoskeletal system of the schoolchild's alimentary status, macro- and micronutrient deficiencies, physical inactivity, hormonal effects and sexual development, increased physical activity among junior athletes, and the formation of the «female athlete triad» are shown.
Conclusion. Modern schoolchildren have a significant deterioration in the state of the musculoskeletal system, which causes multifaceted negative consequences, if they are not detected timely and measures are not taken to eliminate them.
Key words: schoolchildren, pathology of the musculoskeletal system, osteoporosis, causes of formation.
(For citation: Mansurova G.Sh., Maltsev S.V., Ryabchikov I.V. Features of formation of the musculoskeletal system in schoolchildren: diseases, causes and possible ways of correction. Practical Medicine. 2019, Vol. 17, № 5, P. 51-55)
Здоровье детей и подростков - основной потенциал общества и в современных условиях представляет актуальную проблему, которая требует углубленного и всестороннего изучения. В настоящее время научные исследования направлены на выявление основных тенденций формирования нарушений здоровья школьников под влиянием социальных, биологических, гигиенических и других факторов [1]. Изучение структуры заболеваемости помогает выделить приоритетные направления при проведении оздоровительных и профилактических мероприятий среди детей. По данным последних исследований, в России у детей школьного возраста растет распространенность морфофункциональных отклонений, а также хронических заболеваний, при этом ведущие ранговые места принадлежат хронической патологии желудочно-кишечного тракта, опорно-двигательной системы и органа зрения.
Состояние костно-мышечной системы является одним из основных показателей здоровья детей и подростков. В структуре заболеваний эта патология занимает 3-е ранговое место, среди функциональных отклонений нарушения костно-мышечной системы занимают ведущее место. Отмечен рост удельного веса функциональных и хронических заболеваний на 10-25 % [2, 3].
Нарушения опорно-двигательного аппарата в детстве способствуют формированию вертеброгенной патологии взрослых с появлением вторичных нарушений функций ЦНС, сердца, легких и других органов и систем [4]. Процесс окостенения скелета заканчивается примерно к 20 годам, поэтому в течение всего школьного периода костная система школьников остается еще несформированной, а эластичность детского скелета при неправильном положении тела легко приводит к образованию деформаций и нарушениям его развития. Нарушение формирования опорно-двигательного аппарата в детском возрасте представляют большую опасность, если они не выявлены своевременно, и не приняты меры для их устранения. В таких случаях они становятся основой для формирования более стойких и серьезных нарушений и заболеваний [3].
Школьный возраст - это период активного роста и созревания костной ткани, накопления «пиковой костной массы», показателя, который, по современным представлениям, характеризует максимальное развитие скелета. Изучение кинетики костного обмена показало, что до 90% костной массы фор-
мируется в пубертатном возрасте и завершается к моменту полового созревания. Так, известно, что максимальный прирост показателей минеральной плотности костной ткани происходит именно у детей в возрасте 12-13 лет, особенно у девушек, в связи со стартом менархе в этом возрастном периоде. Изменение плотности кости после достижения пика костной массы различается у девушек и юношей в отдельных областях скелета в различные возрастные периоды.
За последние годы отмечается тенденция к снижению качества здоровья школьников, преимущественно за счет уменьшения числа здоровых и увеличения числа детей с функциональными и органическими расстройствами, возникающими на протяжении учебы в школе. По результатам профилактических осмотров детей декретированных возрастов в Республике Татарстан прослеживается тенденция увеличения выявления на протяжении учебы в школе (р<0,05): нарушения осанки в 3 раза, сколиоза в 15 раз, нарушений слуха на 26,1%, нарушения зрения в 3,4 раза. Сколиоз является одним из наиболее распространенных хронических заболеваний скелета. Лечение больных сколиозом было и до настоящего времени остается одной из сложнейших проблем детской ортопедии [2]. Залогом успешного лечения сколиоза являются, прежде всего, раннее выявление нарушений осанки и деформаций позвоночника, а также своевременная коррекция.
Часто встречающимся заболеванием нижних конечностей у детей является плоскостопие. В результате уплощения стоп резко снижается опорная и демпферная функция не только нижних конечностей, но изменяется положение таза и позвоночника, что ведет к дефектам осанки и деформациям позвоночника, нарушению функций всей костно-мышечной системы. Дети, страдающие плоскостопием, не могут долго стоять и ходить, быстро устают, жалуются на боли в ногах и спине. Таким образом, сравнительно небольшое нарушение в стопах может не только привести к локальному ухудшению функций, но и распространиться на функцию всего организма, замедляя рост, развитие и состояние здоровья ребенка в целом.
На базе Центра амбулаторной травматологии и ортопедии ДРКБ МЗ РТ за последние 5 лет (20142018 гг.) среди 190 834 пациентов дети с ортопедической патологией составили 45 059 человек.
Рисунок 1. Число пациентов с ортопедической патологией по годам Figure 1. Number of patients with orthopedic pathology by years
Чаще встречались такие ортопедические заболевания (МКБ-10): сколиоз, варусная и вальгусная деформация нижних конечностей, плоская стопа (pes planus), остеохондропатии и деформации кост-но-мышечной системы (рис. 1). Была зафиксирована стабильная по годам тенденция к росту частоты вальгусной деформации, плоскостопия и других деформаций костно-мышечной системы. Вместе с тем прослеживаются стабильные показатели динамики инфантильного идиопатического сколиоза и рост юношеского сколиоза.
Школьный возраст сопряжен с воздействием неблагоприятных факторов на опорно-двигательный аппарат, формируется задержка «пиковой костной массы», снижается минеральная плотность кости, возникает остеопороз, развиваются деформации костной системы, переломы, в том числе повторные низкоэнергетические переломы.
Основными факторами риска развития патологии опорно-двигательного аппарата у современных школьников являются:
- недостаточное питание, ограничение потребления молочных продуктов;
- дефицит основных макро- и микронутриентов (Са, Р, витамин D и др.);
- низкая масса тела, ожирение;
- гиподинамия, снижение физической активности;
- хронические заболевания.
В последние годы отмечается несбалансированность фактических рационов питания школьников и несоответствие количественной и качественной полноценности рационов питания, снижение поступления макро- и микронутриетов с продуктами питания. Рационы питания школьников дефицитны по содержанию фосфора, магния, железа и избыточны по содержанию натрия. Содержание кальция в суточном рационе детей и подростков ниже возрастной физиологической нормы на 55,5-69,2% и минимально у девочек 11-14 лет. Основным физиологичным источником кальция для растущего организма является кальций молока и молочных продуктов. Тревожной тенденцией во всем мире стало снижение количества молочных продуктов, потребляемых в пищу детьми и подростками. Реко-
мендуемые нормы суточной физиологической потребности в кальции у детей школьного возраста составляют 1000-1200 мг.
В нашем исследовании по изучению количества молока и молочных продуктов, входящих в рацион ежедневного питания 485 детей в возрасте от 6 до 18 лет, было установлено, что лишь 13,6% (66 детей) ежедневно потребляют их достаточный объем.
Таким образом, большинство школьников не достигают рекомендуемой ежедневной нормы потребления кальция, получая менее 2/3 суточной потребности. Каждого третьего ребенка можно отнести в группу с глубокой недостаточностью потребления кальция - менее 1/3 суточной физиологической потребности.
При возникновении даже тенденции к снижению уровня кальция в организме из кости высвобождается кальций, который поступает в кровоток, восполняя временно возникший дефицит. На фоне дефицита кальция и других остеогенных микро- и
не
Рисунок 2. Количество молока и молочных продуктов, потребляемых школьниками с патологией опорно-двигательного аппарата в ежедневном рационе
Fig. 2. Amount of milk and dairy products required by pupils with the pathology of the supporting-motor apparatus in the daily diet
5А ПРАКТИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА
Том 17, № 5. 2019
макронутриентов этот процесс может идти по пути разрежения костной ткани и снижения ее прочности. Недостаточное потребление кальция замедляет линейный рост костей и приводит к снижению минеральной плотности костной ткани и формированию остеопороза. Учитывая, что дефицит кальция в организме, как и развитие остеопороза, протекает чаще всего латентно, то манифестация данного состояния может проявиться развитием переломов, в том числе низкоэнергетических и повторных переломов.
Многочисленные эпидемиологические исследования говорят о широком распространении дефицита витамина D среди детей школьного возраста в России [3]. Уровень плазменного 25(ОН^ в пределах 20-29,9 нг/мл определяется как недостаток, ниже 20 нг/мл - как дефицит. Дефицит витамина D обычно является результатом недостаточной инсоляции или недостаточного поступления его с пищей. Недостаточность витамина D ассоциируется с отрицательным кальциевым балансом и снижением минерализации костной ткани, что приводит к остеопорозу и повышению риска переломов [4].
Физическая нагрузка способствует набору костной массы в пубертатном возрасте, считается, что это происходит за счет действия гравитационных сил и сокращений регионарных мышц на процессы костного ремоделирования. В этой связи низкая двигательная активность растущего организма отрицательно сказывается на развитии костной ткани. Дефицит двигательной нагрузки уже в младших классах составляет 35-40%, а среди старшеклассников - 75-85%. Современные школьники большую часть суток находятся в состоянии полной или относительной неподвижности. За последние годы изменился образ жизни школьников, это связано с использованием автомобиля, лифта, появлением интерактивных игр и гаджетов. По данным последних исследований, 92% детей предпочитают общение с гаджетом другим подвижным играм, 51% подростков вообще не бывают на свежем воздухе после возвращения из школы, 28% учащихся тратят на приготовление уроков более 3 ч, 12,8% - более 4 ч, 4,4% - даже более 5 ч в сутки, 73,7% школьников сидят за письменным столом дома непрерывно по 3-5 ч [5, 6].
Научные исследования также свидетельствуют о том, что низкие пиковая костная масса, недостаточное потребление кальция и обеспеченность организма витамином D, несбалансированное питание (энергетические затраты больше, чем поступление) и чрезмерная физическая активность в период максимальных трансформаций в организме, присущих пубертату, являются существенными факторами, обусловливающими и предрасполагающими к формированию остеопороза у детей и подростков, профессионально занимающихся спортом. Именно эти факторы нередко выявляются у профессиональных спортсменов, причем различного возраста и различного спортивного стажа [7]. Группа риска остеопороза - спортсмены-юниоры (12-17 лет).
Известно, что у детей адаптация к физическим нагрузкам менее эффективна, чем у взрослого человека:
- более напряженная деятельность кровообращения, дыхания и вегетативных систем;
- увеличение минутного объема крови достигается за счет возрастания частоты сердечных сокращений, а не ударного объема;
- отмечается менее экономный расход энергии;
- больший кислородный долг при меньшей возможности его удовлетворения;
- более частые нарушения сердечного ритма и сократительной способности миокарда;
- низкая способность к функциональной мобилизации при больших и особенно предельных нагрузках;
- более медленное течение процессов восстановления.
У детей чаще встречаются атипические реакции (особенно дистоническая, ступенчатая, гипертоническая) на физическую нагрузку. Вместе с тем у юных спортсменов формирование систем организма происходит быстрее, чем у детей, не занимающихся спортом. Акселерация проявляется не только более быстрыми темпами увеличения размеров тела, но и более ранним половым созреванием, что часто не сопровождается соответствующим уровнем психологической зрелости. У спортсменов-юниоров различают гармоничную (равномерную) и негармоничную зрелость различных звеньев двигательного аппарата и внутренних органов. При гармоничной зрелости формирование идет без дефектов и дисгармонии, с большим годовым приростом, большими потенциальными возможностями функции органов и систем. При негармоничной происходит неравномерное развитие отдельных показателей физического развития, отмечается несоответствие развития внутренних органов, в первую очередь сердца, физическим параметрам тела подростка, может выявляться частая заболеваемость, ранимость, снижение работоспособности [8]. Поэтому стремление преподавателей ряда видов спорта (в первую очередь баскетбола, волейбола, прыжков и др.) включать таких спортсменов в команды не всегда оправданно, и они должны в каждом отдельном случае консультироваться с врачом.
На сегодняшний день проблеме остеопороза именно в спорте высших достижений посвящено не очень много научных работ. Среди них большинство исследований направлено на изучение высокого риска остеопоротических переломов у юных спортсменок, страдающих, наряду со снижением плотности костной ткани (остеопорозом), аменореей и анорексией, что определяется термином «женская спортивная триада» ^ета!е Athlete Т^) [9, 10].
Сегодня хорошо изучена связь между снижением массы тела и аменореей. Аменорея у спортсменок, по мнению ряда специалистов, возникает в результате дисфункции гипоталамуса [11, 12]. Прекращение нормальной импульсной секреции гонадотропных гормонов, лютеинизирующего и фоликулостимулирующего гормонов может быть следствием отрицательного энергетического баланса организма. Отсутствие импульсной секреции этих гормонов подавляет продукцию эстрадиола яичниками, что ведет к прекращению или отсутствию менструаций. Установлено, что у спортсменок с аменореей плотность кости значительно ниже, чем у женщин с нормальным циклом, то есть риск травм для них существенно выше. Степень снижения плотности кости у спортсменок, не имевших менструаций более 6 месяцев, сравнима с плотностью кости у женщин в постменопаузе. Такое разрежение кости может оказаться необратимым и иметь отдаленные последствия. При сопоставлении частоты «усталостных» переломов, случившихся в один и тот же промежуток времени при одинаковом общем пробеге у бегуний с аменореей и у бегуний
с сохранным менструальным циклом, оказалось, что в отсутствие менструаций переломы возникали гораздо чаще [13].
В последние годы изучается зависимость становления репродуктивной системы девочек-подростков от состояния костно-мышечной системы. В норме менархе наступает 9-15 лет, а отсутствие менархе у девушки, достигшей 15 лет и старше, определяется как первичная аменорея. В периоде менархе под влиянием половых гормонов начинается торможение роста в длину за счет блокады зон роста. Значение эстрогенов, андрогенов и прогестерона в регуляции костного ремоделирования заключается в модуляции уровня гормонов, регулирующих кальциевый баланс, и прямом действии на рецепторы клеток-мишеней в костной ткани. Кроме того, половые гормоны регулируют содержание цитокинов в костном мозге и апоптоз костных клеток. Для нормального роста скелета в пубертатном периоде необходимы как эстрогены, прогестерон, так и андрогены, способствующие вместе с гормоном роста и инсулиноподобными факторами роста набору пиковой костной массы. В исследованиях показано, что каждый дополнительный год задержки менархе у девочек с высокой степенью доказательности связан со снижением МПК в шейке бедра и МПК в поясничном отделе позвоночника [11, 12].
Полагают, что эстрогены и тестостерон имеют разный механизм действия на кость до периода менархе. Тестостерон способствует периостальному росту кости, эстрогены же влияют на толщину кортикального слоя через остеокласты, ингибируя ремоделирование на эндостальной поверхности кости. Таким образом, рост кости в толщину происходит за счет преобладания процессов периостально-го синтеза над процессами эндостальной резорбции кости. Угнетение роста либо усиление резорбции снижают толщину кортикального слоя. Данный период, возможно, ассоциируется с повышением риска переломов, особенно в дистальном отделе предплечья, поскольку в этом участке объем кости увеличивается быстрее. Создается относительный ее дефицит и снижение устойчивости к механическому воздействию (травме). В более позднем возрасте в регуляции метаболизма кости у женщин участвуют в основном эстрогены. Увеличение уровня эстрогенов после менархе ассоциируется со снижением уровня маркеров костного ремоделирования. Эффекты эстрогенов в данном случае опосредуются через индукцию апоптоза хондроцитов в пластинках роста и остеокластов в трубчатой и трабекулярной кости [14, 15].
Среди основных показателей физического и полового развития, необходимых для реализации репродуктивной функции, выделяют возрастные изменения размеров и формы костей таза, которые начинают увеличиваться по женскому типу под влиянием половых гормонов в пубертатном периоде. В этой связи должна проводиться скрининговая динамическая оценка состояния позвоночника и тазовых костей у девочек и девушек в процессе роста и развития организма с акцентом на перспективы
деторождения и сохранение их репродуктивного потенциала.
Таким образом, особую актуальность приобретают научное обоснование и разработка новых подходов к организации и проведению работы по охране здоровья школьников, совершенствование системы их медицинского обеспечения на основе внедрения новых организационных технологий, учитывающих состояние здоровья, факторы, оказывающие влияние на его формирование, и медико-социальные возрастные особенности в современных условиях.
Мансурова Г.Ш.
1п^://о^.огд/0000-0003-3780-5243
Мальцев С.В.
Ы^://о^.огд/0000-0002-6203-2134
ЛИТЕРАТУРА
1. Мирская Н.Б., Коломенская А.Н., Синякина А.Д. Медико-социальная значимость нарушений и заболеваний костно-мышечной системы детей и подростков (обзор литературы) // Гигиена и санитария. - 2015. - № 1.
2. Шавалиев Р.Ф., Куликов О.В., Самолина И.В., Фархутди-нова Г.М. Итоги профилактических осмотров детей 0-17 лет в Республике Татарстан за 2013-2015 гг. // ПМ. - 2016. - № 7 (99).
3. Национальная программа «Недостаточность витамина D у детей и подростков Российской Федерации: Современные подходы к коррекции». - М.: Педиатрь. - 2018. - 96 с.
4. Куприенко Н.Б., Смирнова Н.Н. Витамин D, ожирение и риск кардиоренальных нарушений у детей // Артериальная гипертен-зия. - 2015. - № 21 (1). - С. 48-58.
5. Гранкина И.К. Причины снижения двигательной активности школьников // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Наука и социум». - 2017. - № 2.
6. Золичева С.Ю., Тарасов А.В., Беличенко О.И., Смоленский А.В. Современный взгляд на некоторые проблемы детско-юношеского спорта // ВНМТ. - 2018. - № 3. - С. 76-82.
7. Ключников С.О., Кравчук Д.А., Оганнисян Г.О. Остеопороз у детей и его актуальность для детской спортивной медицины // Рос. вестн. перинатол. и педиат. - 2017. - № 3. - С. 112-118.
8. Иванов В.Д., Вахитов М.Г. Факторы, воздействующие на здоровье учащихся в современных условиях // Физическая культура. Спорт. Туризм. Двигательная рекреация. - 2018. - Т. 3, №. 1. -С. 70-73.
9. Hilibrand M.J., Hammoud S., Bishop M., Woods D., Fredrick R.W., Dodson C.C. Common injuries and ailments of the female athlete; pathophysiology, treatment and prevention // Phys Sportsmed. -2015. - Vol. 43 (4). - P. 403-411.
10. De Souza M.J., Nattiv A.et all. Female Athlete Triad Coalition consensus statement on treatment and return to play of Female Athlete Triad // Clin. J Sport Med. - 2017.
11. Thiemann P., Legenbauer T., Vocks S., Platen P., Auyeung B., Herpertz S. Eating Disorders and Their Putative Risk Factors Among Female German Professional Athletes // Eur Eat Disord Rev. - 2017. -Vol. 23 (4). - P. 269-276.
12. Qiang Zhang, J. Greenbaum, Wei-Dong Zhang Age at menarche and osteoporosis: A Mendelian randomization study. - Bone, 2018.
13. De Souza M.J., Nattiv A.et al. Female Athlete Triad Coalition consensus statement on treatment and return to play of Female Athlete Triad // Clin. J Sport Med. - 2017.
14. De Souza M.J., Nattiv A., Joy E., Misra M., Williams N.I., Mallinson R.J., Gibbs J.C. et al. Female Athlete Triad Coalition consensus statement on treatment and return to play of the female athlete triad: 1st International Conference held in San Francisco, CA, May 2012, and 2nd International Conference held in Indianapolis in May 2013 // Clin. J Sport Med. - 2014. - Vol. 24 (2). - P. 96-119. DOI: 10.1136/bjsports-2013-093218
15. Mountjoy M., Sundgot-Borgen J., Burke L., Carter S., Con-stantini N., Lebrun C. et al. The IOC consensus statement: beyond the Female Athlete Triad—Relative Energy Deficiency in Sport (RED-S) // Br J Sports Med. - 2014. - Vol. 48 (7). - P. 491-497. DOI: 10.1136/ bjsports-2014-093502
