CC BY
21УДК: 613.24:577.171-053.2/.6
Н.Н. Каладзе1, Н.Н. Скоромная2 СВЯЗЬ МЕЖДУ ЛЕПТИНОМ, МИНЕРАЛЬНЫМ ОБМЕНОМ И ДАННЫМИ ДЕНСИТОМЕТРИИ У ДЕТЕЙ С ИЗБЫТОЧНОЙ МАССОЙ ТЕЛА
'Медицинская академия имени С.И. Георгиевского, ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И. Вернадского», г. Симферополь 2Таврическая академия, ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И. Вернадского», г. Симферополь
РЕЗЮМЕ
Цель. Изучить влияние компонентов минерального обмена на структурно-функциональное состояние костной ткани у детей с избыточной массой тела.
Пациенты и методы. Нами было обследовано 30 детей с различной массой тела в возрасте от 10 до 15 лет. Состояние костной ткани изучено с помощью ультразвукового денситометра.
Результаты. У детей, имеющих высокие значения ИМТ, показатель прочности кости напрямую коррелировал с уровнем Са в крови. Содержание Р было связано с денситометрическим показателем (СРУ) обратной корреляционной связью. На фоне гиперлептинемии наблюдалась гипокальцие-мия у 28,57% пациентов.
Заключение. Результирующий показатель прочности костной ткани у детей с избыточной массой тела находился в пределах возрастной нормы, но были выявлены изменения показателей, характеризующих состояние кортикального слоя кости. Ключевые слова: дети, костная ткань, минеральный обмен, лептин, денситометрия.
SUMMARY
The objective. To study of components minerals exchange influence on structural and functional state of children having overweight.
Patients and methods. We have examined 30 children with different body weight between the ages at 10 to 15 years. Through ultrasound densitometry studied a state of bone tissue.
Results. At children having light value BHY, an indicators index of bone directly correlated at blood with level of Ca. Content of P was connected with figures of densitometry, back-correlation links. At 28,57 % patients on account of hyperleptinemia is observed hypocalcaemia.
Conclusion. At children, having overweight resulting index of bone tissue was within of age norm, but was revealed changes index charactering state of cortical layer bone. Keywords: children, bone tissue, minerals exchange, leptin, densitometry.
Введение
Главным показателем здоровья кости является её плотность, которая поддерживается чётким балансом между процессами образования кости и резорбции. В развивающемся растущем организме процессы перестройки костной ткани (КТ) характеризуются преобладанием косте-образования над резорбцией, в результате чего КТ увеличивается до достижения максимальной величины плотности, т.е. «пика костной массы» (ПКМ), определяющей её прочность на протяжении всей последующей жизни [1].
В росте, развитии и метаболизме КТ существенную роль играет минеральный обмен, включая обмен основных элементов - кальция (Са), фосфора (Р) и магния (Mg). Количество костной массы и уровень минерализации скелета являются важными характеристиками качества кости [2; 3]. Нарушение процессов костеобразования у ребёнка под воздействием различных факторов ведёт к снижению костной прочности уже в детском возрасте и, как следствие, к повышенному риску развития остеопороза и переломов костей в последующее годы [4].
Среди факторов, оказывающих влияние на формирование ПКМ, определённая роль отводится и жировой ткани, поскольку она имеет важные регуляторные пути, модулирующие костное ремоделирование, включая секрецию гормонов и цитокинов, которые непосредственно воздей-
ствуют на КТ [5]. В 2000 г. была впервые обнаружена способность лептина, стимулировать остеогенез. Ducy Р. et а1. показали, что модели мышей с отсутствием гена лептина характеризуются не только ожирением, но и повышенной костной массой, в результате значительного усиления процессов формирования КТ [6]. В последующих исследованиях по изучению влияния лептина на костный метаболизм человека, получены неоднозначные результаты.
В связи с этим целью нашего исследования явилось установление характера взаимосвязей между компонентами минерального обмена, данными денситометрии и уровнем лептина у детей с избыточной массой тела
Материал и методы
Исследования проводились на базе детского клинического кардиоревматологического санатория «Юбилейный» (г. Евпатории). Обследовано 30 детей (14 девочек (46,67%), 16 мальчиков (53,33%)) с различной массой тела, не имеющих хронической патологии, которая способна отрицательно влиять на фосфорно-кальциевый обмен и костный метаболизм, в возрасте от 10 до 15 лет (средний возраст детей составил 12,30±0,29 лет), которые составили общую группу (ОГ). В контрольную группу (КГ) вошли 15 практически здоровых детей, без патологии опорно-двигательного аппарата. Денситометрические показатели сравнивались с соответствующими пока-
зателями детей и подростков Украины (n=1591), которые составили группу сравнения (ГС).
Антропометрические исследования проводились с помощью стандартных измерительных приборов (напольного ростомера и медицинских весов). Антропометрические измерения включали: измерения роста, массы тела, окружностей талии и бёдер. Сравнение полученных данных и оценку физического развития проводили по сводным центильным таблицам распределения роста и массы тела в зависимости от возраста и пола ВОЗ для детей 5 - 19 лет [7]. На основе выполненных измерений рассчитали индекс массы тела (ИМТ) по формуле: ИМТ = М/Р2, где М -масса тела, кг; Р - рост, м. Полученные результаты оценивали при помощи стандартных отклонений ИМТ (SDS — standard deviation score), согласно рекомендациям ВОЗ. Ожирение у детей и подростков следует определять как +2,0 SDS ИМТ, избыточную массу тела от +1,0 до +2,0 SDS ИМТ, а дефицит массы тела от -1,0 до -2,0 SDS ИМТ [7].
Изучение основных показателей минерального обмена производилось на основании однократного исследования в сыворотке крови концентраций общего кальция, фосфора, магния. В качестве маркера костеобразования в сыворотке крови нами исследовался уровень активности щелочной фосфатазы (ЩФ) - спектрофотоме-тричным методом. Материалом служила венозная кровь пациентов, взятая из локтевой вены утром натощак.
Однократное определение лептина и адипо-нектина в сыворотке крови проводилось имму-ноферментным методом. Нормальным содержанием лептина в крови у детей было принято 2,26 (1,26-4,71) нг/мл [8].
Исследование структурно-функционального состояния костной ткани (СФС КТ) у детей проводили с помощью ультразвукового остео-денситометра «Ahilles+» (Lunar-General Electric Medical Systems, USA) на пяточной кости. Оценка полученных данных проводилась по Z-критерию, который характеризует МПКТ обследуемого ребёнка и выражается в единицах стандартного отклонения (SD) от возрастно-по-лового норматива с использованием таблиц соответствующих возрастно-половых нормативных показателей у детей Украины, согласно данным В. В. Поворознюка (2001), составивших группу сравнения (ГС, n=1591). Отклонения ИП КТ в пределах 1 SD трактовались как норма. Диагноз
остеопенического синдрома подтверждался при снижении значений ИП КТ от 1 SD до 2,5 SD от возрастной нормы. Диагноз «остеопороз» предусматривал снижение значения показателя ИП КТ более чем на 2,5 SD от нормативных показателей [9].
Статистическая обработка данных проводилась с использованием методов параметрической и непараметрической статистики с помощью статистической программы Statistica 8.0 (Statsoft, США). Для оценки степени взаимосвязей проводился корреляционный анализ с вычислением парных коэффициентов корреляции Спирмена (г).
Результаты
Проведенный анализ антропометрических данных показал, что из 30 обследованных детей 6 (20%) имели ИМТ от +1,0 до +2,0 SDS, что соответствовало избыточной массе тела. Ожирение по ИМТ (+2,0 SDS) зарегистрировано у 15 (50%) детей и дефицит массы тела (ИМТ от -1,0 до -2,0 SDS) наблюдали у 9 (30%) обследованных пациентов.
При анализе анамнестических данных было установлено, что низкоэнергетические переломы, произошедшие при минимальной травме, имели 6 (28,57%) обследованных детей с избыточной массой тела и ожирением, у 2 (9,52%) детей в анамнезе было зафиксировано по два перелома, не соответствующих уровню травмы.
Изучение кальциевого гомеостаза у детей с избыточной массой тела и ожирением позволило установить, что уровень Са в сыворотке находился на минимальных значениях физиологической нормы (2,25±0,07 ммоль/л) и при сравнении с данными КГ наблюдалась тенденция к снижению (р>0,05) (таб. 1). Вместе с тем, индивидуальный анализ содержания Са позволил установить, что у 6 (28,57%) обследуемых детей, имеющих высокие значения ИМТ, состояние гипокальцие-мии, а у 3(14,3%) пациентов была выявлена выраженная гипокальциемия (менее 2,0 ммоль/л). Исследование уровней Р и Mg в крови не выявило статистически значимых различий в сравнении с КГ. Однако у детей с избыточной массой тела и ожирением содержание Mg были несколько выше (р>0,05) по сравнению со здоровыми сверстниками. Уровень Р в группе детей, имеющих высокие значения ИМТ, практически не отличался от показателей КГ, но при сравнении с ОГ имел тенденцию к снижению (р>0,05).
При изучении показателей биохимических
маркеров костеобразования было выявлено, что у детей с избыточной массой тела и ожирением, по сравнению с данными КГ, активность ЩФ снижена (р>0,05) и составила 2,7±0,25 мкат/л. Согласно литературным данным, снижение активности ЩФ усугубляет всасывание Р в кишеч-
нике [10], что даёт нам возможность объяснить наметившуюся тенденцию к снижению уровня Р в крови у детей с высокими значениями ИМТ. Оценка результатов исследования содержания в сыворотке крови лептина и адипонектина показала их разнонаправленную динамику.
Таблица 1
Показатели кальций-фосфорного обмена, маркеры костного метаболизма у обследуемых
детей
Показатели КГ, п=15 ОГ, п=30 Избыт. МТ, п=21 Норма
Са++ в крови, ммоль/л 2,40±0,20 2,29±0,07 р>0,05 2,25±0,07 р>0,05 2,25-2,75
Р в крови, ммоль/л 1,09±0,12 1,19±0,05 р>0,05 1,07±0,03 р>0,05 0,87-1,78
Mg в крови, ммоль/л 0,73±0,06 0,81±0,02 р>0,05 0,81±0,02 р>0,05 0,65-1,03
ЩФ, мкат/л 3,57±0,4 3,39±0,29 р>0,05 2,7±0,25 р>0,05 1,2-6,3
Примечание: p - достоверность различия показателей при сравнении с КГ
В ОГ уровень лептина статистически значимо (р<0,001) превышал контрольные значения. Показатель лептина у детей, имеющих избыточную массу тела был достоверно выше значений КГ и составил 13,70±1,12 нг/мл (р<0,001). На фоне гиперлептинемии содержание адипонектина
было ниже контрольных показателей в обеих группах. В ОГ его уровень составил 9,76±0,33 мкг/мл (р>0,05), в группе детей, имеющих избыточную массу тела и ожирение - 9,19±0,33 мкг/мл (р<0,05). В КГ его показатель составил 13,49±1,69 мкг/мл (табл. 2).
Таблица 2
Содержание лептина и адипонектина в сыворотке крови у обследуемых детей, М±m
Группа Кол-во, п Лептин, нг/мл Адипонектин, мкг/мл
КГ 15 2,9±0,79 13,49±1,69
ОГ 30 11,01±1,13 9,76±0,33
р<0,001 р>0,05
Избыт. МТ 21 13,70±1,12 9,19±0,33
р<0,001 р<0,05
Примечание: р - достоверность различия показателей при сравнении с КГ.
Проведенное нами денситометрическое исследование КТ у детей ОГ показало, что скорость прохождения ультразвуковой волны была ниже (р<0,05), относительно средне-популяци-онных величин 1565,89±2,46 м/с (таб. 3). У детей с избыточной массой тела выявлены наиболее низкие показатели СРУ 1545,68±5,63 м/с (р<0,05) при сравнении с данными ГС. Наблюдаемое снижение показателя СРУ вероятно связано с изменениями, происходящими в кортикальном слое, поскольку скорость прохождения волны в большей степени зависит от толщины, плотности и эластичности наружного слоя КТ.
Показатель ШОУ, характеризующий не только плотность трабекулярной ткани, но и размеры, и пространственную ориентацию трабекул был
выше (р<0,05) среднестатистической нормы. В группе детей, имеющих избыточную массу тела, показатель ШОУ имел наибольшее значение 120,32±3,31 дБ/МГц (р<0,05) относительно средне-популяционных величин.
Результирующий показатель ИП КТ у обследованных детей ОГ был выше (р>0,05) средне-популяционных значений, с наибольшими показателями у детей с избыточной массой тела 93,0±2,93 % (р>0,05). Вместе с тем, при индивидуальном анализе было выявлено, что у 3 (10%) детей, имеющих недостаточную массу тела, показатель костной прочности был ниже нормативных значений. Снижение ИП КТ отмечалось в пределах от (-1 SD) до (-2,5 SD) и было расценено как остеопения.
Таблица 3
Показатели структурно-функционального состояния костной ткани у обследуемых детей
Группа Кол-во, n ИП КТ, % ШОУ, дБ/МГц СРУ, м/с
ГС 1591 87,28±1,08 103,66±0,92 1565,89±2,46
ОГ 30 90,70±2,88 p>0,05 113,89±3,05 p<0,05 1550,93±4,65 p<0,05
Избыт. МТ 21 93,0±2,93 p>0,05 120,32±3,31 p<0,05 1545,68±5,63 p<0,05
Примечания: р - достоверность отличия показателей обследованных детей с ГС.
Проведённый анализ взаимного влияния ден-ситометрических параметров и показателей жирового обмена выявил прямую корреляционную связь средней силы между показателем ШОУ и содержанием лептина (г=0,660; р<0,05) у детей ОГ. В то время как адипонектин был связан обратной корреляционной связью с ШОУ (г=-0,535; р<0,01). У детей с избыточной массой тела не было выявлено зависимости между адипокина-ми и СФС КТ.
При изучении взаимосвязей между денси-тометрическими параметрами и показателями минерального обмена было выявлено, что уровень Са находился в прямой корреляционной зависимости с ИП (г=0,552; р<0,05) и показателем ШОУ(г=0,545; р<0,05). У детей с избыточной массой тела и ожирением связь Са с денситоме-трическими показателями аналогична таковой в ОГ, но только более значимая - с ИП (г=0,757; р<0,05) и показателем ШОУ (г=0,811; р<0,05). Содержание Р связано с денситометрическим показателем (СРУ) обратной корреляционной связью (г=-0,821; р<0,05) у детей с высокими значениями ИМТ.
Результаты проведенного корреляционного анализа между показателями минерального обмена и липидного спектра крови показали, что у детей с избыточной массой тела и ожирением зависимости между уровнем лептина и маркером костного метаболизма обнаружено не было. За исключением отрицательной корреляционной связи лептина с уровнем Р (г= -0,572; р<0,01) и ЩФ (г= -0,542; р<0,01) в ОГ обследованных детей.
Обсуждение и выводы
Суммируя вышеизложенные данные, можно сделать заключение, что у детей с избыточной массой тела и ожирением уровень лептина статистически значимо превышал норму. Активность ЩФ, что отражает интенсивность процессов ко-стеобразования у детей, была снижена. На фоне гиперлептинемии наблюдалась гипокальциемия у 28,57% пациентов. У детей, имеющих высокие значения ИМТ, показатель прочности кости напрямую коррелировал с уровнем Са в крови. Согласно литературным данным, недостаточное обеспечение растущего организма Са, сопровождается снижением толщины кортикального слоя и приводит к снижению качества кости [11; 12]. На изменения, происходящие в кортикальном слое, указывали и более низкие показатели СРУ относительно средне-популяционных значений. Кроме того, денситометрический показатель СРУ был связан обратной корреляционной связью с уровнем Р. Подобная закономерность может быть объяснена тем, что высокое содержание Р в организме сопровождается нарушением архитектоники костей и снижением МПК [13].
Таким образом, проведенное нами исследование показало, что, несмотря на нормальные значения результирующего показателя индекса прочности кости у детей с избыточной массой тела наблюдались изменения показателей, характеризующих состояние кортикального слоя кости на фоне гипокальциемии и гиперлептине-мии.
Литература
1. Bonny L. Specker. Ann. Nestle 2002; 60 (6):94-105.
2. Скрипникова И.А., Щеплягина Л.А., Новиков В.Е., Кос-матова О.В., Абирова А.С. Возможности костной рентгеновской денситометрии в клинической практике. Москва; 2015:36.
3. Щеплягина Л.А., Круглова И.В., Моисеева Т.Ю., Храм-цова С.Н. Остеопороз у детей: проблемы и решения. Рос-
References
1. Bonny L. Specker. Ann. Nestle 2002; 60 (6):94-105.
2. Skripnikova I.A., Shheplyagina L.A., Novikov B.E., Kosmatova O.V, Abirova A.S. Vozmozhnosti kostnoj rentgenovskoj densitometrii v klinicheskoj praktike. Moskva; 2015:36.
3. Shheplyagina L.A., Kruglova I.V., Moiseeva T.Y., Xramcova S.N. Osteoporoz u detej: problemy i resheniya. Rossijskij
сийский педиатрический журнал 2007; 2: 4-8.
4. Рожинская Л.Я. Системный остеопороз: практическое руководство для врачей. Москва; 2000:195.
5. Kawai M., de Paula F.J.A., Rosen C.J. New Insights into Osteoporosis: The Bone-Fat Connection Intern. Med. 2012; 272 (4):317-329.
6. Ducy P. Leptin inhibits bone formation through a hypothalamic relay: a central control of bone mass. Cell 2000; 100 (2):197-207.
7. Руднев С.Г., Соболева Н.П., Стерликов С.А., Николаев Д.В., Старунова О.А., Черных С.П., Ерюкова Т.А., Колесников В.А., Мельниченко О.А., Пономарёва Е.Г. Биоимпе-дансное исследование состава тела населения России. М: РИО ЦНИИОИЗ; 2014:493.
8. Guler N., Kirerleri E., Ones U., Tamay Z., Salmayenli N., Dalerdeliler F. Leptin: Does it have any role in childhood asthma? Allergy Clin. Immunol. 2004; 114: 254-259.
9. Поворознюк В.В., Вшенский А.Б., Григор'ева Н.В. Остеопешчний синдром у дггей та пвдлитав: фактори ри-зику, дiагностика, профшактика. Ки!в; 2001:28.
10. Казимирко В.К., Коваленко В.Н., Мальцев В.И. Остео-пороз: патогенез, клиника, профилактика и лечение. Киев: МОРИОН; 2006:160.
11. Щеплягина Л.А., Моисеева Т.Ю. Кальций и кость: профилактика и коррекция нарушений минерализации костной ткани. Consilium medicum 2003; 5 (6):29-32.
12. Rizolli R. Milk products and bone growth. Bull Acad Nat Med. 2008; 192 (4):731-737.
13. Храмцова С.Н. Оценка уровня кальция и фосфора в прогнозировании остеопении у детей и подростков. Общественное здоровье и профилактика заболеваний. 2007; 2:47-50.
pediatricheskij zhurnal 2007; 2: 4-8.
4. Rozhinskaya L.Y. Sistemnyj osteoporoz: prakticheskoe rukovodstvo dlya vrachej. Moskva; 2000:195.
5. Kawai M., de Paula F.J.A., Rosen C.J. New Insights into Osteoporosis: The Bone-Fat Connection Intern. Med. 2012; 272 (4):317-329.
6. Ducy P. Leptin inhibits bone formation through a hypothalamic relay: a central control of bone mass. Cell 2000; 100 (2):197-207.
7. Rudnev S.G., Soboleva N.P., Sterlikov S.A., Nikolaev D.V, Starunova O.A., Chernyx S.P., Eryukova T.A., Kolesnikov V.A., Melnichenko O.A., Ponomaiyova E.G. Bioimpedansnoe issledovanie sostava tela naseleniya Rossii. M: RIO CNIIOIZ; 2014:493.
8. Guler N., Kirerleri E., Ones U., Tamay Z., Salmayenli N., Dalerdeliler F. Leptin: Does it have any role in childhood asthma? Allergy Clin. Immunol. 2004; 114: 254-259.
9. Povoroznyuk V.V., Vilenskij A.B., Grigor'eva N.V. Osteopenichnij sindrom u ditej ta pidlitkiv: faktori riziku, diagnostika, profilaktika. Kiiv; 2001:28.
10. Kazimirko V.K., Kovalenko V.N., Malcev VI. Osteoporoz: patogenez, klinika, profilaktika i lechenie. Kiev: MORION; 2006:160.
11. Shheplyagina L.A., Moiseeva T.Y. Kalcij i kost: profilaktika i korrekciya narushenij mineralizacii kostnoj tkani. Consilium medicum 2003; 5 (6):29-32.
12. Rizolli R. Milk products and bone growth. Bull Acad Nat Med. 2008; 192 (4):731-737.
13. Xramcova S.N. Ocenka urovnya kalciya i fosfora v prognozirovanii osteopenii u detej i podrostkov. Obshhestvennoe zdorove i profilaktika zabolevanij. 2007; 2:47-50.
Сведения об авторах:
Скоромная Наталья Николаевна - к.мед.н., доцент кафедры валеологии и безопасности жизнедеятельности человека Таврической академии КФУ им. В.И. Вернадского, г. Симферополь, e-mail: skoromnaya_n@mail.ru;
Каладзе Николай Николаевич - д.мед.н., профессор, зав. каф. педиатрии, физиотерапии и курортологии ФПМКВК и ДПО Медицинской академии имени С.И. Георгиевского КФУ им. В.И. Вернадского, г. Симферополь. e-mail: evpediatr@rambler.ru. Тел. кафедры +38(0652) 27-66-26
Поступила 28.01.2016
