Журнал «Травма» Том 9, №4, 2008

Термин “метаболические болезни костей” обычно используют для обозначения генерализованного поражения скелета, чаще на фоне нарушений гомеостаза кальция. Нарушения обмена коллагена и других белков кости обычно объединяют в группу скелетных дисплазий. Нарушения костного метаболизма часто проявляются болевым синдромом, деформацией и переломами костей, поэтому большинство больных обращаются к ревматологам и ортопедам. Однако врачи практически всех специальностей сталкиваются со многими аспектами нарушений костного метаболизма. Основные типы метаболических заболеваний костей:

• остеопороз;
• остеомаляция (рахит);
• почечная остеодистрофия;
• гиперкальциемия лечения острых состояний;
• гипокальциемия.

Основные понятия остеологии

Костная ткань представлена клеточными элементами, органическим матриксом и мине-ральными веществами. Органический матрикс (или остеоид) на 90% состоит из коллагена. Фибриллы коллагена формируют пластины, которые расположены либо параллельно друг другу вдоль трабекул или периостеума, либо концентрически вокруг кровеносных сосудов, образуя при этом гаверсовы каналы, соединенные между собой поперечными (фолькманновскими) каналами. При ускоренном метаболизме указанная геометрия костной ткани нарушается. Неколлагеновая часть матрикса представлена витамин К-зависимыми глютамилпротеинами (остеокальцином), матричными протеинами, протеином S, остеопонтином, остеонектином, фибронектином, а также фосфопротеидами, сиалопротеидами и белками сывороточного происхождения. Белки неколлагеновой группы также связаны с минерализацией кости.

Минеральная часть кости представлена преимущественно кальцием и фосфатом. Для нормальной минерализации костей необходимо поддержание определенных концентраций Са2+ и РО43- во внеклеточной и периостальной жидкости.

Ремоделирование кости (образование и резорбция) - динамический процесс, при котором неорганические вещества (минералы) откладываются в органический матрикс. Кость формируют клетки мезенхимального происхождения - остеобласты, которые синтезируют и секретируют органический матрикс. Остеобласты снабжены большим количеством рецепторов паратиреоидного гормона (ПТГ), витамина D, простагландинов, интерлейкинов и трансформирующего фактора роста (ТФР). В остеобластах локализуется основное количество щелочной фосфатазы кости. Сразу после секреции матрикса начинается его минерализация, которая заканчивается через несколько недель. В процессе минерализации остеобласты превращаются в остеоциты - полностью интегрированные в кость и имеющие очень низкую метаболическую активность клетки. Резорбцию кости осуществляют остеокласты (многоядерные клетки, образующиеся при слиянии клеток-предшественников макрофагального/моноцитарного ряда), активно синтезируя и секретируя во внеклеточное пространство лизосомальные ферменты.

Гормональная регуляция процесса ремоделирования

Паратиреоидный гормон: стимулирует резорбцию кости, опосредованно воздействуя на остеокласты.

Кальцитонин: ингибирует резорбцию кости, непосредственно воздействуя на остеокласты.

Инсулин: стимулирует синтез матрикса и формирование хряща, необходим для нормальной минерализации кости. Действует отчасти посредством увеличения концентрации инсулиноподобного фактора роста-1 (ИФР-1).

Гормон роста: поддерживает в пределах нормы общую костную массу посредством регу-ляции синтеза ИФР-1 в печени; стимулирует синтез 1,25 дигидроксин-витамина D, который в свою очередь увеличивает всасывание Са2+ в кишечнике.

Витамин D: отвечает за минерализацию костей, стимулируя синтез остеокальцина остеобластами и увеличивая концентрацию ИФР-связывающих белков (другие механизмы пока точно не установлены).

Глюкокортикоиды: стимулируют резорбцию кости путем снижения всасывания Са2+ в кишечнике, что сопровождается снижением секреции ПТГ.

Эстрогены: опосредованно - подавляя продукцию интерлейкинов (ИЛ-1/ИЛ-6) - уменьшают резорбцию кости; поддерживают массу кости за счет регулировки активности гена ТФРb, который действует на эстрогеновые рецепторы костной ткани (но не эндометрия).

Андрогены: оказывают анаболическое действие на костную ткань.

Гормоны щитовидной железы: стимулируют резорбцию кости, действуя на остеокласты через остеобласты.

Гомеостаз кальция

Более 90% кальция в организме локализовано в костях, где вместе с фосфатом он образует кристаллы гидроксиапатита. Однако большая часть кости не может свободно обмениваться кальцием с внеклеточной жидкостью (лишь около 2% кальция скелета составляют мобильные запасы).

В плазме крови кальций содержится в трех формах:

1)  в комплексе с органическими и неорганическими кислотами;

2)  в связанной с белками (в основном альбуминами) форме;

3)  в ионизированном виде (несвязанная форма кальция).

Ионизированный кальций, концентрация которого в плазме поддерживается в пределах 1,1-1,3 ммоль/л - это биологически активная форма.

Остеопороз – одно из наиболее распространенных метаболических заболеваний скелета человека. По мнению экспертов ВОЗ, он занимает третье место после сердечно-сосудистых заболевании и сахарного диабета в рейтинге главных медико-социальных проблем современности. Остеопороз – заболевание, которое характеризуется низкой массой кости и микроструктурной перестройкой костной ткани, которая приводит к повышенной ломкости костей и как следствие - к повышению риска переломов, изменениям в нервной системе и внутренних органах.

В Украине эпидемиологические иссле-дования по проблеме остеопороза проведены в 1991-1995 гг. Институтом геронтологии АМН Украины. Установлено, что наибольшая распространенность заболевания отмечается у мужчин Южного и женщин Западного регионов. С возрастом частота заболевания увеличивается. Выраженность остеопоротичных изменений у сельских жителей больше в сравнении с городскими. Остеопороз за рубежом называют "тихой эпидемией", которая широко распространена и в Украине. О распространенности болезни можно судить либо по результатам дорогостоящих исследований на определенных выборках населения, либо на основании анализа осложнений. А это - переломы лучевой кости в типичном месте, переломы шейки бедра, компрессионные переломы позвоночника. Причем если переломы конечностей регистрируются по обращаемости почти в 100 процентах случаев, то переломы позвоночника диагностируются значительно реже, лишь в 1,5-2% случаев.

Распространенность заболевания, дебют в детском, молодом и среднем возрасте, высокий риск развития осложнений ставят перед врачами задачу пополнения и усовершенствования знаний о строении и физиологии костной ткани, ранних клинических проявлениях остеопороза, факторах риска болезни, адекватных методах диагностики и терапии, которые позволят предупредить развитие осложнений и повысить качество жизни пациентов.

Факторы риска развития остеопороза

1. Генетические.

1.1. Этническая принадлежность (белая и азиатская расы).

1.2. Ранняя менопауза.

1.3. Пожилой возраст.

1.4. Женский пол.

1.5. Низкая масса тела.

1.6. Низкий пик костной массы.

1.7. Отсутствие генерализованого остеоартроза.

2. Гормональные.

2.1. Женский пол.

2.2. Семейная агрегация.

2.3. Поздние менструации.

2.4. Бесплодие.

2.5. Заболевания эндокринной системы.

3. Стиль жизни и особенности питания.

3.1. Курение.

3.2. Злоупотребление алкоголем.

3.3. Злоупотребление кофеином.

3.4. Малоподвижный образ жизни.

3.5. Чрезмерная физическая нагрузка.

3.6. Непереносимость молочных продуктов.

3.7. Низкое потребление кальция.

3.8. Чрезмерное потребление мяса.

3.9. Дефицит витамина D в пищи.

4. Сопутствующие заболевания.

5. Продолжительное употребление некоторых лекарственных препаратов.

Отдельные нозологические формы остеопороза

Ювенильный остеопороз - достаточно редкое заболевание. Средний возраст больных 11 лет (от 1,5 лет до 21 года). Характерно острое начало заболевания, когда среди полного здоровья появляются боли в спине, верхних и нижних конечностях. Отмечается неуверенность походки, нарушение осанки в виде усиления грудного кифоза, выпрямления поясничного лордоза. Возникает болезненность остистых отростков грудных и поясничных позвонков при перкуссии. Возможно возникновение переломов после легких травм. На рентгенограммах обнаруживаются признаки распространенного остеопороза позвонков, деминерализация периферических отделов скелета. Продолжительность заболевания от нескольких месяцев до нескольких лет.

Идиопатический остеопороз развивается в возрасте от 20 до 50 лет. Мужчины болеют в два раза чаще, чем женщины. Заболевание начинается постепенно и проявляется непо-стоянными болями в позвоночнике, которые со временем приобретают хронический характер. Имеется склонность к переломам ребер и тел позвонков, и как следствие - уменьшение роста больных. У женщин часто пусковым фактором бывает беременность и кормление ребенка грудью с рецидивами заболевания во время последующих беременностей. При лабораторных исследованиях во многих случаях обнаруживается гиперкальциурия. По рентгенологическим данным поражается только скелет туловища. Часть исследователей связывает развитие данной формы остеопороза с чрезмерным употреблением алкоголя и курением сигарет.

Постменопаузальний остеопороз (пресенильный) – наиболее частая и тяжелая форма заболевания. Женщины страдают в шесть раз чаще, чем мужчины, имеется тесная взаимосвязь с менопаузой. Поражается преимущественно скелет туловища (грудной и поясничный отделы позвоночника, тазовые кости, ребра). Обычными для данной формы являются компрессионные переломы тел позвонков, которые связаны с потерей губчатой ткани, и как следствие - уменьшение роста пациентов. Протекать заболевание может в двух формах: острой или хронической. Потерей губчатой ткани объясняют характерные для данной формы остеопороза частые переломы лучевой кости в типичном месте даже при незначительной травме.

В патогенезе постменопаузального остеопороза важное значение имеет снижение продукции эстрогенов, в частности эстрадиола, в период менопаузы. Кроме того, недостаток эстрогенов вызывает повышение чувствительности костной ткани к действию ПТГ и уменьшению секреции кальцитонина. Имеет значение и уменьшение всасывания кальция из кишечника в период менопаузы и вторичный дефицит витамина D.

Сенильный остеопороз развивается после 70 лет, женщины страдают в два раза чаще, чем мужчины. В равной степени теряется губчатая и кортикальная костная ткань как в костях скелета, так и конечностей. Тяжелым осложнением данной формы заболевания является перелом шейки бедра, компрессионные переломы тел позвонков отступают на второй план. В происхождении этих переломов кроме повышенной ломкости костей имеют значение более частые падения людей старческого возраста в результате снижения мышечной силы, ухудшения зрения, головокружения вследствие болезней органов кровообращения и нервной системы. Данную форму заболевания следует отмежевывать от физиологической возрастной атрофии костной ткани, которая клинически никак не проявляется, при ней сохраняется достаточная прочность костей.

Патогенез развития остеопороза у детей

Особый интерес представляют этиологические факторы и патогенез развития остеопороза у детей. В наше время проблема остеопороза у детей из раритетной в педиатрии превращается в патологию, которая часто встречается и плохо диагностируется. При этом имеет значение не только четко очерченная клиника и периоды, в которые происходит физиологически обусловленный рост ребенка, но и возникающие критические состояния, которые непосредственно могут привести как к персистентному, так и имманентному остеопорозу. Сегодня надо говорить не только об особенностях акселерации детей, а и про децелерацию, то есть уменьшение антропометрических показателей и снижение функциональных (в частности мышечных) возможностей у детей. Остеопороз у подростков в определенной мере является проявлением имманентных критических возрастных состояний, которые встречаются у 44% подростков и сочетаются у 51% из них со сколиозом.

Отдельную группу составляют дети, развитие остеопороза у которых происходит на фоне хронических, продолжительно протекающих заболеваниях нервной системы. Впервые мы встретились с клиническими проявлениями остеопороза у детей, больных це-ребральным параличом, прежде всего у тех, которые продолжительно сохраняли горизон-тальное положение или большую часть дня проводили в инвалидной коляске.

Начиная с 1998 года в Донецкой области на основе трехстороннего научного договора между Областным детским клиническим центром нейрореабилитации, кафедрой детской и общей неврологии ФПО ДонНМУ и Донецким НИИ травматологии и ортопедии проводится научно-исследовательская работа по изучению клинических проявлений остеопороза у детей.

За период существования Донецкого областного детского клинического центра ней-рореабилитации мы наблюдали выраженные проявления остеопороза у 138 детей в возрасте от 5 до 12 лет. При этом у 11 пациентов переломы нижних конечностей вследствие остеопороза возникли при проведении общего массажа, у 6 переломы бедренной кости возникли во время купания в ванне и перекладывании больных. У 9 пациентов переломы тел поясничных позвонков произошли при лечении методом мануальной терапии с использованием грубых мануальных приемов. Кроме того, мы наблюдали перелом костей в голеностопном суставе у 9 детей с врожденной слабостью соединительной ткани при синдроме Элерса-Данлоса (так называемый МАSS-фенотип). У 2 больных детей 7 и 8 лет мы были свидетелями неоднократных переломов предплечья, которые возникали вследствие болезни обмена – гомоцистинурии (подтвержденной в медико-генетическом центре). Однако после проведения анализа течения заболеваний, которые приводят к развитию болезни у детей (табл.). Мы выделили ряд неврологических синдромов – первых проявлений остеопороза: продолжительная боль в мышцах, костях, крупных суставах, позвоночнике, прогрессирующий вегетативно-сосудистый синдром с дистоническими и синкопальными приступами, полинейропатия, акропарестезии, головная боль.