Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

МИНЕРАЛЬНАЯ ПЛОТНОСТЬ КОСТЕЙ СКЕЛЕТА, МАССА МЫШЦ И ПРОБЛЕМЫ ПРОФИЛАКТИКИ ПЕРЕЛОМОВ

Свешников А. А.,

Глава 5. ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ ПОЗВОНОЧНИКА

Изучение возрастных изменений МПК в позвоночнике – предмет особого внимания физиологов и клиницистов. Это обусловлено тем, что у женщин возрастная убыль минералов в костях осевого скелета, по мнению ряда исследователей [335] начинается очень рано (с 20 лет). В 20–29 лет механическая прочность трабекулярной кости позвонка уменьшается на 18 % [235], а к 60 годам – на 47 % [221]. В 85 лет МПК снижается на 58 % [334], в связи с чем существенно возрастает риск переломов. Есть указания на то, что каждый четвертый перелом позвоночника обусловлен низкой плотностью в нем минералов [203]. Между тем, особенность осевого скелета состоит в том, что при занятии спортом, соответствующей концентрации половых гормонов, витамина D3 и хорошем всасывании минералов в кишечнике можно как задержать их убыль, так и несколько поднять возрастную величину МПК [294]. Количественная оценка минеральной плотности в позвоночнике стала возможной с появлением метода двухфотонной абсорбциометрии. Первый в России аппарат, основанный на этом методе, начал работать в Кургане в 1985 году [57]. Но всесторонняя количественная оценка МПК в позвоночнике при ошибке измерения ± 2 %, а также морфометрических параметров позвонков, оказались возможными при использовании метода рентгеновской двухэнергетической абсорбциометрии [183]. Созданный на основе этого метода костный денситометр начал работать в Кургане в 2002 году.

Наши наблюдения проведены на 2870 практически здоровых людях в возрасте от 5 до 85 лет, не имевших костной патологии. Они были разбиты на группы с интервалом в один год до 20 лет и через 5 лет до 80 лет. Количество людей в группах определяли в соответствии с «Протоколом установления соотношения клинического материала при определении плотности минеральных веществ в кости» фирмы «Lunar» (США): в 5–20 лет было по 40 людей, в возрасте 21–40 лет – по 50, в 41–60 лет – по 100, в 61–80 – по 75 человек.

Измерения МПК поясничного отдела позвоночника проводили на костном денситометре фирмы «General Electric Medical Systems/Lunar» серии DPX, модель NT с программой enCoreTM2002.

В качестве инструмента вычислений использован пакет статистического анализа и встроенные формулы расчетов компьютерной программы Microsoft® Excell (Microsoft® Office 1997 – Professional Runtime). Результаты обрабатывали с помощью компьютера и распечатывали на принтере.

Результаты обследования

Женский пол. Возраст 5–20 лет. Позвонки L1–4.

Средний фронтальный размер L1–4 в 5–10 лет увеличивался на 1,4–1,5 % за год. В 12–13 лет зафиксирован максимальный прирост ширины – 3,1 %. В 14–17 лет ежегодное увеличение составило на 1,3 %. После 17 лет показатели достоверно увеличивались на 1,5 %. За время 5–20 лет ширина позвонков возрастала на 24,1 %.

Кранио-каудальный размер сегмента в 5–10 лет ежегодно увеличивался на 4,6 %. В 12–14 лет – 6,4 % за год, при этом в 13 лет отмечена наибольшая величина – 7,3 %. В дальнейшем увеличение размера составляло в среднем на 1,2 % ежегодно. После 17 лет позвонки достоверно вырастали на 1,5 %. За время 5–20 лет позвонки увеличивались в высоту на 78,6 %.

Общая площадь сегмента возрастала в 5–11 лет на 44,8 %, что составляло 6,3 % за год. В 12 лет этот показатель равен 8,9 %. С 12 до 13 лет скорость роста достигала пика 10,6 % за год. В дальнейшем наблюдалось постепенное снижение интенсивности прироста площади позвонков до 1,5 %, За период 18–20 лет площадь увеличивалась еще на 3,0 %. В возрасте двадцати лет площадь L1–4 увеличивался на 121,7 % по сравнению с таковым в 5 лет.

Прирост МПК в 11 лет (по сравнению с 5-ю годами) составил 22,1 %, увеличиваясь ежегодно на 3,5 %, что составило 0,024 г/см2. В 11–12 лет процесс минерализации возрос на 5,7 %. Наиболее существенный годовой прирост наблюдался с 13 до 14 лет – около 8,0 %, затем постепенно уменьшался до 1,4–1,8 % в 19–20 лет. Прирост МПК L1–4 к 20 годам увеличивался (по сравнению с 5-ю годами) на 85,3 %.

Суммарное количество минералов от 5 до 11 лет ежегодно увеличивалось на 1,878 г (9,9 %). Прирост в 11 лет по сравнению с 5-ю годами составил 76,9 %. Наибольшая годовая прибавка минералов была в 12–15 лет – 15,7 %, что соответствовала 5,291 г за год. В 16–17 лет годовой прирост минералов уменьшался до 7,2 %. В 18–20 лет он был равен соответственно 4,1 и 2,0 % или 1,790 г в год. В итоге, минеральная масса сегмента увеличивалась в 20 лет (по сравнению с 5-ю годами) на 310,9 % или на 46,971 г (табл. 5.1)

Таблица 5.1

Возрастные изменения ширины, высоты, площади L1–4, их минеральной плотности (МПК) и суммарного количества минералов у лиц женского пола 5–20 лет (M ± SD).

Женщины. Возраст 21–85 лет. L1–4

В 46–50 лет ширина L1–4 больше (по сравнению с 21–25-ю годами) на 3,0 %. В дальнейшем, до 76 лет продолжалось постепенное увеличение ширины за каждые 5 лет на 1,3 %. В возрастной группе 56–60 лет прирост площади был наибольший (на 1,7 %), а в 71–75 лет уменьшался до 0,6 %. После 76 лет достоверных изменений показателей не обнаружено. В итоге в 81–85 лет позвонки были шире на 10,7 % по сравнению с возрастом 21–25 лет.

Снижение высоты сегмента (на 2,7 %) происходило в 51–55 лет. После 55 лет в каждой возрастной группе высота уменьшалась на 0,7–0,9 %. В 81–85 величина снижения высоты L1–4 составляла 7,8 %.

Площадь позвонков увеличивалась в 61–65 лет на 3,1 %, затем постепенно снижалась. В 81–85 лет площадь сегмента была на 1,1 % меньше, чем в 61–65 лет. Несмотря на уменьшение площади она оставалась большей (по сравнению с 21–25 годами) на 2,0 %.

МПК за время 41–45 лет была снижена на 2,7 %, за 46–50 лет – 4,8 % при сравнении с 21–25 годами. Деминерализация в возрасте 51–65 лет была равна 4,2 %. После 65 лет интенсивность убыли минералов снижалась до 2,0–2,9 %. В целом, в 81–85 лет МПК в L1–4 оказалась сниженной на 24,7 %.

Суммарное количество минералов в L1–4 в 41–45 лет уменьшилось на 2,2 %. В возрасте 51–65 лет, потеря минералов составила 2,172 г (3,6 %). В дальнейшем (66–80 лет) эти показатели составляли 1,519 г (2,8 %). В 81–85 лет масса минералов в L1–4 уменьшилась на 15,027 г (23,2 %).

В возрасте 51–55 лет Т-критерий составлял -1,0 SD что соответствовало норме. В 56–60 лет выявлена остеопения и Т-критерий стал равным -1,5 SD. В 76–80 его величина была равна -2,7 SD, что указывало на развитие остеопороза (табл. 5.2).

Полученные нами данные свидетельствовали о том, что морфометрические параметры позвонков поясничного отдела у женщин до 36–40 лет оставались неизменными. В дальнейшем прослеживалась тенденция к снижению высоты позвонков при одновременном увеличении ширины.

Таблица 5.2

Возрастные изменения ширины, высоты, площади L1–4,их минеральной плотности (МПК) и суммарного количества минералов у женщин в возрасте 21–85 лет (M ± SD)

Примечание: Т – критерий; * – p < 0,05.

Наиболее рано (36–40 лет) тенденция к дальнейшему увеличению фронтального размера происходил в первом поясничном позвонке (13,2 %). Во всех позвонках отмечена тенденция к увеличению ширины вплоть до до 70 лет. Высота L1 и L4 позвонков начинала снижаться в 46–50 лет, L2 и L3 – в 51–55 лет. Размер площади зависел от колеблющихся величин высоты и ширины. Максимальное увеличение площади (3,9 %) наблюдалось в первом и третьем позвонках в 66–70 лет. Площадь четвертого позвонка в 21–25 – 81–85 лет только уменьшалась.

Пиковые значения МПК зафиксированы в возрастной период 21–25 лет. Величина МПК L4 заметно снижалась в 41–45 лет, а L1–3 позвонков – в 46–50 лет. Количество минералов в меньшей степени снижалось в L1 (на 20,9 %) и в большей мере в L4 (на 26,1 %).

Мужской пол. Возраст 5–20 лет. Позвонки L1–4.

Ширина позвонков в 5–6 лет увеличивалась на 2,1 %, затем до 12 лет равномерно возрастала на 1,5 % ежегодно. В 13–14 лет зафиксирован максимальный прирост ширины на 3,4 %. В 15–19 лет ежегодное увеличение ширины происходило на 1,5 %. После 19 лет показатели несколько возрастали, но не более, чем на 1,0 %. За время 5–20 лет ширина L1–4 увеличивалась на 28,6 %.

Высота позвонков в 5–6 лет была выше на 5,5 %, затем до 12 лет ежегодный прирост высоты составлял 4,3 %. После 12 лет высота прироста позвонков была равна 6 %, в 13 лет – 7,1 %, в 14 лет 8,3 %. В дальнейшем прирост высоты снижался в среднем до 1,0 % ежегодно. За период 5–30 лет позвонки увеличивались в высоту на 87,2 %.

Площадь сегмента в 5–6 лет увеличивалась на 7,7 %. За время 6–12 лет – по 6 % ежегодно. В 13 лет этот показатель был ранен 9,4 %. В 14 лет площадь увеличилась на 12,0 % ежегодно. В дальнейшем темп прироста площади снижался на 1,6 % ежегодно. В 19–20 лет площадь увеличивалась всего лишь на 1,1 %. За время 5–20 лет площадь L1–4 увеличивалась на 140,7 %.

МПК позвонков до 12 лет возрастала ежегодно на 3,8 %. В 13 лет процент минерализации составлял 5,4 %. Наиболее высоким (7,9 %) прироста МПК был в 14–15 лет, затем постепенно уменьшался до 1,8 %. За время 5–20 лет МПК увеличивалась на 87,7 %.

Суммарное количество минералов от 5 до 13 лет ежегодно увеличивалось на 2,225 г или 124,2 %. Наибольшая годовая прибавка минералов происходила в возрасте 14–17 лет, она составляла 6,576 г за каждый год или на 15,2 %.

Таблица 5.3

Возрастные изменения ширины, высоты, площади, минеральной плотности (МПК) и суммарного количества минералов L1–4 у лиц мужского пола 5–20 лет (M ± SD)

Прирост массы минералов снижался в 19–20 лет и составлял соответственно 4,4 % и 2,2 % или по МПК 4,760 – 2,380 г в год. В итоге, минеральная масса увеличивалась на 351,8 % по сравнению с 5-ю годами (табл. 5.3).

Мужчины. Возраст 21–85 лет. L1–4

В 51–55 лет ширина L1–4 позвонков больше на 3,4 % (по сравнению с возрастом 21–25 лет). В дальнейшем, до 71–75 лет, продолжалось постепенное увеличение ширины в среднем на 1,2 % за каждые 5 лет. После 75 лет показатели возрастали еще на 1,0 %. В 81–85 лет позвонки были шире на 9,8 % (по сравнению с 21–25 годами).

Высота L1–4 после 55 лет в каждой возрастной группе уменьшилась на 1,0 %, в 61–65 лет – на 3,0 %, В 71–76 лет – на 1,3 %. В итоге 81–85 лет (по сравнению с 21–25 годами) высота L1–4 уменьшилась 7,2 %.

Площадь позвонков увеличивалась до 66–70 лет на 3,3 %, затем постепенно прирост снижался. В 81–85 лет размер сегмента был на 0,6 % меньше, чем в 66–70 лет. В целом, площадь позвонков увеличивалась на 2,0 % по сравнению с 21–25 лет.

МПК В 56–60 лет была снижена на 4,6 %, в 61–65 лет на 7,1 % (р < 0,05) при сравнении с 21–25 годами. В дальнейшем величина снижения в каждой возрастной группе составляла 2,9 %. В 81–85 лет МПК в L1–4 была снижена на 18,1 %.

Суммарное количество минералов в 61–66 лет было уменьшено на 4,6 %. В возрасте от 56–60 лет, величина потери минералов в каждой возрастной группе была равна 1,969 г (3,0 %). В 81–85 лет масса минералов L1–4 позвонков уменьшилась на 12,775 г (6,5 %, р < 0,05) В возрасте 66–70 лет Т-критерий составлял –1,2SD, что свидетельствовало остеопении. В 81–85 лет остеопения была более выражена (Т-критерий –2,2 SD; табл. 5.4).

Метод рентгеновской двухэнергетической абсорбциометрии существенно расширил спектр изучения всех характеристик позвоночника. Появилась возможность при минимальной ошибке исследовать ширину, высоту, площадь, суммарное количество минеральных веществ. Высокая точность измерения позволила изучить морфометрические показатели и МПК в динамике: у девочек в 5–10 лет ширина позвонков увеличивалась на 1,4–1,5 % ежегодно, в 12–13 лет зафиксирован максимальный прирост ее величина – 3,1 %. В 14–17 лет ежегодный прирост ширины уменьшался до 1,3 %. Прирост МПК до 11 лет составлял 3,5 %, в 11–12 лет – 5,7 %. В 13–14 лет – 8,0 %, затем по 1,6 %.

Таблица 5.4

Возрастные изменения ширины, высоты, площади L1–4 поясничных позвонков, их минеральной плотности (МПК) и суммарного количества минералов у мужчин в возрасте 21–85 лет (M ± SD)

Примечание: Т- критерий.

У мальчиков средняя ширина позвонков в 5–6 лет увеличивалась на 2,1 %, затем до 12 лет на 1,5 % в год. В 13–14 лет зафиксирован максимальный прирост ширины – 3,4 %. В 15–19 лет ежегодное увеличение ширины происходило на 1,5 %. МПК до 12 лет увеличивалась 3,7 % ежегодно. В 13 лет процесс минерализации усиливался до 5,4 %. Наиболее высоким (около 7,9 %) прирост был в 14–15 лет, затем становился меньшим – 1,8 %.

Обнаружено также, что при возрастной потере минералов компенсаторно увеличивалась ширина позвонка. В связи с этим растет площадь его поперечного сечения и это рассматривается как компенсация механической прочности, снижающейся в связи с убылью минералов.

Использованный нами костный денситометр позволил изучить изменения суммарного количество минералов в позвонке. Эти сведения являются наиболее достоверными показателями его прочности, а пространственная плотность лишь дополняла их. Нами установлено, что снижение минеральных веществ у женщин начиналось в предменопаузном периоде (46–50 лет), у мужчин – после 60 лет. В 70–80 лет более глубокие изменения происходили у женщин.

Создание таблиц о возрастных изменениях минеральной плотности является очень трудоемким процессом (мы занимаемся этой работой уже 38 лет). Поэтому в России фактически нет обобщающих сведений о возрастной норме. В поставляемых в нашу страну зарубежных компьютерах заложены показатели МПК только для расс, но их представители ведь люди живут в разных условиях. Проведенный в нашем Центре в 2002 году Всероссийский симпозиум показал, а Российский конгресс по остеопорозу подтвердил, скудность таких данных. Это создает трудности для организации ранней диагностики и профилактики остеопении и остеопороза. Полученные нами данные включены в Уральскую базу данных, которая заложена в компьютеры и по отношению к ним анализируются результаты у больных. В этом отличительная особенность наших данных.