Scientific journal

Fundamental research

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

По вопросу о гендерных (половых) различиях минеральной плотности костей (ПМК) в настоящее время есть всего лишь одна публикация [4]. Малочисленность данных обусловлена тем, что задача изучения остеопороза у мужчин в ближайшие 10 лет поставлена II Российским конгрессом по остеопорозу только в 2005 году. В определенной мере сказывалось и недостаточное число костных денситометров. Нами МПК систематически изучается у здоровых людей уже 33 года. Первая база данных была опубликована в «Физиологии человека» в 1987-1989 гг. [1, 2], а вторая - выполнена по проекту РФФИ в 2006 г. на рентгеновском двухэнергетическом денситометре [3].

Изучение вопроса о гендерных различиях стало возможным благодаря неинвазивному методу - рентгеновской двухэнергетической абсорбциометрии, которая применяется в ФГУ «РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова Росмедтехнологий» с 2002 года.

Цель работы состояла в изучении вопроса о гендерных различиях МПК в возрасте 3-85 лет.

Материал и методы исследования

Нами обследовано 14141 здоровых людей в возрасте от 3 до 85 лет, из них женщин - 9179, мужчин - 4962. Все обследованные были здоровыми людьми, проживающими на территории Уральского региона. Это была случайная выборка людей. В исследование не включались те, кто имел заболевания скелета или применял препараты, влияющие на минеральный обмен.

Измерение МПК проводили на рентгеновском двухэнергетическом костном денситометре фирмы «GE/Lunar Corp.» (США) в стандартных точках: поясничном отделе позвоночника, шейках бедренных костей и во всем теле. В позвоночнике, наряду с МПК (г/см²), определяли суммарное содержание минералов в граммах во всем позвонке и в их сочетаниях.

Сравнение полученных результатов осуществляли с учетом методических рекомендаций Международного общества клинической денситометрии (ISCD, 2003, 2005, 2007 гг.).

В качестве инструмента вычислений использованы пакет статистического анализа и встроенные формулы расчетов данных компьютерной программы Microsoft ® Excel (2007).

Темп накопления минеральной массы в 5-7 лет одинаковый у мальчиков и девочек несмотря на то, что у мальчиков в 5-5,5 лет отмечен первый скачок роста, а у девочек он происходил в 6-6,5 лет (табл. 1).

Во время второго скачка роста увеличение МПК у мальчиков отличается от такового у девочек по двум причинам: у мальчиков на два года больше предпубертатный рост из-за более позднего наступления половой зрелости (возраст 14 лет по сравнению с 12 годами у девочек), и длится скачок роста в периоде полового созревания около 4 лет, по сравнению с таковым у девочек, составляющим 3 года. Эти отличия предопределяют более высокие показатели пиковой костной массы у мальчиков.

Различия в увеличении массы минеральных веществ (г) у детей в возрасте 5-19 лет (М ± SD)

Наибольшая величина прироста минералов у девушек и юношей наблюдалась в 14-16 лет. В 17-19 лет прирост МПК у девушек уменьшался в 3 раза, а у юношей на значительно меньшую величину - в 1,5 раза, что связано с тем, что кости у них имеют генетически больший размер, массивность, а также большее количество кальция в кортикальной кости. Пик костной массы наблюдали в 21-25 лет.

В основе возрастной физиологической атрофии костной ткани лежит снижение интенсивности ремоделирования, которая происходит у лиц обоего пола, хотя и существуют различия между мужчинами и женщинами в потере костной ткани,

В возрасте 40-60 лет величина потери за год выше у женщин. В 61-75 лет - процент снижения одинаковый, а в 76-85 - несколько меньший у мужчин.

Отчетливо выраженная остеопения во всем теле у мужчин наблюдалась нами в 66-70 лет (Т-критерий был равен -1,2SD), а остеопороз - в 81-85 лет (Т-критерий составил ‒3,0SD; табл. 3). У женщин остеопения отмечена в 56-60 лет (Т-критерий равен -1,5SD), остеопороз в 71-75 лет (-2,7SD).

В туловище убыль минералов выявлена раньше, чем во всем скелете, и выражена в большей мере (табл. 2). Остеопения у мужчин отмечена в 66-70 лет (-1,6SD), остеопороз - в 81-85 лет -3,7SD. У женщин остеопения появлялась раньше (56-60 лет), а остеопороз был выражен более значительно (-4,7SD).

Во всем позвоночнике у мужчин признаки остеопении были отмечены в 66-70 лет, у женщин в 56-60 лет (табл. 3). В 81-85 лет деминерализация у мужчин составила -3,4SD, у женщин - -4,5SD. В поясничном отделе позвоночника, где позвонки имеют наибольшие размеры и массу минералов, Т-критерий у мужчин в возрасте 71-75 лет был равен -1,2SD, а в 81-85 лет -2,0 SD (табл. 4). У женщин остеопения наблюдалась уже 56-60 лет, а в 81-85 лет Т-критерий был равен -2,7 SD.

В проксимальной трети бедренной кости и шейке у мужчин изменения происходили однонаправленно - появлялись в 66-70 лет, остеопороз впервые констатировался в возрасте 76-80 лет, а в возрасте 81-85 лет Т-критерий был равен -3,5-3,8SD (табл. 4). У женщин остеопения в проксимальной трети бедренной кости обнаружена в 56-60 лет, но проявления остеопороза были большими, чем у мужчин (табл. 4). В шейке бедренной кости у женщин снижение минеральной плотности происходило раньше, чем у мужчин - в 56-60 лет. Остеопороз развивался однонаправленно, только в 81-85 лет Т-критерий был большим у женщин (-4,1SD),
у мужчин составил (-3,5SD).

Из всех костей скелета наименьшая деминерализация была в костях верхней конечности: у мужчин остеопения констатировалась в 76-80 лет (табл. 5), а остеопороз (-2,6 SD) - в 81-85 лет. У женщин остеопения раньше появлялась (в 66-70 лет), а остеопороз в 81-85 лет был более выражен (-3,8SD).

В нижних конечностях у мужчин и женщин остеопения обнаружена в 66-70 лет (табл. 5). Остеопороз развивался в 76-80 лет (Т-критерий у мужчин составлял -3,1 SD, у женщин - 3,3SD), а в 81-85 лет критерии был соответственно -3,7 SD и - 4,5SD.

Гендерные различия массы минеральных веществ (г, М ± SD)
во всем скелете и туловище в возрастном аспекте

Гендерные различия массы минеральных веществ (г, М ± SD) во всем позвоночнике и его поясничном отделе в возрастном аспекте

Сравнительно небольшое число сведений о возрастных изменениях массы минералов в различных в костях скелета мужчины не позволяло построить гендерные ряды данных и провести сравнительный анализ. В данной работе на достаточном материале впервые проведено такое исследование. Нами убедительно показано, что наименьшие изменения массы минералов происходят в костях верхних конечностей. Затем следуют кости нижних конечностей. Существенный вклад в проявления остеопении и остеопороза вносит туловище, где сосредоточены основная масса трабекулярной кости. Сравнение гендерных рядов показало, что остеопения и остеопороз раньше выявляются и большая степень изменений у женщин.

Масса минералов прежде всего уменьшалась в трабекулярной кости пропорционально возрасту. Убыль минералов является главной, хотя и не единственной причиной медленного истончения трабекулярных пластин. Клеточным механизмом, который лежит в основе истончения трабекул, считается связанное с возрастом снижение массы матрикса, синтезируемого остеобластами. Это приводит к уменьшению толщины стенки остеона губчатой кости в каждом цикле ремоделирования и, как следствие, к отрицательному костному балансу. Толщина стенки остеона является отражением сочетанной деятельности всех остеобластов, которые присутствовали в фазе формирования цикла ремоделирования. Полости резорбции, созданные остеокластами, остеобласты заполняют значительно хуже. Недостаточная пьезоэлектрическая стимуляция ведет к торможению и уменьшению количества остеобластов, а также к усиленной деятельности остеокластов, в результате чего развивается остеопороз.

Гендерные различия массы минеральных веществ (г, М ± SD) в проксимальной трети бедренной кости и ее шейке в возрастном аспекте

Гендерные различия массы минеральных веществ (г, М ± SD) в верхних и нижних конечностях в возрастном аспекте

В процессе трудовой деятельности на конечности приходятся наибольшие нагрузки и поэтому в них больше минеральных веществ.

У женщин быстрее теряются минералы трабекулярной кости, а после 60 лет присоединяется и медленная убыль кортикальной кости. Уменьшение ее объема является результатом двух процессов: истончение кортикального слоя и увеличение кортикальной порозности. Порозность усиливается в результате изменений, связанных с возрастом. Оба процесса приводят к уменьшению радиальной скорости заполнения остеонов и снижению толщины стенки остеона, увеличению диаметра гаверсова канала и увеличению числа единиц ремоделирования, которые прекращают свое развитие после фазы реверсии, что приводит к образованию пустых лакун резорбции. Все эти изменения можно объяснить прогрессирующей с возрастом несостоятельностью остеобластов вследствие как уменьшения образования новых клеток, так и снижения способности образовывать матрикс.

Выявить гендерные различия удалось потому, что основными факторами, оказывающими влияние на размер и массивность скелета, являются:

1. генетический код, реализуемый во время роста;
2. механическая нагрузка;
3. гормональный статус и питание;
4. недостаточное или длительное (более 10 лет) употребление кальция ниже нормы.

Большое количество факторов питания определяет, насколько эффективно будет заложена основа и реализована генетическая программа построения кости. Эти факторы включают в себя источники калорий, белки, витамины и минеральные вещества. Дефицит любого из этих веществ приводит к уменьшению либо размера кости, либо ее массивности и, таким образом, уменьшает величину пиковой костной массы, которую способен достигнуть индивидуум. Кроме того, в отличие от других элементов питания, таких как белок, количество удержанного в организме кальция всегда существенно ниже количества, поступившего с пищей. Это происходит из-за относительно низкой эффективности абсорбции даже в период роста, а также из-за ежедневных потерь кальция с частицами кожи, ногтей, волосами, с потом, с мочой, а также с нереабсорбируемыми пищеварительными ферментами [5]. Низкое потребление кальция не ограничивает рост кости в длину и ширину. Это объясняется тем, что формирующие кость участки не «видят» диету. Они находятся под влиянием только уровней циркулирующего кальция, фосфора и кальциотропных гормонов. Несколько меньшее потребление кальция женщинами может приводить к образованию кости с более тонким кортикальным слоем и с меньшим числом тонких трабекул [6]. Если количество требуемого кальция меньше оптимального, то эндостально-трабекулярная резорбция усиливается, а баланс между костеобразованием и резорбцией, в норме положительный во время роста, снижается в направлении нулевого значения. Это приводит к формироанию скелета с низкой массой при нормальной форме и размере. Эндостальное расширение может возрастать в условиях недостаточного потребления кальция, выходя за пределы требований генетической программы. Необходимо также учитывать и тот факт, что МПК - разная у представителей каждой популяции, исходя из географических факторов, образа жизни, включая подверженность стрессам и степень изменения психологического состояния, физической активности и вредных факторов окружающей среды. У мужчин причиной снижения МПК может быть уменьшенная концентрация свободного тестостерона в крови, а также эстрадиола, недостаточный уровень 25-гидроксивитамина D в крови, нарушение всасывания кальция в кишечнике (мальабсорбция), конституциональные факторы (астеническое телосложение), при этом замедляется интенсивность костеобразования и ускоряется резорбция кости, то есть стимулируется развитие остеопороза.

В результате обследования 14141 здоровых людей в возрасте от 3 до 85 лет, из них женщин - 9179, мужчин - 4962 удалось построить гендерные ряды и в возрастном аспекте проанализировать изменения массы минералов в крупных сегментах скелета. Показано, что наименьшее возрастное снижение массы минералов происходит в костях верхних конечностей. Затем следуют кости нижних конечностей. Существенный вклад в проявление остеопении и остеопороза вносит туловище, где сосредоточена основная масса трабекулярной кости. Сравнение гендерных рядов показало, что остеопения и остеопороз раньше выявляются и степень изменений большая у женщин.

• Колпаков В.В., д.м.н., профессор, зав. кафедрой нормальной физиологии, ГОУ ВПО «Тюменская госмедакадемия» Мин­здравсоцразвития РФ, г. Тюмень;
• Кузнецов А.П., д.б.н., профессор, зав. кафедрой анатомии и физиологии ГОУ ВПО «Курганский государственный университет», г. Курган.

Работа поступила в редакцию 20.02.2012.