Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,441

Разумов В.В.

Хотя начало научного развития о хронической фтористой интоксикации связывается с именём K. Рохольма (1937), описавшего остеосклеротический эффект фторидов и предложившего первую классификацию профессионального костного флюороза, флюороз вошёл в литературу ещё до К. Рохольм с описания остеомаляции и остеопороза у домашнего скота, пасшегося в окружности алюминиевых заводов. Последующие изучение костной ткани, полученной при секционных исследованиях случаев с выраженными стадиями флюороза обнаружило снижение механической прочности и статическую неполноценность кости, объяснявшихся качественными изменениями костной ткани: беспорядочной структурой кости; неравномерной и недостаточной степенью минерализации костного матрикса, что рентгенологически проявлялось остеопорозом.

С самого начала изучения флюороза развитие остеопороза при нём было настолько очевидным, что каждый исследователь считал необходимым дать ему объяснение. Сам К.Рохольм объяснял развитие остеопороза теорией о дозах, полагая, что остеопорозное действие характерно для больших доз. А.Гринберг считал остеопороз начальным этапом развития флюороза, а остеосклероз - финальным процессом. Напротив, М.Сориано и Ф.Манчон относили остеопороз к завершающей, "атрофической" стадии интоксикации фтором. Р.Д.Габович, А.Авцын и А.Жаворонков подходили к объяснению неоднозначности ответной реакции с позиции дозозависимого ответа. Объяснения же типа "парадоксальная реакция" носили эмоциональную окраску, ничего не объясняя по существу.

Прижизненные гистологические исследования костной ткани у человека при хронической фтористой интоксикации фторидами, выполненные зарубежными исследователями, также выявили манифестные проявления не только остеосклероза, но и остеопороза в виде линейных дефектов костеобразования, пористости коркового слоя; губчатого перерождения компактного вещества (так называемая спонгиозация компакты); перестройки компактной кости в пластинчатую вплоть до образования волокнистой кости; неравномерности и недостаточности минерализации костного матрикса с образованием "озёр" остеоида; мозаичности узора линий цементации. В отечественной литературе публикации по аналогичным исследованиям практически отсутствовали. В единственной (и то аутопсийной) работе по гистологическому состоянию костной ткани у детей с зубным флюорозом также было констатировано качественное нарушение остеогенеза: изменения формы костных балок; уменьшение клеток костной ткани; огрубение клеточно-волокнистой кости.

Но наиболее убедительные доказательства костного флюороза как остеопороза, остеомаляции, рахита, как дистрофического процесса - в противоположность клинической трактовке его как остеосклероза - обнаружились при изучении экспериментального флюороза и флюороза у сельскохозяйственных животных, обитающих в промышленных зонах или получавших пищевые добавки, которые не были должным образом дефторированы.

Эти исследования подтверждали минерализующий и оссифицирующий (resp - остеосклерозирующий) эффекты фторидов. Но наиболее демонстративным были всё же признаки нарушенного остеогенеза с развитием остеомаляции и порозности скелета: усиление остеокластического рассасывания кости; расширенные и нерегулярно расположенные лакуны резорбции с образованием крупных резорбционных полостей; увеличение зон периостеоцитарного остеолиза. Разнообразнее были представлены изменения в новообразовании костной ткани и её перестройке: замедление или остановка энхондрального окостенения; уменьшение количества хондроцитов в растущей кости; снижение плацдарма новообразования кости, меченного тетрациклином; прекращение пери- и эндостального остеогенеза; уменьшение аппозиционного роста кости; снижение интенсивности образования костного матрикса; неравномерность толщины и размеров костных балок, их меньший, чем в норме, диаметр; возникновение бесструктурной жидкой кости; увеличение диаметра гаверсовых каналов; неравномерная минерализация, а порой и недоминерализация костного матрикса; образование широких остеоидных швов; ломаные линии цементации; неравномерное истончение кортикального слоя вплоть до его исчезновения с сохранностью только периоста; образование вместо кости фиброзной ткани, появление хрящевых очагов в глубине костной ткани. Качественные изменения остеогенеза позволяли говорить о спонгиозации компакты, под которой понимается превращение компактной кости, характеризующейся гаверсовыми каналами, в пластинчатую.

Подводя итоги своим собственным экспериментальным наблюдениям и многочисленным в литературе публикациям по экспериментальному флюорозу А.Авцын и А.Жаворонков свели все многообразие костных изменений при этой патологии к трём устойчивым признакам: атипизму вновь образованной кости, спонгиозации компакты и повышенному новообразованию первоначально фиброзной кости. Замещения костных балок остеоидной и соединительной тканью они охарактеризовали как фиброзно-дистрофический процесс, который, по их мнению, и составляет сущность костных изменений при флюорозе.

Дополнительный свет на понимание механизмов нарушения остеогенеза при флюорозе пролили данные по состоянию костной ткани у лиц, леченных физиологическими дозами фторидов по причине остеопороза (Ю.Франке, Г.Рунге; Б.Лоренс Риггзс, Л.Джозеф Мелтон III). Оказалось, что даже эти дозы фтора уже вызывают отклонения в остеогенезе качественного характера. Под влияние фторидов новообразующейся действительно в повышенном количестве матрикс недостаточно минерализуется, формируя расширенную остеоидную кайму. В остеоцитарных лакунах появляются очаги деминерализации; в глубине гнёздно закладывающейся новообразованной кости развиваются дефекты минерализации, а её трабекулы выглядят нерегулярными. Выявилась разобщенность процессов новообразования кости от её резорбции, в связи с чем объём остеоида нарастал, матрикс и остеоциты становились беспорядочно расположенным. Новообразованная кость не всегда была пластинчатой. Наряду с ней образовывалась и волокнистая кость, только в последующем превращавшаяся в нормальную. Созревание новообразованной кости затягивается на годы, заканчиваясь обычно уже после прекращения приёма фторидов.

Эти особенности влияния фтора на остеогенез помешали ему стать панацеей в лечения остеопороза. Многие авторы негативно относятся к профилактическому в отношении развития остеопороза приёму фторидов или употребления фторированной воды в связи с развитием остеомаляции, учащением случаев переломов и обострения артрозов. Негативным влиянием фторидов на остеогенез объясняются рекомендации по воздержанию от употребления фторсодержащих препаратов при беременности и в педиатрической практике.

Развитие качественных нарушения остеогенеза как при лечении физиологическими дозами фтора, так и при поступлении избыточных его доз стали связывать с его остеобластическим эффектом, который ранее рассматривался только с количественной стороны. Выяснилось, что фториды, воздействуя на остеобласты, нарушают синтез ими костного матрикса, в первую очередь, в качественном отношении, а при чрезмерно больших дозах - и в количественном. Качественные дефекты костного матрикса лежат в основе перечисленных выше гистологических изменений ("иррегулярный" матрикс по Ю.Франке и Г.Рунге). Так что остеотропность фторидов имеет, как оказалось, не только оссифицирующую, но и оборотную, диаметрально противоположную по содержанию сторону - остеопорозную. Описанный в литературе «fluoride bone effect», как кость-укрепляющий, фактически благоприятный, желательный для кости остеосклеротический эффект гиперфторозной ситуации, предохраняющий, якобы, кость хотя бы от возрастного остеопороза, оказался фактически мифом. При фтористом воздействии неполноценное качество кости до поры до времени лишь маскируется и компенсируется возросшим её неполноценным количеством, подвергающегося избыточной
минерализации.

Казалось бы, что в свете выявившегося негативного влияния фторидов на качественное и количественное состояние кости хроническая интоксикация фторидами должна была рассматриваться как одна из причин развития остеопороза. Впрочем, к этому выводу в начале 80-ых годов прошлого века пришли А.Авцын и А.Жаворонков, рекомендовав профпатологам обратить внимание на принципиальную возможность развития при флюорозе остеопороза. Однако эти рекомендации остались не услышанными. Ни одна классификация хронической фтористой интоксикации остеопороза в себя так и не включает, равно как различные классификации остеопороза не относят воздействие фтора (фторидов) к причине его развития. Флюороз как рассматривался, так и продолжает рассматриваться остеосклеротическим процессом. П.Ревелл в 1993 году описывает флюороз в разделе "Гиперостозы" вместе с другими склерозирующими заболеваниями кости, и это при том, что при всей очевидности этиологического фактора флюороза экспериментальной модели его, отвечавшей бы клиническим представлениям о нём как об остеосклерозе , создать так и не удалось!.

Закосневшему общепринятому пониманию остеосклеротического механизма патогенности фторидов, не намного отличающемуся от содержащегося в коммерческой рекламе зубной пасты "blend-a-med", подстать и глубоко "научное" определение флюороза как "...заболевания многих систем и органов" (Руководство по профпатологии, 1983). Как здесь не вспомнить слова И.В.Давыдовского об опасности для медицинской науки застоя на сугубо медицинских представлениях о вещах, достаточно глубокое понимание которых возможно лишь в плане биологическом и естественно-историческом.

К объяснению сущности фтористой остеопатии было решено подойти с позиций закономерностей филогенетического развития тканей опорного скелета. Предварительно мы выполнили светомикроскопическое исследование трепанатов из гребня подвздошной кости у 48 работников алюминиевого завода. В 45 случаях гистологическая картина нарушенного остеогенеза оказалась аналогичной описанной выше. Дополнительно было выявлено образование хрящевой ткани в глубине губчатой ткани.

Решение задачи облегчалось тем обстоятельством, что сравнительно-эволюционное изучение процесса развития опорных тканей и выявление общебиологических закономерностей процесса регенерации кости и хряща, было проведено Ст.Кромпехером ещё в первой половине прошлого столетия. Использование исторического метода для оценки состояния остеогенеза при различных видах репаративного остеосинтеза привело этого исследователя к заключению о том, что коррелирующие между собой филогенетические и онтогенетические данные, а также клинические проявления физиологической и патологической регенерации тканей опорного скелета подчиняются общим биологическим закономерностям. Филогенез опорных тканей в объёме, достаточном для интерпретации клинических данных, может быть схематизировано представлен в следующем виде. Развитие опорных тканей начинается с возникновения желатиноподобной ткани со слизистым основным веществом. Этому уровню организации животных свойственно отсутствие системы капилляров и крайне низкий, аноксический, уровень окислительного метаболизма. Глюкоза и гликоген не окисляясь расходуются на построение мукополисахаридов примитивной волокнистой соединительной ткани, почему сам обмен носит название мукополисахаридного, или фибропластического. На следующих ступенях эволюции происходит возникновение хондроидной и хрящевой тканей. Слабое развитие системы капилляров в состоянии обеспечить лишь гипоксическое состояние, низкий метаболизм с анаэробным гликолитический механизмом обмена до стадии молочной кислоты. Поэтому в этих опорных структурах ещё относительно высоко содержание мукополисахаридов. Тип обмена в мезенхимальных структурах, дифференцирующихся в направлении образования хондроидной и хрящевой ткани, характеризуется как хондроидальный.

Костная ткань, имеющая высокие метаболические свойства, возникает на более высокой ступени развития, когда создались условия для окислительного метаболизма. Нормоксия создала условия и для процесса кальцификации. Поэтому, хотя кость у человека образуется несколькими путями: непосpедственно пеpвичным (ангиогенным) остеогенезом; путем соединительно-тканной (десмальной, или интрамембранозной) оссификации и путем хрящевого (энхондрального) окостенения - имеются исторические доказательства того, что непосредственным филогенетическим предшественником ткани костной была ткань хрящевая.

Сама костная ткань в ходе эволюционного развития также претерпела усложнения, касающиеся соотношения клеточно-межклеточных компонентов, состава и архитектоники костного матрикса, соотношения объёма костной массы с объёмом заключенной внутри неё полостей, а также численности камбиальных элементов, объясняющей степень пролиферативной и индукторной способности за счёт стромальных клеток.. Незрелая (первичная; непластинчатая; грубоволокнистая и сетчатая) костная ткань содержала бόльшую, чем зрелая кость, долю клеток, большее количество протеогликанов и гликопротеидов, больше кальция и имела менее упорядоченное расположение коллагеновых волокон. Сменяющая её зрелая кость, первоначально губчатая (трабекулярная, спонгиозная), приобрела более упорядоченное, слоистое, пластинчатое строение. Концентрическое развитие этих пластинок вокруг гаверсовых каналов с сосудами и формированием остеонов трансформировало пластинчатую кость в компактную, плотную, возникновением которой и завершился путь филогенетического развития опорных тканей.

Возвращаясь к предмету обсуждения, нетрудно заметить, что при воздействии фторидов остеогенез уклоняется в сторону развития менее дифференцированной костной ткани. Однако несовершенный остеогенез осуществляется при этом не беспорядочно-анархически, а только в исторически очерченных рамках. Возвращение остеогенеза к менее совершенным, но эволюционно предопределенным стадиям дифференцировки костной ткани, повторение им как бы вспять истории своего развития, носящее в биологической литературе определение "рекапитуляция", и составляет, по-нашему, сущность фтористой остеопатии.

Фториндуцированная рекапитуляция проявляется в развитии гиперостозов благодаря сохранившимся в надкостнице в большом количестве камбиальных элементов и повышенного содержания грубоволокнистой, мало дифференцированной соединительной ткани со свойственной этим элементам выраженной пролиферативной способности. На рекапитуляцию указывает не только поднадкостнично выраженная, как ни в каких других участках кости, пролиферация эндоста, но и возникновение фокусов хрящевой ткани. В кортикальном слое возращение к более низшему уровню структурной организации демонстрируется спонгиозацией компакты, при которой компактная кость приобретает черты пластинчатой.

Таким образом, рекапитуляция затрагивает различные аспекты остеогенеза: остеонность сменяется на пластинчатость; компактная кость - на губчатую; более зрелая кость - на менее зрелую; ангиогенный тип образования кости - на энхондральный и десмальный тип образования. Рекапитуляция имеет место и при использовании лечебных доз фторидов: первоначально образующаяся кость содержит волокнистые структуры, которые лишь через несколько лет, как и у ребёнка, превращаются в пластинчатую кость.

Вполне понятно, что понятие "остеопороза" совершенно непреемлемо для выражения сущности изменений костной ткани при фтористой интоксикации как состояния морфологической рекапитуляции. Понятие "фтористая остеопатия" указывает лишь на причинно-следственные взаимоотношения, но ничего не раскрывает в существе процесса. Характеру найденных изменений больше бы подходило определение "несовершенного остеогенеза", обозначающему нарушение костеобразования, что и имеет место в действительности. Однако понятие "несовершенный остеогенез" исторически укрепилось за заболеваниями с наследственно обусловленными нарушениями костеобразования. Поэтому мы сочли невозможным воспользоваться и эти термином.

В медицинской литературе проявление филогенетически древних черт организации обозначается понятием "атавистического". Поэтому для характеристики сущности фтористой остеопатии нами предлагается понятие "атавистический остеогенез".

Результаты исследования запатентованы: Патент на изобретение № 2143226 "Способ диагностики костного флюороза". Зарегистрирован в Государственном реестре изобретений РФ г. Москва, 27 декабря 1999 г.