«Травма поражает целый организм гораздо больше и глубже, чем это себе представляют»
Н.И. Пирогов
Травма является сильнейшим стресс-фактором, который вызывает нарушение функционального состояния многих органов и систем. Возникают серьезные изменения различных видов обмена. В осуществлении реакций адаптаций принимают участие практически все эндокринные системы. Особенно важна роль половых гормонов, так как от их концентрации в значительной мере зависит формирование костного регенерата и, следовательно, время сращения перелома, уравнивания длины конечности и замещения дефекта [8]. Во время менструального цикла (МЦ) в фолликуле образуется основное количество женских половых гормонов. Поэтому нарушения МЦ должны быть в центре внимания. Наблюдая разные варианты дисменореи, можно судить, на каком уровне регулирующей системы произошел сдвиг. Такие исследования имеют большое социально-экономическое значение, так как от остеопороза страдают 80 % пожилых женщин [10]. У мужчин страдает функциональное состояние клеток Лейдига и продукция тестостерона уменьшается на 30 %. В таких условиях репаративная регенерация в любом случае будет протекать слабее, чем хотелось бы.
Цель работы состояла в определении концентрации половых гормонов и минеральной плотности костей (МПК) скелета в процессе лечения больных после травм и при уравнивании длины укороченной конечности, а также в изучении механизма гормональных изменений.
Материал и методы исследования
Под наблюдением находились 170 женщин и 120 мужчин в возрасте 18-35 лет с травмами, а также с врожденными укорочениями нижних и верхних конечностей. Длину врожденно укороченных конечностей уравнивали по методу Г.А. Илизарова. Первичное изучение состояния МЦ у женщин проводили по специально разработанной анкете. Полученные данные сравнивали с результатами у 170 женщин аналогичного возраста с нормальным циклом.
У всех больных минеральную плотность костей (МПК) скелета измеряли на костном денситометре фирмы «GE/Lunar Соrp.» (США). Концентрацию эстрадиола, тестостерона и пролактина определяли в сыворотке крови с помощью наборов фирмы «Immunotech» (Франция). Подсчет активности и расчет концентрации гормонов производили на гамма-счетчике фирмы «Tracor Europa» (Голландия).
Статистическая обработка данных проводилась с применением пакета прикладных программ «Statistica 6.0» возможностей Microsoft Excel. Достоверность полученных результатов обеспечивалась применением стандартных диагностических методик и t-критерия Стьюдента.
Результаты исследований и их обсуждение
Минеральная плотность костей скелета после травм у женщин
У женщин суммарное количество минеральных веществ (СМВ) через 2 месяца при сохраненном цикле было на 4 % меньше, чем в норме, а при нарушенном цикле - 19 % (табл. 1). В поясничных позвонках уменьшение составило соответственно на 5 и 10 %. В шейках бедренных костей - 9 и 14 %. В пространстве Варда - 4 и 20 %. В большом вертеле - 14 и 25 %. В диафизе бедренной кости - 6 и 10 %. Во всей проксимальной трети ее - 8 и 14 % (табл. 2).
Таблица 1
Рост, масса тела, суммарное количество минералов в скелете, минеральная плотность (МПК) у женщин через 2 месяца после травмы при нормальном и нарушенном менструальном цикле (M ± SD)
|
Состояние МЦ |
n |
Рост (см) |
Масса тела (кг) |
Всего минералов (кг) |
Площадь скелета (м2) |
МПК всего скелета (г/см2) |
Процент убыли ПК |
|
Контроль (возраст 21-25 лет) |
13 |
164,6 ± 2,0 |
59,4 ± 3,08 |
2,618 ± 0,133 |
2,23 ± 0,07 |
1,174 ± 0,038 |
- |
|
Через 2 месяца после травмы при нормальном цикле |
40 |
161,3 ± 2,1 |
66,8 ± 4,41 |
2,515 ± 0,125 |
2,21 ± 0,10 |
1,138 ± 0,033 |
-4 |
|
Через 2 месяца после травмы при нарушенном цикле |
46 |
159,6 ± 1,7 |
61,9 ± 3,78 |
2,132* ± 0,094 |
2,10 ± 0,15 |
1,015 ± 0,052 |
-19 |
Таблица 2
Суммарное количество минералов во всем проксимальном отделе бедренной кости, его минеральная плотность (МПК) у женщин через 2 месяца после травмы при нормальном и нарушенном менструальном цикле (М ± SD)
|
Состояние цикла |
Проксимальный отдел бедренной кости слева |
Проксимальный отдел бедренной кости справа |
Процент убыли МПК |
||||
|
Минералы (г) |
Площадь (см2) |
МПК (г/см2) |
Минералы (г) |
Площадь (см2) |
МПК (г/см2) |
- |
|
|
Контроль (возраст 21-25 лет) |
33,327 ± 0,704 |
30,49 ± 0,74 |
1,093 ± 0,043 |
33,338 ± 0,766 |
30,53 ± 0,74 |
1,092 ± 0,031 |
- |
|
Через 2 месяца после травмы при нормальном цикле |
30,684* ± 0,562 |
30,55 ± 0,63 |
1,004 ± 0,028 |
30,671* ± 0,419 |
30,51 ± 0,85 |
1,005 ± 0,029 |
-8 |
|
Через 2 месяца после травмы при нарушенном цикле |
28,657* ± 0,365 |
30,52 ± 0,57 |
0,939 ± 0,038 |
28,669* ± 0,226 |
30,59 ± 0,58 |
0,937 ± 0,043 |
-14 |
Минеральная плотность костей при уравнивании длины укороченной конечности у женщин
Оперативное вмешательство для уравнивания длины конечностей также стресс-фактор для организма, так как сопровождается остеотомией, повреждением тканевых элементов, раздражением нервных окончаний, изменениями функционального состояния внутренних органов. Снижается концентрация гормонов [9].
СМВ при нормальном МЦ было уменьшено во всем скелете на 22 %, при нарушенном - 31 % (табл. 3), в позвоночнике соответственно 9 и 19 %. В шейках бедренных костей - на 4 и 12 %. В пространстве Варда - на 13 и 31 %. В большом вертеле - на 7 и 13 %. В диафизе проксимальной трети бедренной кости - 4 и 9 %. Во всей проксимальной трети бедренной кости 6 и 17 % (табл. 4).
Таблица 3
Рост, масса тела, суммарное количество минералов в скелете, минеральная плотность (МПК) скелета у женщин через 3 месяца уравнивания длины конечности (дистракции) при нормальном и нарушенном менструальном цикле (M ± SD)
|
Состояние МЦ |
n |
Рост (см) |
Масса тела (кг) |
Всего минералов (кг) |
Площадь скелета (м2) |
МПК скелета (г/см2) |
Процент убыли минералов |
|
Контроль (возраст 18 лет) |
40 |
165,1 ± 4,0 |
56,2 ± 2,5 |
2,376 ± 0,104 |
2,12 ± 0,10 |
1,118 ± 0,047 |
- |
|
Через 3 месяца при нормальном цикле |
40 |
156,3 ± 2,0 |
62,1 ± 4,3 |
1,845* ± 0,094 |
1,97 ± 0,11 |
0,937 ± 0,028 |
-22 |
|
Через 3 месяца при нарушенном цикле |
44 |
156,6 ± 2,0 |
61,9 ± 3,8 |
1,639* ± 0,084 |
1,94 ± 0,12 |
0,844 ± 0,275 |
-31 |
Таблица 4
Суммарное количество минералов во всем проксимальном отделе бедренной кости, его минеральная плотность (МПК) у женщин через 3 месяца дистракции при нормальном и нарушенном менструальном цикле (М ± SD)
|
Состояние МЦ |
Проксимальный отдел бедра слева |
Проксимальный отдел бедра справа |
Процент убыли минералов |
||||
|
Минералы (г) |
Площадь (см2) |
МПК (г/см2) |
Минералы (г) |
Площадь (см2) |
МПК (г/см2) |
||
|
Контроль (возраст 18 лет) |
30,375 ± 0,258 |
29,1 ± 0,71 |
1,045 ± 0,077 |
30,273 ± 0,147 |
29,1 ± 0,56 |
1,042 ± 0,044 |
- |
|
Через 3 месяца при нормальном цикле |
28,553* ± 0,556 |
28,8 ± 0,63 |
0,910 ± 0,038 |
28,536* ± 0,765 |
32,1 ± 0,79 |
0,889 ± 0,037 |
-6 |
|
Через 3 месяца при нарушенном цикле |
25,213* ± 0,704 |
29,2 ± 0,48 |
0,863 ± 0,023 |
25,198* ± 0,737 |
28,4 ± 0,62 |
0,785 ± 0,042 |
-17 |
Корреляционный анализ данных показал прямую зависимость между уровнем концентрации половых гормонов и интенсивностью регенерации кости как в месте травмы, так и в уравниваемом сегменте и, следовательно, сроком лечения больных. Приводим клинический пример, подчеркивающий взаимосвязь между концентрацией гормонов и репаративным костеобразованием.
Больная П., 38 лет. Правая нижняя конечность укорочена на 5 см за счет бедра и голени. Аппарат Илизарова наложен одновременно на бедро и голень. Дистракция на бедре продолжалась 1 месяц, на голени - 2 месяца. В течение двух месяцев дистракции менструации не было, поэтому концентрация эстрадиола оказалась сниженной в 3 раза. В течение пяти последующих месяцев фиксации менструации были нерегулярными, укороченными.
МПК в регенерате на бедре через один месяц фиксации - 0,312 г/см2, через 2,5 месяца - 0,400 г/см2, через 5 месяцев - 0,488 г/см2. На голени эти цифры составили соответственно: 0,254; 0,377 и 0,410 г/см2. Все указанные величины в три раза меньше, чем при формировании регенерата в условиях нормальной концентрации эстрадиола. В последующие три месяца менструации стали регулярными, нормализовалась концентрация гормона и существенно возросла плотность минералов: на бедре стала равной 1,068 г/см2, на голени - 1,072 г/см2, то есть составляла 63 % от значений в норме.
Минеральная плотность костей скелета у мужчин после травм и при уравнивании длины врожденно укороченной конечности
Состояние копулятивного компонента половой функции определяли по анкете, которую заполняли больные. Обнаружили снижение либидо, половой предприимчивости и преждевременную эякуляцию, что приводило к отсутствию положительных эмоций как в ранние стадии копулятивного цикла, предшествующие половому акту, так и после его осуществления.
При определении концентрации гонадотропинов (фолликулостимулирующего гормона - ФСГ и лютеинизирующего гормо- на - ЛГ, который контролирует выработку тестостерона в клетках Лейдига), а также концентрации тестостерона наблюдали уменьшение концентрации, что приводило к ослаблению сперматогенеза, медленнее происходила дифференцировка и пролиферация клеток Сертоли, ослаблялись поздние стадии сперматогенеза. Увеличение после травмы концентрации пролактина (в силу уменьшения тормозящего влияния гипоталамуса на гипофиз) уменьшало стимуляцию простаты и поэтому меньшим был объем эякулята.
Уменьшение концентрации тестостерона влияло на МПК как в области травмы при переломах, так и в формирующемся регенерате при уравнивании длины укороченной конечности. Покажем это на клиническом примере.
Больной П., 30 лет. Укорочение руки на 22 см. Концентрация тестостерона до операции была равна 3,24 нг/мл. Производили одновременное удлинение плеча и предплечья (дистракция). На 10-й день дистракции концентрация тестостерона уменьшалась в 2 раза. На 60-й день уровень гормона был еще ниже. МПК в регенерате в этот день - 0,404 г/см2. Через 1,5 месяца окончательного формирования регенерата (фиксации) уровень тестостерона еще больше снизился до 0,89 нг/мл (всего за весь цикл уравнивания длины конечности в 4,7 раза). В силу этого наблюдалась замедленная консолидация костных фрагментов. Содержание минералов в регенерате было уменьшено в 2 раза (0,182 г/см2).
Приведенный пример показывает очевидную взаимосвязь между концентрацией половых гормонов и активностью репаративного процесса. Поэтому в план лечебных мероприятий должны включаться мероприятия по защите половой функции (снижение ситуационной тревожности, вербальные схемы для снижения ее, самовнушение и самогипноз).
Приведенные данные показывают, что между концентрацией половых гормонов и активностью костеобразования существует четко выраженная взаимосвязь. Поэтому в условиях дистракционного остеосинтеза для уравнивания врожденно укороченной конечности необходимо следить за состоянием МЦ и содержанием половых гормонов. Если своевременно не восстановить нарушенный цикл, может наступить постепенное угасание функции яичников. Кроме этого, длительное время сниженная концентрация половых гормонов замедляет репаративный процесс.
В наших наблюдениях прослежена четкая взаимосвязь между состоянием МЦ и, следовательно, концентрацией эстрогенов и МПК в костях скелета. Наиболее четко она проявлялась в трабекулярной ткани (позвоночник, большой вертел), где активно протекают обменные процессы. Изменялось не только МПК, но и уменьшался синтез белка, и увеличивалось выведение азота из организма. Снижалось воздействие эстрогенов на белковую матрицу кости, ослаблялся обмен веществ и функциональное состояние остеогенных клеток костного мозга. На это указывают наши предыдущие исследования [4].
Немаловажной причиной развития деминерализации после травмы является уменьшение двигательной активности, ослабление прямого влияния гормонов на кость. Изменяется диаметр кровеносных сосудов и скорость тока крови в них, нарушается проницаемость сосудов. Уменьшается масса мышц в конечности и отмечается атрофия жировой ткани. Токсины травмированных тканей усиливают спазм сосудов и ишемию коркового вещества почки, приводят к дистрофическим изменениям эпителия извитых канальцев, крайне чувствительных к длительной гипоксии [9].
При сниженной двигательной активности в плазме крови уменьшается концентрация соматотропина, кальцитонина, глюкагона, катехоламинов, тиреостимулирующего гормона и паратирина. Снижается концентрация витамина D, что приводит к уменьшению абсорбции кальция в кишечнике [3].
Изучение состояния МЦ применительно к чрескостному остеосинтезу необходимо потому, что циклические изменения в системе нейрогуморальной регуляции функции яичников и гормонально зависимых от них органов сопровождаются колебаниями функционального состояния нервной, эндокринной, сердечно-сосудистой и других систем организма, от которых зависит, в частности, синтез коллагена и активность других слагаемых репаративного процесса [4]. В фазе роста фолликула преобладает тонус парасимпатического отдела вегетативной нервной системы, суживаются капилляры сосудистой системы, повышается тонус всех сосудов и ускоряется ток крови. В фазе желтого тела капилляры расширяются, хорошо видны их артериальные и венозные участки, тонус сосудов снижен [6]. Ток крови не всегда равномерный. Непосредственно перед менструацией капилляры находятся в спастическом состоянии.
В процессе формирования регенерата необходима нормальная концентрация эстрадиола, усиливающего биосинтез коллагеновых и неколлагеновых белков. Отмечается изменение содержания растворимых липидов костного матрикса, а также фосфолипидов [1, 4]. В процессе остеосинтеза необходима нормальная концентрация эстрадиола, усиливающего биосинтез белков, растворимых липидов костного матрикса, а также фосфолипидов. Эстрадиол способствует дифференцировке клеток [2, 11].
Под влиянием импульсации из травмированных тканей в коре головного мозга начинает функционировать очаг стойкого возбуждения, приводящий к торможению в гипоталамусе и, как следствие, к уменьшению продукции нейрогормонов. Поэтому снижается образование половых гормонов, активность остеобластов, уменьшается количество минеральных веществ в кости [5, 7]. МЦ нередко нарушается и менструации отсутствуют в течение 1,5-2 месяцев, иногда больше. В течение длительного времени сниженная концентрация половых гормонов ведет к деминерализации скелета.
Следует подчеркнуть, что полученные нами данные весьма важны для проблемы остеосинтеза - не только лечить переломы, как симптомы остеопороза, но и заниматься их профилактикой. Подробное изучение патогенеза изменений - прямой выход на профилактику нарушений МЦ, остеопении и остеопороза, установление оптимальных дней для проведения оперативных вмешательств, при которых были бы минимальными гормональные изменения на уровне гипоталамус-гипофиз и, следовательно, был бы оптимальный вариант активности репаративного процесса.
Выводы
1. Возникающие под влиянием стресс-факторов отклонения в МЦ как в сторону ускорения (пройоменорея), так и увеличения продолжительности менструации (полименорея), а также разница в количестве выделявшейся крови при нормальной цикличности (гипоменорея,) не приводят к изменению минеральной плотности костей скелета. Исключением явилась гиперменорея, при которой МПК была снижена на 6 % (р < 0,05).
2. Задержка менструации с последующим ускоренным циклом (опсопройоменорея) приводила к уменьшению МПК на 17 %. Такое же изменение отмечено при промежутках между менструациями более 35 дней (опсоолигоменорея). При опсоменорее, когда менструация задерживалась до трех месяцев, МПК снижена на 21 %. При ритме менструации одна в 2-3 месяца (олигоменорея) МПК ниже нормального значения на 25 %. Величина снижения при аменорее составляла 26-35 %.
4. Через 2 месяца после травмы конечностей при ненарушенном менструальном цикле суммарное количество минералов во всем скелете было ниже нормы на 4 %, при нарушенном - на 19 %. В поясничном отделе позвоночника - на 5 и 10 %, в шейках бедренных костей - на 9 и 14 %. В пространстве Варда деминерализация составила соответственно 4 и 20 %. В большом вертеле изменения более заметные - 14 и 25 %. В проксимальном отделе бедренной кости уменьшение МПК было на 8 и 14 %.
5. У мужчин после травм и при уравнивании длины врожденно укороченной конечности наблюдались изменения копулятивного компонента половой функции, уменьшение концентрации гонадотропинов и концентрации тестостерона, в силу чего ослаблялась активность репаративного процесса. Поэтому в план лечебных мероприятий должны включаться мероприятия по защите половой функции (снижение ситуационной тревожности, вербальные схемы для ее ослабления, самовнушение и самогипноз).