ІНСТИТУТ ПАТОЛОГІЇ ХРЕБТА ТА СУГЛОБІВ
ІМЕНІ ПРОФЕСОРА М.І. СИТЕНКА АМН УКРАЇНИ
ВЕРБА ОЛЕКСАНДР ІСААКОВИЧ
УДК: 616.71 – 053.9:613.31
Вікові особливості порушень структурно-функціонального стану кісткової
тканини в населення, що мешкає в екологічно несприятливих умовах
(підвищений вміст фтору в воді) та шляхи їх корекції
14.01.21- травматологія та ортопедія
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата медичних наук
Харків 2005
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Інституті геронтології АМН України.
Науковий керівник: доктор медичних наук професор
ПОВОРОЗНЮК Владислав Володимирович,
Інститут геронтології АМН України,
завідувач відділу клінічної фізіології та патології опорно-рухового
апарату
Офіційні опоненти: доктор медичних наук професор
ШЕВЧЕНКО Станіслав Дмитрович,
Інститут патології хребта та суглобів імені професора М.І. Ситенка АМН
України, завідуючий відділом патології хребта та суглобів дитячого
віку
доктор медичних наук, професор
БРУСКО Антон Тимофійович,
Інститут травматології та ортопедії АМН України.
завідуючий відділом патоморфології та патофізіології
Провідна установа: Дніпропетровська державна медична академія, кафедра
травматології та ортопедії, МОЗ України, м. Дніпропетровськ
Захист дисертації відбудеться “25” березня 2005 р. об 11.30 на
засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.607.01 Інституту патології
хребта та суглобів імені професора М.І.Ситенка АМН України (61024, м.
Харків, вул. Пушкінська, 80).
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту патології хребта
та суглобів імені професора М.І.Ситенка АМН України (61024, м. Харків,
вул. Пушкінська, 80).
Автореферат розісланий “25” лютого 2005 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради
доктор медичних наук В.О. РадченкоАктуальність теми. Остеопороз –
найбільш поширене системне захворювання скелета, що характеризується
низькою кістковою масою та мікроструктурними ушкодженнями кісткової
тканини (КТ), які призводять до підвищення крихкості кістки й,
відповідно, – до збільшення ризику переломів (Поворознюк В.В.,
Е.П.Подрушняк, Е.В.Орлова, 1995; Поворознюк В.В., 1998). Важливим
чинником щодо розвитку остеопорозу в старшому віці є формування піку
кісткової маси (ПКМ) – максимальної кількості КТ на одиницю її об’єму,
яка накопичується в процесі росту організму. Епідеміологічні
дослідження, проведені в різних країнах світу, виявили регіональні,
вікові та етнічні особливості досягнення ПКМ, подальшої втрати КТ та
розвитку остеопорозу (Поворознюк В.В., Віленський А.Б., Григор’єва Н.В.,
2002; Поворознюк В.В., Вовк И.Б., Орлик Т.В. та співавт., 2002). Україна
також має свої специфічні особливості за географічними умовами, рівнем
життя, ступенем забруднення навколишнього середовища та наявністю
регіонів природних ендемій, проте досліджень відносно вивчення
структурно-функціонального стану кісткової тканини (СФС КТ) в населення,
що проживає в районах з підвищеним вмістом фтору в воді, не проводилось.
Разом з тим, в Одеській, Чернігівській та Полтавській областях існують
населені пункти, вміст фтору в питній воді, яку вживають їх жителі,
складає від 2 до 8 мг/л, що може відігравати суттєву роль у формуванні
остеопенічного синдрому в дітей та підлітків і розвитку остеопорозу й
інших метаболічних остеопатій у дорослого населення.
Численні світові клініко-експериментальні дослідження свідчать про
різноплановий вплив фтору на різні системи організму залежно від його
вмісту в воді. Так, на даний час доведено, що концентрація фтору від 0,1
до 0,5 мг/л призводить до розвитку карієсу (Максименко П.Т. и др., 1987;
Гнатюк П.Я, 1998; Ніколішин А.К., 1999), у той час як вміст від 1,5 до 5
мг/л веде до виникнення флюорозу зубів (Смоляр В.И., 1989; Ніколішин
А.К., 1999), більше 5 мг/л – флюорозу скелета (Поворознюк В.В. та
співавт., 2002). Встановлено, що фтор має “терапевтичне вікно” (від 0,5
до 1,5 мг/л), при якому він не впливає істотним чином на функціональний
стан систем організму.
Незважаючи на чисельні дослідження, присвячені проблемі фтористої
ендемії в світі, й на сьогоднішній день ця проблема залишається
відкритою (Жаворонков А.А., Авцын А.П., 1989; Сутыгина А.П., 1989;
Вельтищев Ю.Е., 1995; Czarnowski W. et al., 1996). Не з’ясовані
особливості формування ПКМ, конституціональних типів, фізичного та
статевого розвитку дітей, які проживають у регіонах з підвищеним вмістом
фтору в воді. Існують протиріччя щодо впливу помірно підвищених доз
фтору на мінеральну щільність кісткової тканини (МЩКТ) (Czarnowski W. et
al., 1997) та розвиток остеопорозу. Відсутні експериментальні та
клінічні дослідження щодо впливу помірно підвищених концентрацій фтору в
воді на розвиток структурно-функціональних порушень КТ при наявності
інших чинників розвитку остеопорозу, в тому числі естрогенного дефіциту,
який спостерігається при затримці статевого розвитку в дітей та в
постменопаузальному періоді в жінок. Є лише поодинокі роботи щодо
вивчення впливу фактичного харчування, а також вмісту основних
макроелементів (кальцію, магнію та фосфору) на формування функціональних
порушень різних систем організму в населення, що проживає в регіонах із
підвищеним вмістом фтору в воді. Відсутні методи первинної та вторинної
профілактики остеопорозу та його ускладнень у населення, яке мешкає в
ендемічних регіонах з підвищеним вмістом фтору в воді залежно від віку
та статі.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана
відповідно з планом тем науково-дослідних робіт Інституту геронтології
АМН України “Лонгітудинальне клініко-експериментальне дослідження впливу
деяких чинників (малих доз іонізуючого випромінювання, зміненого вмісту
фтору та йоду в питній воді) на темп старіння кісткової тканини
(держреєстрація №196U001542) у рамках затвердженої Національної програми
“Здоров’я літніх людей”. Пошукувач брав активну участь в обстеженні
дитячого та дорослого населення, що проживає в регіонах зі зміненим
вмістом фтору в воді, ним проведений аналіз отриманих даних,
опубліковані основні результати. Визначено можливості, розроблена та
апробована комплексна система профілактики структурно-функціональних
порушень кісткової тканини, остеопорозу та його ускладнень у населення,
яке мешкає на територіях з підвищеним вмістом фтору в воді.
Мета та завдання роботи. Мета роботи – удосконалити методи діагностики
та профілактики структурно-функціональних порушень кісткової тканини в
населення, що мешкає в екологічно несприятливих умовах (регіони з
підвищеним вмістом фтору в воді) залежно від віку, статі та рівня фтору
в питній воді.
У відповідності до поставленої мети було визначено такі основні
завдання:
1. Вивчити структурно-функціональний стан кісткової тканини, біологічний
вік кісткової системи, особливості формування піку кісткової маси,
фізичного та статевого розвитку в дітей препубертатного та пубертатного
віку, які мешкають у населених пунктах із підвищеним вмістом фтору в
воді та в умовно чистому регіоні Одеської області.
2. Вивчити структурно-функціональний стан кісткової тканини, її
біологічний вік у дорослого населення, яке мешкає в екологічно
несприятливому регіоні Одеської області.
3. В умовах експериментального моделювання системного остеопорозу
вивчити вплив води з підвищеним вмістом фтору на
структурно-функціональний стан кісткової тканини в здорових щурів та в
умовах естрогенного дефіциту, а також ефективність препарату кальцію III
покоління (кальцеміну) в якості остеопротекторного засобу.
4. Вивчити роль харчування в розвитку структурно-функціональних порушень
кісткової тканини в населення різного віку, яке мешкає в регіонах з
підвищеним вмістом фтору в воді.
5. Вивчити діагностичні можливості АРМ “Остеолог” в оцінці
структурно-функціонального стану кісткової тканини в населення, яке
мешкає в умовах підвищеного вмісту фтору.
6. Запропонувати та апробувати комплексну систему профілактики
структурно-функціональних порушень кісткової тканини, остеопорозу та
його ускладнень у населення, яке мешкає в населеному пункті з підвищеним
вмістом фтору в воді.
Об’єкт дослідження – щурі лінії Вістар молодого та зрілого віку, після
впливу різних концентрацій фтору в питній воді, двобічної оваріоектомії
та призначення базисних остеопротекторних препаратів, а також дитяче та
доросле населення півдня України та Республіки Молдова, що мешкає в
умовах різного вмісту фтору в питній воді.
Предмет дослідження – біомеханічні, біохімічні, остеометричні та
рентгеноструктурні показники кісткової тканини в щурів молодого та
зрілого віку, а також дані структурно-функціонального стану кісткової
тканини, фізичного та статевого розвитку, біологічного віку, вираженості
больового синдрому в ділянці хребта в населення півдня України та
Республіки Молдова, що мешкає в умовах різного вмісту фтору в питній
воді.
Методи дослідження: загальноклінічне, нейроортопедичне та
антропометричне обстеження, анкетування (опитувальник ВООЗ,
Мак-Гилівський опитувальник, комбінований з візуально-аналоговою шкалою,
анкета для вивчення особливостей фактичного харчування),
рентгеностеоденситометрія кисті з використанням АРМ “Остеолог”,
ультразвукова денситометрія за допомогою приладу “Ahilles+”, вивчення
фізичного та статевого розвитку, парціального біологічного віку
кісткової системи й рівня її розвитку, статистичні методи обробки
матеріалу.
Наукова новизна роботи. Вперше в експерименті встановлена роль помірно
підвищеного вмісту фтору в воді на розвиток структурно-функціональних
порушень кісткової тканини на тлі естрогенного дефіциту, а також
остеопротекторні властивості препарату кальцію ІІІ покоління
(кальцеміну). Вперше вивчені вікові особливості фізичного розвитку,
формування піку кісткової маси, структурно-функціонального стану
кісткової тканини, розповсюдженість остепенічного синдрому та
остеопорозу в населення, яке мешкає в регіоні з підвищеним вмістом фтору
в воді. Визначена роль дисбалансу в фактичному раціоні харчування в
розвитку структурно-функціональних порушень кісткової тканини в даного
контингенту. Визначені рентгеноденситометричні показники кісткової
тканини в населення, яке мешкає в умовах підвищеного вмісту фтору в
питній воді. Вивчено ефективність препарату кальцію ІІІ покоління
кальцемін в профілактиці порушень структурно-функціонального стану
кісткової тканини у дітей, які проживають в умовах підвищеної
концентрації фтору в воді.
Практичне значення роботи полягає у визначенні показників
структурно-функціонального стану кісткової тканини, фізичного та
статевого дозрівання в дітей південного регіону України, в дорослих
різного віку та статі, які проживають в регіоні з підвищеним вмістом
фтору в воді; визначенні діагностичних можливостей АРМ “Остеолог” в
оцінці структурно-функціонального стану кісткової тканини в населення
Одеської області та розробці й апробації ефективної комплексної системи
профілактики структурно-функціональних порушень кісткової тканини,
остеопорозу та його ускладнень у населення, яке мешкає в населеному
пункті з підвищеним вмістом фтору в воді.
Результати роботи використовуються в лекційному курсі на кафедрі терапії
та геріатрії КМАПО, курсів інформації та стажування “Геріатрична
ортопедія з основами мануальної терапії”, програма яких розроблена в
співробітництві з Міжнародним центром реабілітації (Канада) та
затверджена Європейським регіональним бюро ВООЗ. Результати проведених
досліджень впроваджено в клінічну практику в Інституті геронтології АМН
України (Київ), НДІ морської медицини (Одеса), Луганському медичному
університеті (Луганськ), в Українському, Придунайському, Одеському та
Луганському науково-медичних центрах проблем остеопорозу.
Особистий внесок здобувача. Автором особисто здійснений
патентно-інформаційний пошук, проведений аналіз вітчизняної та
зарубіжної літератури за темою дисертації, поставлені задачі
дослідження, визначені методичні підходи, опрацьовані методи, згідно з
якими особисто виконані експериментальні, клінічні й інструментальні
дослідження, проведена статистична обробка одержаних результатів та
оформлення їх у вигляді таблиць і графіків, проведено аналіз
результатів, сформульовані висновки роботи, опубліковані основні
положення дисертації. Дисертантом визначено можливості, розроблена та
апробована комплексна система профілактики структурно-функціональних
порушень кісткової тканини, остеопорозу та його ускладнень у населення,
яке мешкає на територіях з підвищеним вмістом фтору в воді.
Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації
доповідались на ІV та V Українських науково-практичних конференціях
“Остеопороз: епідеміологія, клініка, діагностика, лікування та
профілактика” (Харків, 2001; Одеса, 2003), науково-практичній
конференції “Актуальні проблеми геріатричної ортопедії” (Вінниця, 2000;
Тернопіль, 2002), науково-практичній конференції “Регіональні проблеми
гігієни півдня України” (Одеса, 2003), Міжнародній науково-практичній
конференції “Актуальні проблеми педіатричної остеології” (Євпаторія,
2003), ІV Європейському симпозіумі щодо клінічних та економічних
аспектів остеопорозу та остеоартрозу (Франція, Ніцца, 2003).
Публікації. Основні положення дисертації опубліковано в 8 наукових
працях, з них 4 статті, 1 методичні рекомендації, 3 роботи в матеріалах
конференцій.
Структура та об’єм роботи. Дисертація складається з наступних розділів:
“Вступ”, “Огляд літератури”, “Матеріали та методи дослідження”,
“Результати досліджень” (5 розділів), “Аналіз та узагальнення
результатів дослідження”, “Висновки”, додатки, містить список
використаної літератури з 190 найменувань. Загальний обсяг дисертаційної
роботи становить 189 сторінок. Основна частина роботи викладена на 93
сторінках, містить 47 таблиць і 35 рисунків.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Матеріали та методи дослідження. Робота є експериментально-клінічною.
Експериментальне дослідження виконано на 94 білих щурах-самках молодого
та зрілого віку, які утримувались в стандартних умовах віварію. В
експерименті вивчався вплив різних концентрацій фтору в питній воді на
СФСКТ здорових щурів; помірно підвищений вміст фтору в воді й результат
двобічного видалення яєчників на стан КТ у щурів різних вікових груп;
вивчалась ефективність препаратів кальцію (кальцемін) в корекції
порушень СФСКТ.
При проведенні епідеміологічних досліджень обстежено 948 осіб. З них з
метою вивчення особливостей формування ПКМ в дітей Одеської області
обстежено 222 умовно здорові дитини віком 10-16 років м. Вилково, яке за
даними санітарно-епідеміологічної служби Одеської області є населеним
пунктом з нормальним вмістом фтору в воді (1,24 мг/л) та задовільним
рівнем екологічного та промислового забруднення. Результати дослідження
порівнювались з даними, отриманими при обстеженні здорових дітей
української популяції (Поворознюк В.В. та співавт., 2001). Для вивчення
особливостей СФС КТ та темпів її втрати у жителів Півдня України
обстежено 116 чоловіків та жінок віком 20-79 років м. Вилково,
результати досліджень яких порівнювались з показниками МЩКТ української
популяції (Поворознюк В.В., 1999). З метою вивчення темпів втрати
кісткової маси у жінок, котрі мешкають в “умовно чистому” регіоні
Одеської області (м. Вилково) обстежено 83 пацієнтки віком 30-69 років.
Для оцінки СФС КТ та встановлення частоти остеопорозу та остеопенії у
жителів Одеської області методом рентгеностеоденситометрії обстежено 169
пацієнтів віком 20-79 років. Критеріями виключення були захворювання
ендокринної системи, внутрішніх органів, опорно-рухової системи,
нервової системи, які можуть впливати на СФСКТ. Крім того, обстежено 106
дітей та підлітків с. Некрасівка Ренійського району (рівень фтору в
питній воді 0,37 мг/л, що значно нижче рекомендованих норм). З метою
вивчення особливостей формування ПКМ та рівня фізичного розвитку в
умовах хронічної фтористої інтоксикації при проведенні одномоментних
епідеміологічних досліджень в ендемічних районах фтору в Україні
обстежена 121 дитина віком 10-15 років м. Арциз та с. Підгірне. В
ендемічних районах Республіки Молдова обстежено 63 дитини віком 10-15
років м. Фалешти. З метою вивчення впливу генетичного чинника на
розвиток порушень СФС КТ в парах “мати-донька” обстежено 34 жінки
репродуктивного віку та їх доньки, які проживають в м. Фалешти. Вибір
об’єктів дослідження був виконаний з наступних причин: м. Арциз –
населений пункт з централізованим водопостачанням й підвищеним вмістом
фтору в питній воді (2,57 мг/л), м. Фалешти – населений пункт зі
змішаним характером водопостачання й вмістом фтору 0,42-5,31 мг/л, с.
Підгірне – населений пункт з колодязним водопостачанням й вмістом фтору
0,71-7,13 мг/л.
В експериментальній частині роботи проводили остеометричне дослідження
за методикою W. Duerst, де вивчали плечову, стегнову, великогомілкову
кістку та поперековий хребець. Вивчення біомеханічних характеристик
плечової кістки проводили при вигині на універсальній навантажувальній
машині Р-0,5 зі швидкістю навантаження 0,025 мм/хв до руйнування й
розраховували питому стрілу вигину, межу міцності, руйнівний момент,
модуль пружності та мінімальну роботу руйнування кістки.
Рентгеноструктурний аналіз кісток проводили за загальноприйнятою
методикою. Біохімічне дослідження кісток полягало у визначенні вмісту
кальцію, фосфору, натрію та калію методами полум’яної фотометрії та
фотоколориметрії.
При проведенні епідеміологічних досліджень використовували
загальноклінічні методи дослідження (об’єктивне обстеження,
нейроортопедичне дослідження), антропометричне обстеження проводили за
методикою В.В. Бунака в модифікації П.Ф. Шапаренко), яке включало
визначення маси тіла, лінійних (поздовжніх та поперечних), обхватних та
кутових розмірів. Для оцінки СФС КТ використовували метод ультразвукової
остеоденситометрії. Дослідження проводили за допомогою ультразвукового
кісткового денситометра “Achilles+” (Lunar Corp., Madison, WI) на
п’ятковій кістці. За допомогою приладу визначали швидкість поширення
ультразвуку через кістку (ШПУ, м/с), широкосмугове ослаблення
ультразвуку (ШОУ, дБ/МГц) та індекс міцності кістки (ІМ, %).
Рентгеностеоденситометрія кисті проводилась за допомогою “АРМ-Остеолог”
(автоматизоване робоче місце лікаря остеолога) за методикою комп’ютерної
рентгеностеоденситометрії (Поворознюк В.В. та співавт., 2001). Стан
фактичного харчування оцінювали анкетно-ваговим методом за методикою
3-денного обстеження й включав визначення основних макро- та
мікронутрієнтів. Оцінка фізичного розвитку обстежених дітей проводилась
шляхом порівняння її індивідуальних антропометричних показників із
нормативними (Поворознюк В.В. та співавт., 2001) методом
антропометричних стандартів сигмального типу. Враховуючи пропорційність
показників фізичного розвитку, оцінювали його гармонійність. Оцінка
статевого розвитку проводилась за методикою
А.Б.Ставицької та Д.І.Арон (1959). Визначення СФВ КС дітей та підлітків
проводилось згідно з формулами визначення парціального біологічного віку
на основі раніше запропонованих методик (Поворознюк В.В., 1993, 1998).
Оцінку больового синдрому проводили за допомогою Мак-Гилівського
больового опитувальника (Кузьменко В.В. и др., 1986; Мэлзак Р., 1981),
інтенсивність больового синдрому – за допомогою комбінованої
візуально-аналогової шкали. Аналіз проб води проводився з використанням
селективних електродів на базі Інституту геохімії, мінералогії та
рудоутворення під керівництвом члена-кореспондента НАН України проф.
Жовинського Е.Я. Аналіз даних щодо фактичного харчування проводився за
сприяння співробітників лабораторії гігієни харчування Інституту
геронтології АМН України.
З метою корекції порушень СФСКТ в дітей та підлітків, які проживають в
регіонах з підвищеним вмістом фтору в питній воді, 10 дівчатам
призначали препарат кальцемін протягом 12 міс по 1 табл. двічі на добу.
Контрольну групу склали дівчата, стандартизовані за віком, основними
антропометричними характеристиками, регіоном проживання, котрі не
отримували остеопротекторних препаратів. Оцінку ефективності лікування
проводили через 6 та 12 міс.
Статистичний аналіз проводили використовуючи пакети програм “Statistika
5.0” та ”Statgraphics”.
Основні результати досліджень. Вивчення впливу підвищених концентрацій
фтору в воді на темпи втрати кісткової тканини на різних моделях щурів
та шляхи їх профілактики. При виконанні експериментального дослідження,
де у якості питної води щурам молодого віку давали воду з різним вмістом
фтору, нами не встановлено відмінностей в показниках остеометрії
плечової, стегнової та великогомілкової кісток. Не отримано достовірної
різниці в показниках хімічного складу різних кісток та показників їх
ренгеноструктурного аналізу, що свідчить про те, що вміст фтору в питній
воді 1,24-2,57 мг/л не чинить суттєвого впливу на СФС КТ у самок щурів
молодого віку.
Показано, що двобічна оваріоектомія в самок щурів обох вікових груп
призводить до погіршення міцнісних характеристик КТ. Так, в молодих
щурів самок достовірно збільшується питома стріла прогинання (рxe
???????^
?
’
”
–
?
?
?
?
¶
ae
PR?thF
ae
???ae
e
@
@
@
@
@
?Й?Й?о зростання показників ультразвукової денситометрії, однак
достовірних відмінностей виявлено не було, що свідчить про відсутність
вираженого “пубертатного стрибка” показників СФС КТ. Порівняльний аналіз
результатів ультразвукової денситометрії дітей с. Некрасівка та м.
Вилково показав, що на фоні відсутності різниці в показниках ІМ КТ у
вікових групах 11-13 років виявляється достовірна відмінність в
параметрах ШПУ та ШОУ (рис.1). Так, показник ШПУ в віковій групі 12
років був достовірно вищим у дівчат с. Некрасівка порівняно з підлітками
м. Вилково. Серед хлопців обстежених міст подібних змін виявлено не
було. Крім того, встановлено, що як серед хлопців, так і серед дівчат у
вікових групах 11, 12 та 13 років показники ШОУ були достовірно нижчими
в підлітків, котрі мешкають в с. Некрасівка, порівняно з дітьми м.
Вилково, що свідчить про гіршу якість кістки в цих дітей.
Аналізуючи результати дослідження в дівчат, котрі мешкають у регіоні з
помірно підвищеним вмістом фтору в воді (м. Арциз), встановлено, що з
віком поступово, хоча й не достовірно зростають показники ультразвукової
денситометрії. Достовірні зміни виявлені тільки у віці 13 та 14 років
(зростання показника ШОУ з (97,60±2,68) дБ/МГц до (107,81±1,83) дБ/МГц
(р
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
