ВВЕДЕНИЕ
Остеопороз — системное заболевание скелета, характеризующееся снижением массы костной ткани и нарушением ее качества (микроархитектоники), приводящее к хрупкости костей, которая проявляется переломами при незначительной травме [1]. Причинами остеопороза является не только возраст, но и другие заболевания, которые ведут к вторичному проявлению патологии, также вредные привычки, прием глюкокортикостероидных препаратов и генетическая предрасположенность.
Остеопороз в России, как и во всем мире, представляет собой одну из важнейших проблем, поскольку частота его в последние десятилетия постоянно увеличивается. По статистике 200 000 000 (1/3 часть) женщин и 120 000 000 (1/5 часть) мужчин старше 50 лет страдают остеопорозом [2]. В России остеопорозом страдают около 14 млн. человек и еще 20 млн. людей остеопенией. Это означает, что остеопорозом больны более 10 млн человек [3]. Социальная значимость остеопороза определяется его последствиями – уменьшением числа трудоспособных лиц и значительным подъемом заболеваемости лиц пожилого возраста, а значит большими материальными затратами, по причине переломов позвонков и костей периферического скелета. Таким образом, остеопороз, как заболевание, представляет большую эпидемиологическую проблему в здравоохранении и существенно снижает уровень жизни многих людей, которые уязвимы перед данной патологией.
Схема диагностики остеопороза на сегодняшний день является наиболее изученной, в которую входит сбор анамнеза, лабораторная диагностика (витамин Д, кальций ионизированный и неионизированный), денситометрия, рентгенография и рентгеновская компьютерная томография и другие методы исследования в зависимости от показаний, однако, несмотря на совершенные методы диагностики, вопрос о заболевании до сих пор является актуальным. Для разрешения данной проблемы необходима более ранняя диагностика и своевременное, качественное лечение.
Возможности визуализации магнитно-резонансной томографии растут с каждым годом, что подтверждается актуальными научными работами в различных областях, поэтому целью нашего исследования является разработать и внедрить алгоритмы и критерии ранней диагностики остеопороза на основе рентгеновской денситометрии и магнитно-резонансной томографии, лабораторной диагностики с последующим запуском служб профилактики переломов на территории республики.
Задачи исследования:
1. Изучить распространенность переломов позвоночника по частоте у женщин старше 40 лет и мужчин старше 50 лет с остеопорозом в г. Казани за пятилетний период.
2. Провести сравнительный анализ и корреляцию методов инструментальной и лабораторной диагностики остеопороза.
3. Провести количественный и качественный анализ остеопороза на магнитно-резонансной томографии в исследовании позвоночника.
4. Создать протокол томографического исследования для выявления ранних признаков остеопороза при исследовании позвоночника
5. Оценить эффективность внедрения в клиническую практику разработанных алгоритмов ранней диагностики остеопороза.
Научная новизна:
В диссертации рассмотрена одна из глобальных проблем – проблема остеопороза. Полученные в ходе проведения исследования результаты, будут полезны для специалистов в области рентгенологии, травматологии, гинекологии, эндокринологии. МРТ - способ эффективного раннего обнаружения признаков остеопороза у пациентов в группе риска, а разработанный алгоритм позволит качественно реализовать профилактику переломов. Хотя МРТ является неспецифичным методом диагностики остеопороза, существуют объективные и убедительные признаки, позволяющие выявить дегенеративные процессы, жировую дегенерацию костной ткани при помощи ядерного магнитного резонанса. На основании имеющихся результатов денситометрии и МР-сканов, будет проведена корреляция между полученными данными от исследований и разработаны МР-критерии ранней диагностики остеопороза на МРТ.
Практическая значимость алгоритма профилактики переломов с внедрением МРТ позволяет скоординировать работу таким образом, чтобы предотвратить последствия остеопороза – переломы позвонков и костей периферического скелета, обуславливающими значительный подъем заболеваемости, инвалидности и смертности среди лиц пожилого возраста и, соответственно, большие материальные затраты в области здравоохранения.
Запуск центров профилактики переломов в Республике Татарстан, которые будут работать согласно международным стандартам и критериям.
Материалы исследования:
За двухлетний период было проведено 4515 исследований методом двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии (DXA). Из общего числа пациентов – в пределах 500 человек прошли дополнительно МРТ.
Методы исследования:
1) Параклинические методы исследования: магнитно-резонансная томография, двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия (DXA), лабораторная диагностика.
2) Frax – инструмент оценки риска переломов, автор: Доктор Джон А. Канис
Почетный профессор, Шеффилдский университет.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
На сегодняшний день диагностика остеопороза является непростой и разнообразной, которая предоставляет собирать полную картину заболевания из различных источников.
Заболевание как остеопороз не возникает на пустом месте, поэтому для врача важно понять причины обращения пациента и механизмы возникновения данной патологии. При сборе анамнеза можно определить имеются ли факторы риска и сопутствующие заболевания, которые негативно влияют на костный метаболизм.
Факторы риска делятся на модифицируемые, к которому относятся прием глюкокортикостероидов (ГКС) более 3 месяцев, курение, злоупотребление алкоголем, недостаточность потребления кальция, дефицит витамина Д, низкий индекс массы тела (ИМТ), антропометрические данные: снижение роста на ≥2 см за 1 год и на ≥4 см и более по сравнению с ростом в 25 лет, низкая физическая активность, склонность к падениям и немодифицируемые, к которому относятся возраст более 65 лет, женский пол, европеоидная раса, предшествующие переломы при небольшой травме, наследственность, снижение клиренса креатинина [5].
Среди заболеваний, которые вызывают вторичный остеопороз можно выделить сахарный диабет (СА) 2 типа, ревматоидный артрит (РА), хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), заболевания пищеварения, эндокринной системы, почек, (мальабсорбция, тиреотоксикоз, хроническая почечная недостаточность (ХПН) и др.).
Получив полные данные о пациенте, врач планирует дальнейшие действия и учитывает их при конечном диагностическом результате, например, в денситометрии.
«Золотым стандартом» диагностики остеопороза (ОП) считается неинвазивный метод — двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия (dual-energy X-ray absorptiometry — DXA) [4]. Результат исследования врач может предоставить в достаточно короткий срок, что является безусловным преимуществом, у которого на сегодняшний день нет аналогов.
В рентгеновской денситометрии при сканировании измеряются две величины: площадь проекции исследуемого участка (Аrеа, см2) и содержание костного минерала (Bone Mineral Content – BMC, г). С их помощью вычисляется еще один клинически значимый параметр – минеральная плотность кости (Bone Mineral Density – BMD, г/см2; МПК). ВМD=ВМС/Аrеа. Методика двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии признана золотым стандартом в диагностике ОП, поскольку она сочетает в себе ряд важных качеств: возможность исследования осевого скелета, хорошую чувствительность и специфичность, высокую точность и низкую ошибку воспроизводимости, низкую дозу облучения для пациента (менее 0,04 мЗв), быстроту исследования [6]. В современной клинической практике индивидуальная минеральная плотность костной ткани сравнивается с референсной нормальной популяцией. Из-за различных методов измерения в зависимости от различной аппаратуры наиболее приемлемым способом оценки минеральной плотности костной ткани является оценка с использованием Т- и Z-критериев. Т-критерий представляет собой количество стандартных отклонений выше или ниже среднего показателя для пика костной массы молодых женщин. Т-критерий уменьшается параллельно с постепенным снижением костной массы при увеличении возраста обследуемых. В связи с тем, что определение остеопороза Всемирной организации здравоохранения базируется на данных определения минеральной плотности костной ткани у молодых женщин, эти данные основываются на Т-критерии. Z-критерий представляет собой количество стандартных отклонений выше или ниже среднего показателя для лиц аналогичного возраста. Средний Z-критерий для любой возрастной группы (например, возраст 70 лет) равен 0. Z-критерий для женщин, минеральная плотность костной ткани которых ниже среднего показателя для других лиц такого же возраста, составляет −1. В связи с тем, что показатель стандартного отклонения является постоянной величиной в зависимости от возраста, возможно переводить Z-критерий в Т-критерий, и наоборот. Для принятия решений о назначении терапии необходимо оценивать Т-критерии. Определение остеопороза разработано ВОЗ для женщин европеоидной расы и основано на определении МПКТ в любой точке по Т-критерию [7]. В пределах нормы находятся значения, не превышающие +2,5 SD и не ниже -1SD, 17 значения от -1SD до -2.5 SD считаются остеопенией, значения ниже -2.5 SD классифицируются как ОП и значения -2.5 SD при наличии хотя бы одного перелома позвонка или шейки бедра а также других переломов, не соответствующих тяжести травмы - как тяжелый ОП. В референсных кривых, используемых в современных денситометрах, отклонение -2 SD (Т-критерий) соответствует примерно 80% пиковой костной массы. Критерии были разработаны для женщин в постменопаузальном периоде при измерении МПК в шейке бедра, поэтому диагноз ОП у женщин в постменопаузе устанавливается по Т-критерию. При приеме ГКС оценка остеопороза по Т-критерию начинается с отметки -1,5SD.
В нашем исследовании по результатам выявлено 1372 случая остеопороза, из них женщин – 1293 и мужчин – 78. Остеопения - 1864: женщины-1750 и мужчины – 181. В возрасте 18-45 лет -1% остеопороза и 4% остеопении. В возрасте от 45 – 60 лет: остеопороз -8% и остеопения-17%. В возрасте старше 60 лет – тенденция к увеличению числа случаев остеопороза: остеопороз-24%, остеопения-23%.
Это метод, разработанный сотрудничающим центром Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) по метаболическим заболеваниям скелета (Университет Шеффилд, Великобритания), в основу которого положены модели оценки вероятности перелома у мужчин и женщин. Эти модели, созданные на основании исследований в популяционных когортах в Европе, Северной Америке, Азии и Австралии, были тщательно проверены в дополнительных популяционных когортах с объемом данных более 1 млн. пациентов в год. Алгоритмы ФРАКС интегрируют хорошо проверенные клинические факторы риска, такие как возраст, индекс массы тела, и некоторые дихотомические переменные, как с учетом минеральной плотности костной ткани (МПК), так и без нее. В моделях используется регрессия Пуассона для вычисления рисков смерти или перелома в зависимости от исходных данных, а конечный результат выводится в виде 10-летних вероятностей событий (т.е. перелома бедра, основного остеопорозного перелома [бедра, позвонка, плеча или предплечья]). Эти модели более точно настроены для ряда стран, которые предоставили эпидемиологические данные по переломам [9]. В диагностическом центре Барсмед разработан план по борьбе с остеопорозом. Пациент, который обратился за помощью, при оформлении на диагностическую процедуру отвечает на вопросы по FRAX, указанные на сайте Университета Шефилда. При отрицательных результатах пациент записывается к врачу для дальнейших рекомендаций. Раннее выявление остеопороза помогает подобрать своевременное и правильное лечение, также содействует избежать серьёзных переломов, которые могут стать летальными.
Количественная ультразвуковая денситометрия – это методика, которая характеризует костную ткань с точек зрения скорости прохождения ультразвука и его широкополостного ослабления [3, 6, 7]. Скорость прохождения ультразвука (Speed of Sound – SOS) – представляет скорость прохождения ультразвука в м/сек и зависит от эластичности и плотности кости. Широковолновое поглощение (Broadband Ultrasound Attenuation – BUA) характеризует потерю интенсивности ультразвука в среде его распространения, выражаемого в дБ/МГц, и отражает количество размеры и пространственную ориентацию трабекулярной костной ткани. Используются также другие показатели, в частности комбинация параметров SOS и BUA – индекс прочности (Stiffness) отражающий процентное соотношение к категории молодых взрослых [7].
Маркеры формирования костной ткани 1. Остеокальцин — основной неколлагеновый белок костного матрикса, который синтезируется остеобластами. Синтез остеокальцина зависит от витаминов К и D, что до некоторой степени снижает чувствительность и специфичность определения остеокальцина как маркера метаболизма костной ткани. Именно его концентрация в крови отражает метаболическую активность остеобластов костной ткани, поскольку остеокальцин крови — результат нового синтеза, а не высвобождения его при резорбции кости. Он синтезируется остеобластами во внеклеточное пространство кости, часть попадает в кровоток, где он и может быть проанализирован. Высокий уровень ПТГ подавляет выработку белка остеобластами, в результате чего снижается его концентрация в костной ткани и крови. По мнению многих авторов, этот показатель рассматривается как возможный прогностический индикатор усиления заболевания костей. При первичном ОП выявляется как нормальный, так и слегка повышенный уровень остеокальцина. Повышенное его содержание при первичном ОП обнаруживают у лиц с высоким уровнем костного обмена [2, 3]. Повышенный уровень декарбоксилированного остеокальцина может свидетельствовать об увеличении риска возникновения переломов бедра при сенильном ОП [2, 4]. 2. Кальцитонин продуцируется парафолликулярными клетками щитовидной железы и оказывает следующее влияние на костную ткань и метаболизм кальция и фосфора: — ингибирует деятельность остеокластов и тем самым — резорбцию костной ткани; — стимулирует деятельность остеобластов, синтез костного матрикса и отложение кальция в костях; — снижает содержание кальция в крови, стимулируя поступление его в кости; — стимулирует поглощение костями фосфора и снижает содержание фосфатов в крови.
— увеличивает экскрецию с мочой кальция, фосфора, натрия, магния, калия, воды; — стимулирует превращение в почках неактивной формы витамина D3 в биологически активную — 1,25(ОН)2 D3 (кальцитриол) совместно с ПТГ [4]. 3. Костный фермент щелочной фосфатазы (остаза) — показатель состояния костной ткани. Основные показания к применению: болезнь Педжета, опухоли кости и метастазы в костях, остеопороз [4]. Показания к назначению исследования: — диагностика обменных заболеваний кости; — контроль эффективности лечения остеопороза. Повышение активности остазы: — патология костной ткани (с повышением активности остеобластов или распадом костной ткани): болезнь Педжета (деформирующий остеит), остеомаляция, болезнь Гоше с резорбцией костей; — гиперпаратиреоз; — рахит; — заживление переломов; — остеосаркомы и метастазы злокачественных опухолей в кости; — нарушения питания (недостаток кальция и фосфатов в пище); — физиологическое: у недоношенных, у детей в период быстрого роста, у женщин в последнем триместре беременности и после менопаузы. Снижение активности остазы: — гипотиреоз; — наследственная гипофосфатаземия (рецессивное аутосомальное заболевание, характеризующееся нарушением кальцификации кости); — нарушения роста кости (ахондроплазия, дефицит аскорбиновой кислоты); — недостаток цинка и магния в пище. Маркер формирования костного матрикса (Total P1NP) Это маркер активности метаболизма костной ткани в организме человека. Костный матрикс представляет собой систему, состоящую на 90 % из коллагена 1-го типа, который образуется из проколлагена 1-го типа, синтезирующегося фибробластами и остеобластами. Total P1NP высвобождается в межклеточное пространство и кровоток в процессе образования коллагена 1-го типа и встраивания его в матрикс кости, отражая таким образом активность формирования костной ткани [5]. Основные показания к назначению анализа: 1. Оценка эффективности анаболической терапии остеопороза. 2. Оценка эффективности антирезорбтивной терапии остеопороза. 3. Оценка эффективности терапии других видов патологии костной ткани. Интерпретация результатов Повышенный уровень: 1. Остеопороз. 2. Сенильный остеопороз. 3. Остеомаляция. 4. Несовершенный остеогенез. 5. Болезнь Педжета. 6. Почечная остеодистрофия. 7. Метастатические поражения костной ткани. Интерферирующие факторы: интерпретацию результатов у пациентов с нарушенной функцией почек следует проводить с осторожностью, поскольку может происходить снижение экскреции маркера с мочой и, следовательно, увеличение его уровня в сыворотке. Маркеры состояния обмена 1. Паратгормон оказывает свое регулирующее влияние на ремоделирование костной ткани, точками приложения его действия являются кость, почки, желудочно-кишечный тракт (в присутствии витамина D3 паратгормон усиливает всасывание кальция). Главным показанием к исследованию ПТГ является наличие гиперкальциемии или пониженное содержание фосфора в крови. При постменопаузальном ОП уровень ПТГ чаще нормальный или пониженный, а при сенильном и стероидном ОП, наоборот, немного повышен. 2. Кальций. При первичном ОП уровень кальция в крови, как правило, в пределах нормы, хотя имеются отдельные сообщения о тенденции к его повышению при постменопаузальном ОП с высоким показателем костного обмена. Гиперкальциемия возможна у больных сенильным ОП при длительной иммобилизации после перелома шейки бедра. При первичном ОП гиперкальциурия характерна для тех его вариантов, которые характеризуются повышенным костным обменом. 3. Фосфор. При первичном ОП уровень фосфора в крови в большинстве случаев нормальный. Тенденция к его снижению отмечена у пожилых людей при сочетании ОП с остеомаляцией (остеопоромаляция). Для оценки почечной реабсорбции фосфора определяют его концентрацию в утренней моче. 4. Витамин D общий. Показатель, отражающий статус витамина D в организме. 25(OH)D — основной метаболит витамина D, присутствующий в крови. Он образуется преимущественно в печени, при первой ступени гидроксилирования витамина D, обладает умеренной биологической активностью. 25(OH)D в крови переносится в комплексе с транспортным белком, может депонироваться в жировой ткани. Небольшая часть 25(OH)D подвергается гидроксилированию в почках с образованием более активного метаболита — 1,25(OH)D. Паратгормон повышает образование в почках 1,25(OH)D при снижении альтернативного, биологически неактивного продукта гидроксилирования — 24,25(OH)D. Две основных формы 25(OH)D — холекальциферол (витамин D3 ) и эргокальциферол (витамин D2 ). D3 образуется главным образом в коже под действием ультрафиолетовых лучей, в то время как источником D2 служит только пища. Важно, что концентрация 25(OH)D отражает вклад двух этих компонентов, обе формы витамина D в данном исследовании из-меряются эквимолярно. Уровень 25(OH)D считается лучшим индикатором статуса витамина D в организме. Основная роль витамина D в организме связана с регуляцией кальциевого обмена. Уровень витамина D может варьировать в зависимости от возраста (у пожилых людей чаще наблюдается его снижение), сезона (выше в конце лета, ниже зимой), характера принимаемой пищи, этнической и географической популяции, наблюдается снижение содержания в крови витамина D при беременности. Помимо известной роли витамина D в кальциевом обмене, в исследованиях последних лет продемонстрировано, что при достаточном количестве витамина D снижается риск развития ряда онкологических заболеваний, сахарного диабета, рассеянного склероза, сердечно-сосудистых заболеваний, туберкулеза [3–5]. Гормональная регуляция уровня кальция в кости Паратиреоидный гормон стимулирует резорбцию кости, опосредованно воздействуя на остеокласты; кальцитонин снижает количество остеокластов и тормозит их активность; эстрогены подавляют активность остеокластов; андрогены стимулируют пролиферацию остеоцитов и усиливают процессы костного синтеза. Гормон роста и инсулиноподобный фактор роста 1 (соматомедин-С) активируют процесс синтеза кости за счет стимуляции остеобластов; инсулин стимулирует синтез костного матрикса; тироксин стимулирует остеокласты, усиливая резорбцию костной ткани; кортикостероиды замедляют синтез коллагена в костной ткани. Из вышеперечисленного следует, что изучение уровня этих гормонов и маркеров костного ремоделирования на ранней стадии развития остеопении, особенно при вторичном ОП, позволит спрогнозировать и оценить вероятность дальнейшей резорбции костной ткани, провести профилактику ОП, назначить лечение. Маркеры резорбции костной ткани Для оценки эффективности лечения остеопороза используют, как правило, маркеры резорбции, поскольку их снижение под влиянием терапии начинается уже через 2–3 недели и достигает плато через 3–6 месяцев. Выявление нормального или значительно повышенного уровня маркера резорбции при однократном определении уже имеет диагностическое значение. 1. Вeta-CrossLaps — С-концевые телопептиды, образующиеся при деградации коллагена 1-го типа, который составляет более 90 % органического матрикса кости. Измерение beta-CrossLaps позволяет оценить темпы деградации относительно «старой» костной ткани. В норме малые фрагменты коллагена, образующиеся при его деградации, поступают в кровь и выводятся почками с мочой. У пациентов со сниженной функцией почек содержание beta-CrossLaps в сыворотке крови возрастает вследствие снижения экскреции. При патологическом увеличении резорбции костной ткани (пожилой возраст, остеопороз) коллаген 1-го типа деградирует в большом объеме, что приводит к увеличению уровня фрагментов коллагена в крови. В настоящее время появляется все больше данных о влиянии полиморфизма генов на минеральную плотность костной ткани (МПКТ). Группой ученых из ГУ «Институт ревматологии РАМН» были получены данные о влиянии полиморфизма гена ВМР4 на минеральную плотность костной ткани и маркеры костного ремоделирования в группах женщин в постменопаузе, имеющих остеопороз. Обнаружена значимая ассоциация полиморфизма этого гена (6007С®Т полиморфизма 4-го экзона) с МПКТ поясничного отдела и маркерами костного ремоделирования. При этом средний уровень щелочной фосфатазы был снижен, а уровень CrossLaps был высоким. Эти данные свидетельствуют о более низкой интенсивности процессов костеобразования и более высокой интенсивности процессов костной резорбции. Изучение аллельного полиморфизма сети генов костного ремоделирования является перспективным направлением для выявления генотипов предрасположенности к остеопорозу. Таким образом, определение уровня биохимических маркеров резорбции и ремоделирования кости позволяет: — при профилактическом обследовании выявить пациентов с метаболическими нарушениями процессов ремоделирования и резорбции костной ткани; — оценить и прогнозировать уровень потери костной массы; — оценить эффективность проводимой терапии уже через 2–3 месяца. Прогностическая значимость Уровни маркеров резорбции костей, превышающие норму в 2 раза, связывают с двукратным увеличением риска переломов; пациенты с остеопорозом, у которых уровни маркеров резорбции костей превышают норму в 3 раза, имеют другую метаболическую костную патологию (включая злокачественную). Таким образом, показаниями к исследованию маркеров метаболизма костной ткани являются: — определение риска развития остеопороза; — мониторинг в период мено- и постменопаузы; — мониторинг при проведении гормональной заместительной терапии; — оценка эффективности терапии антирезорбционными препаратами. 2. Bone TRAP 5b Кислые фосфатазы — широко распространенные ферменты. На сегодняшний день известны изоформы 1–5, из которых изоформа 5 не ингибируется тартратом. Изофермент 5 встречается в двух вариантах — 5а и 5b. Тартратрезистентная кислая фосфатаза типа 5b (костная ТРКФ 5b, EC 3.1.3.2, Mr 36.357; 323 аминокислоты (немодифицированный прекурсор), генное происхождение — хромосома 19p13.3-p13.2) синтезируется исключительно в остеокластах. Поэтому возможно установить степень активности остеокластов при помощи определения фермента ТРКФ 5b. Так как элиминация ТРКФ 5b происходит через печень, а не через почки, то у пациентов с почечной недостаточностью этот фермент является хорошим маркером резорбции кости. Показания: — определение степени резорбции кости (болезнь Педжета, остеопороз, метастазы в кости, почечная остеопатия); — мониторинг антирезорбтивной терапии (например, бифосфонатами или заместительной гормональной терапии). Генетические исследования остеопороза Определение молекулярно-генетических причин остеопороза является достаточно сложной задачей, так как остеопороз — мультифакториальное заболевание. Развитие остеопороза обусловлено влиянием множества генов, проявление которых, в свою очередь, зависит от воздействия различных факторов внешней среды. Тем не менее существует подход, который состоит в определении степени сцепления между мутациями в гене-кандидате (априорно выбранном исследователем, который учитывает его важность в метаболизме, например, костной ткани) и болезнью. С помощью этого метода можно выявлять первостепенность (ассоциацию) вовлеченного в патогенез заболевания специфического полиморфизма гена-кандидата. Преимущество этого подхода в том, что он может давать информацию об относительной роли каждой мутации (полиморфизма) отдельно взятого гена-кандидата в патогенезе заболевания. Также важно отметить, что очевидность ассоциации между мутациями в гене-кандидате не подразумевает, что они являются причиной самого заболевания. Скорее всего, они могут быть просто маркерами для других мутаций, которые ассоциированы с процессами, вызывающими заболевание, локализованы в этом же гене или в локусе поблизости при неравновесном сцеплении (Ralston, 1998; Ralston, 1999). Наиболее интенсивные исследования в последние годы были посвящены определению степени ассоциации между аллельными вариантами гена рецептора витамина D (Моrrissоn et al., 1994; Wood et al., 1998; Furuya et al., 1999; Audi et al., 1999) и МПКТ, а также между мутацией в сайте связывания транскрипционного фактора Sp1 в регуляторной области гена коллагена 1-го типа альфа-1 (Col1a1) и массой и прочностью костей (Liden et al., 1998; Hampson et al., 1998; Keen et al., 1999; Alvarez, 1999; Hustmyer et al., 1999; Sainz et al., 1999). 1. Исследование гена COL1A1 имеет прогностическое значение, позволяющее определить риск развития остеопороза. Ген COL1A1 кодирует аминокислотную последовательность альфа-1-цепи белка коллагена 1-го типа. Коллаген представляет собой белковую основу соединительных тканей, в том числе костной. Молекулы коллагена состоят из трех полипептидных цепей, закрученных в спирали. Для первичной структуры молекул коллагена характерна частая повторяемость последовательности «глицил — пролил — оксипролил». Благодаря коллагену костная ткань сочетает твердость и прочность с гибкостью и эластичностью. Полиморфизм 2046 G®T гена COL1A1 представляет собой точечную замену нуклеотида гуанина тимином, что приводит к нарушению сайта связывания для фактора транскрипции гена COL1A1 в области первого интрона. У носителей варианта Т данного полиморфизма наблюдается нарушение нормального соотношения субъединиц в молекуле коллагена, что приводит к ухудшению его механических свойств. Вследствие этого носители варианта Т, особенно женщины в постменопаузе, гомозиготные по данному варианту, подвержены остеопорозу, костным переломам [6–8]. Показания к назначению анализа: — оценка генетических факторов предрасположенности к остеопорозу. 2. Витамин D3 , ген рецептора VDR Ген рецептора витамина D3 (VDR3) локализован на хромосоме 12 в области 12q13–14 и состоит из 60 тыс. пар нуклеотидов, в его структуру входит 8 кодирующих и 3 альтернативных 5’-некодирующих экзона. 1,25-дигидроксивитамин D3 (1,25(ОН)2 D3 ) — активная форма витамина D, участвующая в регуляции метаболизма кальция и стимулирующая клеточно-опосредованный иммунитет. Свое действие витамин D оказывает через рецептор (VDR), расположенный на поверхности моноцитов и активированных Т- и В-лимфоцитов. Поскольку при минерализации костной ткани важную роль играет витамин D3 , то рецептору этого витамина (VDR) принадлежит в данном случае ключевая роль. В настоящее время представляется, что его различные аллельные гены лучше всего подходят для прогнозирования плотности кости. Эти аллели коррелируют с эндонуклеазными рестрикторными пунктами для Bam-1, Apa-1 и Tag-1, из которых отрезок Bam-1 VDR-гена имеет наибольшую информативность. На вопрос о значении надежного прогноза в отношении развития остеопороза в будущем отвечает большое число страдающих этим заболеванием. Поскольку сегодня профилактика остеопороза возможна, то предсказание потери плотности кости имеет большое клиническое значение. Возможны три варианта аллельных генов VDR: отсутствие предрасположенности к остеопорозу (bb); умеренная предрасположенность (bB); высокая предрасположенность (ВВ). Целью исследования было выявить корреляцию между ограниченной плотностью кости и видами аллельных генов VDR впервые у больных остеопорозом, а не так, как делалось до сих пор, — у здоровых индивидуумов [6–8]. Процесс костного ремоделирования регулируется многими системными гормонами, цитокинами, факторами роста, идентифицированы многие локальные факторы костного ремоделирования. При изучении ОП важна оценка параметров минерального кальцийфосфор-магниевого обмена (уровень общего и ионизированного кальция, фосфора, магния, меди, цинка, витаминов С и К), которые вовлечены в процесс костеобразования.
Рентгеноморфометрия позвоночника проводится в несколько этапов: разметка, измерения, расчеты, анализ полученных данных. Разметка и измерения. На боковых спондилограммах грудного и поясничного отделов, выполненных по приведенной выше методике, определяют линейные размеры передних (А), средних (М) и задних (Р) отделов тел ТIV–LIV. Для этого на изображении каждого из тел позвонков отмечают 6 точек, соответствующих передним, средним и задним отделам тел по их верхнему и нижнему контурам (рис. 6.1). Передние и задние края определяют в местах пересечения плоскости замыкательных площадок и переднего или заднего контуров тел. При наличии костных разрастаний по передним краям тел позвонков, связанных с остеохондрозом, точки, соответствующие границам переднего края тела, определяют по такому же принципу, обычно они находятся в основании костного разрастания (рис. 6.2, а). При изменениях спондилезного характера граница тела обычно расположена между основанием разрастания и замыкательной площадкой (рис. 6.2, б). Уверенно определить задний контур тела не всегда возможно из-за проекционных наложений на него основания дужек позвонка. В этом случае задние границы тела отмечают в месте окончания верхней и нижней замыкательных площадок. Определение средних отделов тел зависит от проекционных особенностей отображения замыкательных площадок на рентгенограмме. В зоне центрального луча, т. е. в центральной части снимка, замыкательная площадка в норме представлена слегка вогнутой сплошной линией. В этом случае точки разметки средних размеров ставят на наиболее близких друг к другу участках замыкательных площадок (см. рис. 6.1). В случае расположения тела на снимке вне зоны центрального луча, т. е. ближе к периферической части рентгенограммы, замыкательные площадки обычно имеют вид правильных двояковогнутых линз; точки разметки ставят на уровне наиболее широкой части «линзы» (рис. 6.3). Часто при этом на фоне линзы из-за особенностей скиалогического отображения замыкательной площадки тела позвонка отмечается линейная тень; точку разметки среднего размера наносят на эту линию. После разметки измеряют (в миллиметрах) линейные размеры передних, средних и задних отделов тел позвонков. Линии, соединяющие соответствующие точки разметки, могут быть как параллельны, так и не параллельны друг другу. Таким образом, в результате измерения для каждого из 13 тел позвонков исследуемого диапазона позвоночного столба определяют 3 размера – передний, средний и задний.
Двухточечный метод Dixon обеспечивает получение магнитно-резонансных изображений, где сигнал от воды и жира находятся соответственно в фазе и противофазе, последнее достигается путем смещения 180° рефокусирующего РЧ импульса на время 
(1) или добавлением до и после частотно-кодирующего градиента дополнительных градиентов с противоположными полярностями (2). Смещение по фазе можно рассчитать по формуле 1 при kx=0:
(1)
где 
- химический сдвиг между водой и жиром (
). При напряженности магнитного поля 3Т ∆=1.1 мс.
Поскольку контраст изображения в значительной степени определяется амплитудой пикового сигнала, который возникает при kx = 0, результирующие комплексные изображения I0 и I1 приблизительно определяются как:
(2)
Отдельные изображения воды и жира можно восстановить по формуле 3:
(3)
Водное изображение W может использоваться как изображение с подавленным жиром, тогда как W и F отдельно предоставляют информацию об относительном содержании воды и жира в тканях.
Синфазные и противоположно-фазовые изображения могут быть получены в двух отдельных сканированиях или в виде разных эхо-сигналов в одном сканировании двойного эха.
###p#<Многоточечный метод Dixon применяется в дифференциации острых остеопорозных и злокачественных переломов позвонков путем количественного определения фракции жира (3). %
Все МРТ исследования проводились на томографе Siemens Magnetom Verio 3T. Мы использовали протокол со следующими параметрами импульсной последовательности TSE с Т2 типом взвешенности: TR 4000 мс, TE 88 мс, толщина среза 4 мм, матрица 320
320, NEX 1, FOV 260 260 мм, размер пикселя 0.8 0.8 мм, полоса пропускания 345 Гц/пиксель. Время сканирования 3 мин 50 сек??. (нужно уточнить)
При вычислении жировой дегенерации (Ff) по МР изображениям воды и жиры мы использовали следующую формулу:
где Mf обозначает интенсивность сигнала пикселей в изображении только с жиром и Mw значения пикселей в изображении только с водой. Таким образом, для каждого пикселя было получено значение Ff в интервале от 0 до 1, где значение 0 означает отсутствие жира, а 1 отсутствие воды, только жир.
Чтобы получить одно значение жировой дегенерации для каждого позвонка, мы усреднили значения пикселей в ROI. В рабочей среде MATLAB мы выделили позвонки на сагиттальных срезах, исключив при этом краевые области. Таким образом, мы исключили вероятность попадания интенсивность сигнала от пикселей, принадлежащих вторичным изменениям костной ткани при дегенеративном заболевании.
Рисунок 1. Магнитно-резонансная визуализация методом Dixon сагиттальных срезов поясничных позвонков с Т2 типом взвешенности. Слева – МР изображение “чисто воды”, справа – “чисто жира”. Выделенные области использовались для расчетов жировой дегенерации Ff.
Результаты
|
|
Female |
|
|
|
Predmen (n=7) |
Postmen (n=32) |
| Age (years) |
35 (20 – 44) |
61 (46 – 86) |
| Ff |
0.4894±0.12 |
0.6867±0.08 |
| BMD |
1.2069±0.13 |
1.0374±0.17 |
| T-score |
- |
-1.3±1.2 |
| Z-score |
-0.3±0.8 |
- |
| BMI |
26.9±3.3 |
27.9±5.8 |
Коэффициента корреляции между BMD и Ff составило r=-0.2 (p=0.01, tКР>2.43) и между Ff и T-score r=-0.21 и являются статистически значимыми (p=0.005, tКР>2.65)
Характеристики объекта представлены как среднее значение ± стандартное отклонение. Согласованность между BMD и BMI определяется с помощью рангового коэффициента корреляции Спирмена.
| До 45 лет |
После 45 лет |
||||||
| Норма |
Избыточный вес |
Ожирение |
Норма |
Избыточный вес |
Ожирение |
||
| Количество |
3 |
4 |
1 |
11 |
9 |
11 |
|
| Возраст |
39 (31 – 47) |
34 (19 - 43) |
30 |
60 (52 – 81) |
59 (46 – 75) |
64 (49 – 83) |
|
| Рост |
164.7±10.4 |
166±1.3 |
156 |
159±6.3 |
163±5.3 |
157.5±5.5 |
|
| Вес |
60.1±9.7 |
76±2.9 |
80 |
56±6.7 |
71.8±5.6 |
85.7±8.3 |
|
| BMD |
1.017±0.3 |
1.193±0.09 |
1,127 |
0.919±0.12 |
1.052±0.13 |
1.084±0.14 |
|
| BMI |
22.2±0.9 |
24.5±1.02 |
32.9 |
22.3±2.07 |
27.1±1.17 |
34.6±3.48 |
|
| Коэффициент корреляции |
0.186 |
0.443 |
|||||
| Остеопения |
- |
1 (2.56%) |
- |
5 (12.8%) |
4 (10.3%) |
4 (10.3%) |
|
| Остеопороз |
- |
- |
- |
6 (15.4%) |
1 (2.56%) |
2 (5.13%) |
|
Корреляция между BMD и BMI у группы до 45 лет положительная (p<0.05, ρ=0.186) и не является статистически значимым. У группы после 45 лет коэффициент корреляции положителен (p<0.05, ρ =0.443) и является статистически значимым.
| L-spine |
L1 (см) |
L2 (см) |
L3 (см) |
L4 (см) |
|
| Норма (n=19) |
ВП спереди |
2,37±0,12 |
2,52±0,09 |
2,54±0,18 |
2,56±0,12 |
| ВП в середине |
2,24±0,15 |
2,29±0,11 |
2,33±0,17 |
2,3±0,17 |
|
| ВП сзади |
2,52±0,12 |
2,56±0,12 |
2,56±0,16 |
2,43±0,15 |
|
| Остеопения (n=13) |
ВП спереди |
2,24±0,2 |
2,34±0,18 |
2,49±0,22 |
2,52±0,23 |
| ВП в середине |
2,15±0,13 |
2,19±0,16 |
2,23±0,14 |
2,19±0,22 |
|
| ВП сзади |
2,41±0,2 |
2,43±0,18 |
2,48±0,17 |
2,42±0,26 |
|
| Остеопороз (n=7)
|
ВП спереди |
2,13±0,07 |
2,26±0,17 |
2,36±0,12 |
2,46±0,05 |
| ВП в середине |
2,06±0,09 |
2,1±0,08 |
2,09±0,17 |
2,18±0,17 |
|
| ВП сзади |
2,37±0,12 |
2,41±0,06 |
2,49±0,08 |
2,41±0,18 |
ВП – высота позвонков
Коэффициент корреляции между размерами поясничных позвонков и T-score r=0.42 и является существенной (p=0.005, tКР>6.33).
postmaster@kursovik1.ru
RUB
UAH
USD