Інструментальні параметри мінеральної щільності кісткової тканини жінок постменопаузального віку: комплексне застосування ультразвукової денситометрії та моделі FRAX

Размещено на http://www.allbest.ru/

Полтавський державний медичний університет,

Кафедра пропедевтики внутрішньої медицини

Інструментальні параметри мінеральної щільності кісткової тканини жінок постменопаузального віку: комплексне застосування ультразвукової денситометрії та моделі FRAX

Мигаль Вікторія

Instrumental parameters of bone mineral density in postmenopausal women: combined use of ultrasound densitometry and the FRAX model

Myhal Viktoriia

Department of Propedeutics of Internal Medicine, Poltava State Medical University, Poltava, Ukraine

Abstract

Osteoporosis is a systemic widespread disease of the musculoskeletal system that leads to impaired bone microarchitecture with a risk of fractures. The menopause period is one of the leading factors that leads to dysfunction of the RANK/RANKL/OTG signaling pathway, activating systemic in- flammation. The purpose of the study was to determine the mineral status of bone tissue in menopausal women with simultaneous assessment of the risk of low-trauma fractures using ultrasound densitome- try and the FRAX computerized model. The study included 153 people aged 20 to 89 years (mean age 55.3 ± 15.4 years). Depending on the presence of menopause and gender, the corresponding groups were formed: I - main (menopausal women), II - control (women of reproductive age), III - comparison (men). The results of the study revealed a decrease in bone mineral density in the main group (I), where the T-criterion was -1.45 ± -1.95, compared with the control group (II) and comparison group (III), where the index was -0.51 ± 0.7 and 0.27 ± 0.72, respectively. The 10-year risk of any osteoporotic frac- tures according to the FRAX model demonstrates significantly higher risks in group I ([7.4 [4.0-15.0] %) compared to groups II and III, where the risks were 2.7 [2.4 - 3.3] % and 3.2 [2.3 - 3.8] %, respectively, p < 0.0001. As a result of the combined use of ultrasound densitometry and the FRAX model, lower bone mineral density of the radial bones in the main group was found compared to the control and compari- son groups. The above results indicate that hypoestrogenism caused by the onset of menopause is a key factor in the development of osteodysmetabolic syndrome.

Keywords: bone density, osteoporosis, postmenopause, syndrome, vitamin D fractures, metabolic.

Анотація

остеопороз - системне розповсюджене захворювання опорно-рухового апарату, що призводить до порушення мікроархітектоніки кісткової тканини з ризиком розвитку переломів. Період менопаузи є одним із провідних факторів, що призводить до порушення функціонування сигнального шляху RANK/RANKL/OTG, активуючи системне запалення. Метою дослідження було визначити мінеральний стан кісткової тканини жінок у період менопаузи з одночасною оцінкою ризиків низькотравматичних переломів шляхом застосування ультразвукової денситометрії та комп'ютеризованої моделі FRAX. Проведено обстеження 153 осіб віком від 20 до 89 років (середній вік 55,3±15,4 років). Залежно від наявності менопаузи та гендерної приналежності сформовані відповідні групи: І - основна (жінки у період менопаузи), ІІ - контрольна (жінки, репродуктивного віку), ІІІ - порівняння (чоловіки). За результатами проведеного дослідження встановлено зниження мінеральної щільності кісткової тканини в основній групі (І), де Т-критерій становить -1,45± -1,95, порівняно з групою контролю (ІІ) та порівняння (ІІІ), де показник становив: -0,51±0,7 та 0,27±0,72 відповідно. 10-ти річні ризики будь-яких остеопоротичних переломів за моделлю FRAX демонструє достовірно вищі ризики у групі І ([7,4 [4,0-15,0] %) порівняно з групою ІІ та ІІІ, де ризики відповідно становили 2,7 [2,4 - 3,3] % та 3,2 [2,3 - 3,8] %, p < 0,0001. У результаті комплексного застосування ультразвукової денситометрії та моделі FRAX встановлено нижчі показники мінеральної щільності кісткової тканини променевих кісток у основній групі, порівняно з групою контролю та порівняння. Вище зазначені результати вказують, що саме гіпоестрогенія спричинена настанням менопаузи являється ключовим фактором розвитку остеодисметаболічного синдрому.

Ключові слова: щільність кісткової тканини, остеопороз, постменопауза, остеопенія, вітамін Д.

Вступ

Одним із найпоширеніших захворювань у період настання менопаузи являється остеопо- роз. Остеопороз, як один із ключових елемен- тів зниження мінеральної щільності кісткової тканини призводить до розповсюдженого порушення мікроархітектоніки тканини з наступ- ним підвищенням ризику виникнення низько- травматичних переломів (Compston, McClung & Leslie, 2019; Black&Rosen, 2016). Остеопо- ротичні переломи стегна, хребта і передпліччя призводять до обмеження рухливості, фізичних деформацій, розвитку хронічного больово- го синдрому та інвалідності. Наслідком даних змін являється зниження якості та тривало- сті життя, яка має тенденцію до різкого зни- ження згідно даних International osteoporosis foundation (IOF). Відповідно до підрахунків IOFу 2019 році, зареєстровано 32 мільйонів осіб у світі з остеопорозом, з них 25,5 млн жі- нок та 6,5 млн чоловіків (Kanis et al., 2021).

Маючи свій життєвий цикл, кісткова тка- нина постійно зазнає змін під час процесу ремоделювання. Відповідні зміни залежать від стану структурно-функціональної одини- ці кісткової тканини - остеону (Camacho et al., 2020). Процес ремоделювання має свою циклічність, та здійснюється відповідно до превалювання активності остеобластів чи остеокластів. Відповідно цього, мінеральна та білкова кісткова матриця зазнає процесів резорбції остеобластами та обмінюється на здорову кісткову тканину шляхом активації остеобластів з наступною ендохондріальною осифікацією ростової пластинки, періосталь- ною апозицією та ендостальною резорбцією у діафізі (Hasselstrшm et al., 2006; ACOG, 2012). Остеоцити за допомогою розгалуженої ка- нальцевої мережі зв'язуючись один з одним, здатні сприймати як механічне навантаження, так і пошкодження кісткової тканини.

Остеоцити володіють здатністю продукувати молекули, які впливають на моделю- вання кісткової тканини. До них відносить- ся рецепторний активатор ліганду ядерного фактора каппа-в (RANK), фактор стимуляції росту, взаємодія якого з рецептором RANK необхідна для проліферації, диференціювання та активності остеокластів; і склеростин, ін- гібітор формування кісток. Активність остео- цитів, у свою чергу регулюється механічним навантаженням і циркулюючими гормонами, включаючи паратгормон (ПТГ) і естрогени (Плакса, 2023; Kaidashev, 2012).

Під час періоду ранньої менопаузи гіпоестрогенія призводить до збільшення експресії ліганду RANK, що активує остеокласти. Ре- зорбція кістки стає більш швидкою, переви- щуючи процеси остеобластогенезу, що при- зводить до прискореної фази втрати кісткової маси під час переходу до менопаузи. Протягом перших 3-ох років до настання менопау- зи середньорічна швидкість втрати кісткової маси становить приблизно 2%, починаючи з 3-ох років і триваючи 5-10 років, середня втрата мінеральної щільності кісткової тка- нини (МЩКТ) становить від 10% до 12% у хребті та стегні. До 80 років жінки втрачають в середньому приблизно 30% своєї макси- мальної кісткової маси (Chekalina et al., 2023; Finkelstein et al., 2008; Eastell et al., 2016).

Крім значних змін мінеральної щільності кісткової тканини, період менопаузи сприяє формуванню діастолічної дисфункції серце- вого м'яза, сприяючи формуванню жорстко- сті судин та ризику розвитку артеріальної гі- пертензії (Thirumurugan et al., 2022; Kazakov, Chekalina&Plaksa, 2022;Chekalina, 2017).

Одним із ключових елементів у кальцієво- му гемостазі відіграє вітамін Д, діючи через стероїдний гормон 1б, 25(OH)2D3 здійснює широкий спектр біологічних дій на органи- мішені. Загальновизнано, що 1б, 25(OH)2D3 є позитивним фактором для розвитку кісткової тканини та підтримки мінеральної щільнос- ті (Yamamoto, 2013).Володіючи плейотроп- ною дією впливає на цитодиференціацію клітин-попередників, здійснюючи антипролі- феративні ефекти. Даний ефект здійснюється шляхом уповільнення прогресування клітин- ного циклу, викликане вітаміном D, як пра- вило, через інгібування просування від фази G1 до фази S клітинного циклу. Вітамін D має важливу взаємодію з іншими регулято- рами транскрипції та клітинними сигнальни- ми системами, включаючи рецептори естро- гену, рецептори андрогенів, TGFв, та інші, для контролю росту та диференціації клітин (Samuel&Sitrin, 2008).

Вище перелічені особливості ремоделю- вання кісткової тканини, вказують на важли- вість вивчення даного аспекту зподальшим формуванням груп ризику та запровадженням ефективних методів скринінгу остеодисмета- болічного синдрому.

Мета

Визначити особливості мінерального стану кісткової тканини жінок у період менопау- зи з оцінкою параметрів мінеральної щільнос- ті та ризиків низько травматичних переломів.

Матеріали і методи

Для вирішення поставленої мети прове- дено одномоментне когортне дослідження з вивченням та аналізом лабораторних та ін- струментальних показників мінеральної щіль- ності кісткової тканини 153 осіб (139 жінок та 14 чоловіків) у віці від 20 до 89 років (серед- ній вік 55,3 ± 15,4 років).

Критерії включення: жінки (репродуктив- ного та постменопаузального віку) та чоло- віки. Критерії виключення: цукровий діабет, ревматичні захворювання, онкологічні захво- рювання, в тому числі в анамнезі, захворюван- ня ендокринних залоз, вади серця, хронічна ниркова та печінкова недостатність, захворю- вання системи крові.

Об'єкти дослідження в подальшому були розподілені на групи: І група (основна, n = 105) - жінки у період менопаузи, ІІ група (контрольна, n = 34) - жінки репродуктивного віку, та ІІІ група (порівняльна, n = 14) - чоло- віки. Відмінності між групами за показника- ми віку становили: в основній та контроль- ній групі 60,0 ± 9,01 року та 36,6 ± 7,85 року, відповідно у групі порівняння 56 ± 19,3 року; р < 0,0001). Тривалість менопаузи жінок основної групи становила 12,8 ± 9,5 років.

Оцінка параметрів мінеральної щільнос- ті кісткової тканини проводилася застосуван- ням ультразвукової денситометрії променевої кістки, денситометром Sunlight MiniOmni. Для стандартизації значень щільності кісткової тка- нини використовуються T-score, Z-score крите- рії. Відповідно до критеріїв ВООЗ нормальні показники МЩКТ становлять >-1,0. Т-крите- рій від -1,0 до -2,5 вказує на остеопенією, яка в свою чергу класифікується на ІІІ ступені: остеопенія І ступеню діагностуються якщо Т-критерій в межах від -1,0 - -1,5; остеопенія ІІ ступеню -1,5 - -2,0; остеопенія ІІІ ступеню -2,0 - -2,5. Відповідно показник, який відпові- дає остеопорозу становить -2,5 і менше.

Оцінка ризиків низько травматичних пе- реломів здійснювалася завдяки комп'ютери- зованій моделі FRAX, використовуючи офі- ційний інтернет-ресурс (https://frax.shef.ac.uk/ FRAX/). Модель FRAX дає змогу оцінити показники декількох підгруп: 1) 10-ти річна ймовірність виникнення будь-якого остеопоротичного перелому та 2) 10-ти річний ризик виникнення перелому стегна.

Визначення стану мінерального обмі- ну здійснювався з акцентом на 25-ОН віта- мін D (25-гідроксихолекальциферол)шляхом твердофазного імуноферментного аналізу (ІФА), який заснований на принципі конку- рентного зв'язування. Відповідно референтні значення трактувалися: < 20.0нг/мл - низький рівень (дефіцит вітаміну D); 20.0-30.0нг/мл - недостатній рівень; > 30.0нг/мл - оптималь- ний рівень.

Статистичний аналіз даних проводився за допомогою прикладних програм Microsoft Office Excel і Graph PadPrisma 6 використову- ючи описову статистику. Дані представлені у вигляді середнього арифметичного та стан- дартного відхилення (М+у), медіани, ниж- ньогота верхнього квартилів - Ме [25Q-75Q]. Гіпотезу про нормальність розподілу переві- ряли за допомогою критерію Шапіро-Уілка. Належність вибірок до однієї генеральної сукупності визначали за допомогою рангово- го критерію Краскела-Уолліса. Незалежні ви- бірки порівнювали за допомогою t-критерію Стьюдента. Статистичну значущість встанов- лювали за умови, що рівень статистичної зна- чущості р був меншим за 0,05.

Дослідження проводилося на базі Комунального підприємства «3-я міська клінічна поліклініка Полтавської міської ради», яка є клінічною базою кафедри пропедевтики вну- трішньої медицини Полтавського державного медичного університету.

Робота виконана з дотриманням основних положень «Правил етичних принципів прове- дення наукових медичних досліджень за учас- тю людини», затверджених Гельсінською де- кларацією (1964-2013 рр.), ICH GCP (1996 р.), директив ЄЕС № 609 (від 24.11.1986 р.), на- казів МОЗ України № 690 від 23.09.2009 р.,№ 944 від 14.12.2009 р., № 616 від 03.08.2012 р.

Учасники були проінформовані щодо цілей, організації, методів дослідження та підписали інформовану згоду щодо участі у ньому.

Результати та їх обговорення

За результатами проведеного досліджен- ня встановлено зниження мінеральної щіль- ності кісткової тканини у основній групі (І),де Т-критерій становить -1,45 ± -1,95, що зу- мовлено дисгормональними змінами - гіпо- естрогенією. Саме дефіцит естрогенів викл- икає порушення функціонування каскадних (сигнальних) систем, однією з яких патоге- нетично обумовлених вважається RANK/ RANKL/OPG, наслідком якого є пригнічення остеопротегерину (OPG), який продукується остеобластами та конкурує з RANKL за його рецептори. Натомість у групі контролю та по- рівняння показник МЩКТ зафіксовані у ме- жах норми (табл. 1).

Оцінка стану мінерального обміну з акяючи формуванню сприятливих умов для остеодисметаболічного синдрому (рис. 1).

зує на відмінності між основною групою (28,84 ± 11,4 нг/мл) та групою контролю (38,72 ± 8,1 нг/мл) p < 0,0001. Відмінностей між групами І та ІІІ, де показник групи по- рівняння становив 36,68±5,8 не встановлено, p < 0,039. Отримані результати вказують на важливість достатнього рівню 25-гідроксихо- лекальциферолу у функціонуванні кальцій- фосфорного обміну жінок постменопаузаль- ного віку.

Застосуванням моделі FRAX було вста- новлено значні ризики виникнення будь-яких остеопоротичних переломів стегна у групі І - 7,4 [4,0-15,0] % порівняно з групою ІІ та ІІІ, де ризики відповідно становили 2,7 [2,4 - 3,3] % та 3,2 [2,3 - 3,8] %, p < 0,0001.

10-ти річні ризики перелому стегнової кістки превалювали також у основній групі, становлячи 1,1 [0,2-5,1] %, що також підтвер- джує важливість часу настання менопаузи та її тривалості у процесах метаболізму кісткової тканини. У групі контролю та порівняння дані показники суттєво не відрізнялися один від одного та становили у групі ІІ - 0,1 [0 - 0,3]%, групі ІІІ -0,15 [0,1 - 0,4]%. Дані ризики пов'я- зані зі зниженням остеопротективних власти- востей естрогенів на кісткову тканину, спри-

Рис. 1.10-ти річні ризики остеопоротичних переломів у групах дослідження

Об'єктивна оцінка результатів вказує також на наявність метаболічних змін зо- крема індексу маси тіла (ІМТ). Відповідно у групі І середній показник ІМТ становив - 27,2 ± 5,2 кг/ м2; групі ІІ - 23,4 ± 4,3кг/м2; гру- пі ІІІ - 25,8 ± 3,5 кг/м2; р = 0,0013). ІМТ продемонстрував позитивний зв'язок зі МЩКТ. Відповідно підвищення маси тіла асоціюється зі зниження мінеральної щільності кісткової тканини.

Висновки

Результати дослідження вказують на важливість періоду менопаузи у прогресуванні остеодисметаболічного синдрому. Будучи значним економічним тягарем для країн Єв- ропи, що призводить до тяжких ускладнень з боку опорно-рухового апарату одним із пер- спективних напрямків залишається профілак- тична медицина. Розробка та запровадження профілактичних методів із одночасним ви- значенням груп ризику дозволить здійснюва- ти стратифікацію відповідних груп жінок з

Таблиця 1. Показники МЩКТ за даними УЗД денситометрії

Результати наведені у вигляді M±SD; вірогідні відмінності МЩКТ, р?0,05

мінеральний кістковий менопауза

подальшою оцінкою ризиків переломів згід- но українізованої моделі FRAX. Саме вико- ристання ультразвукової денситометрії, як методу скринінгу дозволить визначити гру- пи ризику формування остеодисетаболічно- го синдрому у жінок передменопаузального періоду. Групам ризику забезпечити щорічну оцінку МЩКТ у комплексі з моделлю FRAX. Подальше визначення стану остеометаболіз- му дозволить у рамках НДР встановити рівні OPG, NF-KB, STAT-3 та запропонувати анти- остеопоротичне лікування з акцентом на по- ліфеноли.

Література

Black, D. M., & Rosen, C. J. (2016). Clinical Practice. Postmenopausal Osteoporosis. The New England journal of medicine,374(3), 254-262. https://doi.org/10.1056/NEJMcp1513724

Camacho, P. M., Petak, S. M., Binkley, N., Diab, D. L., Eldeiry, L. S., Farooki, A., Harris, S. T., Hurley, D. L., Kelly, J., Lewiecki, E. M., Pessah-Pollack, R., McClung, M., Wimalawansa, S. J., & Watts, N. B. (2020). american association of clinical endocrinologists/american college of endocrinology clinical practice guidelines for the diagnosis and treatment of postmenopausal osteoporosis-2020 update. Endocrine practice : official journal of the American College of Endocrinology and the American Association of Clinical Endocrinologists, 26(Suppl 1), 1-46. https://doi.org/10.4158/GL-2020-0524SUPPL Chekalina N. I. (2017). Resveratrol has a positive effect on parameters of central hemodynamics and myocardial ischemia

in patients with stable coronary heart disease. Wiadomosci lekarskie (Warsaw, Poland : 1960), 70(2 pt 2), 286-291.

Chekalina, N. I., Plaksa, V. M., Kazakov, Y. M., Tribrat, T. A., Shut, S. V., Petrov, Y. Y., & Ivanytska, T. A. (2023). Gender and age aspects in the pathogenesis of bone mineral density disorders. Polski merkuriusz lekarski: organ Polskiego Towarzystwa Lekarskiego, 51(4), 375-381. https://doi.org/10.36740/Merkur202304112

Compston, J. E., McClung, M. R., & Leslie, W. D. (2019). Osteoporosis. Lancet (London, England), 393(10169), 364-

376. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(18)32112-3

Committee on Practice Bulletins-Gynecology, The American College of Obstetricians and Gynecologists (2012). ACOG Practice Bulletin N. 129. Osteoporosis.Obstetrics and gynecology,120(3), 718-734. https://doi.org/10.1097/ AOG.0b013e31826dc446

Eastell, R., O'Neill, T. W., Hofbauer, L. C., Langdahl, B., Reid, I. R., Gold, D. T., & Cummings, S. R. (2016).

Postmenopausal osteoporosis. Nature reviews. Disease primers, 2, 16069. https://doi.org/10.1038/nrdp.2016.69

Finkelstein, J. S., Brockwell, S. E., Mehta, V., Greendale, G. A., Sowers, M. R., Ettinger, B., Lo, J. C., Johnston, J. M., Cauley, J. A., Danielson, M. E., & Neer, R. M. (2008). Bone mineral density changes during the menopause transition in a multiethnic cohort of women. The Journal of clinical endocrinology and metabolism, 93(3), 861-868. https://doi.org/10.1210/ jc.2007-1876

Hasselstrшm, H., Karlsson, K. M., Hansen, S. E., Grшnfeldt, V., Froberg, K., & Andersen, L. B. (2006). Sex differences in bone size and bone mineral density exist before puberty. The Copenhagen School Child Intervention Study (CoSCIS). Calcified tissue international, 79(1), 7-14. https://doi.org/10.1007/s00223-006-0012-8

Kaidashev I. P. (2012). Fiziolohichnyi zhurnal (Kiev, Ukraine : 1994), 58(1), 93-101.

Kanis, J.A., Norton, N., Harvey, N.C., et al. (2021). SCOPE 2021: a newscorecard for osteoporosis in Europe. Arch Osteoporos. 2;16(1):82.

Kazakov, Y. M, Chekalina, N.I, Plaksa, V.M. (2022). Influence of postmenopause on the formation of chronic heart failure in women with arterial hypertension. Bulletin of problems in biology and medicine. 3(166):45-50.

Samuel, S., & Sitrin, M. D. (2008). Vitamin D's role in cell proliferation and differentiation. Nutrition reviews, 66(10 Suppl 2), S116-S124. https://doi.org/10.1111/j.1753-4887.2008.00094.x

Thirumurugan, E., Gomathi, K., Swathy, P., Afrin, S.A., Sriram, H., Aathilakshmi, F., Kalimunnisha, S, Yamuna, A. (2022).Echocardiographic Evaluation of Diastolic Dysfunction among Menopausal Women: A Cross-sectional Study,J Clin of Diagn Res. 16(11), OC24-OC27. https://doi.org/10.7860/JCDR/2022/58660.17137

Yamamoto, Y., Yoshizawa, T., Fukuda, T., Shirode-Fukuda, Y., YuT., Sekine, K., Sato, T., Kawano, H., Aihara, K., Nakamichi, Y., Watanabe, T., Shindo, M., Inoue, K., Inoue, E., Tsuji, N., Hoshino, M., Karsenty, G., Metzger, D.,

Chambon, P., Kato, S., Imai. Y,. (2013). Vitamin D receptor in osteoblasts is a negative regulator of bone mass control. Endocrinology.154(3):1008-20. doi: 10.1210/en.2012-1542 Epub 2013 Feb 6. PMID: 23389957.

Плакса, В. (2023). Сучаснімаркериостеодисметаболічногосиндрому. Актуальні проблеми сучасної медицини: Вісник Української медичної стоматологічної академії, 23(2.1), 67-73. https://doi.org/10.31718/2077-1096.23.2.1.67

Размещено на Allbest.ru/