Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,737

MINERAL DENSITY OF THE SKELETAL BONES, MUSCULAR, CONNECTIVE AND FAT TISSUE MASS IN PEOPLE OF VARIOUS SOMATOTYPES IN AGE ASPECT

Парфенова И.А., Свешников А.А.
На дихроматическом костном денситометре фирмы «GE/Lunar» (США) обследовали 4947 здоровых людей, живущих в Уральском регионе. Затем их разделили по соматотипу: 1649 нормостеников, 1649 гиперстеников и 1649 астеников. Сформировали возрастные группы у девушек с 16 лет, у юношей с 18 лет, до 20 лет через каждый год, после 20 лет через каждые 5 лет и до 80 лет. Установили, как соматотип влияет на минеральную плотность (МП) скелета, массу мышечной, соединительной и жировой тканей: МП у девушек гиперстеников была сформирована в 16 лет, у юношей – в 18 лет. У нормостеников и астеников МП в этом же возрасте составила соответственно 95% и 92%. В возрасте 80 лет МП у женщин гиперстеников была снижена на 30% от пиковой костной массы, у нормостеников – на 36% и у астеников – на 41%. У мужчин эти показатели составили соответственно 11, 17 и 20%.
4947 healthy habitants of Ural region were examined with dichromatic bone densitometer «GE/Lunar» (USA). Then they were divided according to somatic type: 1649 normosthenic, 1649 hypersthenic and 1649 asthenic persons. There were formed age groups in female from 16, in male adolescents from 18 to 20 years old with 1-year pace, over 20 up to 80 years old with 5-years pace. It was evaluated how somatic type affects the mineral density of a skeleton, the mass of muscular, connective and adipose tissues. The mineral density in hypersthenic female adolescents was formed at the age of 16, in male – at the age of 18. In normosthenic and asthenic persons of the same age the mineral density was 95% and 92%. In hypersthenic women 80 years of age the mineral density was reduced by 30% from peak bone mass, in normosthenic – by 36% and in asthenic – by 41%. In men these values were 11, 17 and 20% pro tanto.

Для успешной диагностики заболеваний опорно-двигательной системы, в соответствии с задачами Всемирной Декады костей и суставов (2000-2010 гг.), необходимы не только современная техника, но и региональные данные о нормативных показателях минеральной плотности (МП) костей скелета и мягких тканей в различные возрастные периоды. В настоящее время активно обсуждается вопрос о том, чем в наибольшей мере определяется минеральная плотность (МП) костей скелета. Среди таких факторов называют рост, массу тела, длину и плотность костей, массу мышечной, соединительной и жировой тканей, этническую принадлежность, величину физической нагрузки, характер питания, количество потребляемого кальция [1, 2]. Высказано суждение, что у детей МП определяет масса тела. У взрослых решающее значение принадлежит мышцам и соединительной ткани: мышцы, оказывая локальное давление на кости, приводят к большему накоплению минералов в соответствующем участке кости. У женщин в пред- и постклимактерическом периодах существуют различия по относительному влиянию нежировой и жировой массы на МП. Установлено, что нежировая масса тела - существенная детерминанта минерального состава в предклимактерическом периоде, в то время как жировая масса тела - в постклимактерическом периоде. Ежегодные изменения МП коррелировали с изменениями жировой массы в постклимактерическом периоде [3,4]. В процессе использования таких данных нами установлено, что для правильной интерпретации результатов обследования больных необходим возрастной показатель нормы с учетом соматотипа. Поэтому целью данного исследования было изучение возрастных изменений МП костей скелета, массы мышечной, соединительной и жировой тканей у астеников, нормостеников и гиперстеников в возрасте от 16 до 70 лет.

Материал и методы исследования

Наблюдения проведены на 4947 практически здоровых людях. Из них 2544 женщины в возрасте 16-70 лет и 2403 мужчины в возрасте 18-70 лет. Все обследованные были разделены на три группы соответственно соматотипу: астеники, нормостеники и гиперстеники. Девушки в возрасте 16-20 лет и юноши в возрасте 18-20 лет были распределены в подгруппы с интервалом один год. Мужчины и женщины в возрасте 21-70 лет объединены в подгруппы с интервалом пять лет. Количество обследованных в каждой подгруппе соответствовало требованиям «Протокола установления соотношения клинического материала при определении плотности минеральных веществ в кости» фирмы «Lunar» (США). Из исследования исключались те, кто имел заболевания, ведущие к деминерализации скелета, а также применявшие глюкокортикоиды, антиконвульсивные препараты, фториды натрия, гепарин, тироксин, метаболиты витамина D.

Отнесение к тому или иному типу конституции развития производили на основании величины индекса соматического развития (Пинье), который рассчитывался по формуле: ИП = L - (P+T), где - L длина тела (см), P - масса тела (кг), T - окружность грудной клетки (см).

Измерение массы минералов, МП костей скелета, а также массы мышечной, соединительной и жировой тканей проводили методом рентгеновской двухэнергетической абсорбциометрии на костном денситометре фирмы «GE /Lunar», (США). Использовали стандартную программу enCoreTM2002 в режимах сканирования всего тела, поясничного отдела позвоночника, проксимальной трети бедренных костей. В позвонках наряду с МП (г/см²) определяли массу минералов в граммах.

В качестве инструмента вычислений использован пакет статистического анализа и встроенные формулы расчетов данных компьютерной программы Microsoft® Excel (2000).

Результаты исследований

Женщины. Масса минералов во всем скелете. У девушек гиперстеников в 16 лет формирование массы минералов в скелете фактически завершено, в то время как у нормостеников масса минералов составила 95%, у астеников - 92%. Полностью скелет минерализован в 21-25 лет. До 45 лет масса минералов оставалась неизменной: у гиперстеников она больше, чем у нормостеников на 14% (р<0,01), у астеников меньше, чем у нормостеников - на 25% (р<0,01). Снижение массы минералов раньше начиналось у астеников - в 46 лет, затем у нормостеников - в 51 год и позже всех у гиперстеников - 56 лет. В 80 лет масса минералов была снижена у гиперстеников на 30% (р<0,001), у нормостеников - на 36% (р<0,001), у астеников - на 41% (р<0,001).

Минеральная плотность поясничного отдела позвоночника. У гиперстеников МП в период от 16 до 21 года увеличивалась очень незначительно (3%, (р>0,05)), у нормостеников - на 7% (р<0,05), у астеников - на 10% (р<0,05). Далее в возрасте до 41 года величина МП в каждой группе была постоянной: у гиперстеников на 12% (р<0,05) больше по сравнению с нормостениками, а у астеников - на 45% меньше (р<0,05). Деминерализация у женщин астеников начиналась в 41 год, у нормостеников - в 46 лет, у гиперстеников в 51 год. В 80 лет у гиперстеников МП снижалась (по сравнению с исходной величиной) на 23% (р<0,01), у нормостеников - на 29% (р<0,001), у астеников - на 25% (р<0,001).

МП проксимальной трети бедренной кости. Максимальной величины МП у всех трех соматотипов достигала в 21 год и далее оставалась на постоянных величинах. Тенденция к снижению МП раньше проявилась у астеников - в 45 лет, у нормостеников - в 51 год, у гиперстеников - 61 год. В 80 лет МП у гиперстеников была снижена на 27% (р<0,001), у нормостеников - на 32% (р<0,001), у астеников - на 50% (р<0,001).

Масса мышечной, соединительной и жировой тканей во всем теле. После 25 лет на протяжении трудоспособного возраста масса мягких тканей продолжала увеличиваться по сравнению с возрастом 21-25 лет. У представителей обследованных соматотипов это происходило в разное время и на разную величину: у гиперстеников - в 21-60 лет - на 11% (р<0,05) у нормостеников - в 26-60 лет - на 9% (р<0,05), у астеников в 31-51 год - на 3% (р>0,2). После 60 лет начиналось уменьшение массы мышечной ткани при одновременном увеличении жировой. В итоге в 80 лет, по сравнению с пиковой массой тканей у астеников, ее меньше на 17% (р<0,01), у нормостеников - на 14% (р<0,05), у гиперстеников на 12% (р<0,05).

Мы изучили также изменения мягких тканей и в отдельных сегментах тела и представляем их на примере нижних конечностей, где наибольшая масса мышц и соединительной тканей. Масса у гиперстеников увеличивалась в трудоспособном возрасте (21-60 лет) на 23% (р<0,01), у нормостеников - на 11% (р<0,05), у астеников - на 7% (р=0,05). Уменьшаться масса мягких тканей (по сравнению с пиковой величиной) начинала соответственно в 66, 61 и 56 лет. В 80 лет снижение у гиперстеников составило 24% (р<0,001), у нормостеников - 28% (р<0,001), у астеников - 36% (р<0,001).

Мужчины. Масса минералов во всем скелете. В 18 лет у гиперстеников минерализация скелета практически завершалась (96%). У нормостеников в этом возрасте минералов составляла 94% (р=0,05), а у астеников - 90% (р<0,05). У гиперстеников масса минералов в 25-61 лет находилась на постоянных значениях, затем начинала медленно снижаться и в 80 лет деминерализация была равна 10% (р<0,05). У нормостеников масса минералов оставалась на постоянных величинах до 56 лет. В 80 лет деминерализация составила 14% (р<0,05). У астеников тенденция к снижению массы минералов начиналась 51 год, в 80 лет она была снижена на 20% (р<0,01).

МП поясничного отдела позвоночника. В 18 лет МП у гиперстеников составляла 98%, у нормостеников 96%, у астеников - 94%. МП у гиперстеников была на постоянных величинах до 56 лет, у нормостеников до 51 года, у астеников - до 46 лет. В 80 лет у гиперстеников снижена на 11% (р<0,05), у нормостеников - на 19% (р>0,01), у астеников - на 28% (р>0,001).

МП проксимальной трети бедренных костей. В 18 лет у гиперстеников минерализация составляла 97%, у нормостеников - 95%, у астеников 92%. Устойчивая величина МП у гиперстеников сохранялась до 56 лет, у нормостеников - до 51 года, у астеников - до 46 лет. В 80 лет деминерализация у гиперстеников составила 10% (р<0,05), у нормостеников - 25% (р<0,001), у астеников - 38% (р<0,001).

Масса мышечной, соединительной и жировой тканей во всем теле. Масса продолжала возрастать после 18 лет в течение трудоспособного возраста: у гиперстеников до 56 лет, у нормостеников - до 51 года и у астеников до 46 лет. За это время масса тканей у гиперстеников увеличивалась на 5% (р=0,05), у нормостеников - на 11% (р<0,05), у астеников - 10% (р<0,05). В 80 лет у гиперстеников масса тканей уменьшалась на 19% (р<0,01), у нормостеников - на 18% (р<0,01), у астеников - на 12% (р<0,05).

Масса мягких тканей в нижних конечностях. Быстрее формировалась у гиперстеников - в 18 лет и составляла 95%, достигала максимума в 56 лет, затем оставалась на постоянных величинах до 61 года, после этого начинала медленно снижаться. В 80 лет процент уменьшения массы тканей составил 14% (р<0,05).

У нормостеников в 18 лет масса тканей составляет 93%. Наибольшая масса была в 51 год, оставалась неизменной до 61 года. В 80 лет уменьшена на 19% (р<0,05).

У астеников масса тканей была наибольшей в 46 лет, затем оставалась неизменной до 51 года, после этого снижалась и в 80 лет величина снижения составляла 29% (р<0,05).

Обсуждение результатов

Современное диагностическое оборудование - рентгеновские костные денситометры - позволяют определить массу минеральных веществ и мягких тканей при ошибке измерения ±0,5%. Это дало возможность проводить принципиально новые исследования, в частности, решить вопрос о том, насколько различается минеральная плотность у нормостеников, гиперстеников и астеников, как изменяется с возрастом масса мягких тканей. Существенное значение имеет факт различия величины снижения МП после 60 лет у представителей разных соматотипов. Оказалось, что у гиперстеников в ближайшие годы после полового созревания (девушки в 16 лет, юноши в 18 лет) скелет минерализован на 97%, у нормостеников на 95% и у астеников на 92%. В связи с этим, процесс достижения пиковой костной массы у нормостеников и астеников затягивается до 21-25 лет.

Масса мышц и соединительной ткани продолжала увеличиваться в трудоспособном возрасте, причем пропорционально степени нагрузки на соответствующий сегмент. Наибольший прирост мягких тканей наблюдался у гиперстеников и наименьший - у астеников. У астеников раньше (в 51 год) начинала убывать масса мышц. Количество жировой ткани достигала наибольших значение в 56-66 лет у нормостеников и гиперстеников. В возрасте 80 лет МП у женщин гиперстеников она была снижена на 30% от пиковой костной массы, у нормостеников - на 36% и у астеников - на 41%. У мужчин эти показатели составили соответственно 11, 17 и 20%.

Таким образом, с возрастом в скелете и мягких тканях происходят закономерные изменения, по-иному выраженные у представителей разных соматотипов. Но предрасполагающими факторами к увеличивающейся с возрастом потере костной массы как у нормостеников, так у астеников и гиперстеников является уменьшение массы тела, что следует из вышеуказанных данных. У женщин нежировая масса тела определяет массу минералов в предклимактерическом периоде, в то время как жировая масса - в постклимактерическом периоде. Ведущей причиной снижения МП у женщин является менопауза. У мужчин же детерминантой МП является нежировая масса тела. Другие причины являются общими для лиц обоих полов - уменьшение двигательной активности, массы мышечной и соединительной тканей. Приведенные в работе материалы позволяют более точно поставить диагноз и контролировать в динамике лечебный процесс. Организация профилактики и лечения остеопороза у конкретного человека - трудная задача и ее решение зависит как от правильной постановки диагноза, так и готовности больного к проведению длительной терапии. Важно прогнозировать риск течения остеопении и остеопороза с помощью исследования МП, а также косвенных признаков - факторов риска.

Эти данные важны как с теоретической точки зрения, так и с практической, когда ставится вопрос об активности репаративного костеобразования после переломов и уравнивания длины конечностей, и оценке степени восстановления трудоспособности по массе мышечной и соединительной тканей.

Исходя из полученных данных можно сделать вывод и о том, что при создании региональных баз данных о минеральной плотности костей скелета необходимо учитывать тип конституции развития человека.

Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект 07-04-96033.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  • 1. Свешников А.А. // Матер. III Всеросс. конф. с междунар. участием «Физиология мышц и мышечной деятельности», посвященной 250-летию МГУ. М. 2005. С. 94.
  • 2. Шевцов В.И., Свешников А.А., Овчинников Е.Н. // Гений ортопедии. 2005. № 1. С. 58.
  • 3. Langendonck L., Claessens A.L., Lysens R. // Ann Hum Biol. 2004. V. 31. № 2. P. 228.
  • 4. Baumgartner R.N., Stauber P.M., Koehler K.M. // Am J Clin Nutr. 1996. V. 63. № 3. P. 365.