В ряде исследований [2, 6] убедительно показано, что малая масса тела является предиктором сниженной костной массы. Повышенную массу мышц у взрослых связывают с более крупными костями, а значительную жировую компоненту объясняют существенной продукцией эстрогенов, защищающих кости от возрастной потери минералов [2, 6]. В настоящее время интенсивно обсуждается вопрос о том, в какой мере масса тела, а также мышц, соединительной и жировой тканей влияют на минеральную плотность костей скелета и крупных его сегментов [5, 7]. В процессе исследований показано, что есть разница в формировании МПК скелета и мягких тканей. Установлено, что скелет полностью сформирован в 21-25 лет, а масса мышц увеличивается и в трудоспособном возрасте [3].
Цель нашей работы состояла в том, чтобы установить, как изменяется масса мышц, соединительной и жировой ткани в процессе лечения по Илизарову множественных переломов костей нижних конечностей.
Материал и методы исследования
В процессе лечения методом чрескостного остеосинтеза 167 больных с множественными переломами нижних конечностей на костном денситометре фирмы «GE/Lunar Corp.» (США) серии DPX, модель NT измеряли массу мышц, соединительной и жировой ткани.
Статистическая обработка данных проводилась с применением пакета прикладных программ «Statistica 6.0» возможностей Microsoft Excel. Достоверность полученных результатов обеспечивалась применением стандартных диагностических методик и t-критерия Стьюдента.
Результаты исследования
1. Изменения массы мышц, соединительной и жировой ткани конечности после травм
1.1. Двойной перелом бедра. Масса всех мягких тканей конечности в течение 2,5 месяцев фиксации уменьшалась на 6,8 % (р < 0,05; табл. 1). Через месяц после снятия аппарата она была меньше на 4,5 %, через 1,5 года - на 3,8 %.
Масса мышц и соединительной ткани за время фиксации в аппарате уменьшалась на 9,2 % (р < 0,05). Через 1,5 года дефицит составил 4,2 %.
В силу уменьшения массы мышц и соединительной ткани количество жировой ткани увеличивалось на фиксации на 6,7 % (р < 0,05), через 1 месяц после снятия аппарата ее масса оставалась на 2,9 % больше нормы. Через 1,5 года жировой ткани было больше на 5,3 % (р = 0,05).
Суммарная масса минералов во всей конечности через 2,5 месяца фиксации была меньше нормы на 25 % (р < 0,001). Затем начинала постепенно увеличиваться и через 1 месяц после снятия аппарата дефицит составил 15 % (р < 0,001), а через 1,5 года - 9 % (р < 0,05).
1.2. Перелом бедра и голени. При таких переломах масса всех мягких тканей нижней конечности через 2,5 месяца фиксации оказалась уменьшенной на 9,3 % (р < 0,05). Через 1,5 месяца после снятия аппарата - на 7,7 % (р < 0,05). Через 1,5 года масса меньше на 5,2 % (р = 0,05).
Таблица 1.Масса мышц, соединительной и жировой ткани (кг) при множественных переломах костей нижней конечности (М ± SD)
|
Время после перелома |
n |
Масса всех мягких тканей (ММТ) (кг) |
Мышцы и соединительная ткань (кг) |
Жировая ткань (кг) |
Процент жировой ткани по отношению к ММТ |
Процент жировой ткани в конечности |
Масса минералов в конечности (кг) |
|
У здорового человека |
25 |
12,40 ± 0,54 |
9,35 ± 0,45 |
3,05 ± 0,22 |
24,6 ± 1,2 |
23,5 ± 1,1 |
0,594 ± 0,025 |
|
Двойные переломы бедра |
|||||||
|
Фиксация 2,5 месяца |
25 |
11,56* ± 0,40 |
8,49* ± 0,16 |
3,26* ± 0,23 |
28,2* ± 1,62 |
27,1* ± 2,0 |
0,445* ± 0,023 |
|
1,5 месяца после снятия аппарата |
23 |
11,84 ± 0,33 |
8,88 ± 0,36 |
3,14 ± 0,20 |
26,5* ± 0,92 |
25,4 ± 0,89 |
0,507* ± 0,038 |
|
Через 1,5 года |
20 |
11,93 ± 0,30 |
8,96 ± 0,28 |
3,21 ± 0,12 |
26,9* ± 0,78 |
25,7 ± 0,50 |
0,543* ± 0,021 |
|
Перелом бедра и голени |
|||||||
|
Фиксация 2,5 месяца |
30 |
10,66* ± 0,22 |
7,26* ± 0,21 |
3,40* ± 0,21 |
29,1* ± 1,51 |
28,1* ± 1,23 |
0,441* ± 0,017 |
|
1,5 месяца после снятия аппарата |
29 |
11,16* ± 0,42 |
7,95* ± 0,27 |
3,21 ± 0,18 |
27,8* ± 0,70 |
26,7* ± 1,49 |
0,493* ± 0,019 |
|
Через 1,5 года |
25 |
11,27* ± 0,31 |
8,02 ± 0,28 |
3,25* ± 0,12 |
27,8* ± 1,42 |
26,6* ± 1,37 |
0,517* ± 0,014 |
Примечание. Здесь, а также в табл. 2, знаком «*» обозначены величины при р < 0,05.
Количество мышц и соединительной ткани во всей конечности через 2,5 месяца фиксации уменьшалась на 10,1 % (р < 0,01). В течение 1,5 месяцев после снятия аппарата дефицит уменьшался до 7,3 % (р < 0,01). Через 1,5 года составлял 4,9 %.
Жировой ткани в нижней конечности через 2,5 месяца фиксации становилось больше на 7,2 % (р < 0,05). В ближайшее время после снятия аппарата ее было больше на 4,5 %. Через 1,5 года - 6,4 % (р < 0,05; табл. 1).
Количество минеральных веществ во всей конечности через 2,5 месяца фиксации уменьшалось на 26 % (р < 0,001). Через месяц после снятия аппарата эта величина составила 18 % (р < 0,01), а через 1,5 года - 13 % (р < 0,01; табл. 1).
2. Изменения мышц, соединительной и жировой тканей во всем теле.
2.1. Двойные переломы бедра. Масса всего тела на протяжении 2,5 месяцев фиксации не изменялась (табл. 2). После снятия аппарата в течение первых 1,5 месяцев увеличивалась на 3 %, а затем начинала уменьшаться и через 1,5 года была меньше нормы на 2 %.
Масса мышц и соединительной ткани через 2,5 месяца фиксации уменьшилась на 1,5 %. Через 1,5 месяца после снятия аппарата и начала функционирования конечности - была в пределах нормы, а через 1,5 года - уменьшалась на 2 %.
Масса жировой ткани через 2,5 месяца фиксации увеличивалась на 5 % (р = 0,05). Через 1,5 месяца после снятия аппарата этой ткани было на 9 % больше (р < 0,05), а через 1,5 года меньше нормы на 2 %.
Масса минеральных веществ во всем теле через 2,5 месяца фиксации меньше на 17 % (р < 0,01), через 1,5 месяца после снятия аппарата - на 8 % (р < 0,05) и через 1,5 года - на 3 %.
2.2. Переломы бедра и голени на одной конечности. Через 2,5 месяца фиксации масса мягких тканей всего тела уменьшилась на 4 %. Через 1,5 месяца после снятия аппаратов находилась в пределах нормы (см. табл. 2). Через 1,5 года масса мягких тканей была меньше на 3 %.
Масса мышечной и соединительной тканей через 2,5 месяца фиксации была меньше на 4 %, через 1,5 месяца после снятия аппаратов - на 1 %, через 1,5 года - на 6 % (р < 0,05).
Масса жировой ткани через 2,5 месяца фиксации была меньше на 4 %. Через 1,5 месяца после снятия аппаратов находилась в пределах нормы. Через 1,5 года уменьшилась на 6 % (р < 0,05).
Количество минеральных веществ во всем теле через 2,5 месяца фиксации было меньше на 20 % (р < 0,01), через 1,5 месяца после снятия аппаратов - на 15 % (р < 0,01), через 1,5 года - на 10 % (р < 0,05).
Таблица 2. Масса мышц, соединительной и жировой ткани (кг) во всем теле при множественных переломах костей нижних конечностей (М ± SD)
|
Сроки фиксации |
n |
Масса мягких тканей (ММТ) (кг) |
Мышцы и соединительная ткань (кг) |
Жировая ткань (кг) |
Процент жировой ткани по отношению к ММТ |
Процент жировой ткани во всем теле |
Масса минералов во всем теле (кг) |
|
У здорового человека |
|
78,80 ± 3,21 |
56,18 ± 2,60 |
22,6 ± 0,46 |
28,7 ± 1,20 |
27,5 ± 1,32 |
3,310 ± 0,139 |
|
Двойные переломы бедра |
|||||||
|
Фиксация 2,5 месяца |
25 |
79,11 ± 2,18 |
55,37 ± 2,00 |
23,74* ± 1,36 |
30,0* ± 1,58 |
29,0* ± 1,44 |
2,749* ± 0,124 |
|
1,5 месяца после снятия аппарата |
23 |
81,25 ± 1,88 |
56,72 ± 1,88 |
24,53* ± 1,22 |
30,2* ± 0,46 |
29,1* ± 1,40 |
3,033* ± 0,137 |
|
Через 1,5 года |
22 |
77,30 ± 2,55 |
55,17 ± 1,05 |
22,13 ± 0,69 |
28,6 ± 1,21 |
27,6 ± 1,02 |
3,222 ± 0,112 |
|
Переломы бедра и голени |
|||||||
|
Фиксация 2,5 месяца |
23 |
75,77 ± 2,04 |
54,08 ± 1,79 |
21,69 ± 1,12 |
28,6 ± 1,98 |
27,7 ± 1,07 |
2,651* ± 0,101 |
|
1,5 месяца после снятия аппарата |
22 |
78,40 ± 1,63 |
55,59 ± 4,78 |
22,81 ± 1,18 |
29,1 ± 1,16 |
28,1 ± 1,02 |
2,803* ± 0,058 |
|
Через 1,5 года |
25 |
76,07 ± 2,32 |
54,92 ± 1,92 |
21,15* ± 1,09 |
26,8* ± 1,28 |
26,1* ± 1,30 |
2,964* ± 0,109 |
Обсуждение результатов
В травмированной конечности в процессе лечения множественных переломов масса мягких тканей уменьшалась на 6,8-9,3 %. Наибольшие изменения были при одновременной травме бедра и голени. Убыль тканей происходила за счет массы мышц и соединительной ткани - она была снижена на 9,2 % - 10,1 %. Компенсаторно увеличивалась масса жировой ткани на 6,7-7,2 %.
Во всем теле масса мягких тканей снижалась на 2-3 % в силу сниженной двигательной активности. Через 1,5 месяца после снятия аппарата масса жировой ткани была больше на 9 %. В дальнейшем ее значекние постепенно уменьшалось и через 1,5 года превышала норму только на 4 %.
Обнаруженные нами изменения согласуются со сделанными ранее обстоятельными наблюдениями А.С. Янковской и Е.П. Подрушняка [4]. Они также наблюдали уменьшение массы мышц и увеличение в них липидов в среднем на 16 %. Это обусловлено уменьшением в мышцах воды. Мышечные клетки уменьшаются в размере, часть их гибнет. Несколько уменьшался и сухой остаток клеток, составляя 7 % [4]. Было установлено, что снижение массы мышц происходит более интенсивно, чем массы тела. Обнаружено изменение диаметра отдельных волокон [4].
Мы наблюдали уменьшение массы мышц при одновременном увеличении жировой ткани. Известна ее способность заполнять в организме пространство, образовавшееся вследствие убыли другой ткани. Изменения в мягких тканях имеют прямое отношение к тем сдвигам, которые возникали в скелете. Уменьшение давления мышц на кости приводило к снижению пьезоэлектрического потенциала, обменных процессов и деминерализации костной ткани.
Таким образом, в процессе лечения множественных переломов происходят закономерные изменения массы мышц, соединительной и жировой ткани, возникающие вследствие уменьшения двигательной активности. Они менее выражены, чем снижение минеральной плотности костей скелета. Таким образом, травмы конечности вызывают не только локальные изменения, но и морфофункциональные адаптационно-компенсаторные изменения целостного организма, что необходимо учитывать при коррекции процесса репарации.
Выводы
-
В травмированной конечности в процессе лечения множественных переломов масса мягких тканей уменьшалась на 6,8-9,3 %. Наибольшие изменения были при одновременной травме бедра и голени. Убыль массы тканей происходила за счет мышц и соединительной ткани - она была снижена на 9,2-10,1 %.
-
Во всем теле масса мягких тканей уменьшалась на 2-3 % в силу сниженной двигательной активности. Через 1,5 месяца после снятия аппарата масса жировой ткани была больше на 9 %. В дальнейшем ее значение постепенно уменьшалось и через 1,5 года превышала норму только на 4 %.
Список литературы
- Гречишкин А.К., А.А. Свешников. Масса мышечной, соединительной и жировой тканей у больных сахарным диабетом I типа // Современные проблемы науки и образования. - 2008. № 3. - С. 7-12.
- Парфенова И.А., Свешников А.А., Ларионова Т.А. Взаимосвязь соматотипа с минеральной плотностью костей скелета, массой мышечной, соединительной и жировой тканями / // Гений ортопедии. - 2007. - № 2. - С. 79-83.
- Шевцов В.И., Свешников А.А., Овчинников Е.Н. Возрастные изменения массы мышечной, соединительной и жировой тканей у здоровых людей // Гений ортопедии. - 2005. - № 1. - С. 58-66.
- Янковская А.С., Подрушняк Е.П. Мышечная система человека при старении. - Киев: Медицина, 1978. - 146 с.
- Association of lean tissue and fat mass with bone mineral content in children and adolescents / A. Pietrobelli [et al.] // Obes. Res. - 2002. - Vol.10. - P. 56-60.
- Dual-photon 153Gd absorptiometry of bone / H.W.Wahner [et. al.] // Radiology. - 1985. - Vol. 156. - P. 203-206.
- Long-term fracture prediction by bone mineral density assessed at different skeletal sites / L.J. Melton [et al.] // J. Bone Miner. Res. - 1993. - Vol. 8. - P. 1223-1227.
Рецензенты:
Бордуновский В.Н., д.м.н., профессор, зав. кафедрой хирургических болезней и урологии ГОУ ВПО «Челябинская государственная академия» Министерства здравоохранения и социального развития РФ, г. Челябинск;
Кузнецов А.П., д.б.н., профессор, зав. кафедрой анатомии, физиологии и гигиены человека, «Курганский государственный университет Министерства образования и науки Российской Федерации», Федеральное агентство по образованию, г. Курган.
Работа получена 24.06.2011.