Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ПОЛОВОЗРАСТНЫЕ РАЗЛИЧИЯ В ТЕЧЕНИИ ДЕГЕНЕРАТИВНО-ДИСТРОФИЧЕСКОЙ ПАТОЛОГИИ ПОЗВОНОЧНИКА, ОСЛОЖНЕННОЙ СТЕНОЗОМ ПОЗВОНОЧНОГО КАНАЛА

Родионова Л.В. 1, 2 Сороковиков В.А. 1, 2 Самойлова Л.Г. 1 Негреева М.Б. 1 Скляренко О.В. 1 Кошкарева З.В. 1
1 ФГБНУ «Иркутский научный центр хирургии и травматологии»
2 ГБОУ ДПО «Иркутская государственная медицинская академия последипломного образования» МЗ РФ
Произведена совокупная оценка концентрации эстрадиола в сыворотке крови (иммуноферментным методом) и активности экспрессии генов ESR1 и ESR2 (real time PCR) в образцах желтой связки 36 пациентов со стенозами позвоночного канала дегенеративно-дистрофического генеза. Активная экспрессия генов, кодирующих рецепторы к эстрадиолу ESR1 и ESR2 на одинаковом уровне, выявлена в образцах Ligamentum flavum у всех пациентов независимо от половой принадлежности. Сывороточные показатели концентрации эстрадиола у женщин не имели статистически значимых различий с контролем, а у мужчин в 1,5 раза превышали таковые значения по сравнению с сопоставимой группой доноров. Экспрессия генов, кодирующих рецепторы к эстрадиолу, может быть одним из факторов, определяющих половозрастные различия в течении дегенеративно-дистрофической патологии позвоночника. Наши исследования согласуются с работой Mei-Hsiu Chen с соавт. и подтверждают присутствие рецепторов к эстрогену ESR1 и ESR2 в желтой связке больных со стенозами позвоночного канала.
дегенеративно-дистрофические заболевания позвоночника
стеноз
эстрадиол
экспрессия генов
рецепторы к эстрадиолу
1. Антипко Л.Э. Стеноз позвоночного канала. – Воронеж: ИПФ «Воронеж», 2001. – 272 с.
2. Горбунов А.В. Клинические синдромы при центральных стенозах позвоночно-двигательного сегмента поясничного отдела позвоночника [Текст] / А.В. Горбунов, В.А. Сороковиков, З.В. Кошкарева, В.Г. Брюханов // Неврологический вестник. – 2009. – Т. XLI, вып.2. – С. 66-68.
3. Кобец Ю.В. Сравнительная оценка трансфораминальных и транссакральных блокад при стенозе поясничного отдела позвоночника [Текст] / Ю.В. Кобец // Журнал «Актуальные проблемы современной медицины: вестник украинской медицинской стоматологической академии. – 2013. – Т.13, № 3 (43). – С. 148-150.
4. Кошкарёва З.В. Взаимосвязь и взаимозависимость клинических синдромов от степени стенозирующего процесса позвоночного канала на поясничном уровне [Текст] / З.В. Кошкарёва, В.А. Сороковиков, А.В. Горбунов, В.Г. Брюханов, Л.В. Родионова, О.В. Скляренко // Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра СО РАМН. – 2013. – № 2-2 (90). – С. 29-33.
5. Негреева М.Б. Риск развития сопутствующих заболеваний у женщин со стенозом позвоночного канала поясничного отделa позвоночника [Текст] / М.Б. Негреева, С.Н. Ларионов, Л.В. Родионова, В.Э. Потапов, О.В. Скляренко // Здоровье. Медицинская экология. Наука. – 2014. – Т. 56, № 2. – С. 109-110.
6. Негреева М.Б. Демографические особенности пациентов со стенозом позвоночного канала [Текст] / М.Б. Негреева, Л.В. Родионова // Вестник Всероссийской Гильдии протезистов-ортопедов. – 2014. – № 4 (58). – С. 29-30.
7. Негреева М.Б. Динамика лабораторных показателей крови, функциональные показатели сердечно-сосудистой системы и особенности телосложения пациентов с дегенеративно-дистрофическими заболеваниями позвоночника, проживающих в г. Иркутске и Иркутской области: база данных / М.Б. Негреева, Л.В. Родионова, В.А. Сороковиков // Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2016620673 от 26 мая 2016 г.
8. Сороковиков В.А. Классификации стенозов позвоночного канала в поясничном отделе позвоночника: обзор литературы [Текст] / В.А. Сороковиков, А.В. Горбунов, З.В. Кошкарёва, В.Г. Брюханов, Н.А. Поздеева // Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра СО РАМН. – 2010. – № 2. – С. 243-247.
9. Файзуллина Г.И. Влияние женских половых гормонов на серотониновые рецепторы головного мозга [Текст] / Г.И. Файзуллина, Э.М. Нургалина, Л.А. Валеева // Психофармакология и биологическая наркология. – 2008. – Т. 8, № 1-2-2. – С. 2379-2380.
10. Chen M.H. Dose-dependent regulation of cell proliferation and collagen degradation by estradiol on ligamentum flavum [Text] / Chen M.H., Hu C.K., Chen P.R., Chen Y.S., Sun J.S., Chen M.H.// BMC Musculoskelet Disord. – 2014. – V. 15. – Р. 238. doi: 10.1186/1471-2474-15-238.
11. Fehlings M.G. The Aging of the Global Population: The Changing Epidemiology of Disease and Spinal Disorders [Text] / Fehlings M.G., Tetreault L., Nater A., Choma T., Harrop J., Mroz T., Santaguida C., Smith J.S.// Neurosurgery. – 2015. – No. 4. – P. 1-5. doi: 10.1227/NEU.0000000000000953.
12. Frick K.M. Epigenetics, oestradiol and hippocampal memory consolidation: review [Text] / Frick K.M. // J. Neuroendocrinol. – 2013. – No. 25(11). – P. 1151-1162. doi: 10.1111/jne.12106.
13. Grumbach M.M. Estrogen, bone, growth and sex: a sea change in conventional wisdom [Text] / Grumbach M.M.// J. Pediatr. Endocrinol. Metab. – 2000. – No. 6. – P. 1439-1455.
14. Katulski K. Bone mineral density in women with polycystic ovary syndrome [Text] / Katulski K., Slawek S., Czyzyk A., Podfigurna-Stopa A., Paczkowska K., Ignaszak N., Podkowa N., Meczekalski B. // J. Endocrinol. Invest. – 2014. – No. 37(12). – P. 1219-1224. doi: 10.1007/s40618-014-0175-5.
15. Popat V.B. Bone mineral density in young women with primary ovarian insufficiency: results of a three-year randomized controlled trial of physiological transdermal estradiol and testosterone replacement [Text] / Popat V.B., Calis K.A., Kalantaridou S.N., Vanderhoof V.H., Koziol D., Troendle J.F., Reynolds J.C., Nelson L.M. // J. Clin. Endocrinol. Metab. – 2014. – No. 99(9). – P. 3418-3426. doi: 10.1210/jc.2013-4145.

Дегенеративно-дистрофические заболевания позвоночника можно отнести к мультифакторным заболеваниям, развитие которых зависит как от наследственности, так и от факторов внешней среды и образа жизни [5, 6, 7]. Дегенеративно-дистрофические процессы в позвоночнике на сегодняшний день занимают лидирующее место в структуре причин стеноза позвоночного канала [1, 2, 4, 8]. Количество больных со стенозами позвоночного канала на поясничном уровне составляет до 6 % от общего числа пациентов, подлежащих оперативному лечению по поводу вертеброгенных поясничных симптомов [11]. Частота стеноза позвоночного канала на поясничном уровне составляет 11,5 случаев на 100000 населения в год, процент встречаемости центральных и латеральных сужений позвоночного канала на поясничном уровне может достигать до 10 % в популяции [4]. Для категории лиц старше пятидесяти лет эта цифра приближается к 30 % [3]. Вертеброгенные боли являются самой частой причиной нетрудоспособности лиц возрастной категории от 30 до 60 лет. Постоянно увеличивается и число случаев поясничного стеноза в структуре нейрохирургической заболеваемости [3, 4].

В сложном каскаде реакций, протекающих в организме при формировании возрастной патологии, ключевую роль играют гормоны, действие которых не ограничивается тканями, традиционно считающимися тропными [13]. В частности, половые стероиды помимо регуляции половых функций тесно связаны и непосредственно влияют на многие метаболические реакции, что, несомненно, сказывается на процессах саногенеза и дальнейшей адаптации пациентов с любой патологией.

Таким образом, перспективны исследования гормонального фона, претерпевающего изменения с увеличением возраста, и поиск генов-кандидатов, определяющих половозрастные особенности в течении дегенеративно-дистрофической патологии позвоночника. Особенно целесообразна оценка концентрации эстрадиола в сыворотке крови совместно с исследованием экспрессии рецепторов к эстрадиолу в тканях, принимающих участие в формировании патологического очага. Совокупная оценка полученных данных может дать ценную информацию для изучения механизмов развития дегенеративно-дистрофических заболеваний и совершенствования на этой основе методов диагностики, прогнозирования, лечения и профилактики.

Цель: произвести совокупную оценку концентрации эстрадиола в сыворотке крови и активности экспрессии рецепторов ESR1 и ESR2 в образцах желтой связки пациентов со стенозами позвоночного канала дегенеративно-дистрофического генеза.

Материалы и методы

В клинике нейрохирургии ИНЦХТ согласно предложенному и утверждённому алгоритму диагностики стенозирующих процессов позвоночного канала [5] обследовано и хирургически пролечено 36 пациентов со стенозирующими процессами позвоночного канала и дурального мешка, из них мужчин – 18 человек, и 18 – женщин. Распределение больных по полу и возрасту (см. таб. 1, n=36).

Таблица 1

Распределение больных по полу и возрасту

Возрастные группы

Пол

Количество пациентов, %

20 до 30 лет

м

2,77

ж

5,56

31 год – 40 лет

м

5,56

ж

5,56

От 41 до 50 лет

м

19,44

ж

22,22

От 51 года и старше

м

19,44

ж

19,44

При анализе половозрастных особенностей обследованных больных (табл. 1) чётко определяется закономерность увеличения частоты дегенеративно-дистрофических заболеваний позвоночника в возрасте от 41 года и старше.

Моносегментарный стеноз выявлен у 22 (61,11 %) пациентов из 36 (табл. 2).

Таблица 2

Распределение больных по локализации стенозирующего процесса (n=36)

Уровень стеноза

Количество пациентов (%)

LII-LIII

2,78

LIII-LIV

2,78

LIV-LV

38,88

LV-SI

16,67

LII-LIII, LIII-LIV

2,78

LIII-LIV, LIV-LV

16,67

LIV-LV, LV-SI

19,44

Основными клинико-неврологическими симптомами у больных исследуемой группы были: синдром люмбоишиалгии – в 50 % случаев; синдром люмбалгии – у 76,5 % больных; синдром каудогенной перемежающейся хромоты – у 35,3 % пациентов; крампи-синдром – у 32,3 % больных (табл. 3).

Таблица 3

Распределение больных по клинико-неврологическим синдромам (n=36)

Клинико-неврологические проявления

Количество больных %

Синдром люмбалгии

26 (76,5)

Синдром люмбоишиалгии

17 (50)

Радикулоневрит

12 (35,3)

Радикулоишемический синдром

3 (8,8)

Парезы мышц нижних конечностей

3 (8,8)

Тазовые нарушения

1 (29)

Крампи-синдром

12 (32,3)

Анталгический сколиоз

7 (20,6)

Синдром каудогенной перемежающейся хромоты

13 (35,3)

Все лица, участвующие в исследовании, в соответствии с законодательством РФ подписали необходимые документы о добровольном информированном согласии на медицинское вмешательство и публикацию полученных данных (без идентификации личности).

Перед оперативным вмешательством у пациентов в соответствии с общими правилами забирали кровь из локтевой вены для определения сывороточной концентрации эстрадиола с помощью иммуноферментного анализа (реагенты «Хема Медика»). Для оценки показателей уровня эстрадиола в крови пациентов исследуемой группы использовали значения, полученные при обследовании 38 разовых доноров крови, жителей г. Иркутска без патологии опорно-двигательного аппарата, не имеющих хронической соматической патологии. В группу доноров вошло 12 мужчин (55,2±1,2 года) и 26 женщин (47,6±3,4 года). Для оценки гормональных исследований крови женщин разделяли на подгруппы: 1) репродуктивный период (12 чел.), 2) менопауза (14 чел.).

Во время операции из патологического очага забирали образцы Ligamentum flavum, немедленно помещая их в раствор, предотвращающий гидролиз нуклеиновых кислот. Затем биоптаты подвергались глубокой заморозке с помощью жидкого азота, деградации и гомогенизации с последующим выделением общей РНК (реагенты Promega), синтезом к ДНК и постановкой real time ПЦР с праймерами (RealTimePrimers.com). В качестве генов «домашнего хозяйства» применяли ACTB, GADP, RPL13A, B2M, GUSB, PGK, PPIA. Уровень экспрессии этих генов находится на высоком уровне во всех видах тканей и используется для стандартизации полученных данных. В нашем исследовании наиболее подходящим (имеющим наименьшие вариации) оказался ген GADP.

Полученные данные обрабатывали с помощью программы Microsoft Office Excel, применяя непараметрические критерии. Различия считали значимыми при p<0,05.

Результаты и обсуждение

Изменения концентрации эстрадиола в крови женщин обеих исследуемых подгрупп не достигали уровня значимости. В сыворотке крови мужчин исследуемой группы выявлено увеличение уровня эстрадиола по сравнению с сопоставимой группой лиц без патологии позвоночника (рис. 1).

Рис. 1. Изменение концентрации эстрадиола в сыворотке крови больных со стенозами позвоночного канала: в % от уровня доноров сопоставимой возрастной группы;

звездочка – p<0,05; ось абсцисс обозначает уровень контрольной группы

Пока сложно интерпретировать эти данные, но однозначно можно сказать, что значение эстрогенов для мужского организма многие годы недооценивалось. Только в 2000 году появились первые свидетельства о важной роли эстрогенов у мужчин как в пубертатном периоде, так и впоследствии. Есть публикации, свидетельствующие о том, что прямое влияние тестостерона на костную ткань у мужчин значительно менее выражено, чем основной эффект эстрогенов, играющий определяющую роль в поддержании костной массы посредством ремоделирования [13].

Метаболическое действие эстрадиола не ограничено исключительно репродуктивной сферой (рис. 2). Описана регуляция эстрадиолом хондрогенеза, его влияние на апоптоз остеобластов и остеокластов, а также на ремоделирование кости [13]. Известно повреждающее действие дефицита эстрадиола на минеральную плотность костной ткани [14, 15], есть работы, описывающие эффекты эстрадиола на гиппокамп и консолидацию памяти [12], а также его влияние на серотониновые рецепторы головного мозга [9]. Гены, кодирующие рецепторы эстрадиола, особенно активно экспрессируются в эндометрии и тканях молочной железы при онкологических заболеваниях, что обуславливает широкое их применение в диагностических целях. Однако практически нет информации об участии эстрадиола и его рецепторов в возникновении и прогрессировании дегенеративно-дистрофических заболеваний позвоночника.

Рис. 2. Многообразие метаболических эффектов эстрогенов

В качестве наиболее подходящего материала для молекулярно-генетических исследований выбрана Ligament flavum из-за возможности интраоперационно получить достаточное количество однородного материала, субстрат которого участвует в образовании спинно-мозгового канала. Основными аргументами в пользу такого выбора являлось то, что утолщение желтой связки приводит к уменьшению свободного места в позвоночном канале и стеноз позвоночного канала может быть вызван или усугублен гипертрофией или оссификацией Ligament flavum. Кроме того, Ligament flavum является слабо изученной в молекулярно-генетическом плане соединительно-тканной структурой, метаболизм которой в большой степени может зависеть от уровня эстрадиола.

В результате проведенного исследования выявлено, что в желтой связке больных со стенозами позвоночного канала наблюдалась выраженная экспрессия генов, кодирующих рецепторы к эстрадиолу (ESR1 и ESR2), это были наиболее активные гены после генов «домашнего хозяйства» (рис. 3). Время выхода, определенное по пороговому циклу (Сt), ESR1 и ESR2 при real time ПЦР приближалось к значениям генов «домашнего хозяйства», что свидетельствует об активной «работе» этих генов в Ligamentum flavum.

Рис. 3. Выраженность экспрессии генов в интраоперационных образцах желтой связки пациентов со стенозами позвоночного канала: линия, проведенная сверху от уровня экспрессии ESR1 и ESR2, наглядно показывает, что после генов «домашнего хозяйства», это – наиболее активно работающие гены; Ct – пороговый цикл в ПЦР

Статистически значимых различий между женщинами и мужчинами не обнаружено (рис. 4). Ген ESR2 амплифицировался в среднем на 10 % слабее, чем ESR1.

В настоящее время появляются лишь единичные работы по выявлению роли эстрадиола в патогенезе стенозирующих процессов позвоночного канала. Так, Mei-Hsiu Chen с соавторами обнаружили в культуре тканей желтой связки рецепторы к эстрадиолу как у женщин, так и у мужчин, и выявили важную роль эстрадиола в регуляции метаболизма коллагена [10]. В их работе показано, что дефицит эстрадиола вызывает дегенерацию соединительной ткани, изучена дозо-зависимая регуляция эстрадиолом клеточной пролиферации и деградации коллагена в желтой связке; авторы предполагают, что эстрадиол регулирует экспрессию ММР-3 через путь PI3K и способствует гомеостазу внеклеточного матрикса в ligamentum flavum [10].

Рис. 4. Экспрессия генов, кодирующих рецепторы к эстрадиолу в интраоперационных образцах желтой связки больных со стенозами позвоночного канала:

Ct – пороговый цикл в ПЦР

Наши исследования согласуются с работой Mei-Hsiu Chen с соавт. [10] и подтверждают присутствие рецепторов к эстрогену ESR1 и ESR2 в желтой связке больных со стенозами позвоночного канала с использованием других методов исследования, чем применены в вышеприведенной работе. Полученные результаты способствуют пониманию необходимости привлечения специалиста-эндокринолога для выявления фундаментальных особенностей патогенеза и дальнейшего совершенствования схемы лечения. Исследование гормональных аспектов в совокупности с другими клинико-лабораторными данными может дать полезную информацию для понимания фундаментальных основ патогенеза стенозирующих процессов позвоночного канала.

Выводы:

· В желтой связке больных со стенозами позвоночного канала выявлена активная экспрессия генов, кодирующих рецепторы к эстрадиолу (ESR1 и ESR2).

· Активная экспрессия генов, кодирующих рецепторы к эстрадиолу ESR1 и ESR2, на одинаковом уровне наблюдается в желтой связке как у женщин, так и мужчин со стенозами позвоночного канала дегенеративно-дистрофического генеза.

· Экспрессия генов, кодирующих рецепторы к эстрадиолу, может быть одним из факторов, определяющих половозрастные различия в течении дегенеративно-дистрофической патологии позвоночника.


Библиографическая ссылка

Родионова Л.В., Сороковиков В.А., Самойлова Л.Г., Негреева М.Б., Скляренко О.В., Кошкарева З.В. ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ПОЛОВОЗРАСТНЫЕ РАЗЛИЧИЯ В ТЕЧЕНИИ ДЕГЕНЕРАТИВНО-ДИСТРОФИЧЕСКОЙ ПАТОЛОГИИ ПОЗВОНОЧНИКА, ОСЛОЖНЕННОЙ СТЕНОЗОМ ПОЗВОНОЧНОГО КАНАЛА // Современные проблемы науки и образования. – 2016. – № 6. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=25829 (дата обращения: 17.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074