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

ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ ПОЗВОНОЧНИКА В ВОЗРАСТЕ 5-85 ЛЕТ

Турилина Е.В.
В возрастном аспекте (5-85 лет) изучены морфометрические данные и минеральная плотность поясничного отдела позвоночника у здоровых людей обоего пола. У девочек в 5-10 лет ширина позвонков увеличивалась на 1,4-1,5% за год. В 12-13 лет - 3,1%, в 14-17 лет - 1,3%. За 5-20 лет ширина возрастала на 24,1%. Высота позвонков в 5-10 лет ежегодно увеличивалась на 4,6%. Максимальное увеличение - на 7,3% было в 13 лет. Прирост минеральной плотности (МП) до 11 лет по 3,0-4,0% в год, в 11-12 лет - 5,7%. В 13-14 лет – 8,0%, затем по 1,4-1,8%. У мальчиков ширина позвонков в 5-6 лет ежегодно увеличивалась на 2,1%, затем до 12 лет равномерно - на 1,5%, в 13-14 лет - 3,4%. В 15-19 лет ежегодное увеличение происходило на 1,5%, после 19 лет 1,0%. Высота в 5-6 лет увеличивалась на 5,5%, затем до 12 лет ежегодно - 3,8-4,8%. В 13-15 лет - 7,1% год, в 14 лет отмечена наибольшая величина - 8,3%. МП до 12 лет увеличивалась на 3,8%. В 13 лет -5,4%. Наиболее высоким (7,9%) прирост был в 14-15 лет, затем становился меньшим - 1,1-2,4%. У взрослых людей максимальная плотность в поясничном отделе позвоночника наблюдалась в возрасте 21-25 лет. У женщин достоверное снижение ее начиналось в 46-50 лет, у мужчин – после 60 лет. Потеря минералов сопровождалась увеличением ширины позвонка за счет разрастания надкостницы. Ширина позвонков у мужчин медленно увеличивалась в любом возрасте, у женщин до 70 лет, затем уменьшалась.

Изучение минеральной плотности (МП) позвоночника в прямой и боковой проекциях стало возможным после внедрения в клиническую практику костных денситометров, основанных на методе двухфотонной абсорбциометрии [4,5]. Но всесторонняя количественная оценка МП в позвоночнике при ошибке измерения ±2,5%, а также морфометрических параметров позвонков, оказались возможными при использовании только метода рентгеновской двухэнергетической абсорбциометрии [1]. В базе данных импортных денситометров заложены контрольные показатели фирмы-изготовителя («GE/Lunar», США), отражающие возрастные и половые отличия лиц, проживающих в США. Это заставило нас приступить к созданию региональной Уральской базы данных, так как остаются не изученными в том числе и изменения позвоночника у детей и подростков.

Материал и методы

Наблюдения проведены на 2870 практически здоровых людях, в возрасте от 5 до 85 лет, не имевших костной патологии. Они были разбиты на группы с интервалом в один год до 20 лет и через 5 лет до 85 лет. Количество людей в группах определяли в соответствии с «Протоколом установления соотношения клинического материала при определении плотности минеральных веществ в кости» фирмы «Lunar» (США): в 5-20 лет было по 40 людей, в возрасте 21-40 лет - по 50, в 41-60 лет - по 100, в 61-80 - по 75 человек.

Измерения МП поясничного отдела позвоночника проводили на костном денситометре фирмы «General Electric Medical Systems/Lunar» серии DPX, модель NT с программой enCoreTM2002. В качестве инструмента вычислений использован пакет статистического анализа и встроенные формулы расчетов компьютерной программы Microsoft® Excell (Microsoft® Office 1997 - Professional Runtime).

Для включения данных в Уральскую базу цифровые данные здоровых людей были перенесены с денситометра фирмы «GE/Lunar» (США), в память персонального компьютера. Механизм управления базами данных реализован в среде Visual Basic 6.0. Хранение справочников и данных обследуемых пациентов происходил в базе данных Microsoft Access 2000. При вызывании из меню «Анализ данных - составление стандартов» для каждого возрастного периода и пола программой определялись нормативы минеральной плотности костей и автоматически заносились в справочники стандартов.

Результаты обследования

Девочки L1-4

Средний фронтальный размер L1-4 в возрасте 5-10 лет увеличивался на 1,4-1,5% за год. В 12-13 лет зафиксирован максимальный прирост ширины - 3,1%. В 14-17 лет ежегодный прирост уменьшился до 1,3%. За время 5-20 лет ширина позвонков возрастала на 24,1%.

Кранио-каудальный размер сегмента в 5-10 лет ежегодно увеличивался на 4,6%. В 12-14 лет - 6,4% за год, при этом в 13 лет отмечена наибольшая величина - 7,3%. В дальнейшем увеличение размера составляло в среднем на 1,2% ежегодно. За время 5-20 лет позвонки увеличивались в высоту на 78,6%.

Общая площадь сегмента возрастала в 5-11 лет на 44,8%, что составляло 6,3% за год. В 12 лет этот показатель был равен 8,9%. С 12 до 13 лет скорость роста достигала пика - 10,6% за год. В дальнейшем наблюдалось постепенное снижение интенсивности прироста площади позвонков до 1,5%. За период 18-20 лет - еще на 3,0%. В возрасте двадцати лет размер L1-4 увеличивался на 121,7% по сравнению с таковым в 5 лет.

Прирост МП в 11 лет (по сравнению с 5-ю годами) составил 22,1%, увеличиваясь ежегодно на 3,5%, что составило 0,024 г/см². В 11-12 лет процесс минерализации возрос на 5,7%. Наиболее существенный годовой прирост наблюдался с 13 до 14 лет - и составлял 8,0%, затем постепенно уменьшался до 1,4-1,8% в 19-20 лет. Прирост МП L1-4 к 20 годам увеличивался (по сравнению с 5-ю годами) на 85,3%.

Суммарное количество минералов в 5-11 лет ежегодно увеличивалось на 1,878 г. (9,9%). Прирост в 11 лет по сравнению с 5-ю годами составил 76,9%. Наибольшая годовая прибавка минералов была в 12-15 лет - 15,7%, что соответствует 5,291 г за год. В 16-17 лет годовой прирост минералов уменьшался до 7,2%. В 18-20 лет он был равен соответственно 4,1% и 2,0% или 1,790 г в год. В итоге, минеральная масса сегмента увеличивалась в 20 лет (по сравнению с 5-ю годами) на 310,9% или 46,971 г. (табл. 1).

Таблица 1. Возрастные изменения ширины, высоты, минеральной плотности (МП) и суммарного количества минералов поясничных позвонков (L1-4) у лиц женского пола 5-20 лет (M±SD)

Воз-

раст

n

Ширина

(см)

 Высота (см)

МП (г/см2)

Минералы (г)

5

40

3,15±0,16

7,39±0,43

0,649±0,037

15,108±0,754

6

40

3,20±0,17

7,75±0,45

0,675±0,040

16,740±0,844

7

40

3,25±0,17

8,10±0,41

0,698±0,041

18,357±0,925

8

40

3,30±0,18

8,47±0,50

0,721±0,042

20,153±1,008

9

40

3,35±0,18

8,85±0,52

0,743±0,043

22,028±1,098

10

40

3,40±0,19

9,26±0,53

0,766±0,045

24,117±1,200

11

45

3,47±0,20

9,72±0,56

0,793±0,046

26,737±1,316

12

45

3,55±0,20

10,35±0,61

0,838±0,049

30,790±1,518

13

48

3,66±0,20

11,11±0,65

0,899±0,053

36,556±1,804

14

55

3,73±0,21

11,72±0,69

0,971±0,057

42,448±2,114

15

55

3,77±0,21

12,30±0,72

1,033±0,061

47,901±2,391

16

65

3,81±0,22

12,76±0,74

1,088±0,064

52,894±2,643

17

75

3,85±0,22

13,00±0,76

1,133±0,067

56,707±2,834

18

90

3,87±0,23

13,11±0,77

1,164±0,067

59,056±2,956

19

92

3,89±0,24

13,18±0,78

1,186±0,069

60,806±3,041

20

120

3,91±0,24

13,20±0,79

1,203±0,071

62,079±3,101

Женщины L1-4

В 46-50 лет ширина L1-4 больше (по сравнению с 21-25-ю годами) на 3,0%. В дальнейшем, до 76 лет продолжалось постепенное увеличение ширины за каждые 5 лет на 1,3%. В возрастной группе 56-60 лет прирост площади был наибольший (на 1,7%), а в 71-75 лет уменьшался до 0,6%. После 76 лет достоверных изменений показателей не обнаружено. В итоге в 81-85 лет позвонки были шире на 10,7% (по сравнению с возрастом 21-25 лет).

Снижение высоты сегмента (на 2,7%) происходило в 51-55 лет. После 55 лет в каждой возрастной группе высота уменьшалась на 0,7-0,9%. В 81-85 величина снижения высоты L1-4 составляло 7,8%.

Площадь позвонков увеличивалась в 61-65 лет на 3,1%, затем постепенно снижалась. В 81-85 лет площадь сегмента была на 1,1% меньше, чем в 61-65 лет. Несмотря на уменьшение площади она оставалась большей, чем нормативные данные в возрасте 21-25 лет, на 2,0%.

За время 41-45 лет снижение МП составило 2,7%, в 46-50 лет - 4,8% при сравнении с 21-25 годами. Деминерализация в возрасте 51-65 лет была равна 4,2% за каждые пять лет. После 65 лет интенсивность убыли минералов снижалась до 2,0-2,9%. В целом, в 81-85 лет МП L1-4 деминерализация составляла 24,7%. Суммарное количество минералов в 41-45 лет уменьшилось на 2,2%. В возрасте 51-65 лет, потеря минералов составила 2,172 г (3,6%). В дальнейшем уменьшение составило 1,519 г (2,8%). В 81-85 лет масса минералов L1-4 позвонков уменьшилась на 15,027 г или 23,2%.

В возрасте 51-55 лет Т-критерий составлял -1,0SD и соответствовал норме. В 56-60 лет выявлена остеопения - Т-критерий -1,5SD. В 76-80 его величина была равна -2,7SD, что указывало на развитие остеопороза (табл. 2).

Таблица 2. Возрастные изменения ширины, высоты, минеральной плотности (МП) и суммарного количества минералов поясничных позвонков (L1-4) у женщин в возрасте 21-80 лет (M±SD)

Воз-

раст

n

Ширина (см)

Высота

(см)

МП (г/см2)

Минералы (г)

Т-кри-

терий

 

21-25

127

3,93±0,24

13,04±0,82

1,230±0,103

64,774±3,899

-

26-30

117

3,93±0,24

13,38±0,82

1,229±0,102

64,599±3,886

-

31-35

100

3,95±0,24

13,34±0,80

1,222±0,099

64,378±3,873

-

36-40

156

3,97±0,25

13,27±0,80

1,211±0,098

63,811±3,839

- 0,1

41-45

200

4,00±0,25

13,23±0,79

1,197±0,097

63,358±3,811

- 0,3

46-50

240

4,05±0,25

13,16±0,79

1,171±0,094

62,338±3,750

- 0,5

51-55

270

4,11±0,26

13,04±0,78

1,121±0,091

60,003±3,612

- 1,0

56-60

140

4,18±0,26

12,92±0,77

1,071*±0,087

57,826±3,480

- 1,5

61-65

210

4,25±0,26

12,79±0,77

0,028*±0,082

55,822±3,359

- 1,9

66-70

107

4,29±0,26

12,67±0,76

0,998*±0,080

54,176±3,261

- 2,2

71-75

100

4,32±0,27

12,55±0,75

0,969*±0,078

52,453±3,148

- 2,4

76-80

75

4,34±0,27

12,44±0,75

0,944*±0,076

50,953±3,057

- 2,7

81-85

75

4,35±0,27

12,35±0,74

0,925*±0,074

49,747±2,981

- 2,9

Примечание: знак * означает, что p<0,05.

Полученные нами данные свидетельствовали о том, что морфометрические параметры позвонков у женщин в возрасте до 36-40 лет оставались неизменными. В дальнейшем прослеживалась тенденция к снижению высоты позвонков при одновременном увеличении ширины.

Наиболее рано (36-40 лет) и интенсивно процесс роста фронтального размера происходил в первом поясничном позвонке (13,2%). Во всех позвонках была тенденция к увеличению ширины до 70 лет. Высота L1-4 начинала снижаться в 46-50 лет, L2 и L3 - в 51-55 лет. Размер площади зависел от колеблющихся величин высоты и ширины. Максимальное увеличение площади (3,9%) наблюдалось в первом и третьем позвонках в 66-70 лет. Площадь четвертого позвонка от 21-25 до 81-85 лет только уменьшалась.

Мальчики L1-4

Ширина позвонков в 5-6 лет увеличивалась на 2,1%, затем до 12 лет на одинаковую величину - 1,5% за год. В 13-14 лет зафиксирован максимальный прирост ширины - 3,4%. В 15-19 лет ежегодное увеличение ширины происходило на 1,5%, После 19 лет - на 1,0%. В итоге за 5-20 лет ширина L1-4 увеличивалась на 28,6%.

Высота позвонков в 5-6 лет увеличивалась на 5,5%, затем до 12 лет ежегодный прирост высоты составлял 4,3%. После 12 лет прирост высоты позвонков составлял 6%, в 13 лет - 7,1%, в 14 лет 8,3%. В дальнейшем рост в высоту составлял 1,0% ежегодно. За период 5-20 лет позвонки увеличивались в высоту на 87,2%.

В 5-6 лет площадь сегмента увеличивалась на 7,7%, в 6-12 лет - по 6% ежегодно. В 13 лет этот показатель был ранен 9,4%. С 13 до 14 лет площадь увеличилась на 12,0% ежегодно. В дальнейшем темп прироста снижался на 1,6% каждый год. В 19-20 лет площадь увеличивалась всего лишь на 1,1%. За время 5-20 лет площадь L1-4 увеличивалась на 140,7%.

МП позвонков до 12 лет возрастала ежегодно на 3,8%. В 13 лет процент минерализации составлял 5,4. Наиболее высоким (7,9%) прирост был в 14-15 лет, затем постепенно уменьшался до 1,8%. За время 5-20 лет МП увеличивалась на 87,7%.

Суммарное количество минералов от 5 до 13 лет ежегодно увеличивалось на 2,225 г. Наибольшая годовая прибавка минералов происходила в возрасте 14-17 лет 6,576 г за каждый год или на 15,2%. Прирост массы минералов в 19 лет был равен 4,760 г (4,4%), а в 20 лет 2,380 г (2,2%). В итоге, минеральная масса увеличивалась на 351,8% по сравнению с 5-ю годами (табл. 3).

Таблица 3. Возрастные изменения ширины, высоты, минеральной плотности (МП) и суммарного количества минералов поясничных позвонков (L1-4) у лиц мужского пола 5-20 лет (M±SD)

Воз-

раст

 n

Ширина (см)

Высота

(см)

МП (г/см2)

Минералы (г)

5

40

3,32±0,20

7,54±0,42

0,659±0,040

16,505±0,989

6

40

3,39±0,20

7,96±0,46

0,688±0,041

18,572±1,112

7

40

3,44±0,21

8,35±0,49

0,713±0,043

20,490±1,225

8

40

3,50±0,21

8,74±0,52

0,736±0,044

22,522±1,350

9

40

3,55±0,21

9,09±0,53

0,760±0,046

24,533±1,473

10

40

3,61±0,22

9,43±0,55

0,784±0,047

26,698±1,602

11

44

3,66±0,23

9,79±0,57

0,810±0,049

29,023±1,731

12

47

3,72±0,24

10,30±0,61

0,837±0,050

32,080±1,925

13

49

3,81±0,24

11,01±0,65

0,883±0,053

37,019±2,221

14

52

3,94±0,25

11,93±0,69

0,945±0,057

44,434±2,664

15

51

4,04±0,25

12,67±0,72

1,020±0,061

52,147±3,123

16

58

4,12±0,26

13,18±0,74

1,090±0,065

59,202±3,542

17

70

4,17±0,26

13,60±0,76

1,146±0,069

64,964±3,895

18

82

4,21±0,26

13,89±0,79

1,194±0,073

69,817±4,089

19

90

4,25±0,27

14,03±0,81

1,223±0,074

72,910±4,275

20

115

4,27±0,27

14,12±0,84

1,237±0,075

74,577±4,375

Мужчины L1-4

В 51-55 лет ширина L1-4 позвонков больше на 3,4% (по сравнению с возрастом 21-25 лет). В дальнейшем, до 71-75 лет продолжалось постепенное увеличение ширины в среднем на 1,2% каждые 5 лет. После 75 лет показатели возрастали еще на 1,0%. В 81-85 лет позвонки были шире на 9,8%.

Высота L1-4 после 55 лет в каждой возрастной группе уменьшилась на 1,0%, в 61-65 лет - на 3,0%, В 71-76 лет - на 1,3%. В итоге 81-85 лет (по сравнению с 21-25 годами) высота L1-4 была меньше 7,2%.

Площадь позвонков увеличивалась до 66-70 лет на 3,3%, затем постепенно снижалась. В 81-85 лет размер сегмента на 0,6% меньше, чем в 66-70 лет. В целом, площадь позвонков увеличивалась на 2,0% по сравнению с возрастом 21-25 лет.

МП В 56-60 лет была снижена на 4,6%, в 61-65 лет на 7,1% (р<0,05) при сравнении с 21-25 годами. В дальнейшем величина снижения составляли 2,9% в каждой возрастной группе. В 81-85 лет МП L1-4 была снижена на 18,1% .

В возрасте от 56-60 лет, величина потери минералов была равна 1,969 г (3,0%). Суммарное количество минералов в 61- 66 лет уменьшилось на 4,6%. В 81-85 лет на 12,775 г (6,5%, р<0,05) В возрасте 66-70 лет Т-критерий составлял -1,2SD, что указывало на развитие остеопении. В 81-85 лет остеопения была более выражена (Т-критерий -2,2 SD; табл. 4).

Таблица 4. Возрастные изменения ширины, высоты, минеральной плотности (МП) и суммарного количества минералов поясничных позвонков (L1-4) у мужчин в возрасте 21-85 лет (M±SD)

Воз-раст

 

Ширина (см)

Высота

(см)

МП (г/см2)

Минералы (г)

Т-кри-

терий

21-25

102

4,35±0,26

14,22±0,85

1,249±0,104

77,259±4,898

-

26-30

159

4,36±0,26

14,22±0,85

1,248±0,104

77,375±4,881

-

31-35

153

4,37±0,27

14,19±0,85

1,244±0,101

77,141±4,863

-

36-40

155

4,39±0,27

14,16±0,84

1,239±0,098

77,019±4,839

-

41-45

109

4,41±0,28

14,10±0,84

1,232±0,097

76,607±4,810

- 0,1

46-50

105

4,45±0,28

14,05±0,83

1,225±0,095

76,590±4,749

- 0,2

51-55

101

4,50±0,28

13,99±0,83

1,212±0,093

76,301±4,612

- 0,4

56-60

108

4,55±0,29

13,89±0,82

1,191±0,092

75,271±4,480

- 0,5

61-65

105

4,61±0,29

13,78±0,82

1,161±0,090

73,690*±4,359

- 0,8

66-70

102

4,68±0,30

13,66±0,81

1,122±0,088

71,728*±4,261

- 1,2

71-75

76

4,72±0,30

13,48±0,80

1,084±0,086

68,970*±4,148

- 1,6

76-80

77

4,76±0,31

13,34±0,79

1,050±0,084

66,673*±4,057

- 1,9

81-85

75

4,78±0,32

13,20±0,78

1,022±0,083

64,484*±3,981

- 2,2

Примечание: знак * означает, что р<0,05.

Обсуждение результатов

Метод рентгеновской двухэнергетической абсорбциометрии существенно расширил спектр изучения всех характеристик позвоночника. Появилась возможность при минимальной ошибке исследовать ширину, высоту, МП и суммарное количество минеральных веществ в каждом отдельно взятом позвонке, так и при их сочетании, что крайне важно для практики.

Высокая точность измерения позволила изучить морфометрические показатели и минеральную плотность в динамике.

Обнаружено также, что при возрастной потере минералов компенсаторно увеличивалась ширина позвонка. В связи с этим растет площадь его поперечного сечения и это рассматривается как компенсация механической прочности, снижающейся в связи с убылью минералов [2, 4, 6].

Сведения о суммарном количестве минералов в позвонке являются наиболее достоверными показателями его прочности, а пространственная плотность лишь дополняла эти данные. Нами установлено, что снижение минеральных веществ у женщин начиналось в предменопаузном периоде (46-50 лет), у мужчин - после 60 лет. В 70-80 лет более глубокие изменения происходили у женщин [3, 5].

Представленные материалы расширяют возможности организации ранней диагностики и профилактики остеопении и остеопороза. Полученные нами данные включены в Уральскую базу данных, которая заложена в компьютер и по отношению к ним анализируются результаты у больных.

Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект № 07-04-96033.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Свешников А.А. // Ортопед. травматол. 1988. № 11. С. 51.
  2. Шевцов В.И., Свешников А.А. // Гений ортопедии. 2001. № 4. С. 76.
  3. Шевцов В.И., Свешников А.А. // Гений ортопедии. 2004. № 1. С. 129.
  4. Mazess, R.B. // The osteoporotic syndrome: prevetion and treatment . - N.Y.: JRL Pres. 1983. P. 15.
  5. Riggs B.L., Wahner H.W., Dunn W.L. // J. Clin. Invest. 1981. v. 67. P. 328
  6. Wahner H.W., Dunn W.L., Riggs B.L. // Sem. Nucl. Med. 1983. v. 13. P. 282.

Библиографическая ссылка

Турилина Е.В. ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ ПОЗВОНОЧНИКА В ВОЗРАСТЕ 5-85 ЛЕТ // Современные проблемы науки и образования. – 2007. – № 4. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=405 (дата обращения: 17.10.2021).

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