Мобильная версия

Журнал «Травма» Том 17, №3, 2016

Вплив дефіциту вітаміну D на показники структурно-функціонального стану кісткової тканини, дослідженої методом ультразвукової денситометрії, у жителів Донецької області

Авторы: Поворознюк В.В.(1), Климовицький Ф.В.(2), Балацька Н.І.(1) - (1) ДУ «Інститут геронтології імені Д.Ф. Чеботарьова НАМН України», м. Київ, Україна; (2) Донецький національний медичний університет імені М. Горького, м. Лиман, Україна

Рубрики: Травматология и ортопедия

Разделы: Клинические исследования

Метою дослідження було встановити зв’язок між рівнем 25(ОН)D у сироватці крові та структурно-функціональним станом кісткової тканини в населення Донецької області. Було обстежено 215 осіб віком 20–79 років. Дослідження проводилися протягом осінньо-весняного періоду року. Середній вік обстежених становив 54,5 ± 12,2 року. Вимірювання рівня 25(OH)D у сироватці крові здійснювали за допомогою електрохемілюмінесцентного методу на аналізаторі Elecsys тест-системами cobas. Дослідження структурно-функціонального стану кісткової тканини проводили ультразвуковим денситометром Sahara (Hologic) на п’ятковій кістці нижньої кінцівки. Проведені спостереження виявили високу частоту дефіциту вітаміну D (87,5 %) у жителів Донецької області. Вторинний гіперпаратиреоз реєструвався в 10,7 % оглянутих. Системний остеопороз діагностувався в 6,6 % оглянутих, а системна остеопенія — у 44,9 % обстежених. Тільки в групі людей літнього та старечого віку показники структурно-функціонального стану кісткової тканини були вірогідно вищими в осіб із рівнем 25(ОН)D у сироватці крові 50 нмоль/л і вище порівняно із обстеженими із тяжким дефіцитом вітаміну D.

Целью исследования было установить связь между уровнем 25(ОН)D в сыворотке крови и структурно-функциональным состоянием костной ткани у населения Донецкой области. Было обследовано 215 человек в возрасте 20–79 лет. Исследования проводились в течение осенне-весеннего периода. Средний возраст обследованных составил 54,5 ± 12,2 года. Измерение уровня 25(OH)D в сыворотке крови осуществляли с помощью электрохемилюминесцентного метода на анализаторе Elecsys тест-системами cobas. Исследование структурно-функционального состояния костной ткани проводили ультразвуковым денситометром Sahara (Hologic) на пяточной кости нижней конечности. Проведенные наблюдения выявили высокую частоту дефицита витамина D (87,5 %) у жителей Донецкой области. Вторичный гиперпаратиреоз регистрировался в 10,7 % случаев. Системный остеопороз диагностировался у 6,6 %, а системная остеопения — у 44,9 % обследованных. Только в группе людей пожилого и старческого возраста отмечались показатели структурно-функционального состояния костной ткани достоверно выше у лиц с уровнем 25(ОН)D в сыворотке крови 50 нмоль/л и выше по сравнению с обследованными с тяжелым дефицитом витамина D.

The objective of the study was to establish the correlation between 25(OH)D level in the blood serum and the structural and functional state of bone tissue among Donetsk region population. The study involved 215 residents aged 20–79 years. Researches were done during the autumn-spring period. The average age of the subjects was 54.5 ± 12.2 years. Blood serum 25(OH)D level was measured by electrochemiluminescence method on Elecsys analyzer with cobas test systems. The structural and functional state of the bone tissue was measured using ultrasound densitometer Sahara (Hologic) in the heel bone of the lower extremity. The observations revealed a high incidence of vitamin D deficiency (87.5 %) among Donetsk region residents. Secondary hyperparathyroidism was detected in 10.7 % of examinees. Systemic osteoporosis was diagnosed in 6.6 %, and systemic osteopenia — in 44.9 % of subjects. Only in the group of elderly and senile people, the performance of structural and functional state of bone tissue was significantly higher in individuals with 25(OH)D levels in the blood serum 50 nmol/L or higher, compared with subjects with severe deficiency of vitamin D.

Ключевые слова

структурно-функціональний стан кісткової тканини, 25(ОН)D у сироватці крові, населення Донецької області.

структурно-функциональное состояние костной ткани, 25(ОН)D в сыворотке крови, население Донецкой области.

structural and functional state of the bone tissue, 25(OH)D in the blood serum, Donetsk region population.

doi: http://dx.doi.org/10.22141/1608-1706.3.17.2016.75775

Статтю опубліковано на с. 59-64

Вступ

Людина досягає піку кісткової маси у 25–30-річному віці. На її формування впливають генетичний чинник, рівень фізичної активності, особливості харчування та стиль життя [1, 2]. Із настанням менопаузи в жінок починається вік-асоційована втрата кісткової маси, що призводить до зниження мінеральної щільності кісткової тканини. Розвиток остеопенії та остеопорозу в людей літнього та старечого віку пов’язаний з низьким піком кісткової маси та впливом шкідливих чинників на кісткову тканину в зрілому віці [3, 4].

Вітамін D відіграє важливу роль у підтриманні кальцій-фосфорного гомеостазу. Вітамін D підсилює абсорбцію кальцію з кишечника та опосередковано пригнічує секрецію паратгормону (ПТГ). Дефіцит вітаміну D (ДВD) може викликати вторинний гіперпаратиреоз і, як наслідок, призводити до зниження мінералізації кісток, збільшення втрати компактної кісткової маси та бути однією із патогенетичних ланок розвитку остеопорозу й остеопоротичних переломів [5–7]. Тому вважаємо за доцільне дослідити частоту ДВD і вивчити його вплив на структурно-функціональний стан кісткової тканини (СФСКТ) у жителів Донецької області.

Матеріали й методи

Було обстежено 215 жителів Донецької області віком 20–79 років. Дослідження проводилися протягом осіннього, зимового та весняного періодів року. Середній вік обстежених становив 54,5 ± 12,2 року. Серед оглянутих переважали жінки (89,8 %), середній вік яких був 55,0 ± 12,0 року, чоловіків — 50,2 ± 13,6 року. Антропометрична характеристика обстежених подана в табл. 1.

Для верифікації діагнозу дефіциту й недостатності вітаміну D використовували останню класифікацію, прийняту Міжнародним інститутом медицини та Комітетом ендокринологів зі створення настанов із клінічної практики, згідно з якою дефіцит вітаміну D у дітей та дорослих розглядається як клінічний синдром, зумовлений низьким рівнем 25(OH)D у сироватці крові (нижче від 50 нмоль/л); недостатність вітаміну D діагностують при рівні 25(ОН)D у сироватці крові вище за 50 нмоль/л та нижче від 75 нмоль/л, а рівень 25(ОН)D у сироватці крові в діапазоні 75–125 нмоль/л відповідає нормі [8].

Також проводилося дослідження рівня інтактного ПТГ (іПТГ) у сироватці крові з метою вивчення частоти вторинного гіперпаратиреозу. Хворих із первинним гіперпаратиреозом серед обстеженої групи не було виявлено.

Вимірювання рівня 25(OH)D та іПТГ у сироватці крові здійснювали за допомогою електрохемілюмінесцентного методу на аналізаторі Elecsys тест системами cobas.

Дослідження СФСКТ проводили за допомогою ультразвукового кісткового денситометра Sahara (Hologic) на п’ятковій кістці нижньої кінцівки, що складається з трабекулярної (губчастої) кісткової тканини. За допомогою приладу визначали такі параметри [9]:

— швидкість поширення ультразвуку (ШПУ, м/с) через кістку, що залежить від її щільності та еластичності;

— широкосмугове ослаблення ультразвуку (ШОУ, дБ/МГц), що відображає не тільки щільність кістки, а й кількість, розміри та просторову орієнтацію трабекул;

— індекс міцності кістки (ІМ, %), що вираховується за допомогою комп’ютера на основі показників ШПУ та ШОУ й відображає стан губчастої кісткової тканини обстежуваного відносно категорії дорослих людей віком 20 років.

Статистичний аналіз проводили з визначенням параметричних та непараметричних критеріїв. При аналізі використовували пакети програм Statistica 6.0. Отримані результати подано відповідно до характеру їх розподілу: при нормальному (за критерієм Ліллієфорса) — у вигляді середнього значення й середньостатистичного відхилення (M ± SD), при відмінному від нормального — у вигляді медіани (Me) й міжквартильного розмаху [LQ-UQ]. При нормальному розподілі для перевірки гіпотези про рівність середніх значень двох груп змінної використовували критерій Стьюдента (t). Якщо розподіл змінної не відповідав нормальному, порівняння двох незалежних груп досліджуваної змінної проводили за допомогою тесту Вілкоксона — Манна — Уїтні, для множинних порівнянь застосовували аналіз Крускала — Уолліса. Нульова гіпотеза відкидалася при рівні p ≤ 0,05 для кожного з використаних тестів.

Результати

Проведені дослідження показали, що лише в 0,9 % обстежених жителів Донецької області виявлено рівень 25(ОН)D у сироватці крові в межах норми, в 11,1 % із них відзначено недостатність, а у 87,5 % — ДВD. Тяжка форма ДВD (діагностується при рівні 25(ОН)D у сироватці крові 25 нмоль/л і нижче) зустрічалася в 36,6 % оглянутих, а в 7,4 % із них рівень 25(ОН)D у сироватці крові був нижчим від роздільної здатності приладу (рис. 1).

При аналізі впливу статі на середній рівень 25(ОН)D у сироватці крові не було виявлено вірогідної різниці, так, середній рівень 25(ОН)D у сироватці крові у жінок становив 31,40 ± 15,46 нмоль/л проти 37,54 ± 14,80 нмоль/л у чоловіків (p > 0,05).

Також не встановлено вірогідної різниці рівнів 25(ОН)D у сироватці крові залежно від ІМТ: в обстежених із ІМТ у нормі середній рівень 25(ОН)D у сироватці крові становив 33,68 ± 16,63 нмоль/л, а в осіб з ІМТ понад 35 кг/м2 — 30,44 ± 11,89 нмоль/л. Також не виявлено впливу ІМТ на рівень 25(ОН)D у сироватці крові (r = –0,06, p > 0,05).

Було проаналізовано значення 25(ОН)D у сироватці крові та частоту ДВD у жителів Донецької області залежно від віку. Результати подано в табл. 2.

Як видно із табл. 2, вірогідної різниці між показниками рівня 25(ОН)D у сироватці крові залежно від вікової групи жителів Донецької області не виявлено. Також проведений кореляційний аналіз не вивив зв’язку між рівнем 25(ОН)D у сироватці крові та віком (r = –0,06, p > 0,05), Проте відзначено негативний вірогідний кореляційний зв’язок між рівнем іПТГ та 25(ОН)D у сироватці крові обстеженого населення (рис. 2). Вторинний гіперпаратиреоз реєструвався в 10,7 % оглянутих.

При ультразвуковій денситометрії системний остеопороз було діагностовано в 6,6 % оглянутих, системну остеопенію зареєстровано у 44,9 %, а нормальний СФСКТ — у 48,5 %.

З метою вивчення залежності показників ультразвукової денситометрії (ШОУ, ШРУ, індексу міцності) від рівня 25(ОН)D у сироватці крові обстежених розділили на три групи: першу групу становили особи з рівнем 25(ОН)D у сироватці крові менше від 25 нмоль/л, другу — населення з рівнем 25(ОН)D у сироватці крові від 25 до 50 нмоль/л і третю — особи з його рівнем понад 50 нмоль/л. Окремо група із нормальним рівнем 25(ОН)D не виділялася, оскільки таких було 2 особи. Результати проведеного дослідження подані в табл. 3.

Як видно із табл. 3, не було виявлено вірогідної різниці показників ультразвукової денситометрії (T-критерій, ІМ, ШПУ, ШОУ) залежно від ступеня ДВD.

При аналізі даних ультразвукової денситометрії щодо рівня 25(ОН)D у сироватці крові тільки в групі людей літнього та старечого віку було виявлено вірогідно вищі показники СФСКТ у осіб із рівнем 25(ОН)D у сироватці крові 50 нмоль/л і вище порівняно з обстеженими з тяжким ДВD (табл. 4).

Зокрема, Т-критерій при тяжкому ДВD у людей старечого та літнього віку становив –1,85 [–2,55; –1,30] SD, а при рівні 25(ОН)D у сироватці крові 50 нмоль/л і вище — –1,00 [–1,40; –0,90] SD (p < 0,05). ІМ при тяжкому ДВD відповідав 71,15 [60,60; 81,10] %, а при рівні 25(ОН)D у сироватці крові 50 нмоль/л і вище — 86,70 [78,40; 87,90] % (p < 0,05). Показник швидкості проходження ультра-звуку по кістці, який, власне, характеризує еластичні властивості кісткової тканини, був найнижчим у групі з тяжким ДВD та становив 1505,6 [1497,8; 1527,5] м/с, а найвищим — у групі людей літнього та старечого віку з рівнем 25(ОН)D у сироватці крові 50 нмоль/л і вище — 1532,7 [1521,3; 1542,3] м/с (p < 0,05). Вірогідної різниці показників широкосмугового ослаблення ультразвуку залежно від ступеня ДВD в обстежених осіб не виявлено.

Обговорення

Проведені дослідження виявили високу частоту ДВD (87,5 %) у жителів Донецької області. Даний показник є дещо вищим порівняно з всеукраїнськими даними, згідно з якими ДВD реєструється на рівні 81,8 % [10]. У зв’язку з високою частотою ДВD серед обстежених нами не виявлено впливу віку, статті та ІМТ на показники 25(ОН)D у сироватці крові, про які повідомляють дослідження як в Україні, так і за її межами [11]. Проте виявлено негативний кореляційний зв’язок між рівнем 25(ОН)D та іПТГ у сироватці крові жителів Донецької області, і, як наслідок, вторинний гіперпаратиреоз діагностовано в 10,7 % обстежених. В Україні частота вторинного гіперпаратиреозу становить 11,9 % [10]. Відомо, що гіперпаратиреоз ініціює резорбцію кісткової тканини, що в подальшому може викликати остеопенічний синдром [7].

На сьогодні серед спеціалістів немає єдиної думки щодо зв’язку між рівнем 25(ОН)D у сироватці крові та показниками СФСКТ [12, 13]. Так, Busse та співавт. при дослідженні біоптатів кісткової тканини зазначили, що в осіб із рівнем 25(ОН)D у сироватці крові нижче від 50 нмоль/л реєструються високі показники відношення об’єму остеоїду до об’єму кістки, низькі показники товщини кортикального та трабекулярного шару, зниження мінералізованої кісткової тканини на одиницю площі [14]. Nakamura та співавт. при дослідженні 77 здорових жінок відзначили лише слабку вірогідну кореляцію між рівнем 25(ОН)D

у сироватці крові та вмістом мінералів на одиницю площі (R2 = 0,114, p = 0,0052) кісток передпліччя [15]. Cashman та співавт. при дослідженні мінеральної щільності кісток передпліччя та п’ятки в дітей пубертатного періоду виявили зв’язок із вмістом 25(ОН)D у сироватці крові тільки в дівчаток й лише на рівні кісток передпліччя [13].

Q.S. Wei та співавт. повідомили про позитивний кореляційний зв’язок між мінеральною щільністю на рівні поперекового відділу хребта та стегнових кісток тільки в жінок похилого віку (r = 0,38, P < 0,01; r = 0,384, P < 0,01 відповідно) [17].

W.M. Deng та співавт. встановили, що вітамін D є предиктором (R = 0,424) мінеральної щільності кісткової тканини на рівні стегнової кістки в жінок у постменопаузальному періоді, які проживають у південній частині Китаю [18].

Складність оцінки залежності мінеральної щільності кісткової тканини, виміряної за допомогою двофотонного рентгенівського денситометра, від рівня 25(ОН)D у сироватці крові зумовлена такими чинниками:

— рентгенівська денситометрія оцінює кісткову тканину у 2D-проекції, а сама кістка має 3D-структуру, тому на показники мінеральної щільності впливають геометрія кістки та її розмір;

— апарат не може відділити кортикальну кісткову тканини від трабекулярної [19].

На сьогодні мінеральну щільність кісткової тканини оцінюють за допомогою кількісної комп’ютерної томографії високої роздільної здатності (HR-pQCT), що дає можливість оцінювати кістку в 3D-просторі. T.F. Cheung та співавт. провели дослідження зв’язку між показниками 25(ОН)D у сироватці крові та параметрами кісткової тканини, виміряної за допомогою HR-pQCT, у дітей підліткового віку. Автори статті виявили, що зростання рівня 25(ОН)D у сироватці крові з 25 до 50 нмоль/л призводить до збільшення мінеральної щільності кісткової тканини на 3–4 %.

Поведені нами дослідження залежності показників СФСКТ від рівня 25(ОН)D у сироватці крові виявили, що лише серед людей літнього та старечого віку було встановлено вірогідно вищі показники СФСКТ у осіб із рівнем 25(ОН)D у сироватці крові 50 нмоль/л і вищими порівняно із обстеженими з тяжким ДВD. Показник швидкості проходження ультразвуку по кістці, що, власне, характеризує еластичні властивості кісткової тканини, був найнижчим у групі з тяжким ДВD.

Висновок

Проведені дослідження у Донецькій області виявили частоту дефіциту вітаміну D на рівні 87,5 %, а вторинного гіперпаратиреозу — 10,7 % випадків. Системний остеопороз діагностувався в 6,6 % оглянутих, а системна остеопенія — у 44,9 % обстежених. Тільки у групі людей літнього та старечого віку показники структурно-функціонального стану кісткової тканини були вірогідно вищими у осіб із рівнем 25(ОН)D у сироватці крові 50 нмоль/л і вище порівняно з обстеженими з тяжким дефіцитом вітаміну D.

Список литературы

1. Peak bone mass / R.P. Heaney, S. Abrams, B. Dawson-Hughes [et al.] // Osteoporos Int. — 2000. — 11. — P. 985-1009.

2. Peak bone mineral density, lean body mass and fractures / A.M. Boot, M. Ridder, I.M. van der Sluis [et al.] // Bone. — 2010. — 46. — P. 336-41.

3. Peters B.S. Nutritional aspects of the prevention and treatment of osteoporosis / B.S. Peters, L.A. Martini // Arq. Bras. Endocrinol. Metabol. — 2010. — 54(2). — P. 179-85.

4. Поворознюк В.В. Захворювання кістково-м’язової системи: У 3 т. / В.В. Поворознюк. — К.: Експрес, 2009. — 482 с.

5. European guidance for the diagnosis and management of osteoporosis in postmenopausal women / Kanis J. A., McCloskey E. V., Johansson H. [et al.] // Osteoporos. Int. — 2013. — 24(1). — P. 23–57.

6. Lips P. The effect of vitamin D on bone and osteoporosis / P. Lips, N.M. van Schoor // Clin. Endocrinol. Metab. — 2011. — 25. — P. 585-591.

7. Lips P. Vitamin D deficiency and secondary hyperparathyroidism in the elderly: consequences for bone loss and fractures and therapeutic implications / P. Lips // Endocr. Rev. — 2001. — 22. — P. 477-501

8. Holick M.F. Evaluation, treatment, and prevention of vitamin D deficiency: an edrocrine society clinical practice / M.F. Holick, N.C. Binkley, H.A. Bischoff-Ferrari [et al.] // J. Clin. Endocrinol. Metab. — 2011. — Vol. 96, № 7. — P. 191–193.

9. Остеопороз: эпидемиология, клиника, диагностика, профилактика и лечение / АМН Украины; Под ред.: Н.А. Коржа и др. — Харьков: Золотые страницы, 2002. — 646 с.

10. Дефіцит та недостатність вітаміну D у жителів України / В.В. Поворознюк, Н.I. Балацька, В.Я. Муц [та ін.] // Боль. Суставы. Позвоночник. — 2011. — № 4. — С. 5-13.

11. Дефіцит та недостатність вітаміну D: епідеміологія, діагностика, профілактика та лікування / За ред. проф. В.В. Поворознюка, проф. П. Плудовські. — Донецьк: Видавець Заславський О.Ю., 2014. — 256 с.

12. Associations of dietary calcium, vitamin D, milk intakes, and 25-hydroxyvitamin D with bone mass in Spanish adolescents / Mouratidou T., Vicente-Rodriguez G., Gracia-Marco L. [et al.] // J. Clin. Densitom. — 2013. — 16(1). — P. 110-117.

13. Low vitamin D status adversely affects bone health parameters in adolescents / Cashman K.D., Hill T.R., Cotter A.A. [et al.] // Am. J. Clin. Nutr. — 2008. — 87(4). — P. 1039-1044.

14. Vitamin D deficiency induces early signs of aging in human bone, increasing the risk of fracture // Busse B., Bale H.A., Zimmermann E.A. [et al.] // Sci. Transl. Med. — 2013. — 5(193). — P. 193-188.

15. Low serum concentrations of 25-hydroxyvitamin D in young adult Japanese women: a cross sectional study / K. Nakamura, M. Nashimoto, S. Matsuyama, M. Yamamoto // Nutrition. — 2001. — 17(11–12). — P. 921-925.

16. Association of low 25-hydroxyvitamin D concentrations with elevated parathyroid hormone concentrations and low cortical bone density in early pubertal and prepubertal Finnish girls / Cheng S., Tylavsky F., Kroger H. [et al.] // Am. J. Clin. Nutr. — 2003. — 78(3). — P. 485-492.

17. Relation of Age, Sex and Bone Mineral Density to Serum 25-Hydroxyvitamin D Levels in Chinese Women and Men / Wei Q.S., Chen Z.Q., Tan X. [et al.] // Orthop. Surg. — 2015. — 7(4). — P. 343-349.

18. Relation of serum 25 hydroxyvitamin D levels to bone mineral density in southern Chinese postmenopausal women: A preliminary study / Deng W.M., Wei Q.S., Shao Y. [et al.] // Indian J. Med. Res. — 2015. — 142(4). — P. 430-437.

19. Bone assessment in children with chronic kidney disease: data from two new bone imaging techniques in a single-center pilot study/ Bacchetta J., Boutroy S., Vilayphiou N. [et al.] // Pediatr. Nephrol. — 2011. — 26(4). — P. 587-595.

20. Cheung T.F. Prevalence of vitamin D insufficiency among adolescents and its correlation with bone parameters using high-resolution peripheral quantitative computed tomography / T.F. Cheung, K.Y. Cheuk, F.W. Yu // Osteoporos Int. DOI 10.1007/s00198-016-3552-4.