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

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)

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)

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.