Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,931

BONE MINERAL DENSITY OF LARGE BODY SEGMENTS IN AGE ASPECT

Свешников К.А., Русейкин Н.С.
У 2870 практически здоровых людей в возрасте 3-85 лет измерена на рентгеновском костном денситометре фирмы «GE/Lunar» (США) масса минералов (ММ) в крупных сегментах тела: костях черепа; туловище; ребрах; позвоночнике; костях таза; верхних и нижних конечностях. У мальчиков в 3-5 лет ММ несколько выше, чем у девочек, особенно в нижних конечностях. При первом скачке роста у девочек (7 лет) была тенденция к незначительному увеличению ММ. В 12-14 лет ММ у них выше во всех обследованных сегментах. В 15 лет у девушек ММ составляла 90%, у юношей - 70-80%. У женщин в 18 лет скелет полностью минерализован, у мужчин – только в 19-20 лет. Это существенное уточнение существующего мнения, что скелет полностью минерализован только в 21-25 лет. В трудоспособном возрасте была тенденция к увеличению массы минералов. У мужчин она сохранялась до 60 лет в позвоночнике и верхних конечностях.
There has been measured mineral mass in 2870 people at the age from 3 till 85 years on Bone Densitometer «GE/Lunar» (США) mineral mass (MM) in large body segments: cranial bones; trunk; ribs; spinal column; pelvic bones; upper and lower extremities. MM in boys age 3-5 is a bit higher than in girls, especially in lower limbs. During the first growth spurt in girls (7 years) there was a tendency to the slight ММ increase. In 12-14 years their ММ is higher in all examined segments. In 15 years ММ in girls was 90%, in boys- 70-80%. In women in 18 years skeleton is being fully mineralized, in men–only in 19-20 years. This significant updating of existed opinion that skeleton is fully mineralized only in 21-25 years. In working age there was a tendency to increase of mineral mass. It was being preserved in men in the spinal cord and in the upper limbs until 60 years.

Для ранней диагностики, профилактики и лечения остеопороза необходима не только новейшая техника и результаты всесторонних исследований минеральной плотности в стандартных точках, где чаще всего возникают переломы, но и в крупных сегментах тела в возрастном аспекте. Такие данные также требуются в процессе реабилитации больных после травм или уравнивания длины конечностей. Чрезвычайно важно знать, что же является определяющим в процессе восстановления массы минералов (ММ) костей скелета. Среди таких факторов называют рост, массу тела, длину и плотность костей, величину физической нагрузки, характер питания, количество потребляемого кальция, этническую принадлежность, национальные и географические различия [1, 4]. По данным европейских авторов минеральная плотность шейки бедра и области большого вертела достоверно различны в зависимости от географических зон [5]. Американские авторы указали на то, что минеральная плотность шейки бедра у афроамериканок на 13% больше, чем у белых женщин [6]. Существует мнение о различии в сроках формирования костной массы периферического и осевого скелета.

Данные о возрастной динамике ММ костей крупных сегментов тела в настоящее время отсутствуют, так как проведение работы стало возможным только после появления костных денситометров с ошибкой измерения ±2%.

Материал и методы

У 2870 практически здоровых людей (из них женщин - 1842, мужчин - 1038) в возрасте 3-85 лет измерена ММ скелета на дихроматическом костном денситометре фирмы «Norland» (США) и рентгеновском костном денситометре фирмы «GE/Lunar» (США) серии DPX, модель NT с программой enCoreTM2002. Измерения ММ выполняли в следующих крупных сегментах тела: кости черепа; туловища; ребра; позвоночник; кости таза; верхние и нижние конечности. Результаты обследования распечатывались на принтере, затем заносились на другой компьютер для обработки по возрастным группам. В качестве инструмента вычислений использован пакет статистического анализа и встроенные формулы расчетов данных компьютерной программы Microsoft ® Excel (2003). Анализ результатов обследования проводили с учетом методических рекомендаций Международного общества клинической денситометрии (ISCD, 2003).

Соблюдалось главное условие при выполнении таких исследований - приходившие на обследование были совершенно случайными людьми. О возможности измерить МП население оповещалось по радио, телевидению, печатались статьи в газетах. Активно информировал людей областной пенсионный фонд, организации ветеранов войны и труда. Исключались из анализа те, кто имел заболевания или применял препараты, ведущие к деминерализации скелета.

Результаты исследований

1. Женский пол. 1.1. Возраст 3-20 лет.

При анализе данных в возрасте 3 лет обращает на себя внимание то, что наибольшая масса минералов в костях черепа (табл. 1). В нижних конечностях процентное содержание минералов (ПСМ) меньше в 2,1 раза. Столько же в ребрах, позвоночнике и туловище. Самое низкое ПСМ в костях таза и верхних конечностях.

Во время первого скачка роста у девочек (6 лет) происходил прирост ПСМ в костях туловища, ребрах и нижних конечностей. Несколько меньшая величина в костях таза и верхних конечностей. В связи с тем, что у лиц женского пола минерализация отстает от образующейся органической основы на 1 год, эффект особенно заметен в 7 лет в верхних конечностях, туловище и ребрах. В 9 лет ПСМ становилась одинаковой в верхних и нижних конечностях.

Таблица 1. Процентное изменение массы минеральных веществ в крупных сегментах скелета женщин в возрасте 3-20 лет

Возраст

(годы)

Крупные сегменты скелета

Кости черепа

Туловище

Ребра

 

Позвоночник

Кости таза

Конечности

верхние

нижние

3

31,2*

13,0*

14,8*

14,0*

11,0*

11,2*

14,9*

4

38,0*

15,4

17,8*

16,7*

13,1*

13,4*

18,6*

5

50,0*

19,0*

20,7*

20,1*

15,2*

15,6*

21,6*

6

49,9*

22,7*

24,1*

24,3*

19,0*

19,2*

26,2*

7

54,5*

32,3*

33,5*

31,3*

23,7*

36,1*

34,2*

8

58,3*

35,1*

37,3*

36,3*

30,3*

40,0*

36,2*

9

61,8*

36,5*

39,0*

34,6*

30,8

41,6*

41,5*

10

65,1*

38,7*

43,0*

39,0*

44,4*

43,2*

48,0*

11

65,6*

51,1*

48,0*

47,3*

46,9*

47,3*

59,9*

12

67,7*

59,9*

57,0*

57,5*

58,1*

58,1*

69,8*

13

71,4*

65,3*

61,2*

65,0*

63,2*

60,0*

87,8*

14

73,6*

71,2*

69,4*

71,1*

68,2*

70,6*

83,6*

15

86,0*

83,3*

86,9*

81,0*

76,7*

79,1*

84,7*

16

92,6*

91,7*

93,0*

84,3*

87,4*

88,6*

93,1*

17

94,6

93,9*

93,3*

91,8*

90,7*

95,3

95,4

18

96,3

98,0

96,7

94,3

94,3

96,7

96,0

19

99,7

99,9

98,4

96,1

98,4

97,5

97,3

20

100,0

100,0

100,0

100,0

100,0

100,0

100,0

Примечание: проценты рассчитаны по отношению к массе минералов в 20 лет: 1) череп - 495,260±26,324 г.; 2) туловище - 813,122±46,515 г.; 3) ребра - 261,810±15,392 г.; 4) позвоночник - 241,111±14,746 г.; 5) кости таза - 254,254±19,455 г.; 6) верхние конечности - 288,760±39,783 г.; 7) нижние конечности - 864,881±49,950 г.; «*» р< 0,05.

В 11 лет (начало периода полового созревания у девочек - второй скачок роста) ПСМ выравнивается в туловище, ребрах, позвоночнике, костях таза и верхних конечностях. Наибольшее ПСМ в костях черепа и нижних конечностей. Это же соотношение сохраняется в 13 и 14 лет. В 15-16 лет ПСМ становится одинаковой в костях таза, туловище, ребрах и нижних конечностях (табл. 1). Несколько меньше ПСМ в костях таза и верхних конечностей. В 17-18 лет ПСМ уравнивалась в верхних и нижних конечностях. В 19 лет ПСМ во всех обследованных сегментах не отличалась от аналогичной величины в 20 лет.

1. Женский пол. 1.2. Возраст 21-80 лет.

В 26-30 лет ПСМ во всех обследованных сегментах не отличалось от значений в 21-25 лет (табл. 2). В дальнейшем (до 46-50 лет) была заметна тенденция к увеличению ПСМ в верхних конечностях, костях таза и черепа. В 51-55 лет ПСМ начинало снижаться в туловище, ребрах, позвоночнике и костях таза. В 56-60 лет наиболее существенное снижение ПСМ в происходило в ребрах, костях таза и туловище. Практически без изменений ПСМ в костях черепа и конечностях. В 66-70 лет наиболее существенно масса минералов убывает из ребер и костей таза. В 76-80 столь же значительная убыль минералов в позвоночнике. В 81- 85 лет наименьшая масса минералов в ребрах, позвоночнике, костях таза и нижних конечностях с бóльшим содержанием минералов кости черепа, туловища и верхних конечностей (табл. 2).

Таблица 2. Процентное изменение массы минеральных веществ в крупных сегментах скелета женщин в возрасте 21-85 лет

Возраст

(годы)

Крупные сегменты скелета

Кости черепа

Туловище

Ребра

 

Позвоночник

Кости таза

Конечности

верхние

нижние

21-25

100,0

100,0

100,0

100,0

100,0

100,0

100,0

26-30

101,4

100,8

100,3

101,3

101,0

101,4

100,5

31-35

101,6

100,8

101,0

102,2

102,2

102,8

101,1

36-40

102,4

100,7

101,3

102,3

102,0

104,8

101,2

41-45

104,3

101,0

101,6

100,5

101,4

104,9

101,1

46-50

103,1

97,4

98,3

98,2

99,4

103,2

101,0

51-55

102,9

92,1*

 86,3*

 93,2*

 93,5*

100,3

98,2

56-60

98,1

88,9*

 82,1*

 90,8*

 86,9*

 96,8

95,1

61-65

 88,1*

84,2*

 75,0*

 85,2*

 80,1*

 90,1*

 91,7*

66-70

 87,4*

80,8*

 73,2*

 83,0*

73,8*

 86,4*

 88,2*

71-75

 86,5*

73,1*

 66,5*

 72,2*

 69,4*

 80,0*

 82,1*

76-80

 85,6*

71,8*

 64,1*

 66,2*

 67,8*

 78,1*

 74,1*

81-85

 83,2*

69,8*

 61,7*

 61,1*

 62,6*

 75,2*

 68,3*

Примечание: проценты рассчитаны по отношению к массе минералов в возрасте 21-25 лет: 1) череп - 494,616±29,160 г.; 2) туловище - 817,189±48,723 г.; 3) ребра - 263,542±15,128 г.; 4) позвоночник - 226,19±19,623 г.; 5) кости таза - 334,032±19,212 г.; 6) верхние конечности - 300,327±16,324 г.; 7) нижние конечности - 875,166±46,235 г.; «*» р< 0,05.

2. Мужской пол. 2.1. Возраст 3-20 лет.

В 3 года наибольшее ПСМ в костях черепа и нижних конечностях (табл. 3), несколько меньшая величина в туловище, ребрах и позвоночнике и наименьшая в костях таза и верхних конечностях. В 4 года ПСМ практически не менялось. В 5 лет - время первого скачка роста у мальчиков - ПСМ в большей мере увеличивалось не только в костях черепа, верхних конечностей, но и в туловище, ребрах и позвоночнике. В 6 лет ПСМ становилось одинаковым в туловище, ребрах и позвоночнике. В 7-8 лет этот показатель больше в ребрах и позвоночнике. В 9 лет ПСМ в 1,8 раза больше, чем в нижних (такое соотношение сохранялось до 12 лет). В 10-11 лет ПСМ становилось одинаковым в туловище, ребрах, позвоночнике и костях таза. В 12 лет ПСМ существенно больше в ребрах и верхних конечностях. В 13 лет ПСМ значительно возрастало в туловище, ребрах и костях таза. В 14-15 лет наибольшая - в костях таза и нижних конечностях, несколько меньше в туловище и ребрах, наименьшая в костях таза и верхних конечностей. В 16 лет самая высокая величина ПСМ в нижних конечностях, костях черепа, несколько меньшая, но одинаковая, величина в туловище, ребрах, позвоночнике и костях таза. Самая низкая величина - в нижних конечностях. В 17 лет ПСМ выравнивается во всех сегментах. В 18 лет самое высокое значение ПСМ в верхних и нижних конечностях. В 19 лет отмечена полная минерализация в верхних, нижних конечностях и в позвоночнике. На 7% меньше, чем в возрасте 20 лет, ПСМ в костях черепа, туловище, костях таза, а в ребрах меньше на 11,4%.

Таблица 3. Процентное изменение массы минеральных веществ в крупных сегментах скелета мужчин в возрасте 3-20 лет

Возраст

(годы)

Крупные сегменты скелета

Кости черепа

Туловище

Ребра

 

 

Позвоночник

Кости таза

Конечности

верхние

нижние

3

35,5*

 16,7*

16,6*

15,0*

9,6*

9,9*

20,0*

4

39,8*

 18,7*

17,8*

17,5*

10,9*

11,4*

22,7*

5

44,8*

 21,1*

19,2*

21,0*

12,4*

17,6*

26,2*

6

50,3*

 23,4*

23,8*

23,6*

16,8*

18,4*

30,0*

7

58,2*

 24,5*

27,1*

 27,0*

18,5*

20,3*

37,5*

8

58,9*

 25,6*

27,9*

28,0*

20,3*

21,6*

38,7*

9

59,0*

 28,7

29,3*

28,7*

26,9*

23,1*

40,6*

10

60,1*

29,1*

30,4*

29,6*

29,2*

24,0*

41,1*

11

61,9*

30,9*

31,9*

30,7*

29,9*

24,4*

43,3*

12

62,7*

31,9*

43,3*

35,2*

32,8*

36,3*

46,0*

13

64,0*

46,1*

49,2* туловище

43,1*

42,8*

42,1*

49,1*

14

70,3*

62,5*

59,8*

55,0*

50,2*

51,0*

64,4*

15

79,5*

72,2*

69,3*

69,4*

69,4*

66,1*

82,1*

16

80,1*

73,6*

72,3*

76,7*

73,0*

68,7*

85,9*

17

 81,7*

77,4*

83,3*

83,2*

83,7*

82,9*

94,6

18

88,9*

88,1*

87,6*

90,9*

86,9*

94,1

98,8

19

93,6*

93,0*

88,6*

96,0*

93,9*

96,8

99,6

20

100,0

100,0

100,0

100,0

100,0

100,0

100,0

Примечание: проценты рассчитаны по отношению к массе минералов в возрасте 20 лет: 1) череп - 532,710±31,661 г.; 2) туловище - 1053,352±63,506 г.; 3) ребра - 356,517±18,369 г.; 4) позвоночник - 299,228±18,193 г.; 5) кости таза - 443,277±24,803 г.; 6) верхние конечности - 447,720±27,019 г.; 7) нижние конечности - 1172,093±93,120 г.; «*» р< 0,05.

2. Мужской пол. 2.2. Возраст 21-85 лет.

В возрасте 21-55 лет во всех обследованных сегментах нормальная минеральная плотность, а в позвоночнике и верхних конечностях ПСМ даже больше (на 6-9%), чем в 21-25 лет. Первые признаки деминерализации появлялись в костях таза в 50 лет, в 55 лет только здесь происходила дальнейшая убыль минералов (табл. 4). В 56-60 констатировалась убыль минералов в ребрах. В 61-65 появляется третий деминерализованный сегмент - туловище. В 66-70 лет добавлялись верхние и нижние конечности, в 71-75 лет - позвоночник и кости черепа. В 76-80 лет наибольшая деминерализация была в костях таза, ребрах, туловище и верхних конечностях. В 81-85 лет сравнительно больше минералов было в костях черепа, позвоночнике, верхних и нижних конечностях.

Таблица 4. Процентное изменение массы минеральных веществ в крупных сегментах скелета мужчин в возрасте 21-80 лет

Возраст

(годы)

Крупные сегменты скелета

Кости черепа

Туловище

Ребра

 

Позвоночник

Кости таза

Конечности

верхние

нижние

21-25

100,0

100,0

100,0

100,0

100,0

100,0

100,0

26-30

100,3

100,1

100,2

107,5*

100,1

101,3

100,5

31-35

100,2

100,2

100,8

108,4*

100,1

106,3

100,7

36-40

100,4

100,0

100,2

109,4*

100,0

 108,2*

101,1

41-45

100,0

100,0

100,5

108,4*

99,1

 107,4*

101,6

46-50

99,9

99,8

99,9

108,2*

 91,6*

 106,6

102,1

51-55

99,9

98,7

96,9

108,7*

 80,6*

 104,4

102,4

56-60

99,6

95,7

 89,0*

108,5*

 74,6*

 101,4

101,8

61-65

97,1

91,8*

 82,0*

101,5

 67,2*

 97,3

97,5

66-70

95,6

81,2*

 79,4*

97,4

 60,2*

 93,3*

 92,1*

71-75

 92,6*

72,3*

 76,0*

 89,3*

 55,1*

 83,5*

 85,3*

76-80

 91,5*

67,0*

 63,0*

 86,1*

 52,3*

 77,4*

 81,5*

81-85

87,3*

64,2*

61,4*

81,1*

50,8*

74,6*

78,3*

Примечание: проценты рассчитаны по отношению к массе минералов в возрасте 21-25 лет: 1) череп - 534,663±33,592 г.; 2) туловище - 1075,546±64,954 г.; 3) ребра - 356,454±22,159 г.; 4) позвоночник - 269,542±17,551 г.; 5) кости таза - 444,442±27,242 г.; 6) верхние конечности - 450,524±28,334 г.; 7) нижние конечности - 1177,220±79,812 г.; «*» р< 0,05.

Обсуждение результатов

До настоящего времени внимание ученых было сосредоточено в основном на изучении возрастных изменений минеральной плотности костей скелета в тех участках, где чаще всего происходят переломы [2, 3]. В данной работе впервые подробно и всесторонне изучены изменения в крупных сегментах скелета, которые могут способствовать возникновению переломов.

При анализе материала видно, что у мальчиков количество минералов даже в 3-5 лет несколько выше, чем у девочек, особенно в нижних конечностях. В связи с первым скачком роста у девочек была тенденция к незначительному увеличению ПСМ в 7 лет. Начиная с 8 лет, особенно в 12-14 лет, ПСМ у них достоверно выше во всех обследованных сегментах. В 15 лет ПСМ у девушек масса минералов составляла около 90%, а у юношей 70-80%. У женщин в 18 лет скелет полностью минерализован, у мужчин - только в 19-20 лет. Это существенное уточнение существующего мнения, что скелет полностью минерализован только в 21-25 лет. В трудоспособном возрасте (31-45 лет) у женщин была слабо выраженная тенденция к увеличению массы минералов, в то время как у мужчин она достоверна в позвоночнике и верхних конечностях и сохранялась до 60 лет. Это также впервые установлено в нашей работе.

Снижение минеральной плотности у женщин начиналось в 51-55 лет и всегда наиболее выражена в ребрах, позвоночнике и костях таза. У мужчин отчетливая деминерализация происходила в 56-60 лет, прежде всего в ребрах и костях таза. В позвоночнике масса минералов не изменялась до 66-70 лет, в то время как туловище, ребрах костях таза и конечностях происходило существенное снижение.

 Эти данные важны не только с теоретической точки зрения, но и с практической, когда ставится вопрос об активности репаративного костеобразования после переломов и степени восстановления трудоспособности.

Таким образом, метод рентгеновской двухэнергетической абсорбциометрии позволяет охарактеризовать изменения минеральной плотности костей скелета в возрастном аспекте. Эти данные важны не только с теоретической точки зрения, но и с практической, когда ставится вопрос об активности репаративного костеобразования после переломов и уравнивания длины конечностей, о степени восстановления трудоспособности по массе мышечной и соединительной тканей.

Исходя из полученных данных можно сделать вывод о том, что при создании региональных баз данных минеральной плотности костей скелета необходимо учитывать изменения и в крупных сегментах тела.

Работа выполнена при поддержке РФФИ, проекты 01-04-96422 и 04-07-96030.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  • 1. Свешников А. А. // Физиология мышц и мышечной деятельности: материалы III Всеросс. конф. с междунар. участ., посвящ. 250-летию МГУ. М. 2005. С. 94.
  • 2. Шевцов В.И., Свешников А.А., Овчинников Е.Н. // Гений ортопедии. 2004. № 1. С. 129.
  • 3. Шевцов В.И., Свешников А.А., Овчинников Е.Н. // Гений ортопедии. 2004. № 3. С. 25.
  • 4. Шевцов В. И., Свешников А. А., Овчинников Е. Н. // Гений ортопедии. 2005. № 1. С. 58.
  • 5. Lunt M., Felsenberg D., Adams J. // Osteoporosis Int. 1997. V. 7. P. 175.
  • 6. Wahner H.W., Dunn W.L., Riggs B.L. // Sem. Nucl. Med. 1983. V. 13. P. 282.