Оценка значимости внешних и внутренних факторов риска развития остеопороза

Актуальность проблемы.

Остеопороз (ОП) — системноезаболевание скелетаосновными, проявлениями которого являются* снижение костной^ массыи нарушение микроархитектоникикостной ткани, ведущие к увеличению риска переломов. В развитых странах с увеличением продолжительности жизниОП становится-, наряду с. сердечно-сосудистыми, и, онкологическими^ заболеваниями, одной из главных причин потери здоровья и смерти, как женщин, так и мужчин.

Прочность кости зависит от минеральной плотностикостной ткани (МПКТ.) и качества кости [148]. Процессы костеобразования? и резорбции регулирую гея местными (цитокины и факторы, роста) исистемными (гормоны) факторами." Нарушение взаимодействияуказанных факторов ведет к недостаточной пиковой костной массе, более высокой скорости ремоделирования и возрастной потери минеральной плотности кости [13].

Результаты семейных и" близнецовых исследований? свидетельствуют о том, что ОП является классическим мул ьтифакториальным заболеванием, генетическая составляющая* которого формируется за, счет взаимодействия многих генов [107]: В> качестве маркеров ОП изучено большое число генов, детерминирующих МПКТ и качество кости. Было показано, что мутации, генов: рецептора витамина D (VDR), а 1-коллагена типа" I5 (COLIA1),^{-трансформирующего} фактора роста, (TGFB1), интерлейкина-6 (1L6), рецептора эстрогенов (ER1) и др. ассоциированы с ОП [49, 83, 129, 152, 161)-0нш вызывают слабые: нарушения экспрессиикоторые могут компенсироваться или усиливаться, под воздействием межгенных и экологических факторов [173].

Образ жизни: играет важнуюроль в. развитииОП. Так низкая физическаяактивность, особенности питания (недостаточное потребление кальциядефицит витамина D, микроэлементов), курение и злоупотребление алкоголем являются факторами риска развития ОП [29]. Кроме того, на развитие ОП влияют возраст, конституциональные данные, сопутствующие заболевания, прием лекарственных препаратов.

Тотальный скрининг нарушений МПКТ не целесообразен, поскольку он превысил бы в 2−10 раз затраты на лечение всех потенциальных остеопоротических переломов [29]. Поэтому перспективно формирование групп риска и разработка профилактических мероприятийна основе анализа накопленных данных клинического, биохимического, рентгенологического и молекулярно-генетическогообследований.

Целью исследования явилось изучение генетических маркеров, остеопороза, роли минерального и гормонального статуса, а также особенностей образа жизни в развитии остеопороза.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

• Оценить состояние костной ткани, метаболизма кальция, магнияфосфора, кальций* регулирующейсистемы, маркеров костного ремоделирования у больных ОП и их кровных (I степени? родства) родственников.

• Определить, частоту известных вариантов генетических маркеров ОП (VDR, COLIA1, TGFB1, JL6, ER1) в экспериментальных выборках и изучить их роль в развитии остеопенического синдрома у больных и их родственников.

• Проанализировать влияние конституциональных факторов и факторов внешней среды на состояние минерального гомеостаза и костного метаболизма.

• На основе комплексной оценки клинических, биохимических, инструментальных и молекулярно-генетических данных выделить наиболее значимые факторы риска развития остеопороза.

7 '.

Научная новизна исследования.

1. В группе кровных родственников больных ОП выявлено снижение МПКТ, нарушение минерального гомеостаза и костного ремоделирования.

2. Определена частота аллелей генов ассоциированных с ОП (VDR, COLIAl, TGFB1, IL6, ER1) в группе больных и их родственников (Санкт-Петербург). Оценена взаимосвязь выявленных генотипов с показателями минерального гомеостаза, костного ремоделирования, гормонального статуса и МПКТ.

3. Впервые проведено изучение потенциальной роли церулоплазмина (ЦП), медьсодержащего гликопротеина крови, в развитии ОП.

4. На основании комплексного анализа данных клинического, биохимического, гормонального, рентгенологического и молекулярно-генетического обследования' больных ОП и их кровных родственников выявлены наиболее значимые факторы риска развития ОП;

Основные положения, выносимые на защиту.

1. В группе кровных родственников больных ОП уровень МПКТ, кальция и магния в сыворотке крови ниже, чем в контрольной группе.

2. У кровных родственников больных ОП имеет место дисбаланс процессов костного ремоделирования с преобладанием резорбции.

3. Низкая физическая активность и диета с низким содержанием кальция являются значимыми факторами риска развития остеопороза, для женщин значимыми являются менопауза1 более 5 лет и лактация более 18 месяцев.

4. Наличие s аллеля гена COLIAl, а также FF генотипа VDR ассоциировано с остеопоротическими переломами, носительство генотипов BAtBAt или FF VDR усиливает возрастное снижение МПКТ, наличие хх генотипа ER1 увеличивает риск развития постменопаузального остеопороза. При изучении полиморфизмов генов.

TGFB1 и IL6 вариантов, ассоциированных с ОП, не выявлено. Одновременное носительство двух и более маркеров, ассоциированных с ОП, является фактором высокого риска развития ОП.

Научно — практическая значимость результатов.

1. Разработанный в исследовании комплексный подход к оценке значимости экзогенных и эндогенных факторов риска развития ОП может служить основой для создания алгоритма ранней диагностики и разработки профилактических мероприятий в группе риска.

2. Полученные в работе данные об измененном статусе меди у больных ОП могут служить теоретической предпосылкой для поиска новых, ассоциированных с ОП генетических маркеров.

Личный вклад автора в выполнении работы состоит в наборе пациентов и формировании исследованных групп, клиническом обследовании пациентов, участии в исследовании гормонального статуса. Автор лично провела выделение геномной ДНК из периферической крови всех пациентов, участвовала в генотипировании обследованных групп, измеряла концентрацию ЦП и определяла уровень его оксидазной активности. Автор полностью выполнила статистическую обработку и анализ полученных результатов. Определение концентрации 25-гидроксивитамина D, остеокальцина и С-концевого телопептида коллагена I типа иммуноферментным методом проведено в Институте медико-биологических проблем РАН.

Апробация и внедрение результатов.

Основные положения диссертации доложены в виде стендового доклада на I Российском конгрессе по остеопорозу (Москва, 2003 г.) и устных докладов на: II Российском конгрессе по остеопорозу (Ярославль, 2005 г.), научно-практической конференции молодых ученых СПбМАПО «Актуальные вопросы клинической и экспериментальной медицины» (Санкт-Петербург, 2006 г.), научно-практической конференции молодых ученых СПбГМА им. И. И. Мечникова «Состояние окружающей среды и здоровье населения Северо-Западного региона» (Санкт-Петербург, 2006 г.), V Всероссийском конгрессе эндокринологов «Высокие медицинские технологии в эндокринологии» (Москва, 2006 г.). Материалы работы использованы в лечебном и диагностическом процессах на отделениях эндокринологии Дорожной больницы, больницы Святой Великомученицы Елизаветы и больницы Петра Великого, в медсанчасти № 2 (ОАО «Севкабель»), в учебном процессе кафедры эндокринологии СПбГМА им И. И. Мечникова. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ из них 2 статьи в рецензируемых журналах.

Работа поддержана грантом РФФИ № 03−04−49 460.

Структура и объем диссертации

.

Диссертационная работа изложена на 131 странице машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов, результатов и обсуждения, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы из 210 источников, из которых 40 отечественных и 170 зарубежных. Результаты работы представлены в 17 таблицах и на 17 рисунках.

Выводы.

1. У кровных родственников больных остеопорозом частота нарушения минерального гомеостаза и снижения МПКТ достоверно выше, чем в контроле. Рипокальциемия и гипомагниемия — факторы риска остеопороза: (OR=4,6 D.I. 1,4-И 5,3 и OR=12,9 D.I. 3,9−44,6, соответственно).

2. Уровень паратгормона и маркеров костной резорбции у больных и их родственников значимо выше, чем в контрольной группе. У больных остеопорозом уровень паратгормона, отрицательно коррелирует с уровнем 25(OH)D в сыворотке крови, положительно коррелируют показатели костной резорбции (СТХ) ш остеосинтеза (остеокальцин). Высокий уровень костной резорбции — фактор риска развития остеопороза (OR=5,4 D.I. 1,8ч-16,5).

3. Аллель s гена COLIA1 и FF генотип VDR ассоциированы с остеопоротическими ¦ переломами, BAtBAt и FF генотипы VDR с сенильным, а хх генотип^ ERJ с постменопаузальным остеопорозом. Относительный риск развития остеопороза связанный с носительством одного генетического маркера составил 3,0 (D.I. 1,6-ь8,0), а двух и более маркеров 4,2 (D.I. 1,7ч-11,6).

4. Значимыми факторами образа жизни в развитии остеопороза являются: низкая физическая активность (OR~3,4 D.I. 1,1-:-14,4) и диета с низким содержанием кальция (OR=2,8 D.I. 1,24−7,3), для женщин значимыми являются менопауза более 5 лет (OR=4,3 D. L l, 6-i-16,7) и лактация более 18 месяцев (OR=2,8 D.I. 1,1ч-8,5).

Практические рекомендации.

1. Родственники больных остеопорозом составляют группу высокого риска развития остеопороза и выявление у них отрицательных прогностических факторов риска развития остеопороза (низкое поступление кальция с пищей, лактация более 18 мес., низкая физическая активность, длительность менопаузы более 5 лет) является показанием к выполнению денситометрии.

2. Проведение биохимического обследования с оценкой уровня кальция, магния и фосфора в сыворотке крови, контроль кальций регулирующих (витамин D, паратгормон) гормонов и маркеров ремоделирования (остеокальцинСТХ) позволит выявить у этой группы пациентов нарушение минерального и костного обмена на ранней стадии.

3. Выявление генетических маркеров остеопороза может быть использовано при прогнозе развития заболевания и выборе профилактических мероприятий: s аллель гена COLIAl и FF генотип VDR — факторы риска возникновения переломовBAtBAt и FF генотипы VDR факторы риска развития сенильного остеопороза, хх генотиппостменопаузального остеопороза.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Е. Б. Мищенко, С. М. Котова, Т. П. Санькова, И. И. Дорохова Анализ ассоциации минеральнойплотности костной ткани и показателей костного метаболизма с полиморфизмами гена VDR у больных остеопорозом и их родственников в Санкт-Петербурге // Остеопороз и остеопатии. — 2005. — № 3 — С. 11−16.

2. Е. Б. Мищенко, С. МКотова, Т. П. Санькова, И-И. Дорохова Анализ ассоциации минеральной плотности костной'. ткани и* остеопоротических переломов с COLIAl Spl полиморфизмом у больных остеопорозом и их родственников в Санкт-Петербурге // Медицинская генетика: — 2006.— № 12 — С. 40−441.

3. Мищенко Е. Б., Котова C. Mi, Дорохова И-№, Санькова Т. П. Частота встречаемости полиморфизмов гена рецептора витамина! D и а-коллагена типа 1 в группе больных остеопорозом Санкт-Петербурга и членов их семей- // Материалы V Российского съезда общества медицинских генетиков (часть II) Медицинская генетика. — 2005; -Т.4, № 5 — С. 231−232.

4. Котова С. М., Пучкова JI.B., Чихун Е. В, Мищенко Е. Б., Цымбаленко, Н.В., Карлова Н. А., Положинцев Б. И., Платонова Н-А., Максимцева И. М., Колосков В. В., Санькова Т. П., Дорохова И. И. Оценка некоторых показателей метаболизма меди у больных остеопорозом // Тезисы докладов российского конгресса поостеопорозу. 20 — 22 октября 2003. Москва. — С. 34.

5- Котова С. М., Чихун Е. В., Санькова Т. П., Карлова Н. А., Мищенко Е. Б., Иваненко M.F., ЦымбаленкоН.В., Платонова Н. А., Зюзенкова Е. П-, Дорохова И. И. Особенности метаболизма костной ткани у пациентов с отягощенной по остеопорозу наследственностью. // Тезисы докладов российского конгресса по остеопорозу. 20 — 22 октября 2003. Москва. — С. 38.

6. Е. Б. Мищенко, Е. В. Чихун Анализ электролитного обмена и минеральной плотности костной ткани у больных с отягощенной наследственностью по остеопорозу // «Проблемы укрепления здоровья и профилактика заболеваний» Материалы научно-практической конференции СПбГМА им И. И. Мечникова. — 2004. -С. 194.

7. Е. Б. Мищенко, С. М. Котова, Т. П. Санькова, И. И. Дорохова Влияние полиморфизмов гена рецептора витамина D, коллагена IA1 и интерлейкина-6 на развитие семейных форм остеопороза //Материалы II Российского конгресса по остеопорозу. Ярославль. -2005. — С. 42.

8. Мищенко Е. Б., Савельева К. А. Чихун Е.В., С.М. КотоваРанние эффекты миакальцика в отношении интенсивности болевого синдрома в комплексной терапии больных остеопорозом // Материалы конференции «Психиатрия консультирования и взаимодействия», Ученые записки СПбГМУ им. Акад. И. П. Павлова. — 2005. — Т. XII, № 1,-С. 75.

9. Е. В Mishchenko S. М. Kotova, Т. P. Sankova, 1.I. Dorokhova Genetic predispose and mineral disorders in risk group of osteoporosis in NorthWest of Russia // European Human Genetics Conference. 2005. Prague, Czech Republic. Saturday, May 7−10. — P. 243.

10.Е. Б. Мищенко, С. М. Котова, Т. П. Санькова. Изучение роли биохимических показателей и генетической предрасположенности в развитии остеопороза // Материалы V Всероссийского конгресса эндокринологов. Высокие медицинские технологии в эндокринологии. Москва. 30.10. — 2.11. 2006. — С. 465.

П.Мищенко Е. Б., Котова С. М. Оценка внешних и внутренних факторов риска развития остеопороза // «Актуальные вопросы клинической и экспериментальной медицины» Сборник тезисов научно-практической конференции молодых ученых. Санкт-Петербург, СПбМАПО. — 2006. — С. 31.

12.Е. Б. Мищенко, С. М. Котова, Т. П. Санькова Влияние полиморфизма T263I гена TGF—fil на метаболизм костной ткани // Материалы международной научно-практической конференции «Остеопороз: эпидемиология, клиника, диагностика и лечение» 5 — 8. 09. 2006 г. Евпатория, Украина. Проблемы остеологии — приложение. — 2006. -Т. 9-С. 75.