ГО-0123-1.png

28.02.2023 Статьи

УДК 616.718.41-021.4 : 612.08 https://doi.org/10.18019/1028-4427-2023-29-1-ХХХ-ХХХ

Факторный анализ клинико-биохимических показателей изменения ремоделирования костной ткани при ведущих полиморфизмах VDR у больных аcептичеcким некрозом головки бедренной кости

Е.Е. Волков 1*, А.П. Голощапов 1, Р.Н. Мустафин 2, С.Э. Ностаева 1

1 Медицинский центр ХуанДи, Москва, Россия

2 Башкирский государственный медицинский университет, Уфа, Россия

Автор, ответственный за переписку: Волков Евгений Егорович, evolkov@femurhead.ru

Аннотация

Введение. Биохимические маркеры обмена костной ткани информативно отражают сложный баланс ее формирования-резорбции и широко используются в клинической практике. Генетическая предрасположенность также играет значительную роль в этиопатогенезе асептического некроза головки бедренной кости (АНГБК). Цель. Установление возможных ассоциаций ряда биохимических показателей метаболизма костной ткани с клиническими (пол, возраст, индекс массы тела (ИМТ), стадийность заболевания, T и Z-критерии) с учетом ведущих полиморфизмов гена рецептора витамина D3 (VDR) у пациентов с АНГБК. Материалы и методы. На основании клинико-биохимического обследования 273 лиц с диагнозом АНГБК был проведен факторный анализ. Результаты. Установлены клинические параметры (возраст, ИМТ), наиболее ассоциированные с биохимическими. Возраст оказался наиболее связанным с b-CrossLaps, дезоксипридинолином (ДПИД), остеокальцином, остеопротегерином; ИМТ, в свою очередь, ассоциирован с активными формами витамина Д (1,25(OH)2D, 25(OH)D), кальцием, ДПИД. Установлено, что у носителей генотипа G/G локуса A-3731G (Cdx2) гена VDR вероятность возникновения АНГБК повышена более чем в 3 раза по сравнению со здоровым контролем; у носителей аллеля G вероятность развития АНГБК повышена в 2,5 раза. Риск развития АНГБК повышен в 2,4 раза у носителей генотипа A/A локуса +283 A > G (BsmI) гена VDR. Носительство аллеля A того же локуса ассоциировано с повышенным в 1,5 раза риском развития АГНБК. Обсуждение. У больных с АНГБК нами определена достоверная ассоциация возраста с b-CrossLaps, ДПИД, остеокальцином, остеопротегерином, а также ИМТ с 1,25(OH)2D, 25(OH)D, Ca, ДПИД, что свидетельствует о возможной перспективе использования данных биохимических параметров для мониторинга изменений ремоделирования костной ткани. Установлен повышенный риск возникновения АНГБК с наличием генотипа G/G и аллеля G локуса A-3731G (Cdx2), генотипа A/A локуса +283 A>G (BsmI) в гене VDR. Заключение. Ассоциации ИМТ с 1,25(OH)2D, 25(OH)D, Ca, ДПИД характеризуют взаимосвязь процессов резорбции-остеогенеза и соматических параметров обследованных пациентов с АНГБК. Генотипические варианты G/G rs11568820 и A/A rs1544410 в гене VDR связаны с повышенным риском развития АНГБК. Ключевые слова: асептический некроз головки бедренной кости, биохимические маркеры обмена костной ткани, ген рецептора витамина D, VDR

Для цитирования: Волков Е.Е., Голощапов А.П., Мустафин Р.Н., Ностаева С.Э. Факторный анализ клинико-биохимических показателей изменения ремоделирования костной ткани при ведущих полиморфизмах VDR у больных аcептичеcким некрозом головки бедренной кости. Гений ортопедии. 2023;29(1):ХХХ-ХХХ. doi: 10.18019/1028-4427-2023-29-1-ХХХ-ХХХ. EDN QHXGAP.

Original article

Factor analysis of clinical and biochemical parameters of bone remodeling changes associated with leading VDR polymorphisms in patients with aseptic necrosis of the femoral head

E.E. Volkov1*, A.P. Goloshchapov1, R.N. Mustafin2, S.E. Nostaeva1

1 Huangdi Medical Center, Moscow, Russian Federation

2 Bashkir State Medical University, Ufa, Russian Federation

Corresponding author: Evgeny E. Volkov, evolkov@femurhead.ru

Abstract

Introduction Bone metabolic markers informatively reflect the complex balance of bone formation/resorption and are widely used in clinical practice. Genetic predisposition also plays a significant role in the etiopathogenesis of aseptic necrosis of the femoral head (ANFH). We aimed to establish probable associations between a number of biochemical parameters of bone tissue metabolism with clinical ones (sex, age, body mass index (BMI)), disease stage,T and Z criteria) with regard to the leading polymorphisms of the vitamin D3 receptor gene (VDR) in patients with ANFH. Materials and Methods Based on clinical and biochemical examination of 273 patients with ANFH, factor analysis was performed. Results Clinical parameters (age, BMI) correlated most with biochemical parameters. Age showed most association with b-CrossLaps, DPD, osteocalcin, and osteoprotegerin; BMI, in turn, was associated with 1.25(OH)2D, 25(OH)D, Ca, and DPID. Carriers of G/G genotype A-3731G were found to have more than a three-fold increased risk of ANFH compared to healthy controls; carriers of G allele had a 2.5-fold increased risk. Carriage A/A genotype +283 A>G increases the risk of developing ANFH by 2.4 times. Carriage of the A allele of the same locus is associated with a 1.5-fold increased risk of ANFH. Discussion We determined a reliable association of age with b-CrossLaps, DPD, osteocalcin, osteoprotegerin, and BMI with 1.25(OH) D, 25(OH)D, Ca, and DPD in patients with ANFH, suggesting significant prospects for using these biochemical parameters to monitor changes in bone tissue remodeling. An increased risk of ANFH was established in the presence of the G/G genotype and the G allele of the A-3731G (Cdx2) locus, the A/A genotype of the +283 A > G (BsmI) locus in the VDR gene. Conclusion Associations of BMI with 1.25(OH)2D, 25(OH)D, Ca, DPD characterize the relationship between resorption and osteogenesis processes and somatic parameters of the examined patients with ANFH. The genotypic variants G/G rs11568820 and A/A rs1544410 in the VDR gene are associated with an increased risk of AFHD.

Keywords: aaseptic necrosis of the femoral head, biochemical markers of bone tissue metabolism, vitamin D receptor gene, VDR

For citation: Volkov EE, Goloshchapov AP, Mustafin RN, Nostaeva SE. Factor analysis of clinical and biochemical parameters of bone remodeling changes associated with leading VDR polymorphisms in patients with aseptic necrosis of the femoral head. Genij Ortopedii. 2023;29(1):ХХХ- ХХХ. doi: 10.18019/1028-4427-2023-29-1-ХХХ-ХХХ.

 

ВВЕДЕНИЕ

Аваскулярный некроз головки бедренной кости (АНГБК) представляет собой тяжелое необратимое заболевание, ассоциированное с употреблением алкоголя, стероидов, травмами или неясной (идиопатической) этиологии, поражающее в основном население среднего возраста [1]. При данной патологии часть головки бедренной кости некротизируется, что наиболее часто связано с ишемией [2] вследствие нарушения артериального кровоснабжения и венозного оттока. При травматической этиологии АНГБК прерывается артериальный кровоток, что является главной причиной ишемии. Хотя такое поражение может возникнуть в любой кости скелета, наиболее часто поражается именно головка бедренной кости, что связано с систематической осевой нагрузкой и особенностями ее кровоснабжения [3]. При отсутствии специализированной медицинской помощи конечным результатом АНГБК становится разрушение некротизированной бедренной кости и суставного хряща, что приводит к тяжелому вторичному артрозу примерно у 60-70 % пациентов [4]. При радиационно-индуцированном алкоголь- или стероид-ассоциированном АНГБК, которые не являются эмболическими инфарктами, возникает своего рода внутрикостный компартмент-синдром. АНГБК относится к многофакторным болезням с важной составляющей генетической предрасположенности при воздействии факторов риска [5, 6]. Генетическая предрасположенность играет значительную роль в развитии АНГБК у части людей, употребляющих стероиды и злоупотребляющих алкоголем [7]. Благодаря своей способности специфически и динамично отображать механизмы обмена костной ткани в рамках сложного баланса между ее формированием и резорбцией биохимические маркеры обмена костной ткани получили широкое распространение в клинической практике [8, 9].

Важную роль в развитии АНГБК играет состояние структуры и минеральной плотности кости, поскольку при ишемии на фоне сниженной минеральной плотности риск некротизирования значительно повышается. Минеральный обмен в организме человека зависит не только от содержания кальцитриола, но и чувствительности к нему органов-мишеней [10], которая генетически детерминирована. Хорошо известна роль в метаболизме костной ткани рецептора витамина D (кодируется геном VDR) – это ядерный рецептор, который связывается с ДНК и действует как фактор транскрипции. При этом различные участки рецептора имеют специфические функции, которым относятся связывание с ДНК, димеризация рецептора, активация генов и кофакторов. Наиболее известными полиморфизмами гена VDR являются BsmI (rs1544410), TaqI (rs731236), ApaI (rs7975232),

FokI (rs2228570) и Cdx2 (rs11568820). Эти аллельные варианты связаны с определенными клиническими исходами вследствие их влияния на структуру рецептора или стабильность мРНК. Полиморфизм VDR Cdx2 находится в промоторном участке гена VDR и, как считается, ассоциирован со степенью поглощения кальция в кишечнике и активацией рецептора витамина D. Аллель G снижает транскрипционную активность VDR по сравнению с аллелью A на 70 %, оказывающей эффект на поглощение кальция, причем носители мутантной формы – аллеля A – характеризуются устойчивостью к потере минеральных компонентов костной ткани при недостатке экзогенного кальция [11, 12]. VDR BsmI локализован в 3′-нетранслируемой области и вовлечен в регуляцию стабильности мРНК гена VDR [13]. По сравнению с носителями генотипа GG носителям AA генотипа свойственен повышенный риск развития постменопаузального остеопороза [13] и переломов бедренной кости [14].

Исследование этиопатогенеза и совершенствование диагностических алгоритмов асептического некроза головки бедренной кости являются актуальными вопросами восстановительной ортопедии.

Цель работы состояла в установлении возможных ассоциаций ряда биохимических параметров обмена костной ткани с клиническими (пол, возраст, индекс массы тела (ИМТ), стадийность заболевания, T- и Z-критерии), с учетом ведущих полиморфизмов VDR у пациентов с АНГБК.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В сыворотке крови больных в лаборатории ООО «Гемотест» (Москва) проводили определение концентрации общего кальция (методом фотометрии); методом ВЖХ (Agilent 1200, Makron, Германия) исследовали содержание витамина К, активных форм витамина Д (1,25(OH)2D и 25(OH)D); с использованием электрохемилюминесценции (Сobas 8000, Roche, Германия) – уровни остеопротегерина, паратгормона, остеокальцина, С-концевых телопептидов коллагена I типа (b-Cross laps); дезоксипиридинолин (ДПИД) в моче определяли хемилюминесцентным методом (Immulite 2000, Siemens, США). Выделение тоталь- ной ДНК лейкоцитов венозной крови осуществляли с использованием процессора магнитных частиц Thermo Scientific KingFisher Flex King. Определение однонуклеотидных полиморфизмов VDR проводили методами ПЦР (Eppendorf MasterCycler Nexus Gradien, Германия) и пиросеквенирования (Pyro Mark Q24 QIAGEN, Германия). Для проведения ПЦР использовали наборы реактивов ООО «Лаборатория Изоген» и аллель-специфические олигонуклеотиды производства ЗАО «Евроген».

В клинико-биохимическое исследование вошло 273 человека (162 женщины и 111 мужчин) 18-92 лет, средний возраст женщин составил 60,6 ± 1,1 года, мужчин – 54,0 ± 1,4 года с верифицированным диагнозом АНГБК на разных стадиях по классификации ARCO. C использованием анкет HarrisHip score про- водили определение функциональной оценки суставов. Методом ультразвуковой сонографии (Sunlight MiniOmni, Израиль) определяли денситометрические параметры на проксимальной фаланге третьего пальца недоминантной верхней конечности и лучевой кости (Т и Z критерии). По показаниям проводили магнитно- резонансное и компьютерное томографическое исследование, а также рентгенографическое исследование тазобедренного сустава (три проекции – на животе, спине, отведение по Лаунштейну).

Статистический анализ клинико-лабораторных данных проводили с использованием программ свободного доступа Epi info™ (http://www.cdc.gov/epiinfo/), WinPepi (http://www.brixtonhealth.com/pepi4windows. html) и специализированного калькулятора (https:// calc.pcr24.ru/index.php). Для выявления возможных ассоциаций биохимических показателей ремоделирования костной ткани с клиническими показателями и выделения ведущих факторов, обусловливающих вариабельность клинико-биохимических параметров, применили алгоритм факторного анализа главных компонент с Varimax-вращением. Выделение основных факторов в процедуре расчета базируется на вычислении коэффициентов корреляции Пирсона между исходными параметрами, включающими клинические – возраст, пол, стадия заболевания ARCO, ИМТ, T- и Z-критерии – и биохимические – витамин К, 25(OH)D, 1,25(OH)2D, остеокальцин, остеопротегерин, паратгормон, Ca, ДПИД, b-Cross laps. Значимые факторы выделяли с учетом факторной нагрузки, превышающей 1.

При анализе частот полиморфных маркеров проводили исследование соответствия исследуемых и контрольных выборок на выполнение условий равновесия Харди-Вайнберга с вычислением c2 и точного критерия Фишера. Степень ассоциации генотипа и аллелей с заболеванием оценивалась по величине отношения шансов (OR) [14] с учетом 95 % доверительного интервала (95 % CI) с использованием мультипликативной и аддитивной моделей наследования. Все пациенты проживали в Центральном Федеральном округе и по этногенетической принадлежности были однородны: относились к славяно-балтской группе.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Проведенный факторный анализ позволил выделить 6 основных факторов, которые объясняют наибольшую долю изменчивости 14 переменных с суммарной дисперсией 73,68 %. Показатели взаимосвязи клинических параметров и биохимических показателей ремоделирования у пациентов с АНГБК по результатам факторного анализа представлены в таблице 1.

Процедура ранжирования биохимических показателей по частоте ассоциаций (ассоциация с тремя параметрами) с клиническими позволила вычленить приоритетный клинико-лабораторный показатель – экскретируемый с мочой ДПИД. Аналогично, при ранжировании ассоциаций уже клинических характеристик с биохимическими показателями были выделены приоритетные из них: возраст, ИМТ. На основе результатов факторного анализа возраст ассоциирован с такими биохимическими параметрами как b-CrossLaps, ДПИД, остеокальцин, остеопротегерин. ИМТ характеризуется ассоциациями с такими биохимическими показателями как уровни 1,25(OH)2D, 25(OH)D, Ca, ДПИД.

При проведении анализа факторных нагрузок шести выделенных факторов, первый фактор с наибольшей величиной факторной нагрузки (1,889), вероятно, связан с возрастными изменениями характеристик костной ткани (минеральная плотность), исходя из сильных прямых следственных связей параметров денситометрии (T-критерий – 0,909 и Z-критерий – 0,820), сильной обратной связи с половой принадлежностью (-0,774) и слабой по силе связи с возрастом (-0,453). Второй выделенный фактор (факторная нагрузка 1,642), по- видимому, отражает соотношение процессов метаболизма костной ткани при ее формировании и резорбции, поскольку для него установлены сильные прямые корреляционные связи с маркерами остеогенеза (остеокальцином – 0,922) и резорбции (b-CrossLaps – 0,864) и корреляционная взаимосвязь средней силы с уровнем содержания ДПИД в моче (0,624). Для третьего компонента (факторная нагрузка 1,340) характерно наличие сильных прямых корреляционных связей уровней в крови 1,25(OH)2D (0,925) и 25(OH)D (0,919) и обратной корреляционной связи средней силы (-0,522) с таким показателем как ИМТ. Данный фактор, на наш взгляд, может характеризовать взаимосвязь процессов остео- генеза и соматических параметров. Четвертый фактор с нагрузкой 0,948 характеризуется слабой корреляционной связью с содержанием ДПИД в моче (0,302) на фоне сильной корреляционной связи (0,825) с таким параметром увеличения тяжести патологического процесса как стадия ARCO и корреляционной положительной связью с концентрацией паратгормона (0,548). Данный фактор, по-видимому, характеризует степень тяжести протекании патологического процесса в костной ткани с преобладанием процессов резорбции над процессами ремоделирования костной ткани на фоне повышения уровней паратгормона. Пятый фактор (0,860) определяется нами как фактор старения, поскольку включает в себя сильную положительную ассоциацию с концентрацией общего Ca в крови (0,756), корреляционную связь средней силы с клиническим показателем ИМТ (+0,473), аналогичную по силе отрицательную с уровнем содержания витамина К(-0,593) и слабоотрицательную – с экскретируемым ДПИД (-0,334). В данном случае прослеживается наличие тенденции увеличения ИМТ в сочетании с возрастной резорбцией (утрата кальция костной ткани – повышение уровня кальция в крови) на фоне снижения содержания витамина К (что способствует деминерализации) и экскреции ДПИД (маркёр резорбции органического матрикса костной ткани). Шестой фактор со значением выделенной дисперсии 0,688 характеризуется высокой ассоциированностью с уровнем остеопротегерина (0,869) и слабой – с таким клиническим при- знаком как возраст (0,519). У обследованных пациентов имеет место тенденция некоторого роста с возрастом уровня ингибитора остеокластогенеза – остеопротегерина, что, возможно, обусловлено эффектом терапевтических мероприятий, которые были проведены пациентам. При анализе данных, приведенных в таблице 2, было установлено, что у пациентов с диагнозом АНГБК частоты носительства GG, AG и AA вари- антов генотипов в полиморфном локусе A-3731G (Cdx2) VDR (rs11568820) – 72,5, 25,3, 2,2 % статистически значимо не совпадали с популяционными частотами – 44,8, 49,2 и 6,0 % (c2 = 37,35; df [0, 1, 2], 1, P = 3,0 E-9) [15]. При носительстве генотипического варианта G/G наблюдается более чем трехкратное увеличение вероятности возникновения данной патологии (OR = 3,25: CI 2,26-4,68). Среди пациентов с диагнозом АНГБК доля носителей G аллеля составила 0,852 (85,2 %) и статистически значимо превышала долю носителей данного аллельного варианта в контрольной группе (69,4 %) (F = 0,000024, x2 = 17,84). У лиц с носительством аллеля G отмечается 2,5-кратное увеличение риска формирования АНГБК (OR = 2,53, CI 1,87-3,43).

Таблица 1

Факторные нагрузки клинических параметров и биохимических показателей ремоделирования у больных АНГБК

Показатель
Фактор

1
2
3
4
5
6
Возраст
-0,453
-0,307
0,519
ИМТ
-0,522
0,473
Пол
-0,774
Стадия (ARCO)
0,825
Критерий T
0,909
Критерий Z
0,820
β-CrossLaps
0,864
Ca
0,756
ДПИД
0,624
0,302
-0,334
1,25(OH)2D
0,925
25(OH)D
0,919
Остеокальцин
0,922
Остеопротегерин
0,869
Паратгормон
0,548
Витамин K
-0,593
Выделенные дисперсии (%)
18,89
16,42
13,40
9,48
8,60
6,88

 

Примечание: факторные нагрузки показателей со значением менее 0,3, не приведены.

 

Таблица 2

Особенности распределения аллельных и генотипических частот полиморфных локусов VDR среди обследованных пациентов с АНГБК и здорового популяционного контроля

Гены и полиморфизмы
Генотипы и аллели
Частота генотипов, %
OR (95 % CI)
P
Больные АНГБК
Популяционная выборка


A-3731G (Cdx2) (rs11568820)*
GG, n (%)
198 (72,5)
112 (44,8)
3,25 (2,26–4,68)
3,0 E-9
AG, n (%)
69 (25,3)
123 (49,2)
0,35 (0,24–0,50)
AA, n (%)
6(2,2)
15 (6,0)
0,32 (0,13–0,92)
G, n (%)
233 (85,2)
173 (69,4)
2,53 (1,87–3,43)
2,4 E-5
А, n (%)
40 (14,8)
51 (41,1)
0,40 (0,29–0,53)


+283 A > G (BsmI) (rs1544410)**
GG, n (%)
113 (41,4)
64 (51,6)
0,66 (0,43–1,01)
0,03
AG, n (%)
117 (42,9)
51 (41,1)
1,07 (0,70–1,65)
AA, n (%)
43 (15,7)
9 (7,3)
2,39 (1,13–5,07)
G, n (%)
171 (62,8)
90 (72,2)
0,65 (0,47–0,90)
0,05
А, n (%)
102 (37,2)
34 (27,8)
1,54 (0,11–2,13)

Примечания: * – аллельные и генотипические частоты приведены из публикации [16]; ** – аналогичные частоты приведены из источника [17]

При последующем анализе данных было установлено статистически достоверное отличие генотипических частот GG, AG и AA локуса +283 G/A (BsmI) между группами больных АНГБК и популяционной выборки (табл. 2):

41,4, 42,9, 15,8 % и 7,3, 41,1, 51,6 соответственно (c2 = 6,75; df [0, 1, 2], 1, P = 0,03); носительство генотипа A/A локуса +283 A > G (BsmI) способствует повышению в 2,4 раза риска формирования данной патологии (OR = 2,39; 95 % CI: 1,13-5,07). Было установлено, что у носителей аллеля A этого локуса повышен риск возникновения АНГБК (OR = 1,54; 95 % CI: 0,112,13). Процент носителей аллеля A данного локуса у па- циентов с АНГБК составил 37,2 %, что статистически достоверно превышает аналогичный показатель в попу- ляционной группе (27,8 %) (F = 0,05, x2 =3,74).

Следует отметить, что при проведении анализа не было выявлено достоверных различий в клинико- биохимических показателях у носителей различных генотипов. Также не были установлены статистически значимые различия распределения генотипов между группами пациентов с нормальным или пониженным уровнем витамина D.

ОБСУЖДЕНИЕ

Анализ данных исследования позволил обнаружить приоритетный при АНГБК клинико-лабораторный показатель – экскретируемый с мочой ДПИД, что свидетельствует об усилении резорбционных процессов в костной ткани при АНГБК. Фибриллы коллагена включают в себя множество сшитых аминокислот, которые эффективно стабилизируют сформировавшуюся молекулу коллагена. К ним относятся пиридинолин (ПИД), сшитый полимер, образованный из трех остатков гидроксилизина, и дезоксипиридинолин (ДПИД), который образован двумя остатками гидроксилизина и одного остатка лизина. В коллагене большинства тканей соотношение ПИД/ДПИД составляет 10:1, в то время как в костной ткани оно составляет 3-3,5:1. Кроме того, уровень ДПИД хорошо коррелирует с обменом костной ткани. Дополнительная характеристика, которая делает оценку пиридиновых сшивок идеальной, заключается в том, что они не метаболизируются при высвобождении и не усваиваются из пищи. Они выводятся с мочой в свободной (40 %) и в пептидно-связанной форме (60 %). Поскольку молекулы поперечных связей содержатся только в зрелом коллагене, их повышенное выделение с мочой отражает степень интенсивности распада зрелого коллагена и не является явным показателем вновь синтезированного костного коллагена и, таким образом, свидетельствует об активной резорбции костной ткани [18, 19].

Было отмечено повышение уровня ДПИД у пациентов с остеонекрозом головки бедренной кости по сравнению со здоровым контролем [20]. На основе результатов факторного анализа нами была установлена аналогичная тенденция: наличие ассоциаций такого клинического показателя как возраст с клинико-лабораторными показателями обмена костной ткани – маркерами резорбции b-CrossLaps и ДПИД [21]. Также были выявлены ассоциации данного клинического параметра с маркерами остеогенеза – остеокальцином и остеопротегерином [22-24]. Повышение уровня остеокальцина и остеопротегерина у обследованных больных АНГБК может быть обусловлено эффектом проведенных пациентам терапевтических мероприятий.

Возраст, травмы, гормональные нарушения, мутации остеорегуляторных генов, дефицит витамина D и другие факторы связаны с формированием патологии костной ткани [25]. При взаимодействии этих факторов повышается вероятность развития данных заболеваний [26]. В японском популяционном исследовании было установлено, что частота АНГБК с поправкой на возраст составляет 2,51 случая на 100000 человеко — лет, причем у мужчин данная патология встречается в 1,6 раза чаще [27]. К факторам риска развития АНГБК также можно отнести употребление табака, алкоголя и лечение стероидными препаратами [28, 29].

Ретроспективное исследование 2015 года, в ко- тором было опрошено более 30 000 взрослых китайцев, показало, что у 0,725 % лиц был диагностирован АНГБК, при этом к статистически значимым факторам риска исследователи отнесли мужской пол, гиперхолестеринемию, проживание в городе, семейный анамнез, курение, злоупотребление алкоголем, длительное лечение глюкокортикоидами и ожирение [30]. В то же время, другие исследователи не обнаружили связи между предполагаемыми факторами риска развития АНГБК, такими как употребление алкоголя, использование стероидов, возраст, ИМТ, пол [31]. Более высокому риску развития заболевания подвержены пожилые люди, особенно женщины в постменопаузальном периоде, вследствие дефицита эстрогенов [32].

В ходе настоящего исследования были установлены ассоциации такого клинического параметра как ИМТ с 1,25(OH)2D, 25(OH)D, Ca, ДПИД, что может характеризовать взаимосвязь процессов резорбции-остеогенеза и соматических параметров обследованных пациентов с АНГБК.

В поведенном исследовании изучали влияние 2-х вариантов гена VDR (rs11568820 и rs1544410) в качестве генетической детерминанты АНГБК среди жителей Центрального Федерального округа. Все пациенты по этногенетической принадлежности были однородны: относились к славяно-балтской группе. Полученные результаты показывают, что генотипические варианты G/G rs11568820 и A/A rs1544410 в гене VDR в значительной степени связаны с повышенным риском АНГБК. По данным литературы, указанные генотипы ассоциированы с повышенной потерей массы костной ткани [33-39]. Было высказано предположение, что эти полиморфизмы влияют на минеральную плотность костной ткани за счет прямой регуляции рецепторной активности. Структурно-функциональные изменения молекул VDR ведут к снижению активности рецепторов к витамину D и снижению абсорбции Са в кишечнике [40].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Ранжирование биохимических параметров пациентов с АНГБК показало, что на первом месте по частоте ассоциаций с клиническими показателями является экскретируемый с мочой ДПИД. Ранжирование   клинических   характеристик   по   ассоциации с биохимическими показателями позволило выделить наиболее значимые из них: возраст и ИМТ. Возраст оказался наиболее ассоциирован со следующими биохимическими показателями: b-CrossLaps, ДПИД, остеокальцин, остеопротегерин. ИМТ, в свою очередь, ассоциирован с такими параметрами как уровни 1,25(OH)2D, 25(OH)D, Ca, ДПИД. В ходе проведенного факторного анализа был установлен ряд ключевых биохимических параметров, находящихся в тесной взаимосвязи с основными клиническими показателя- ми (возраст, ИМТ) АНГБК.

Результаты исследования показали, что носительство варианта генотипа G/G     A-3731G (Cdx2)     гена VDR способствует повышению вероятности возникновения АНГБК в 3,25 раза (OR = 3,25: CI 2,26–4,68). Процент носителей аллели G в группе пациентов с диагнозом АНГБК составил 85,2 % и статистически достоверно превосходил аналогичный показатель популяционной группы (69,4 %) (F = 0,000024, x2 = 17,84). У лиц с носительством аллели G вероятность формирования АНГБК повышена в 2,5 раза (OR = 2,53, CI 1,87-3,43). Генотипические частоты GG, AG и AA локуса +283 G/A (BsmI) VDR в группе пациентов с АНГБК и контрольной выборке достоверно различаются: 41,4, 42,9, 15,8 % и 7,3, 41,1, 51,6 соответственно

(c2 = 6,75; df [0, 1, 2], 1, р = 0,03); при носительстве генотипа A/A этого локуса повышается (в 2,4 раза) риск возникновения АНГБК (OR = 2,39; 95 % CI: 1,13-5,07). У носителей аллеля A данного локуса риск развития АГНБК повышен (OR = 1,54; 95 % CI: 0,11-2,13); среди пациентов с АНГБК процент носительства аллеля A в этом локусе статистически достоверно превышал аналогичный показатель группы контроля – 37,2 % и 27,8 % соответственно (F = 0,05, x2 = 3,74).

Использование ключевых биохимических параметров, тесно связанных с основными клиническими характеристиками АНГБК, дает возможность оптимально осуществлять мониторинг изменения ремоделирования костной ткани с учетом наследственной предрасположенности и, следовательно, способствовать оказанию эффективной ортопедической помощи.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

  1. Narayanan A, Khanchandani P, Borkar RM, Ambati CR, Roy A, Han X, Bhoskar RN, Ragampeta S, Gannon F, Mysorekar V, Karanam B, V SM, Sivaramakrishnan V. Avascular Necrosis of Femoral Head: A Metabolomic, Biophysical, Biochemical, Electron Microscopic and Histopathological Sci Rep. 2017 Sep 6;7(1):10721. doi: 10.1038/s41598-017-10817-w
  2. Cui Q, Jo WL, Koo KH, Cheng EY, Drescher W, Goodman SB, Ha YC, Hernigou P, Jones LC, Kim SY, Lee KS, Lee MS, Lee YJ, Mont MA, Sugano N, Taliaferro J, Yamamoto T, Zhao ARCO Consensus on the Pathogenesis of Non-traumatic Osteonecrosis of the Femoral Head. J Korean Med Sci. 2021 Mar 15;36(10):e65. doi: 10.3346/jkms.2021.36.e65
  3. Rezus E, Tamba BI, Badescu MC, Popescu D, Bratoiu I, Rezus C. Osteonecrosis of the Femoral Head in Patients with Hypercoagulability-From Pathophysiology to Therapeutic Implications. Int J Mol Sci. 2021 Jun 24;22(13):6801. doi: 3390/ijms22136801
  4. Piuzzi NS, Chahla J, Schrock JB, LaPrade RF, Pascual-Garrido C, Mont MA, Muschler Evidence for the Use of Cell-Based Therapy for the Treatment of Osteonecrosis of the Femoral Head: A Systematic Review of the Literature. J Arthroplasty. 2017 May;32(5):1698-1708. doi: 10.1016/j.arth.2016.12.049
  5. Бородин С.В., Волков Е.Е., Гордеев М.В., Голощапов А.П. Факторный анализ биохимических и клинических показателей асептического некроза головки бедренной кости. Гений ортопедии. 2018;24(4):487-491. doi: 18019/1028-4427-2018-24-4-487-491
  6. Mont MA, Salem HS, Piuzzi NS, Goodman SB, Jones Nontraumatic Osteonecrosis of the Femoral Head: Where Do We Stand Today?: A 5-Year Update. J Bone Joint Surg Am. 2020 Jun 17;102(12):1084-1099. doi: 10.2106/JBJS.19.01271
  7. Hines JT, Jo WL, Cui Q, Mont MA, Koo KH, Cheng EY, Goodman SB, Ha YC, Hernigou P, Jones LC, Kim SY, Sakai T, Sugano N, Yamamoto T, Lee MS, Zhao D, Drescher W, Kim TY, Lee YK, Yoon BH, Baek SH, Ando W, Kim HS, Park JW. Osteonecrosis of the Femoral Head: an Updated Review of ARCO on Pathogenesis, Staging and J Korean Med Sci. 2021 Jun 21;36(24):e177. doi: 10.3346/jkms.2021.36.e177
  8. Hlaing TT, Compston Biochemical markers of bone turnover — uses and limitations. Ann Clin Biochem. 2014 Mar;51(Pt 2):189-202. doi: 10.1177/0004563213515190
  9. Migliorini F, Maffulli N, Spiezia F, Peretti GM, Tingart M, Giorgino R. Potential of biomarkers during pharmacological therapy setting for postmenopausal osteoporosis: a systematic J Orthop Surg Res. 2021 May 31;16(1):351. doi: 10.1186/s13018-021-02497-0
  10. Holick Vitamin D deficiency. N Engl J Med. 2007 Jul 19;357(3):266-281. doi: 10.1056/NEJMra070553
  11. Пальшина А.М., Пальшина С.Г., Сафонова С.Л., Пальшин В.Г. На заметку клиницисту: современный взгляд на метаболизм витамина Д и полиморфизм гена рецептора витамина Д. Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. Серия: Медицинские науки. 2018;3(12):34-42. doi: 10.25587/SVFU.2018.3(13).18855
  1. Korucu B, Tükün A, Helvacı Ö, Yeter H, Gönen S, Güz G, Arınsoy Vitamin D receptor polymorphisms and bone health after kidney transplantation. Turk J Med Sci. 2021 Apr 30;51(2):802-812. doi: 10.3906/sag-1911-156
  2. Zhang L, Yin X, Wang J, Xu D, Wang Y, Yang J, Tao Y, Zhang S, Feng X, Yan Associations between VDR Gene Polymorphisms and Osteoporosis Risk and Bone Mineral Density in Postmenopausal Women: A systematic review and Meta-Analysis. Sci Rep. 2018 Jan 17;8(1):981. doi: 10.1038/ s41598-017-18670-7
  3. Horst-Sikorska W, Dytfeld J, Wawrzyniak A, Marcinkowska M, Michalak M, Franek E, Napiórkowska L, Drwęska N, Słomski R. Vitamin D receptor gene polymorphisms, bone mineral density and fractures in postmenopausal women with Mol Biol Rep. 2013 Jan;40(1):383- 390. doi: 10.1007/s11033-012-2072-3
  4. Холматова К.К., Гржибовский А.М. Применение исследований «случай-контроль» в медицине и общественном здравоохранении. Экология человека. 2016;(8):53-60. doi: 10.33396/1728-0869-2016-8-53-60
  5. Базилевская Е.М., Якубова И.Ш., Топанова А.А. Оценка генетической предрасположенности молодых жителей г. Санкт-Петербурга к заболеваниям, связанным с нарушением обмена кальция. Клинические и экспериментальные исследования. 2014;(3):96-101.
  6. Малявская С.И., Кострова Г.Н., Лебедев А.В. Полиморфизм BSMI (283G>А) гена VDR и параметры фосфорно-кальциевого обмена. Молекулярная медицина. 2019;(3):61-64. doi: 10.29296/24999490-2019-03-11
  7. Hlaing TT, Compston Biochemical markers of bone turnover — uses and limitations. Ann Clin Biochem. 2014 Mar;51(Pt 2):189-202. doi: 10.1177/0004563213515190
  8. Klemm KM, Klein MJ, Zhang Y. Biochemical markers of bone metabolism. In: McPherson A., Pincus M.R., eds. Henry’s Clinical Diagnosis and Management by Laboratory Methods. 24th ed. Philadelphia, PA: Elsevier; 2022:chap 16.
  9. Tian L, Baek SH, Jang J, Kim SY. Imbalanced bone turnover markers and low bone mineral density in patients with osteonecrosis of the femoral Int Orthop. 2018 Jul;42(7):1545-1549. doi: 10.1007/s00264-018-3902-2
  10. Borgen TT, Solberg LB, Lauritzen T, Apalset EM, Bjørnerem Å, Eriksen EF. Target Values and Daytime Variation of Bone Turnover Markers in Monitoring Osteoporosis Treatment After JBMR Plus. 2022 May 9;6(6):e10633. doi: 10.1002/jbm4.10633
  11. Машейко И.В. Биохимические маркеры в оценке процессов ремоделирования костной ткани при остеопении и остеопорозе. Журнал Гродненского государственного медицинского университета. 2017;(2):149-153.
  12. Park SY, Ahn SH, Yoo JI, Chung YJ, Jeon YK, Yoon BH, Kim HY, Lee SH, Lee J, Hong Position Statement on the Use of Bone Turnover Markers for Osteoporosis Treatment. J Bone Metab. 2019 Nov;26(4):213-224. doi: 10.11005/jbm.2019.26.4.213
  13. Fontalis A, Eastell The challenge of long-term adherence: The role of bone turnover markers in monitoring bisphosphonate treatment of osteoporosis. Bone. 2020 Jul;136:115336. doi: 10.1016/j.bone.2020.115336
  14. Okagu IU, Ezeorba TPC, Aguchem RN, Ohanenye IC, Aham EC, Okafor SN, Bollati C, Lammi A Review on the Molecular Mechanisms of Action of Natural Products in Preventing Bone Diseases. Int J Mol Sci. 2022 Jul 30;23(15):8468. doi: 10.3390/ijms23158468
  1. Pouresmaeili F, Kamalidehghan B, Kamarehei M, Goh A comprehensive overview on osteoporosis and its risk factors. Ther Clin Risk Manag. 2018 Nov 6;14:2029-2049. doi: 10.2147/TCRM.S138000
  2. Yamaguchi R, Yamamoto T, Motomura G, Ikemura S, Iwamoto Incidence of nontraumatic osteonecrosis of the femoral head in the Japanese population. Arthritis Rheum. 2011 Oct;63(10):3169-3173. doi: 10.1002/art.30484
  3. Matsuo K, Hirohata T, Sugioka Y, Ikeda M, Fukuda Influence of alcohol intake, cigarette smoking, and occupational status on idiopathic osteonecrosis of the femoral head. Clin Orthop Relat Res. 1988 Sep;(234):115-123.
  4. Nakamura J, Harada Y, Oinuma K, Iida S, Kishida S, Takahashi Spontaneous repair of asymptomatic osteonecrosis associated with corticosteroid therapy in systemic lupus erythematosus: 10-year minimum follow-up with MRI. Lupus. 2010 Oct;19(11):1307-1314. doi: 10.1177/0961203310372951
  5. Zhao DW, Yu M, Hu K, Wang W, Yang L, Wang BJ, Gao XH, Guo YM, Xu YQ, Wei YS, Tian SM, Yang F, Wang N, Huang SB, Xie H, Wei XW, Jiang HS, Zang YQ, Ai J, Chen YL, Lei GH, Li YJ, Tian G, Li ZS, Cao Y, Ma L. Prevalence of Nontraumatic Osteonecrosis of the Femoral Head and its Associated Risk Factors in the Chinese Population: Results from a Nationally Representative Chin Med J (Engl). 2015 Nov 5;128(21):2843- 2850. doi: 10.4103/0366-6999.168017
  1. Nam KW, Kim YL, Yoo JJ, Koo KH, Yoon KS, Kim Fate of untreated asymptomatic osteonecrosis of the femoral head. J Bone Joint Surg Am. 2008 Mar;90(3):477-484. doi: 10.2106/JBJS.F.01582
  2. Hofbauer LC, Khosla S, Dunstan CR, Lacey DL, Spelsberg TC, Riggs BL. Estrogen stimulates gene expression and protein production of osteoprotegerin in human osteoblastic cells. Endocrinology. 1999 Sep;140(9):4367-4370. doi: 10.1210/endo.140.9.7131
  3. Майлян Э.А. Влияние полиморфизма 283 A>G (BSMI) гена рецептора витамина D на развитие остеопороза у женщин в постменопаузе. Медицинский вестник Юга России. 2016;(4):32-38. doi: 10.21886/2219-8075-2016-4-32-38
  4. Майлян Э.А. Ассоциации полиморфизма 283 A>G (BSMI) гена рецептора витамина D с остеопорозом у женщин в зависимости от длительности постменопаузы. Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Медицина. Фармация. 2017;(12):12-21.
  5. Руденко Е.В., Руденко Э.В., Самоховец О.Ю., Кобец Е.В., Марозик П.М. Ассоциация полиморфных вариантов гена рецептора витамина D с показателями минеральной плотности костной ткани у женщин в менопаузе. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия медицинских наук. 2019;16(2):192-201. doi: 10.29235/1814-6023-2019-16-2-192-201
  6. Zhang L, Yin X, Wang J, Xu D, Wang Y, Yang J, Tao Y, Zhang S, Feng X, Yan Associations between VDR Gene Polymorphisms and Osteoporosis Risk and Bone Mineral Density in Postmenopausal Women: A systematic review and Meta-Analysis. Sci Rep. 2018 Jan 17;8(1):981. doi: 10.1038/s41598-017-18670-7
  7. Fu L, Ma J, Yan S, Si Q. A meta-analysis of VDR polymorphisms and postmenopausal osteoporosis. Endocr Connect. 2020 Oct;9(9):882-889. doi: 10.1530/EC-20-029
  8. Creatsa M, Pliatsika P, Kaparos G, Antoniou A, Armeni E, Tsakonas E, Panoulis C, Alexandrou A, Dimitraki E, Christodoulakos G, Lambrinoudaki The effect of vitamin D receptor BsmI genotype on the response to osteoporosis treatment in postmenopausal women: a pilot study. J. Obstet. Gynaecol. Res. 2011;37(10):1415-1422. doi: 10.1111/j.1447-0756.2011.01557
  9. Виссарионов С.В., Ларионова В.И., Казарян И.В., Филиппова А.Н., Костик М.М., Войтович А.Н., Ротчева Е.В. Исследование полиморфизмов генов COL1A1 и VDR у детей со сколиозом. Ортопедия, травматология и восстановительная хирургия детского возраста. 2017;5(1):5-12. doi: 10.17816/PTORS515-12
  10. Li WF, Hou SX, Yu B, Li MM, Férec C, Chen JM. Genetics of osteoporosis: accelerating pace in gene identification and validation. Hum Genet. 2010 Mar;127(3):249-285. doi: 10.1007/s00439-009-0773-z

 

Другие статьи, подготовленные на основании материалом центра по лечению асептического некроза смотрите здесь.

 


GO4.png

27.04.2021 Статьи

Е.Е. Волков1, А.П. Голощапов1, Р.Н. Мустафин2, С.Э. Ностаева1

 

1 Общество с ограниченной ответственностью «Медицинский центр ХуанДи», Москва, Россия; 2 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Башкирский государственный медицинский университет», г. Уфа, Россия

STUDY OF ALLELIC VARIANTS OF THE VDR AND PAI GENES IN PATIENTS WITH ASEPTIC NECROSIS OF THE FEMORAL HEAD

  1. E. Volkov1, A. P. Goloshchapov1, R. N. Mustafin2, S. E. Nostaeva1

1 Limited Liability Company «HuangDi Medical Center», Moscow, Russia; 2 Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Bashkir State Medical University», Ufa, Russia

  1. Yevgeny Ye. Volkov, M.D., Ph.D., Professor, Medical center HuangDi, LLC, Moscow, Russian Federation; Email: evolkov@femurhead.ru
  2. Andrei P. Goloshchapov, Ph.D. of Biological Sciences, Medical center HuangDi, LLC, Moscow, Russian Federation; Email: apg1960@yandex.ru
  3. Rustam N. Mustafin — Ph.D. of Biological Sciences, Associate Professor Bashkir State Medical University, Ufa, Russian Federation; Email: ruji79@mail.ru
  4. Svetlana E. Nostaeva, Medical Center HuangDi LLC, Moscow, Russian Federation; Email: snostaeva@femurhead.ru

ANNOTATION

 Objective. To assess the informativeness of the carriage of allelic variants of genes that determine the sensitivity of organs and tissues to calcitriol (VDR), as well as those involved in hereditary thrombophilia and hypofibrinolysis (PAI-1), as molecular genetic markers of the development of aseptic necrosis of the femoral head (ANFH). Materials and methods. A clinical and laboratory study of 300 patients with ANFH of Russian nationality living in the European part of Russia was carried out. A comparative analysis of the frequency distribution of alleles and genotypes of the rs11568820 and rs1544410 polymorphisms of the VDR gene, as well as the rs1799889 of the PAI-1 gene in patients with ANFH was undertaken. Results. In patients with ANFH, there was a significant increase in the frequencies of the G/G genotype (P=3.0E-9) and the G allele (P=0.05) of the rs11568820 VDR polymorphism (P=2.10E-08) relative to the control. The frequency of the A/A genotype of the rs1544410 VDR locus in individuals with ANFH exceeds the control values (P =0.05). Patients with this pathology, carriage of the 5G/5G genotype of the rs1799889 PAI-1 polymorphism is more common than in controls (P=0.05). Discussion. It was found that an carriages of the G/G A-3731G (Cdx2) genotype VDR get increased risk of developing ANFH by 2.1 times; in carriers of the G allele, the risk of ANFH is increased by 2.3 times. In carriers of genotype A/A +283 A>G (BsmI) of the VDR gene, the risk of developing ANFH is increased by 2.4 times. The analysis obtained data  showed that the carriage of the 5G allele of the polymorphic locus PAI-1 -675 4G>5G (rs1799889) in patients with ANFH is detected 1.4 times more often than an individuals from the population cohort. The risk of developing pathology is increase by 2.0 times at carriers of the 5G/5G genotype of this polymorphic locus. Conclusion. Carriers of genotypes G/G rs11568820 VDR (allele G), A/A rs1544410 VDR and 5G/5G (allele 5G) at the polymorphic locus rs1799889 PAI-1 have an increased risk of developing ANFH. This allows the use of these molecular genetic markers to identify individuals at increased risk of developing ANFH during early diagnosis.

Key words: Aseptic necrosis, femoral head, allelic variant, VDR, PAI

 

АННОТАЦИЯ

 

Цель. Оценить информативность носительства аллельных вариантов генов, определяющих чувствительность тканей к кальцитриолу (VDR) и причастных к наследственной тромбофилии и гипофибринолизу (PAI-1), в качестве молекулярно-генетических маркеров развития асептического некроза головки бедренной кости (АНГБК). Материалы и методы. Проведено клинико-лабораторное исследование 300 пациентов с АНГБК русской национальности проживающих в Европейской части России. Проведен сравнительный анализ распределения частот аллелей и генотипов полиморфизмов rs11568820 и rs1544410 гена VDR, а также rs1799889 гена PAI-1 у пациентов с АНГБК. Результаты. У пациентов с АНГБК установлено достоверное увеличение частот генотипа G/G (P=3,0E-9) и аллеля G (P=0,05) полиморфизма rs11568820 VDR (P=2,10E-08) относительно контроля. Частота генотипа A/A локуса rs1544410 VDR у лиц с АНГБК превышает контрольные значения (P=0,05). У пациентов с данной патологией носительство генотипа 5G/5G полиморфизма rs1799889 PAI-1 встречается чаще, чем в контроле (P=0,05). Обсуждение. Установлено, что у носителей генотипа G/G A-3731G (Cdx2) гена VDR возрастает в 2,1 раза риск развития АНГБК; у носителей аллеля G риск АНГБК повышен в 2,3 раза. У носителей генотипа A/A +283 A>G (BsmI) гена VDR риск развития АНГБК увеличен в 2,4 раза.

Анализ полученных данных показал, что носительство аллеля 5G полиморфного локуса PAI-1 -675 4G>5G (rs1799889) у больных АНГБК выявляется в 1,4 раза чаще, чем у лиц из популяционной выборки. Риск развития  патологии повышен в 2 раза при носительстве генотипа 5G/5G данного полиморфного локуса. Заключение. У носителей генотипов G/G rs11568820 VDR (аллеля G), A/A rs1544410 VDR и 5G/5G (аллеля 5G) в полиморфном локусе rs1799889 PAI-1 повышен риск развития АНГБК. Это позволяет использовать данные молекулярно-генетические маркеры для выявления лиц с повышенным риском развития АНГБК при проведении ранней диагностики.

Ключевые слова: Асептический некроз, головка бедренной кости, аллельный вариант, VDR, PAI

 

ВВЕДЕНИЕ

 

АНГБК  – тяжёлое дегенеративно-дистрофическое заболевание кости вследствие нарушения структуры костной ткани, микроциркуляции и жировой дистрофии костного мозга [1–3]. Указанные факторы влияют на стрессовое ремоделирование кости. В зависимости от этиологии АНГБК подразделяют на первичный (идиопатический) и вторичный. Вторичный АНГБК диагностируется в случаях, когда прямое нарушение микроциркуляции кости, или костного мозга связано с идентифицируемой причиной, такой как травматические повреждения, приём стероидов или бисфосфонатов, избыточное потребление алкоголя, серповидноклеточная анемия, аутоиммунные заболевания, химиотерапия или злокачественные новообразования [4–6]. Первичные или идиопатические проявления АНГБК диагностируются в ситуациях, когда причины развития патологии изучены не полностью. В медицинской литературе как потенциальные причины развития идиопатических форм АНГБК описаны генетически детерминированная чувствительность органов и тканей к кальцитриолу, а также наследственная тромбофилия и гипофибринолиз [7–9]. Кальцитриол – физиологически активный конечный метаболит витамина D: образующегося в коже под действием ультрафиолета (холекальциферол) и поступающего с пищей (эргокальциферол). Минеральный обмен организма зависит не только от содержания кальцитриола, но и чувствительности к нему органов-мишеней [10].  Экспрессируемый геном локуса рецептора витамина D (VDR) внутриклеточный рецептор кальцитриола на финальном этапе D-витаминного обмена определяет чувствительность органов и тканей к кальцитриолу [11]. Поскольку АНГБК является мультифакториальным заболеванием, аллельные варианты гена VDR могут выступать в качестве фактора риска [12–14]. В патогенезе асептического некроза также описаны генные мутации белков системы коагуляции и фибринолиза. Одним из основных  компонентов тромболитической плазминоген-плазминовой системы фибринолиза является ингибитор тканевого активатора плазминогена тип 1 (PAI-1) [15]. В ряде работ было показано, что гомозиготный вариант 4G/4G гена ингибитора активатора плазминогена -675 5G>4G (rs1799889) PAI-1 связан с повышенным риском асептического некроза головки бедренной кости [16–18].

Исходя из вышеизложенного, изучение полиморфизмов генов, определяющих чувствительность органов и тканей к кальцитриолу, а также причастных к наследственной тромбофилии и гипофибринолизу как молекулярно-генетических маркеров развития АНГБК представляется актуальным. Цель данной работы состояла в оценке информативности использования аллельных вариантов генов, определяющих чувствительность органов и тканей к кальцитриолу (VDR), а также причастных к наследственной тромбофилии и гипофибринолизу (PAI-1), в качестве молекулярно-генетических маркеров развития АНГБК.

 

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

 

Проведен сравнительный анализ частот встречаемости значимых аллельных вариантов A-3731G (Cdx2) и +283 G>A (BsmI) гена рецептора витамина D VDR и -675 5G>4G (rs1799889) гена ингибитора активатора плазминогена PAI-1 у пациентов с верифицированным диагнозом АНГБК (основная группа) по сравнению с общепопуляционным контролем, включающим практически здоровых лиц русской национальности обоих полов,  по опубликованным данным.

Было обследовано 300 больных (168 женщин и 132 – мужчин) с асептическим некрозом головки бедренной кости. Все обследованные добровольно обратились за специализированной медицинской помощью в клинику по лечению асептического некроза головки бедренной кости (ООО «Медицинский центр ХуанДи»). Средний возраст составил для мужчин – 56,5 ± 0,1 лет, для женщин – 59,1 ± 0,1 лет. Группа обследованных лиц являлась этногенетически однородной и включала русских, проживающих в Европейской части Российской Федерации.

В данную группу вошли пациенты, у которых диагноз АНГБК устанавливали по результатам объективного осмотра, анализа инструментальных и лабораторных исследований, а также анализа анамнестических данных (диспластические изменения суставов, наличие физических перегрузок, стрессов, травм, низкоэнергетических переломов у пациента или у родителей, избыточное потребление алкоголя, курение, проведение терапии глюкокортикоидами, наличие системных заболеваний, болезней крови, неусваиваемость молока; у женщин учитывали продолжительность периода постменопаузы; у мужчин отмечались проблемы, связанные с пониженными уровнями тестостерона).

Исследования проводили методами компьютерной и магниторезонансной томографии, а также рентгенографии в 3-х проекциях тазобедренных суставов: на спине, на животе, с отведением по Лаунштейну. Стадия АНГБК устанавливалась в соответствии с критериями классификаций Ficat и ARCO. Для оценки функциональной состоятельности суставов использовали анкету Harris Hip score. С помощью ультразвуковой денситометрии на аппарате «Sunlight MiniOmni» (BeamMed. LTD, Израиль) оценивали минеральную плотность и качество костной ткани проксимальной фаланги 3-го пальца недоминантной руки и лучевой кости.

На автоматизированной станции King FisherFlex (Thermo Scíentífíc) осуществляли экстракцию геномной ДНК из лейкоцитов венозной крови пациентов. Определение однонуклеотидных полиморфизмов генов VDR и PAI-1 проводили методами ПЦР и пиросеквенирования с использованием амплификатора «Eppendorf MasterCycler Nexus Gradient» (Германия) и  оборудования с программным обеспечением Pyro Mark Q24 QIAGEN (Германия) на базе коммерческой диагностической лаборатории. При постановке ПЦР использовали: полимеразу и буферный раствор производства ООО «Лаборатория Изоген»; аллель-специфические олигонуклеотиды – ЗАО «Евроген». Для сравнения исследованных показателей использовались опубликованные значения, полученные при проведении общепопуляционных исследований русских в Европейской части Российской Федерации [11, 19, 20].

Статистическая обработка полученных данных включала проверку на соответствие  выборок обследованных лиц и контрольной выборок равновесию Харди-Вайнберга, сопоставление частот исследуемых полиморфизмов в основной и контрольной группах. Достоверность различий определялась на основании точного критерия Фишера (F-критерий) и критерия χ2 Пирсона с использованием программного пакета WinPepi (http://www.brixtonhealth.com/pepi4windows.html). Ассоциации между заболеванием и генотипом определялись на основе мультипликативной и аддитивной моделей наследования. Расчет коэффициентов соотношения шансов [21] (odds ratio – OR) с 95% доверительным интервалом, (95% CI) проводили при выявлении значимых различий показателей больных АНГБК и популяционного контроля с использованием программы «Калькулятор для расчета статистики в исследованиях случай – контроль» (https://calc.pcr24.ru/index.php).

 

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

 

Наблюдаемое распределение частот генотипов по исследованным локусам в контрольных выборках и группах больных соответствует теоретически ожидаемому равновесному распределению Харди–Вайнберга (p > 0,05), за исключением двух случаев: rs11568820 (контроль) – P=0,017; rs1544410 – P=0,052. Данное обстоятельство учитывали при проведении статистической обработки.

Ген рецептора витамина D VDR человека локализован на хромосоме 12q12-q14. В гене VDR обнаружено около 30 однонуклеотидных полиморфизмов, которые можно идентифицировать с помощью соответствующих рестрикционных эндонуклеазных ферментов. Наиболее известны из них ApaI (rs7975232), BsmI (rs1544410), FokI (rs2228570), TaqI (rs731236) и Cdx2 (rs11568820) [22, 23]. Полиморфизм A -3731G (Cdx2) (rs 11568820) расположен в 5′-промоторной области гена VDR. У носителей аллеля G (Cdx2) VDR транскрипционная активность гена снижена до 70% от уровня носителей аллеля А. В работах по изучению данного полиморфизма также было отмечено, что наличие мутантного аллеля A обеспечивает устойчивость носителя к потере минеральной плотности костной ткани в условиях сниженного потребления кальция [19, 24]. Полиморфизм BsmI локализован в 3′-регуляторной области, участвует в регуляции стабильности мРНК. Генотип AA ассоциирован с повышенным риском развития остеопороза у женщин в постменопаузе и ответом на антирезорбтивную терапию [25, 26], а также увеличением риска перелома бедра по сравнению с генотипом GG [27].

Анализ полученных данных (табл. 1) показал, что у больных АНГБК частоты носителей генотипов GG, AG и AA полиморфного локуса A-3731G (Cdx2) гена VDR (rs11568820) достоверно отличались от популяционных контроля: 71,0, 26,0, 3,0% и 44,8, 48,8 и 6,4%, соответственно (χ2=35,26; df [0,1,2], 1, P=3,0E-9). При носительстве генотипа G/G локуса A-3731G (Cdx2) гена VDR вероятность формирования АНГБК возрастает в 3 раза (OR=3,02: CI 2,12–4,29). В группе лиц с диагнозом АНГБК процент носителей G аллеля составил 84% и статистически значимо превышал таковое значение контрольной группы (69,2%) (F=0,000041, ξ2=17,01). Носительство аллеля G ассоциируется с повышенной в 2,3 раза вероятностью развития асептического некроза головки бедренной кости (OR=2,34, CI 1,55–3,52).

Статистически значимых различий частот аллелей в полиморфном локусе +283 A>G (BsmI) гена VDR в группе лиц с патологией и контрольной группе не обнаружено (табл. 1). В данном локусе имеет место незначительное нарушение равновесия Харди-Вайнберга (P=0,052). Установлено, что частоты генотипов данного локуса в группе больных АНГБК и лиц из популяционной выборки достоверно отличаются: 51,0, 41,7, 7,3% и 43,3, 38,3, 18,4%, соответственно (χ=3,85; df [0,1,2], 1, P=0,05) (табл. 1); риск развития патологии повышен при носительстве генотипа A/A гена VDR (OR=2,36; 95% CI:1,03–5,42).

Таблица 1.

Частоты аллелей и генотипов полиморфных локусов гена VDR у больных АНГБК и здоровых индивидов

 

Группы и количество индивидов (n)
A-3731G (Cdx2) (rs11568820)
Частоты аллелей, %
Частоты генотипов, %
G
A
F-критерий
GG
AG
AA
χ2;[0,1,2], df=1
Популяционная выборка (250)*
69,2
30,8
0,000041ξ2=17,01
44,8
48,8
6,4
35,26P=3,0E-9
Больные АНГБК (300)
84,0
16,0
71,0
26,0
3,0
Популяционная выборка (96)**
+283 A>G (BsmI) (rs1544410)
G
A
F-критерий
GG
AG
AA
χ2;[0,1,2], df=1
71,9 26,1 0,044288ξ2 =4,31 51,0 41,7 7,3
3,85

P=0,05
Больные АНГБК (300)
63,8
36,2
43,3
41,0
15,7

 

Примечания: *данные взяты из источника [19];** данные взяты из источника [11]

 

Ген PAI-1 кодирует один из основных ингибиторов фибринолиза – ингибитор активатора плазминогена 1-го типа (PAI-1). Ген PAI-1 расположен в хромосоме 7q21.3-22 человека. [28, 29]. Основной полиморфизм PAI-1 представляет собой одиночную вставку/делецию гуанина (G) в положении 675 в промоторной области PAI-1 и может вызывать изменения скорости транскрипции гена. Этот полиморфизм включает два аллеля, которые содержат четыре или пять последовательных гуаниновых оснований (4G и 5G). Лица, гомозиготные по аллелю 4G (4G/4G), имеют более высокие уровни транскрипции генов и более высокую плазменную концентрацию PAI-1, по сравнению с гомозиготами по аллелю 5G (5G/5G) и поэтому, возможно, имеют повышенный риск внутрисосудистого тромбоза. У гетерозигот (4G/5G) уровни содержания PAI-1 в плазме промежуточные. Аллель 4G обладает более высокой транскрипционной активностью (продуцирует до шести раз больше мРНК), чем 5G, и характеризуется повышенной экспрессией PAI-1. Повышение концентрации PAI-1 в плазме приводит к увеличению тромбозов. Результаты ряда мета-анализов [30, 31] показали, что полиморфизм PAI-1 -675 4G>5G (rs1799889) может быть связан с риском развития АНГБК.

 

Таблица 2.

Частоты аллелей и генотипов локуса -675 5G>4G гена PAI-1  у больных АНГБК и здоровых индивидов

Группы и количество индивидов (n)
-675 5G>4G (rs1799889)
Частоты аллелей, %
Частоты генотипов, %
5G
4G
χ2;df=15,03P =0,02
5G/5G
5G/4G
4G/4G
χ2;
[0,1,2], df=1
4,64P =0,03
Популяционная выборка (228)*
41,95
58,05
17,5 48,7 33,8
Больные АНГБК (162)
50,0
50,0
29,7 40,7 29,6

Примечания: *данные взяты из источника [10]

 

Анализ приведенных в таблице 2 данных показал, что носительство аллеля 5G полиморфного локуса PAI-1 -675 4G>5G (rs1799889) у больных АНГБК выявляется чаще, чем у лиц из популяционной выборки: 50,0% против 41,95% (OR=1,39; 95% CI:1,04–1,85). Следует отметить, что генотипические частоты данного полиморфного локуса в популяционной выборке и группе больных АНГБК достоверно отличаются: 51,0, 41,7, 7,3% и 43,3, 38,3, 18,4%, соответственно (χ= 4,64; df [0,1,2], 1, P=0,03) (табл. 2); риск развития  патологии повышен в 2 раза при носительстве генотипа 5G/5G в данном локусе гена PAI-1 (OR=1,98; 95% CI:1,22–3,20).

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Анализ полученных в ходе исследования данных показал, что при носительстве генотипа G/G локуса A-3731G (Cdx2) гена VDR вероятность развития АНГБК повышена в 3 раза (OR =3,02: CI 2,12 – 4,29). Доля носителей аллели G среди лиц с данным видом патологии (84%) достоверно превышала показатели контрольной группы (69,2%) (F = 0,000041, ξ2 = 17,01). Носительство аллеля G ассоциировано с повышенной в 2,3 раза вероятностью развития асептического некроза головки бедренной кости (OR =2,34, CI 1,55 – 3,52).

Статистически значимых различий частот аллелей в полиморфном локусе +283 A>G (BsmI) гена VDR в группе лиц с патологией и контрольной группе не обнаружено. Однако частоты генотипов данного локуса в группе больных АНГБК и лиц из популяционной выборки достоверно отличаются: 51,0, 41,7, 7,3% и 43,3, 38,3, 18,4%, соответственно (χ2 =3,85; df [0,1,2], 1, P=0,05); риск развития  патологии повышен при носительстве генотипа A/A в гене VDR (OR=2,36; 95% CI:1,03–5,42).

Анализ полученных данных показал, что носительство аллеля 5G полиморфного локуса PAI-1 -675 4G>5G (rs1799889) у больных АНГБК выявляется чаще, чем у лиц из популяционной выборки: 50,0% против 41,95% (OR=1,39; 95% CI:1,04–1,85). При этом генотипические частоты данного полиморфного локуса в контрольной выборке и группе больных АНГБК достоверно отличаются: 51,0, 41,7, 7,3% и 43,3, 38,3, 18,4%, соответственно (χ2=4,64; df [0,1,2], 1, P=0,03). Риск развития патологии повышен в 2 раза при носительстве в данном локусе гена PAI-1 генотипа 5G/5G (OR=1,98; 95% CI:1,22–3,20).

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о возможности определения наследственной предрасположенности к развитию АНГБК у пациентов с заболеванием опорно-двигательного аппарата и, следовательно, возможности своевременного проведения профилактики данного заболевания.

 

ЛИТЕРАТУРА

 

  1. Banerjee S., Kapadia B.H., Jauregui J.J., Cherian J.J., Mont M.A. Natural History of Osteonecrosis. In: Koo KH., Mont M., Jones L. (eds) Osteonecrosis. 2014. Springer, Berlin, Heidelberg. DOI: 10.1007/978-3-642-35767-1_20.
  2. Волков Е.Е., Кэцинь Хуан. Асептический некроз головки бедренной кости. Безоперационное лечение. Москва: Пиар-Пресс, 2010. 110 с.
  3. Seamon J., Keller T., Saleh J., Cui Q., The Pathogenesis of Nontraumatic Osteonecrosis. Arthritis. 2012. DOI:10.1155/2012/601763.
  4. Ilyinykh E.V., Барскова В.Г., Лидов П.И., Насонов Е.Л. Остеонекроз. Часть 1. Факторы риска и патогенез. Современная ревматология. 2013.Т.7. № 1. С.17-24. https://doi.org/10.14412/1996-7012-2013-2362
  5. Li Z., Huang C., Yang B., Wei H., Chan M., Wu W.. Emerging roles of long non-coding RNAs in osteonecrosis of the femoral head. American Journal of Translational Research. 2020. No 12. P. 5984-5991.
  6. Haydock M.M., Elhamdani S., Alsharedi M. Long-term direct oral anticoagulation in primary osteonecrosis with elevated plasminogen activation inhibitor. SAGE Open Medical Case Reports. 2019.Vol. 7. DOI: 10.1177/2050313X19827747.
  7. Orth P., Anagnostakos K. Coagulation abnormalities in osteonecrosis and bone marrow edema syndrome. Orthopedics. 2013. Vol. 36, No 4, P. 290–300.
  8. Seamon J, Keller T, Saleh J, Cui Q. The pathogenesis of nontraumatic osteonecrosis. Arthritis. 2012, 601763. DOI: 10.1155/2012/601763.
  9. Hadjigeorgiou G., Dardiotis E., Dardioti M., Karantanas A.Dimitroulias A., Malizos K. Genetic association studies in osteonecrosis of the femoral head: mini review of the literature. Skeletal Radiology. 2008.Vol. 37, No 1. P. 1-7. DOI: 10.1007/s00256-007-0395-2.
  10. Holick M.F. Vitamin D deficiency. N. Engl. J. Med. 2007. Vol. 357, No P. 266–281. DOI: 10.1056/NEJMra070553.
  11. Козлов А.И., Вершубская Г.Г., Негашева М.А.Полиморфизм гена рецептора витамина D (VDR) в выборках населения Европейской России и Приуралья // Пермский медицинский журнал. 2016. № 5. С.60-66. DOI: 17816/pmj33560-66
  12. Zeng Z., Wang B., Pan H. Relation between osteonecrosis of the femoral head and PAI-1 4G/5G gene polymorphism: a meta-analysis. Int J Clin Exp Med. 2015. Vol. 8, No 11. 20337–20342.
  13. Волков Е.Е., Гордеев М.В., Голощапов А.П., Романова А.Р., Ностаева С.Э. Исследование полиморфных локусов генов CALCR, COL1A1, VDR, LCT у пациентов с асептическим некрозом головки бедренной кости // Журнал клинической и экспериментальной ортопедии им. Г.А. Илизарова «Гений ортопедии». 2018. Т. 24, № 3. С. 335-340. DOI: 10.18019/1028-4427-2018-24-3-335-340.
  14. Chen B., Zhu W.F., Mu Y.Y., Liu B., Li H.Z., He X.F. Association between vitamin D receptor BsmI, FokI, and Cdx2 polymorphisms and osteoporosis risk: an updated meta-analysis. Biosci Rep. 2020 Jul 31;Vol., No7:BSR20201200. DOI: 10.1042/BSR20201200. PMID: 32627819; PMCID: PMC7364509.
  15. Пизова Н.В. Тромбофилии: генетические полиморфизмы и сосудистые катастрофы. М.: ИМА-ПРЕСС, 2013. – 248 с.
  16. Kim H., Cho C., Cho Y., Cho S., Yoon K., Kim K. Significant associations of PAI-1 genetic polymorphisms with osteonecrosis of the femoral head. BMC Musculoskelet Disord. 2011. No 12. 160. DOI:10.1186/1471-2474-12-160.
  17. Lu Y.,Yu Q, Guo W., Hao Y., Sun W., Cheng L. Effect of glucocorticoids on the function of microvascular endothelial cells in the human femoral head bone. Advances in Clinical and Experimental Medicine. 2020. Vol. DOI:10.17219/acem/112602.
  18. Li Y., Liu F., Yuan C., Meng L.. Association between plasminogen activator inhibitor gene polymorphisms and osteonecrosis of the femoral head susceptibility: A case-control study. Medicine. 2017. Vol. 96. e7047. DOI:1097/MD.0000000000007047.
  19. Базилевская Е.М., Якубова И.Ш., Топанова А.А. Оценка генетической предрасположенности молодых жителей г. Санкт-Петербурга к заболеваниям, связанным с нарушением обмена кальция // Клинические и экспериментальные исследования. 2014. Т. 52, № 3. С. 96-99.
  20. Шихбабаева Д.И., Полушкина Л.Б., Шуваев В.А., Мартынкевич И.С., Капустин С.И., Замотина Т.Б., Фоминых М.С., Удальева В.Ю., Зотова И.И., Шмелева В.М., Смирнова О.А., Волошин С.В., Бессмельцев С.С., Чечеткин А.В., Абдулкадыров К.М. Генетические маркеры наследственной тромбофилии и риск тромботических осложнений у больных с истинной полицитемией // Клиническая онкогематология. 2017. Т. 10, №1. С. 85-92. DOI: 10.21320/2500-2139-2017-10-1-85-92.
  21. Москаленко М.В., Асеев М.В., Котова С.М., Баранов В.С. Анализ ассоциации аллелей генов Col1A1, VDR и CALCR с развитием остеопороза // Экологическая генетика. 2004. Т. II, № 1. С. 38-43.
  22. Uitterlinden A.G., Fang Y., Van Meurs J.B., Pols H.A., Van Leeuwen J.P. Genetics and biology of vitamin D receptor polymorphisms. Gene. 2004. Vol. 338, No 2. P 143-156. DOI:10.1016/j.gene.2004.05.014.
  23. Пальшина А.М., Пальшина С.Г., Сафонова С.Л., Пальшин В.Г. На заметку клиницисту: современный взгляд на метаболизм витамина Д и полиморфизм гена рецептора витамина Д // Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. Серия: Медицинские науки.2018. №3(12). С. 34-42. DOI 10.25587/SVFU.2018.3(13).18855.
  24. Arai H., Miyamoto K.I., Yoshida M., Yamamoto H., Taketani Y., Morita K. et al. The polymorphism in the caudal-related homeodomain protein Cdx-2 binding element in the human vitamin D receptor gene. J. Bone Miner. Res. 2001. Vol. 16, No 7. P. 1256–1264. DOI:10.1359/jbmr.2001.16.7.1256.
  25. Marozik P.M., Tamulaitiene M., Rudenka E., Alekna V., Mosse I., Rudenka A., Samokhovec V., Kobets K. Association of Vitamin D Receptor Gene Variation With Osteoporosis Risk in Belarusian and Lithuanian Postmenopausal Women. Front Endocrinol (Lausanne). 2018 Jun 5. Vol. 9, Art. 305. DOI: 10.3389/fendo.2018.00305.
  26. Zhang L., Yin X., Wang J., Xu D., Wang Y., Yang J., Tao Y., Zhang S., Feng X., Yan C. Associations between VDR Gene Polymorphisms and Osteoporosis Risk and Bone Mineral Density in Postmenopausal Women: A systematic review and Meta-Analysis. Sci Rep. 2018 Jan 17;8(1):981. DOI: 10.1038/s41598-017-18670-7.
  27. Horst-Sikorska W. Dytfeld J., Wawrzyniak A., Marcinkowska M., Michalak M., Franek E., Napiórkowska L., Drwęska N., Słomski R. Vitamin D receptor gene polymorphisms, bone mineral density and fractures in postmenopausal women with osteoporosis. Mol. Biol. Rep.Vol. 40. P. 383-390.DOI:10.1007/s11033-012-2072-3.
  28. Klinger K.W., Winqvist R., Riccio A., Andreasen P.A., Sartorio R., Nielsen L.S., Stuart N., Stanislovitis P., Watkins P., Douglas R., Grzeschik K-H., Alitalo K., Blasi F., Dano K. Plasminogen activator inhibitor type 1 gene is located at region q21.3-q22 of chromosome 7 and genetically linked with cystic fibrosis. Proc Natl Acad Sci USA. 1987. Vol. 84. P. 8548-8552
  29. Трифонова Е.А., Габидулина Т.В., Бухарина И.Ю., Степанов В.А. Роль факторов наследственной предрасположенности в развитии преэклампсии: обзор данных мета-анализов // Молекулярная медицина. Т. 14, № 1. С: 8-14.
  30. Sobhan M., Mahdinezhad-Y.M. , Moghimi M., Aghili K., Jafari M., Zare-Shehneh M., Neamatzadeh H. Plasminogen activator inhibitor-1 4G/5G polymorphism contributes to osteonecrosis of the femoral head susceptibility: Evidence from a Systematic Review and Meta-analysis. Archives of Bone and Joint Surgery. 2018.Vol.6, No 6. P. 468-477. DOI:10.22038/ABJS.2018.31668.1828.
  31. Yang J., Jing M., Yang X. Association between genetic polymorphisms and osteonecrosis in steroid treatment populations: a detailed stratified and dose-response meta-analysis. Biosci Rep. 2019. Vol. 39. No 5. DOI: 10.1042/BSR20190024.

 

 

 

 


Значение-полиморфизмов-генов-....png

24.02.2021 Статьи

В последнем номере журнала «Гений ортопедии», том 21, №1 (2021) вышла совместная с статья коллектива авторов;  Панин М.А., Загородний Н.В., Бойко А.В., Самоходская Л.М., Абакиров М.Д., Волков Е.Е. — Значение полиморфизмов генов факторов VII и XIII системы свертываемости крови в патогенезе нетравматического асептического некроза головки бедренной кости.

Аннотация

 

Введение. Нетравматический асептический некроз головки бедренной кости – полиэтиологическое социально значимое заболевание, связанное с утратой трудоспособности в возрасте от 20 до 50 лет. Исследования в отношении выявления причин/предикторов некроза являются актуальными.

Цель. Изучение вклада полиморфизмов генов факторов свертывания крови F7 и F13 в генез нетравматического асептического некроза головки бедренной кости.

Материалы и методы. Изучены полиморфизмы генов системы свертывания крови F7 и F13; проведен сравнительный анализ частоты встречаемости значимых аллельных вариантов генов F7 (Arg353Gln) и F13 (Val134Leu) у пациентов с верифицированным диагнозом «асептический некроз» (основная группа) и у здоровых пациентов (контрольная группа). В основную группу вошел 41 больной (все – мужчины) с асептическим некрозом головки бедренной кости неясной этиологии.

Результаты. Частота встречаемости аллелей гена Arg353Gln F7 в основной группе составила: GG – у 30 из 41 больного (73,2 %), GA – у 11 из 41 (26,8 %), причем полиморфный вариант АА не встретился ни у одного из 41 пациента. В контрольной группе частоты аллелей данного гена распределились следующим образом: GG – у 7 из 320 человек (2,2 %), GA – у 66 из 320 (20,6 %, AA – у 247 из 320 (77,2 %). Достоверные различия были выявлены нами в частотах встречаемости гомозиготных генотипов – АА (χ2 = 100,215, р < 0,001) и GG (χ2 = 205,770, р < 0,001) в основной и контрольной группах В отношении гетерозиготного генотипа GA различия были не достоверны – χ2 = 0,834, р = 0,362. Генотип GG гена Val134Leu F13 в 2,8 раза чаще отмечен у пациентов основной группы, различия статистически достоверны (26,8 % против 9,7 %, χ2 = 10,388, р = 0,002). Наличие генотипа ТТ гена Val134Leu F13 почти в 5 раз чаще (χ2 = 18,956, р < 0,001) выявлялось у здоровых людей (контрольная группа). Различия в частоте встречаемости аллели Т в гомо- и гетерозиготной комбинациях (ТТ и GT) в основной и контрольной группе оказались также статистически достоверными (72,7 % против 90,1 % соответственно, χ2 = 4,946, р = 0,027).

Дискуссия. Полиморфизмы генов факторов свертывания крови F7 и F13 вносят существенный вклад в генез нетравматического асептического некроза головки бедренной кости. Фактором риска развития НАН является гомозиготный генотип GG гена Arg353Gln F7. Низкая вероятность заболевания НАН обусловлена протективной ролью генотипа АА гена Arg353Gln F7 и генотипа ТТ гена Val134Leu F13

Статья на английском языке размещена по ссылке: http://ilizarov-journal.com/files/eng/2021_1_07_Eng.pdf


Причины-развития-АНГБК.png

В сборнике тезисов ПРОБЛЕМА ОСТЕОПОРОЗА В ТРАВМАТОЛОГИИ И ОРТОПЕДИИ https://osteoporosis-congress.ru/ опубликована статья наших сотрудников.

Анализ ассоциации аллелей генов CALCR, COL1A1, VDR, LCT с развитием асептического некроза головки бедренной кости
Е. Е. Волков1, А. П. Голощапов1, А. Р. Романова2, С. Э. Ностаева1

1 — Общество с ограниченной ответственностью «Медицинский центр ХуанДи» (г. Москва);
2 — Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Башкирский государственный университет» (г. Уфа, Россия)

На долю асептического некроза головки бедренной кости (АНГБК) приходится от 1,2 до 4,7 % всей ортопедической патологии тазобедренных суставов. Генетический аспект этиопатогенеза АНГБК изучен на сегодняшний день недостаточно. В связи с этим актуальными в последние годы являются исследования, направленные на выявление генетических маркеров развития АНГБК.

Цель исследования. Изучение распределения частот аллелей и генотипов полиморфных локусов c.1377 C/T гена рецептора кальцитонина CALCR; –1997G/T, — 1663indelT и +1245 G/T (Sp1) гена α1цепи коллагена первого типа (COL1A1); –3731 A/G (Cdx2) и +283 G/A (BsmI) гена рецептора витамина D (VDR), а также –13910 C/T гена лактазы (LCT) у пациентов с АНГБК и анализ ассоциаций исследованных молекулярно-генетических маркеров с риском развития данной патологии.

Материалы и методы: клинико-генетическое обследование было проведено у 66 пациентов с АНГБК, среди которых 36 мужчин и 30 женщин, в возрасте 21—89 лет. Средний возраст женщин 56,40 ± 0,44 лет, мужчин 55,86 ± 1,59 лет. Контрольные выборки были взяты на основании данных, опубликованных в литературе. У обследованных пациентов фиксировались возраст, антропометрические показатели. Клинический диагноз асептического некроза и остеопороза устанавливался на основании жалоб, данных анамнеза, оценка функционального состояния суставов проводилась по анкете Harris Hip score. Денситометрия проводилась на лучевой кости и проксимальной фаланге III пальца при помощи ультразвукового денситометра «Sunlight MiniOmni» (BeamMed.LTD, Израиль). Исследование суставов проводилось методом рентгенографии ТБС в трех проекциях (на спине, на животе, отведение по Лаунштейну), компьютерной и магниторезонансной томографии.
Для молекулярно-генетического анализа использовали образцы геномной ДНК, выделенные из лейкоцитов крови на автоматической станции King Fisher Flex (Thermo Scientific). Определение полиморфизмов в генах CALCR, COL1A1, VDR, LCT проводили с помощью ПЦР (полимераза и ПЦРбуфер производства ООО «Лаборатория Изоген»; амплификационные праймеры — ЗАО «Евроген» (Россия). ПЦР проводили на амплификаторе «Eppendorf mastercycler exusgradient». Анализ полиморфных ДНК-локусов осуществляли методом пиросеквенирования с использованием системы генетического анализа PyroMark Q24 QIAGEN (Германия) на базе коммерческой диагностической лаборатории.
Оценку гипотезы о принадлежности выборок к одной генеральной совокупности (т. е. отсутствии различий в распределении частот аллелей и генотипов между выборками) проводили с использованием критерия χ2 Пирсона с использованием пакета прикладных программ WinPepi (http://www.brixtonhealth.com/pepi4windows.html). В случае достоверных отличий между исследованной группой и популяционным контролем рассчитывали коэффициент соотношения шансов (odds ratio — OR) [2] с учетом 95 % доверительного интервала (95 % CI). Коэффициент OR равный 1, свидетельствует об отсутствии ассоциации ДНК-маркера с риском развития заболевания; OR больше или меньше 1 свидетельствует о повышенном или пониженном риске развития заболевания соответственно. Для определения OR использовали калькулятор для расчета статистики в исследованиях случай — контроль (http://test.tapotili.ru/calculator or.php).

Результаты и обсуждение. Методом пиросеквенирования с использованием системы генетического анализа PyroMark Q24 определяли 7 полиморфных маркеров в генах CALCR, COL1A1, VDR, LCT. Проведено генотипирование 66 образцов ДНК индивидов с АНГБК, определены частоты аллелей и генотипов. Выявлена ассоциация генотипов I/D и D/D полиморфного локуса –1663IndelT гена COL1A1(rs2412298) с риском развития АНГБК (OR = 1,90; 95 % CI:1,04—3,47) и (OR = 4,85; 95 % CI:1,02—23,05), соответственно. Также обнаружено, что риск развития АНГБК увеличивается более, чем в 2 раза при наличии генотипа G/G полиморфного локуса –3731 A/G (Cdx2) в гене VDR (OR = 2,15; 95 % CI:1,21—3,80).

Выводы. В результате проведенного исследования выявлена ассоциация генотипов I/D и D/D полиморфного локуса –1663IndelT гена COL1A1 (rs2412298) с риском развития АНГБК (OR = 1,90; 95 % CI:1,04—3,47) и (OR = 4,85; 95 % CI:1,02—23,05), соответственно. Также обнаружено, что риск развития АНГБК увеличивается более, чем в 2 раза при наличии генотипа G/G полиморфного локуса –3731 A/G (Cdx2) в гене VDR (OR = 2,15; 95 % CI:1,21—3,80).

Однако вклад определенных генов в формирование асептического некроза головки бедренной кости требует дальнейшего изучения, особенно с учетом размеров выборок и этнической специфичности.


КМ7.png

20.10.2020 Статьи

Е.Е. Волков1, А.П. Голощапов 1, Р.Н. Мустафин 2, С.Э. Ностаева 1, Ю.В.Овчинников3

АНАЛИЗ АССОЦИАЦИИ АЛЛЕЛЕЙ ГЕНОВ CALCR, COL1A1, VDR, LCT С АСЕПТИЧЕСКИМ НЕКРОЗОМ ГОЛОВКИ БЕДРЕННОЙ КОСТИ

 

1Общество с ограниченной ответственностью «Медицинский центр ХуанДи», 125252, Москва, ул. Песчаная, 2, стр.8 ;2Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Башкирский государственный медицинский университет», 450003, г. Уфа, ул.Ленина, 3, 3 Филиал федерального государственного бюджетного военного образовательного учреждения высшего образования «Военно-медицинская академия им. С.М.Кирова» Министерства обороны Российской Федерации (г. Москва), 107392, Россия, г. Москва, ул. Малая Черкизовская, 7.

 

Контактная информация ответственного автора: Волков Евгений Егорович – кандидат медицинских наук, профессор, главный врач ООО «Медицинский центр ХуанДи», e-mail: evolkov@femurhead.ru

For correspondence: Volkov Evgeniy Egorovich – MD, Ph.D., Professor, Chief Doctor, Medical Сenter HuanDi, e-mail: evolkov@femurhead.ru

 

Для цитирования: Волков Е.Е., Голощапов А.П., Мустафин Р.Н, Ностаева С.Э., Овчинников Ю.В. АНАЛИЗ АССОЦИАЦИИ АЛЛЕЛЕЙ ГЕНОВ CALCR, COL1A1, VDR, LCT С АСЕПТИЧЕСКИМ НЕКРОЗОМ ГОЛОВКИ БЕДРЕННОЙ КОСТИ. КЛИНИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА.

For citation: Volkov E.E. , Goloshchapov A.P., Mustafin R.N., Nostaeva S.E. , Ovchinnikiv Y.V. THE ANALYSIS OF ASSOCIATION OF ALLELES OF GENES CALCR, COL1A1, VDR, LCT WITH ASEPTIC NECROSIS OF FEMORAL HEAD. CLINICAL MEDICINE. (In Russ.).

 

РЕЗЮМЕ

 

Асептический некроз головки бедренной кости – мультифакториальное заболевание, поражающее преимущественно людей трудоспособного возраста. Этиопатогенез заболевания до сих пор точно не установлен, в связи с чем отсутствуют стандарты своевременной диагностики и предупреждения болезни. В этой связи представляется целесообразным изучение полиморфизмов генов предрасположенности к болезни. Цель данной работы – анализ ассоциации аллельных вариантов генов, участвующих в костном метаболизме и остеогенезе у больных   асептическим некрозом головки бедренной кости: генов кальцитонинового рецептора (CALCR), α-1 цепи коллагена 1-го типа (COL1A1), рецептора витамина D (VDR) и лактазы (LCT). Для определения полиморфных маркеров было использовано пиросеквенирование.  Проведено определение частот аллельных вариантов в геномной ДНК 140 больных асептическим некрозом. Установлено более чем 2,5-кратное повышение риска развития болезни у носителей генотипического варианта G/G полиморфного локуса -3731 A/G (Cdx2) VDR (OR=2,57; 95% CI:1,44–4,59); при носительстве аллеля G  данного локуса  выявлен 2-кратный риск формирования асептического некроза (OR=1,99; 95% CI:1,24–3,18). Полученные данные позволяют предложить использовать определение полиморфизмов в локусе -3731 A/G (Cdx2) гена VDR для раннего выявления и профилактики асептического некроза головки бедренной кости.

Ключевые слова: асептический некроз головки бедренной кости; полиморфные локусы; гены CALCR, COL1A1, VDR, LCT.

 

SUMMARY

Aseptic necrosis of the femoral head is a multifactorial disease affecting mainly people of working age. The etiopathogenesis of the disease is still not exactly established, and therefore there are no standards for timely diagnosis and prevention of the disease. Therefore, there is no doubt that it is advisable to study the genetic markers of the disease. The aim of this work is to analyze the association of aseptic necrosis of the femoral head with allelic variants of genes associated with bone metabolism and osteogenesis: calcitonin receptor (CALCR), α-1 chain of collagen type 1 (COL1A1), vitamin D receptor (VDR), and lactase (LCT) genes. To determine the polymorphic markers were used pyrosequencing. The frequency of allelic variants in genomic DNA of 140 patients with aseptic necrosis was determined. The risk of disease development in carriers of genotypic variant G/G in polymorphic locus -3731 A/G (Cdx2) of VDR gene increase by more than 2.5 times (OR=2,57; 95% CI: 1.44–4.59); by carriers of allele G of the same locus we noted a 2-fold increase in the risk of aseptic necrosis (OR=1.99; 95% CI:1.24–3.18). The results obtained allow us to propose the use of the analysis of polymorphic variants of the locus -3731 A/G (Cdx2) of the VDR gene for the early detection and prevention of aseptic necrosis of the femoral head.

Keywords: Aseptic necrosis of femoral head; polymorphic loci; genes CALCR, COL1A1, VDR, LCT.

Список сокращений

АНГБК — асептический некроз головки бедренной кости

CALCR — ген рецептора кальцитонина

COL1A1 — ген α1цепи коллагена первого типа

LCT— ген лактазы

VDR — ген рецептора витамина D

 

Распространенность аваскулярного (асептического) некроза в головке бедренной кости (АНГБК) оценивается в пределах 1,2 – 4,7% всей ортопедической патологии данной локализации взрослого населения в мире. По оценкам специалистов, данное заболевание многофакторное, с несомненным вкладом генетической компоненты [1]. Патогенез АНГБК в настоящее время недостаточно изучен. В литературе представлен ряд исследований молекулярно-генетических маркеров АНГБК, которые, в перспективе, могут стать обоснованием этиопатогенеза болезни. В связи с этим, нами проанализированы возможные взаимозависимости АНГБК с аллельными и генотипическими вариантами полиморфизмов генов, транскрипты которых участвуют в остеогенезе и костном метаболизме:  гены кальцитонинового рецептора (CALCR) [2]; коллагена (α-1цепи I типа) (COL1A1) [3–6]; рецептора витамина  D (VDR) [7, 8] и лактазы (LCT) [9].

Ген CALCR (rs1801197) расположен в пределах короткого плеча хромосомы 7 (7q21.3) и кодирует рецепторные белки кальцитонина, которые локализованы на поверхности наружных мембран остеокластов, клеток печени и почек. Повышение экспрессии данных белков способствует подавлению функциональной активности остеокластов, что усиливает резорбцию костной ткани. Полиморфизм c.1377 C/T (rs1801197) в гене CALCR приводит к замещению аминокислоты полипептидной последовательности данного рецептора, что может влиять на взаимодействие с кальцитонином [2].

При экспрессии гена COL1A1 формируется специализированный структурный белок (α-1цепь коллагена I-го типа), который является основой около 30% межклеточного вещества в соединительной и 90% – в костной тканях. Ген COL1A1 локализован в хромосоме 17 (локус 17q21.33). В 5′ районе гена идентифицированы 3 полиморфных локуса: сайта инициации транскрипции Spl (+1245G/T, rs1800012), промотора (-997G/T, rs1107946 и -663IndelT, rs2412298) [10–13].

Ген ядерного рецептора (VDR), связывающего активный вариант витамина D (1,25 дигидроксихолекальциферол) локализован на 12q13.11. Исследование полиморфных аллелей этого гена – rs11568820 (Cdx2) и rs1544410 (BsmI) проводится с целью  анализа их ассоциаций с патологией костной ткани [14–16].

Лактазный ген LCT расположен на 2q21. Снижение активности лактазы генетически детерминировано и выражается в лактозной непереносимости человеком грудного молока млекопитающих.

Цель нашего исследования состояла в установлении частотных характеристик аллельных и генотипических вариантов генных полиморфизмов: c.1377 C/T – гена кальцитонинового рецептора CALCR; -1997G/T, -1663indelT и +1245 G/T (Sp1) COL1A1 – гена α-1 цепи коллагена I типа; -3731 A/G (Cdx2) и +283 G/A (BsmI) – рецепторного гена витамина D (VDR), а также -13910 C/T – лактазного гена (LCT), у больных с диагнозом АНГБК, с исследованием взаимозависимостей изученных полиморфизмов с риском формирования АНГБК.

 

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

 

Нами проведено клиническое и молекулярно-генетическое обследование 140 больных с диагнозом АНГБК. Из них – 75 лиц женского и 65 – мужского пола. Все обследованные добровольно обратились за специализированной медицинской помощью в клинику по лечению аваскулярного некроза (ООО «Медицинский центр ХуанДи», Москва). Средний возраст составил для мужчин – 56,0 ± 1,6 лет, для женщин – 57,6 ± 1,5 лет. По этногенетической принадлежности группа обследованных лиц является однородной: все пациенты – русские, постоянно проживающие в пределах Центрального Федерального Округа Российской Федерации. Группы сравнения (контроля) были взяты на основании данных, приведенных в литературе, и включали русских, проживающих в Европейской части Российской Федерации [2, 9, 12, 13, 17].

Клинический диагноз АНГБК и остеопороза устанавливался на основании жалоб, данных анамнеза (травмы, дисплазии суставов, стрессы, физические перегрузки, злоупотребление алкоголем, курение, глюкокортикоидная терапия, системные заболевания, болезни крови, наличие низкоэнергетических переломов у пациента или у родителей, непереносимость молочных продуктов; у женщин – длительность постменопаузального периода, у мужчин – наличие проблем, связанных с низким уровнем тестостерона), объективного осмотра, интерпретации данных лабораторных и инструментальных методов обследования. Функциональную состоятельность суставов оценивали с помощью анкеты Harris Hip score.

Оценку минеральной плотности костной ткани осуществляли методом ультразвуковой денситометрии. При помощи прибора «Sunligt MiniOmni» (BeamMed. LTD, Израиль) проводили оценку данного параметра лучевой кости и проксимальной фаланги 3-го пальца недоминантной руки. Результаты денситометрии были представлены показателями SOS (speed of sound, м/с), значениями Т и Z критериев. Инструментальное исследование также проводилось методами рентгенографии тазобедренных суставов в 3-х проекциях (на спине, на животе, с отведением по Лаунштейну), а также компьютерной и магниторезонансной томографии.

При проведении лабораторного этапа исследования была использована венозная кровь пациентов, из лейкоцитарной массы которой на автоматизированном комбайне King FisherFlex (Thermo Scíentífíc) выделяли тотальную ДНК. Полиморфные локусы генов CALCR, COL1A1, VDR, LCT устанавливали методом ПЦР. При постановке реакции были использованы полимераза и буферный раствор, выпускаемые ООО «Лаборатория Изоген», Москва; олигонуклеотидные праймеры – ЗАО «Евроген», Москва. Постановка ПЦР проводилась на термоциклере «Eppendorf MasterCycler Nexus Gradient» (Германия). Исследование полиморфных вариантов ДНК-локусов проводили на основе программного пакета Pyro Mark Q 24 QIAGEN (Германия) методом пиросеквенирования на базе коммерческой диагностической лаборатории.

Принадлежность сравниваемых выборок к одной генеральной совокупности (т.е. отсутствие достоверных различий между частотами исследуемых полиморфизмов между выборками) оценивали на основании критерия χ2 Пирсона с использованием программного пакета WinPepi (http://www.brixtonhealth.com/pepi4windows.html). В случае значимых различий между больными АНГБК и популяционным контролем, производили расчет коэффициентов (odds ratio – OR) соотношения шансов [2], учитывая 95% доверительный интервал, или 95% CI. Значение коэффициента OR равное 1 свидетельствует, что ассоциация ДНК-маркера с риском развития патологии отсутствует; при значениях показателя OR отличных от 1 делают вывод о повышенном или пониженном риске развития АНГБК. Показатель OR определяли с использованием калькулятора статистики (http://test.tapotili.ru/calculator.php).

 

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

 

Изучение  частотного распределения  аллельных и генотипических полиморфизмов в локусе c.1377 C/T (rs1801197) CALCR у лиц с подтвержденным диагнозом АНГБК и в контрольной выборке показало отсутствие статистически значимых различий (табл. 1).

Прямая ДНК-диагностика лактазной недостаточности основана на анализе связанного с генетически детерминированной недостаточностью лактазы однонуклеотидного полиморфизма (С/Т-13910  в регуляторном участке LCT (rs4988235)) [9]. Частотный анализ (табл.1) распределения аллельных и генотипических форм полиморфного локуса C/T-13910 гена LCT в группе пациентов с АНГБК и контрольной популяционной группе достоверных различий не показал.

Таблица 1

Аллельные и генотипические частоты полиморфных локусов генов CALCR (c.1377 C/T (rs1801197)) и LCT(C/T-13910 (rs4988235))

в группе лиц с диагнозом АНГБК и в контрольной популяционной выборке

Группы и количество индивидов (n) Полиморфныйлокус Частоты аллелей (в %) Генотипы и их частоты(в %)
c.1377 C/T (rs1801197) гена CALCR Т С χ2;df=1 TT TC CC χ2;df=2
Популяционная выборка (84)* 73,7 26,3 0,12P=0,73 53,5 40,5 6,0 0,56P=0,76
Лица с диагнозом АНГБК (140) 75,3 24,7 57,1 35,7 7,1
Популяционная выборка (n=112)** C/T-13910 гена LCT (rs4988235) С Т χ2;df=1 CC CT TT χ2;df=2
72,7 27,3 0,53P=0,46 53,6 38,7 8,0 1,48P=0,48
Лица с диагнозом АНГБК (140) 69,4 27,3 45,7 46,4 7,9

 

Примечание: * данные взяты из источника [2] ** данные взяты из источника [9].

При частотном анализе полиморфизмов в гене COL1A1:-1997G/T (rs1107946), -1663IndelT (rs2412298) и +1245 G/T (Sp1) (rs1800012) у больных АНГБК и в группах контроля статистически достоверные различия не установлены (табл. 2).

 

Таблица 2

Аллельные и генотипические частоты полиморфных локусов гена COL1A1 в группе лиц с диагнозом АНГБК и в контрольной популяционной выборке

Группы Полиморфныйлокус Аллели и их частоты(в %) Генотипы и их частоты (в %)
Популяционная выборка (n=197)* -1997G/T (rs1107946) G T df=1;χ2 GG GT TT df=2;χ2
81,3 18,7 0,53P=0,47 65,3 31,0 3,7 1,17P=0,056
Лица с диагнозом АНГБК (n=140) 78,3 21,7 60,0 35,7 4,3
Популяционная выборка (n=197)* -1663IndelT (rs2412298) I D df=1;χ2 II ID DD df=2;χ2
84,8 15,2 0,19P=0,89 71,1 26,5 2,4 1,21P=0,55
Лица с диагнозом АНГБК (n=140) 84,3 15,7 72,1 23,6 4,3
Популяционная выборка (n=174)** +1245 G/T (Sp1) (rs1800012) G T df=1;χ2 GG GT TT df=2;χ2
83,2 16,8 0,37P=0,54 67,8 29,3 2,9 0,54P=0,76
Лица с диагнозом АНГБК (n=140) 80,8 19,2 65,7 30,0 4,3

 

Примечание: * данные взяты из источника [13] ** данные взяты из источника [14]

 

Генотипы GG, AG и AA полиморфного локуса -3731 A/G (Cdx2) гена VDR (rs11568820), кодирующего рецепторный белок к витамину D у больных АНГБК достоверно отличались от таковых в популяционном контроле: соответственно, 67,1, 28,6, 4,3% и 44,9, 48,9 и 6,2% (χ2=10,42; df=2, p=0,005). Вероятность формирования АНГБК возрастает более чем в 2,5 раза при носительстве варианта генотипа G/G гена VDR (OR=2,57; 95% CI:1,44–4,59). У носителей аллели G в группе лиц с диагнозом АНГБК выявлен повышенный риск формирования асептического некроза тазобедренного сустава (OR=1,99; 95% CI:1,24 – 3,18): процент носителей G аллели в этой группе составил 82,3 и статистически значимо превышал таковое значение контрольной группы (69,4%) (χ2=8,26; р=0,004, df=1).

При проведении статистического анализа (табл. 3) установлена однородность аллельных и генотипических частот полиморфного локуса +283 G/A (BsmI) гена VDR в выборках лиц с диагнозом АНГБК и популяционного контроля.

Таблица 3

Аллельные и генотипические частоты полиморфных локусов гена VDR в группе лиц с диагнозом АНГБК и в контрольной популяционной выборке

 

Группы и количество индивидов (n) -3731 A/G (Cdx2) (rs11568820)
Частоты аллелей, % Частоты генотипов, %
G A χ2;df=1 GG AG AA χ2;df=2
Популяционная выборка (250)* 69,4 30,6 11,42P<0,001 44,9 48,9 6,2 22,69P<0,001
Лица с диагнозом  АНГБК (140) 82,3 17,7 67,1 28,6 4,3
Популяционная выборка (197)** +283 G/A (BsmI) (rs1544410)
G A χ2;df=1 GG AG AA χ2;df=2
72,2 27,8 3,19P=0,07 51,0 41,7 7,3 5,49P=0,06
Лица с диагнозом  АНГБК (140) 63,6 36,4 42,9 42,1 15,0

Примечание: * данные взяты из источника [17]; ** данные взяты из источника [13]

 

Изменение структуры кальцитониновых рецепторов мембран остеокластов, клеток печени, почек и др. тканей оказывает влияние на их функциональную активность. Носители аллели Т полиморфизма c.1377 C/T (rs1801197) кальцитонинового гена рецепторных мембранных белков CALCR характеризуются большей степенью костной резорбции [2]. В ходе проведенного исследования, различий в частотах генотипов и аллелей данного гена между группами пациентов с АНГБК и контрольной не установлено.

Повышенная активность фермента лактазы характерна для лиц с генотипами CT или TT полиморфного локуса C/T-13910 гена лактазы LCT (rs4988235); у лиц с генотипами СC наблюдается снижение его активности. В ряде исследований была выявлена ассоциация низкой активности лактазы со снижением минеральной плотности костной ткани, что связано с алиментарной недостаточностью молочного кальция [9]. В нашем исследовании достоверные различия при сравнении распределения частот аллелей и генотипов полиморфного локуса C/T-13910 гена LCT в группах больных АНГБК и популяционной выборке не установлены.

Известно о сцепленности полиморфизмов -1663IndelT и -1997G/T гена COL1A1. Полиморфизм Sp находится в тесном неравновесии по сцеплению с данными полиморфными локусами, как с каждым по отдельности, так и совместно друг с другом, оказывая прямое влияние на минеральную плотность костной ткани [5]. В полиморфном локусе -1997G/T, по литературным данным аллель, G повышает вероятность нарушений обмена кальция в организме, способствуя утрате механической прочности костной ткани и формированию тяжёлой формы остеопороза [3–5]. В ряде работ по изучению полиморфизма rs1800012 (Sp1), показано, что носительство аллели Т (аналога аллели s) обуславливает структурные нарушения коллагеновых волокон и способствует развитию остеопороза [6]. В нашем исследовании изменений в частотах аллелей и генотипов полиморфных локусов +1245 G /T (Sp1), -1663IndelT и -1997G/T между лицами с патологией и группы популяционного контроля не выявлено.

Аллель A полиморфизма rs1544410 (BsmI) гена VDR связан со стимуляцией его экспрессии, что вызывает повышение сывороточного уровня 1,25 дигидоксихолекальциферола, относительно аллели G [7, 14 – 16]. В ряде работ, посвященных исследованиям полиморфизма rs11568820 (Cdx2) было отмечено, что носители мутантной аллели A более устойчивы к потере кальция. Это, вероятно, связано с усилением транскрипции белков, осуществляющих транспорт кальция. Это объясняет предотвращение потери минеральной плотности костной ткани при сниженном поступлении кальция [7, 8, 17].

У пациентов с АНГБК генотипические частоты AA, GG, AG и AA в полиморфном локусе -3731 A/G (Cdx2) VDR (rs11568820) достоверно отличаются от таковых лиц из группы популяционного контроля: 4,3, 28,6, 67,1% и 6,2, 48,9 и 44,9%, соответственно (χ2=10,42; df=2, p=0,005) (табл . 3). Полученные данные показывают, что при наличии генотипа G/G в гене VDR риск развития АНГБК возрастает более чем в 2,5 раза (OR=2,57; 95% CI: 1,44–4,59). Повышенная вероятность развития АНГБК ассоциирована с носительством аллели G (OR=1,99; 95% CI:1,24–3,18). Частота носительства аллели G среди лиц с АНГБК была выше таковой выборки популяционного контроля: 82,3% и 69,4%, соответственно (χ2=8,26; р=0,004, df=1).

Установлено, что у лиц из группы больных АНГБК и лиц из популяционной выборки частоты аллелей и генотипов полиморфного локуса +283 G/A (BsmI) гена VDR достоверно не отличаются.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

При анализе распределения аллельных и генотипических частот в полиморфных локусах генов CALCR: c.1377 C/T, COL1A1: +1245 G/T (Sp1), -1663indelT и -1997G/T, VDR:+283 G/A (BsmI), LCT: -13910 C/T, достоверных различий не установлено. Было обнаружено, что риск развития АНГБК в 2,5 раза выше популяционного при генотипе G/G полиморфного локуса -3731 A/G (Cdx2) в гене VDR (OR=2,57; 95% CI: 1,44–4,59). В группе лиц с диагнозом АНГБК носительство аллели G ассоциировано с повышенным риском формирования асептического некроза головки тазобедренного сустава (OR=1,99; 95% CI:1,24 –3,18): процент носителей G аллели в этой группе составил 82,3 и статистически значимо превышал таковое значение контрольной группы (69,4%) (χ2=8,26; р=0,004, df=1).

Полученные результаты свидетельствуют о возможности определения наследственной предрасположенности к развитию АНГБК у пациентов с заболеванием опорно-двигательного аппарата и, следовательно, возможности своевременного проведения профилактики данного заболевания.

 

Литература

 

  1. Ахтямов И.Ф., Коваленко А.Н., Анисимов О.Г., Закиров Р.Х. Лечение остеонекроза головки бедра. Казань: Изд-во «Скрипта», 2013.
  2. Москаленко, М.В., Асеев М.В., Котова С.М., Баранов В.С.. Анализ ассоциации аллелей генов COL1A1, VDR и CALCR с развитием остеопороза. Экологическая генетика. 2004;II(1):38–43. [Moskalenko M.V., Aseev M.V., Kotova S.M., Baranov V.S. Analiz associacii allelej genov COL1A1, VDR i CALCR s razvitiem osteoporoza. Jekologicheskaja genetika. – Ecological genetics. 2004;II(1):38 –43. (In Russ.)].
  3. Lau J., Iannidis J.P., Shmid C.H. Quantitative synthesis in systematic reviews. Ann. Intern. Med. 1997;127(9):820–826.
  4. Ralston S.H. Genetic markers of bone metabolism and bone disease. Scand. J. Clin. Lab. Invest. Suppl. 1997;227:114–121. https://doi: 10.3109/00365519709168317.
  5. Berg J.P., Lehmann E.H., Stakkestad J.A., Haug E., Halse J. The Spl binding site polymorphism in the collagen type I alpha 1 (COL1A1) gene is not associated with bone mineral density in healthy children, adolescents, and young adults. Eur. J. Endocrinol. 2000;143(2):261–265.
  6. Mann V., Hobson E.E., Li B., Stewart T.L., Grant S.F., Robins S.P., Aspden, R.M., Ralston S.H. A COL1A1 Sp1 binding site polymorphism predisposes to osteoporotic fracture by affecting bone density and quality. J. Clin. Invest. 2001;107(3):899–907. https://doi: 10.1172/jci10347.
  7. Ji G.R., Yao M., Sun C.Y., Li Z.H., Han Z. BsmI, TaqI, ApaI and FokI polymorphisms in the vitamin D receptor (VDR) gene and risk of fracture in Caucasians: a meta-analysis. Bone. 2010;47(3):681–686. https://doi.org/10.1016/j.bone.2010.06.024.
  8. Gang Q., Dong Z., Zeng P., Mingwei L., Xiaobo L. Association of vitamin D receptor BsmI gene polymorphism with risk of osteoporosis: a metaanalysis of 41 studies. Mol. Biol. Rep. 2013;40(1):497–506.
  9. Соколова М.В., Васильев Е.В., Козлов А.И., Ребриков Д.В., Сенкеева С.С., Кожекбаева Ж.М., Люндуп А.В., Свечникова Н.С., Огурцов П.П., Хуснутдинова Э.К., Янковский Н.К., Боринская С.А. Полиморфизм C/T-13910 регуляторного участка гена лактазы LCT и распространенность гиполактазии в популяциях Евразии. Экологическая генетика. 2007;5(3):25–34. [Sokolova M.V., Vasil’ev E.V., Kozlov A.I., Rebrikov D.V., Senkeeva S.S., Kozhekbaeva ZH.M., Lyundup A.V., Svechnikova N.S., Ogurcov P.P., Husnutdinova E.K., Yankovskij N.K., Borinskaya S.A. Polimorfizm C/T-13910 reguljatornogo uchastka gena laktazy LCT i rasprostranennost’ gipolaktazii v populjacijah Evrazii. Jekologicheskaja genetika. – Ecological genetics. 2007;5(3):25–34. (In Russ.)].
  10. Grant S.F., Reid D.M., Blake G., Herd R., Fogelman I., Ralston S.H. Reduced bone density and osteoporosis associated with a polymorphic Sp1 binding site in the collagen type I alpha 1 gene. Nat. Genet. 1996;14(2):203–205.
  11. Garcia-Giralt N., Nogués X., Enjuanes A., Puig J., Mellibovsky L., Bay-Jensen A., Carreras R., Balcells S., Díez-Pérez A., Grinberg D. Two new single-nucleotide polymorphisms in the COLIA1 upstream regulatory region and their relationship to bone mineral density. J. Bone and Mineral Research. 2002;17(3):384–393.
  12. Хусаинова Р.И., Селезнева Л.И., Валиев Р.Р., Хуснутдинова Э.К. Изучение молекулярно-генетических основ развития постменопаузального остеопороза в Волго-Уральском регионе. Медицинская генетика. 2009;86(8):12–19. [Husainova R.I., Selezneva L.I., Valiev R.R., Husnutdinova E.K. Izuchenie molekuljarno-geneticheskih osnov razvitija postmenopauzal’nogo osteoporoza v Volgo-Ural’skom regione. Medicinskaja genetika. – Medical Genetics. 2009;86(8):12–19.
  13. Генетический паспорт –основа индивидуальной предиктивной медицины. Под. ред. В.С. Баранова. Спб.: Изд-во Н-Л, 2009.[ Geneticheskij passport – osnova individual’noj prediktivnoj mediciny. Pod. red. V.S. Baranova. Spb.: Izd-vo N-L, 2009. (In Russ)].
  14. Uitterlinden A.G., Fang Y., Van Meurs J.B., Pols H.A., Van Leeuwen J.P. Genetics and biology of vitamin D receptor polymorphisms. Gene. 2004;338(2): 143–156. https://doi.org/10.1016/j.gene.2004.05.014.
  15. Palomba S., Orio F., Russo T., Falbo A., Tolino A., Manguso F., Nunziata V., Mastrantonio P., Lombardi G., Zullo F. BsmI vitamin D receptor genotypes influence the efficacy of antiresorptive treatments in postmenopausal osteoporotic women. A 1-year multicenter, randomized and controlled trial. Osteoporos. Int. 2005;16(8):943–952. https:// doi: 10.1007/s00198-004-1800-5.
  16. Filus A., Trzmiel A., Kuliczkowska-Płaksej J., Tworowska U., Jedrzejuk D., Milewicz A., Medraś M. Relationship between vitamin D receptor BsmI and FokI polymorphisms and anthropometric and biochemical parameters describing metabolic syndrome. Aging Male. 2008;11(3):134–139. https://doi.org/10.1080/13685530802273426
  17. Базилевская Е.М., Якубова И.Ш., Топанова А.А. Оценка генетической предрасположенности молодых жителей г. Санкт-Петербурга к заболеваниям, связанным с нарушением обмена кальция. Клинические и экспериментальные исследования. 2014; 52(3):96–99. [Bazilevskaja E.M., Jakubova I.Sh., Topanova A.A. Ocenka geneticheskoj predraspolozhennosti molodyh zhitelej g. Sankt-Peterburga k zabolevanijam, svjazannym s narusheniem obmena kal’cija. Klinicheskie i jeksperimental’nye issledovanija. –Preventive and Clinical Medicine. 2014;52(3):96–101 (In Russ.)].

 

References

 

  1. Ahtyamov I.F., Kovalenko A.N., Anisimov O.G., Zakirov R.H.. Lechenie osteonekroza golovki bedra. Kazan’: Izd-vo «Skripta», 2013. (In Russ.).
  2. Moskalenko M.V., Aseev M.V., Kotova S.M., Baranov V.S. Analiz associacii allelej genov COL1A1, VDR i CALCR s razvitiem osteoporoza. Jekologicheskaja genetika. – Ecological genetics. 2004;II(1):38 –43. (In Russ.).
  3. Lau J., Iannidis J.P., Shmid C.H. Quantitative synthesis in systematic reviews. Ann. Intern. Med. 1997;127(9):820–826.
  4. Ralston S.H. Genetic markers of bone metabolism and bone disease. Scand. J. Clin. Lab. Invest. Suppl. 1997;227:114–121. https://doi: 10.3109/00365519709168317.
  5. Berg J.P., Lehmann E.H., Stakkestad J.A., Haug E., Halse J. The Spl binding site polymorphism in the collagen type I alpha 1 (COL1A1) gene is not associated with bone mineral density in healthy children, adolescents, and young adults. Eur. J. Endocrinol. 2000;143(2):261–265.
  6. Mann V., Hobson E.E., Li B., Stewart T.L., Grant S.F., Robins S.P., Aspden, R.M., Ralston S.H. A COL1A1 Sp1 binding site polymorphism predisposes to osteoporotic fracture by affecting bone density and quality. J. Clin. Invest. 2001;107(3):899–907. https://doi: 10.1172/jci10347.
  7. Ji G.R., Yao M., Sun C.Y., Li Z.H., Han Z. BsmI, TaqI, ApaI and FokI polymorphisms in the vitamin D receptor (VDR) gene and risk of fracture in Caucasians: a meta-analysis. Bone. 2010;47(3):681–686. https://doi.org/10.1016/j.bone.2010.06.024.
  8. Gang Q., Dong Z., Zeng P., Mingwei L., Xiaobo L. Association of vitamin D receptor BsmI gene polymorphism with risk of osteoporosis: a metaanalysis of 41 studies. Mol. Biol. Rep. 2013;40(1):497–506.
  9. Sokolova M.V., Vasil’ev E.V., Kozlov A.I., Rebrikov D.V., Senkeeva S.S., Kozhekbaeva ZH.M., Lyundup A.V., Svechnikova N.S., Ogurcov P.P., Husnutdinova E.K., Yankovskij N.K., Borinskaya S.A. Polimorfizm C/T-13910 reguljatornogo uchastka gena laktazy LCT i rasprostranennost’ gipolaktazii v populjacijah Evrazii. Jekologicheskaja genetika. – Ecological genetics. 2007;5(3):25–34. (In Russ.).
  10. Grant S.F., Reid D.M., Blake G., Herd R., Fogelman I., Ralston S.H. Reduced bone density and osteoporosis associated with a polymorphic Sp1 binding site in the collagen type I alpha 1 gene. Nat. Genet. 1996;14(2):203–205.
  11. Garcia-Giralt N., Nogués X., Enjuanes A., Puig J., Mellibovsky L., Bay-Jensen A., Carreras R., Balcells S., Díez-Pérez A., Grinberg D. Two new single-nucleotide polymorphisms in the COLIA1 upstream regulatory region and their relationship to bone mineral density. J. Bone and Mineral Research. 2002;17(3):384–393.
  12. Husainova R.I., Selezneva L.I., Valiev R.R., Husnutdinova E.K. Izuchenie molekuljarno-geneticheskih osnov razvitija postmenopauzal’nogo osteoporoza v Volgo-Ural’skom regione. Medicinskaja genetika. – Medical Genetics. 2009;86(8):12–19.
  13. Geneticheskij passport – osnova individual’noj prediktivnoj mediciny. Ed. V.S. Baranov. Spb.: Izd-vo N-L, 2009. (In Russ).
  14. Uitterlinden A.G., Fang Y., Van Meurs J.B., Pols H.A., Van Leeuwen J.P. Genetics and biology of vitamin D receptor polymorphisms. Gene. 2004;338(2): 143–156. https://doi.org/10.1016/j.gene.2004.05.014.
  15. Palomba S., Orio F., Russo T., Falbo A., Tolino A., Manguso F., Nunziata V., Mastrantonio P., Lombardi G., Zullo F. BsmI vitamin D receptor genotypes influence the efficacy of antiresorptive treatments in postmenopausal osteoporotic women. A 1-year multicenter, randomized and controlled trial. Osteoporos. Int. 2005;16(8):943–952. https:// doi: 10.1007/s00198-004-1800-5.
  16. Filus A., Trzmiel A., Kuliczkowska-Płaksej J., Tworowska U., Jedrzejuk D., Milewicz A., Medraś M. Relationship between vitamin D receptor BsmI and FokI polymorphisms and anthropometric and biochemical parameters describing metabolic syndrome. Aging Male. 2008;11(3):134–139. https://doi.org/10.1080/13685530802273426
  17. Bazilevskaja E.M., Jakubova I.Sh., Topanova A.A. Ocenka geneticheskoj predraspolozhennosti molodyh zhitelej g. Sankt-Peterburga k zabolevanijam, svjazannym s narusheniem obmena kal’cija. Klinicheskie i jeksperimental’nye issledovanija. –Preventive and Clinical Medicine. 2014;52(3):96–101 (In Russ.).

 

Овчинников Юрий Викторович – филиал ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия  им. С.М. Кирова» Министерства обороны Российской Федерации, Москва, Россия, начальник кафедры терапии неотложных состояний, доктор медицинских наук, доцент; тел.: 89167147987; email: ovchinnikov.munkc@mail.ru

Yuriy V. Ovchinnikov, M. D., Sc. D. (Medicine), Branch of the S. M. Kirov Military Medical Academy the Russian Defense Ministry, Moscow, Russia, head of the Department of therapy of emergency conditions, docent; Tel.: + 89167147987; email: ovchinnikov.munkc@mail.ru


pr_ft-714x1024.jpg

22.08.2019 Статьи

Восстановление костной и хрящевой тканей в экспериментальной модели остеопороза под действием новой экономичной фитотерапевтической композиции (Фитокост New)

Волков Е.Е.1, Корсун В.Ф. 4, Извольская М.С.2 Василенко А.М.3

1ООО Медицинский центр ХуанДи, Москва, Россия; 2ФГБУН Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН, Москва, Россия. 3ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр реабилитации и курортологии МЗ РФ, 4ФГАОУВО «Российский университет дружбы народов»

 The recovery of bone and cartilage in an experimental model of osteoporosis under the action of a new cost-effective phytotherapeutic composition (Fitokost New)

Volkov EE, Korsun VF, Izvolskaia MS, Vasilenko AM

Резюме.

Актуальность проблемы определяется широкой распространённостью остеопороза, недостаточной эффективностью и ятрогенными эффектами лекарственной терапии. На фоне множества разнообразных рецептов фитотерапии из области народной медицины научные данные об её применении при остеопорозе малочисленны и представлены в основном зарубежными исследователями. Ранее нами было показано, что многокомпонентный отечественный фитопрепарат Фитокост корригирует нарушения в хрящевой и костной тканях, вызванные преднизолоном в экспериментальной модели остеопороза.

Цель исследования: определить эффективность новой более экономичной фитокомпозиции «Фитокост New» на течение экспериментального остеопороза.

Материалы и методы. Эксперименты были проведены на 3-месячных мышах линии Balb/c на модели остеопороза. Животные были разделены на 6 групп: 1 – контрольная группа – интактные животные. Животным 2-6 групп ежедневно внутримышечно вводили преднизолон (1,0 мг/мышь) в течение 14 суток. Животных 2-ой группы забивали по окончании последней инъекции преднизолона. Животные 3-ей группы не получали фитопрепарат в течение 30 суток. Животные 4-ой группы получали ежедневно перорально ранее полученный фитопрепарат Фитокост (50 мг/мышь) в течение 30 суток. Животные 5 и 6 групп получали новую фитокомпозицию Фитокост New в дозах 50 и 5 мг/мышь, соответственно, в течение 30 суток.

Результаты. Выявлен дозо-зависимый репаративный эффект Фитокоста New в виде снижения числа хондробластов и восстановления костной ткани подобно препарату Фитокост.

Заключение. Эффективность Фитокоста New, отличающегося существенно меньшим числом компонентов, по сравнению с ранее полученным препаратом Фитокост, не уступает ему по своей активности в восстановлении хрящевой и костной тканей в модели остеопороза.

Ключевые слова: остеопороз, преднизолон, Фитокост New, хрящевая и костная ткани.

Abstract

Background. The urgency of the problem is determined by the wide prevalence of osteoporosis, insufficient efficiency and iatrogenic effects of drug therapy. Against the background of many different recipes of herbal medicine from the field of traditional medicine, scientific data on its use in osteoporosis are scarce and presented mainly by foreign researchers. Previously we have shown that multi-component domestic phytopreparation Fitokost corrigiruet disturbances in cartilage and bone tissues caused by prednisone in experimental models of osteoporosis. The purpose of the study was to determine the effectiveness of a new, more efficient creation of phyto compositions «Fitokost New» on the course of experimental osteoporosis. Materials and methods. The experiments were carried out on 3-month mice of Balb/c line on osteoporosis model. The animals were divided into 6 groups: 1 – control group – intact animals. Animals of groups 2-6 were administered daily intramuscular injection of prednisolone (1.0 mg/mouse) for 14 days. Animals of the 2nd group were slaughtered at the end of the last injection of prednisolone. Animals of the 3rd group did not receive phytopreparation within 30 days. Animals of the 4th group received daily oral previously obtained phytopreparation Fitokost (50 mg/mouse) for 30 days. Animals 5 and 6 groups received new fitokompozitsiya the New Fitokost in doses of 50 and 5 mg/mouse, respectively, for 30 days. Results. Revealed dose-dependent reparative effect Fitokost New reduction in the number of chondroblasts and bone regeneration like a drug Fitokost. Conclusion. The effectiveness of the New Fitokost, which have significantly fewer components, compared to previously obtained drug Fitokost, not inferior to him in their activity in the regeneration of cartilage and bone tissue in a model of osteoporosis.

Key words: osteoporosis, prednisone, Fitokost New, cartilage and bone tissue

Введение. Растущая распространенность, недостаточно эффективные методы лечения, персональное и общественное социально-экономическое бремя остеопороза [1-3] обусловливают необходимость поиска новых и совершенствование уже известных подходов к его профилактике и лечению [4-6]. Однако оптимистические ожидания, связанные с широким внедрением в практику множества современных фармацевтических средств для его лечения, оправдываются не в полной мере. Это обусловлено высоким уровнем лекарственных ятрогений [5], высокой ценой и недостаточной эффективностью препаратов. Поэтому поиск комплементарных подходов к коррекции нарушений, наблюдаемых при остеопорозе, в том числе, в арсенале натуропатических средств, остаётся актуальным.

В связи с лекарственными ятрогениями стал возрождаться интерес к фитотерапии (ФТ), которая признаётся одним из наиболее безопасных методов лечения острых и хронических заболеваний, при условии, что лечением занимается специалист, а не сам пациент. Однако данные по научному обоснованию и практике применения ФТ при остеопорозе в настоящее время наиболее широко представлены в зарубежной, и в первую очередь, китайской литературе [7-15] и в меньшей степени отечественными исследователями [16, 17]. Среди нескольких запатентованных отечественных ФТ композиций, предназначенных для лечения и профилактики остеопороза [18 19], оценка их эффективности проведена лишь для одной композиции [20], получившей название «Фитокост». В состав этой композиции включены компоненты более чем из 60 лекарственных растений, оказывающих наиболее выраженное действие на отдельные звенья патогенеза остеопороза.

На модели остеопороза, индуцированного у мышей введением преднизолона, было показано, что композиция Фитокост вызывает восстановление костной и хрящевой тканей тазобедренных суставов животных [21]. Более выраженный эффект наблюдался под действием фитокоста с циклодекстрином [22]. Исследованные отечественные фитокомпозиции отличаются от ряда зарубежных аналогов существенно бóльшим числом входящих в нее компонентов. Многокомпонентность Фитокоста обусловлена широким спектром патогенетических механизмов остеопороза и стремлением к их тотальному перекрытию. Такой подход целесообразен при полиэтиологичном остеопорозе, но может рассматриваться и как полипрагмазия в иных ситуациях. Целевые установки при разработке любых лечебных средств наряду с обеспечением их эффективности и безопасности должны включать также ценовую доступность для широких слоев населения. Исходя из этого, нами была разработана новая ФТ композиция для лечения остеопороза «Фитокост New», содержащая 20 компонентов.

Цель работы: исследование влияния новой фитокомпозиции Фитокост New на восстановление хрящевой и костной тканей в экспериментальной модели остеопороза.

 

Материалы и методы

Композицию Фитокост New получали экстрагированием 20 фитокомпонентов ранее описанным способом [20]. В ее состав входят такие вещества, как плоды софоры кавказской, трава астрагала шерстистоцветкового, корни сабельника болотного, корни одуванчика обыкновенного, корни окопника лекарственного, трава горца птичьего, трава зюзника европейского, корневища бадана толстолистного, кора осины серой, слоевище исландского мха, листья крапивы двудомной, трава лабазника вязолистного, листья шалфея лекарственного, цветки календулы лекарственной, кукурузные рыльца, гриб чага, листья мелиссы лекарственной, трава маклеи сердцевидной, корни солодки голой, дигидрокверцетин с арабиногалактаном (6-10%). Дигидрокверцетин – биофлавоноид, получаемый из комлевой части лиственницы сибирской, активный антиоксидант, обладающий, противовоспалительным, обезболивающим и иммуномодулирующим действием. Арабиногалактан – полисахарид, также получаемый из древесины лиственницы, используется для повышения всасываемости лекарственных средств, характеризующихся низкой биодоступностью. Обладает антиоксидантым и противовоспалительным действием, способствует восстановлению структуры соединительной ткани [23].

Согласно протоколу испытаний №19066.05.03 от 13.07.2018 г. Фитокост New соответствует техническим регламентам Таможенного союза ТР ТС 022/2011; ТР ТС 029/2012; ТРТС 021/2011. Регистрационный номер декларации о соответствии: ЕАЭС № RU Д-RU.НА30.В.03475. Дата регистрации декларации о соответствии: 02.08.2018.

Эксперименты были проведены на мышах линии Balb/c, самках 3-месячного возраста, массой 20-23 г (питомник Столбовая РАН). Мышей содержали в стандартных условиях по 5 особей в клетке с контролируемыми режимами температуры (24o C) и освещения (в течение 12 ч) и со свободным доступом к воде и пище. Для моделирования остеопороза мышам ежедневно внутримышечно (в/м) вводили преднизолон в дозе 1,0 мг/мышь в течение 14 дней. Доза вводимого преднизолона была выбрана на основе полученных нами ранее данных [21].

Все животные были распределены на 6 групп по 10 особей в каждой: 1 группа контрольная –– интактные животные. Животным 2-6 групп ежедневно вводили преднизолон в течение 14 суток. Животных 2-ой группы забивали на 14 сутки после последней инъекции преднизолона. Животные 3-ей группы не получали фитопрепарат в течение 30 суток. Животные 2 и 3 групп служили группами сравнения. Животные 4-ой группы получали ежедневно перорально ранее полученный фитопрепарат Фитокост в активной дозе 50 мг/мышь в течение 30 суток. Животные 5 и 6 групп получали Фитокост New в дозах 50 и 5 мг/мышь, соответственно, в течение 30 суток.

Мышей забивали с помощью цервикальной дислокации, извлекали бедренные кости. Кости фиксировали в 10% формалине, приготовленном на фосфатно-солевом буфере (0,02М, рН7.6) 24 ч при комнатной температуре. Декальцинировали в 5% трихлоруксусной кислоте 24-48 часов. Промывали в фосфатно-солевом буфере (0,02М, рН7.6) и замораживали в изопентане при -400 С. Далее приготавливали срезы толщиной 10µm на криостате Leyca (Германия). Срезы высушивали при комнатной температуре 1 час и окрашивали гематоксилином и эозином. Гематоксилином -5сек, дифференцировали в проточной воде 10 мин, эозином – 15 сек, промывали в дистиллированной воде, высушивали, просветляли в ксилоле и заключали при помощи синтетической смолы. Анализ препаратов проводили на микроскопе Olympus Vanox AH BT3 (Германия) увеличение (х 100) и (х 40). Изображения фотографировали и в поле зрения проводили морфологический анализ клеток. Для определения достоверности различий между опытными и контрольными группами животных использовали непараметрический двусторонний критерий Манна-Уитни (U-тест).

Результаты и обсуждение.

После 14-дневного введения мышам преднизолона в головке бедренной кости мышей наблюдалось значительное увеличение пролиферации хондробластов (рис. 1Б), сохраняющееся и на 30 сут (рис.1В), по сравнению с контрольной группой животных, не получавших инъекции преднизолона (рис.1А). После ежедневного приема фитокомпозиции Фитокост New в течение 30 сут в дозе 50 мг/мышь наблюдалось восстановление клеточного состава гиалинового хряща до своего прежнего состояния, подобно эффекту композиции Фитокост, вводимого в той же дозе (рис 1Г, Д). При этом в поле зрения снижалось число хондробластов до контрольного уровня (группа 1) и начинало увеличиваться число хондроцитов (таблица). После приема Фитокост New в дозе 5 мг/мышь количество хондробластов также достоверно снижалось, но в меньшей степени, чем при дозе 50 мг/мышь (рис. 1 Е).

В группе животных, не получавших фитокомпозицию (3-я группа), через 30 сут в костной ткани были выявлены нарушения ее целостности и хаотичная ориентация коллагеновых волокон (рис. 2В), а также изменения клеточного состава по сравнению с 1-ой контрольной группой (таблица). После приема фитопрепаратов в дозе 50 мг/мышь (группы 4, 5) структура костной ткани практически восстанавливалась до контрольного уровня (рис. 2А, Г, Д). Кроме того, в костной ткани животных, принимавших фитопрепараты, наблюдалось снижение числа остеобластов и увеличение числа остеоцитов по сравнению с группой сравнения 3 (таблица). После приема Фитокост New в дозе 5 мг/мышь также полностью исчезали разрывы костной ткани (рис. 2Е) и изменялся клеточный состав подобно эффекту препарата в высокой дозе, хотя и менее выраженному (таблица). Снижение числа хондробластов в хрящевой ткани и увеличение остеоцитов в костной ткани под действием Фитокост New в дозе 5 мг/мышь свидетельствуют о положительном эффекте этой дозы, который полностью проявится, по-видимому, в более поздние сроки. Следует отметить также, что внешний вид и поведение животных, получавших фитопрепарат выгодно отличались от не принимавших особей.

Заключение. Новая экономичная фитокомпозиция Фитокост New обеспечивает высокую эффективность восстановления хрящевой и костной тканей в экспериментальной модели остеопороза. Уменьшение числа компонентов представленной композиции обусловливает снижение себестоимости его производства.

Таблица. Влияние фитокомпозиций Фитокост и Фитокост New на клеточный состав хрящевой и костной тканей.

 

Группы животных, дозы фитопрепаратов, мг/мышь

 

хондробласты

(М ± SEM)

n= 10

остеобласты

(М ± SEM)

n = 10

остеоциты

(М ± SEM)

n = 10

1 гр. интактные (контроль) 18 ± 3 8 ± 2 41 ± 3
2 гр. 14 сут после введения преднизолона 112 ± 7 26 ± 3 8 ± 2
3 гр. 30 сут после введения преднизолона 83 ± 6 22 ± 3 15 ± 3
4 гр. Фитокост, 50,0 мг\мышь 28 ± 3* 13 ± 2* 33 ± 3*
5 гр. Фитокост New 50,0 мг/мышь 25 ± 3* 12 ± 2* 34 ± 5*
6 гр. Фитокост New 5,0 мг\мышь 37 ± 4* 16 ± 2 ** 21 ± 4**

 

Примечание: достоверность различия между опытными и контрольными группами: M±SEM; * р < 0,05  по сравнению с группами 2 и 3; ** р < 0,05 по сравнению со 2 группой; n – количество животных в каждой группе.

хрящевая ткань в эксперименте

Рис. 1. Гистологическое исследование влияния фитопрепаратов Фитокост и Фитокост New на хрящевую ткань головки тазобедренного сустава мышей в модели остеопороза, индуцированного преднизолоном. (А) – интактные; (Б) – после в/м введения преднизолона в дозе 1 мг/мышь через 14 и (В) 30 сут; (Г) – после ежедневного перорального применения фитокомпозиции Фитокост в дозе 50,0 мг/мышь в течение 30 сут; (Д) — после ежедневного перорального применения в течение 30 сут фитокомпозиции Фитокост New в дозе 50,0 мг/мышь и (Е) в дозе 5,0 мг/мышь. Окраска гемотоксилин-эозином. Анализ препаратов проводили на микроскопе Olympus Vanox AH BT3 (Германия), увеличение (х 100) и (х 40).

 

рис2

Рис. 2. Гистологическое исследование влияния фитопрепаратов Фитокост и Фитокост New на бедренную костную ткань мышей в модели остеопороза, индуцированного преднизолоном.

(А) – интактные; (Б) – после в/м введения преднизолона в дозе 1 мг/мышь через 14 и (В) 30 сут; (Г) – после ежедневного перорального применения фитокомпозиции Фитокост в дозе 50,0 мг/мышь в течение 30 сут; (Д) — после ежедневного перорального применения в течение 30 сут фитокомпозиции Фитокост New в дозе 50,0 мг/мышь и (Е) в дозе 5,0 мг/мышь. Окраска гемотоксилин-эозином. Анализ препаратов проводили на микроскопе Olympus Vanox AH BT3 (Германия), увеличение (х 100) и (х 40).

 

Литература

1. Reginster JY, Burlet N. Osteoporosis: a still increasing prevalence. Bone. 2006;38(2 Suppl 1):S4-S9. https://doi.org/10.1016/j.bone.2005.11.024

2. Лесняк О.М. Аудит состояния проблемы остеопороза в странах восточной Европы и центральной Азии 2010. Остеопороз и остеопатии. 2011;2;3-6. [Lesnyak OM. Audit sostoyaniya problem osteoporoza v stranah vostochnoj Evropy i centralnoj Azii-2010. Osteoporosis and osteopathy. 2011;(2):3-6. (In Russ.)].

3. Мазуров В.И. Остеопороз. Эпидемиология. URL: https://medbe.ru/materials/osteokhondropatii-i-osteoartrozy/osteoporoz-epidemiologiya/ [Mazurov VI Osteoporosis. Epidemiology (In Russ.)].

4. Руденко Э.В., Буглова А.Е., Руденко Е.В., Самоховец О.Ю. Медикаментозное лечение остеопороза у взрослых. Учебно-методическое пособие, Минск: БелМАПО, 2011— 22 с. [Rudenko E V Buglova A E Rudenko E V Samokhovets O IU Medikamentoznoe lechenie osteoporoza u vzroslykh Uchebno-metodicheskoe posobie Minsk BelMAPO 2011 22 s (In Russ.)].

5. Михайлов Е.Е., Беневоленская Л.И. В кн.: Руководство по остеопорозу. Под ред. Л.И. Беневоленской. М: БИНОМ 2003;10—55. [Mikhailov E E Benevolenskaia L I V kn Rukovodstvo po osteoporozu Pod red L I Benevolenskoi M BINOM 2003 10 55 (In Russ.)].

6. Остеопороз (Серия «Клинические рекомендации»)/ под ред. О.М. Лесняк, Л.И. Беневоленской. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: ГЭОТАР–Медиа, 2010. – 272 с. [Osteoporoz Seriia Klinicheskie rekomendatsii pod red O M Lesniak L I Benevolenskoi 2-e izd pererab i dop M GEOTAR Media 2010 272 s. (In Russ.)].

7. Setchell KD, Lydeking-Olsen E. Dietary phytoestrogens and their effect on bone: Evidence from in vitro and in vivo, human observational, and dietary intervention studies. Am J Clin Nutr. 2003;78(3 Suppl):593S–609S.

8. Xu M, Qi C, Deng B, Deng PX, Mo CW. Phytotherapy versus hormonal therapy for postmenopausal bone loss: A meta-analysis. Osteoporos Int. 2009;20:519–26.

9. Leung PC, Ko EC, Siu WS. Developing an effective food supplement for the prevention of osteoporosis functional foods. Health Dis. 2011;9:379–88.

10.  Cheng M, Wang Q, Fan Y, Liu X, Wang L, Xie R, Ho CC, Sun W. A traditional Chinese herbal preparation, Er-Zhi-Wan, prevent ovariectomy-induced osteoporosis in rats. J Ethnopharmacol. 2011 Nov 18;138(2):279-85. doi: 10.1016/j.jep.2011.09.030

11. Leung PC, Ko EC, Siu WS. Developing an effective health supplement for the prevention of Osteoporosis. Int J Osteoporosis Metab Disord. 2012;5:1–12.

12. Gao Z, Lu Y, Halmurat Upur, Jing J, Xu D. Study of osteoporosis treatment principles used historically by ancient physicians in Chinese Medicine. Chin J Integr Med. 2013 Nov;19(11):862-8. doi: 10.1007/s11655-013-1328-z.

13. Siu WS, Wong HL, Lau CP, Shum WT, Wong CW, Gao S, Fung KP, Lau CB, Hung LK, Ko CH, Leung PC. The effects of an antiosteoporosis herbal formula containing epimedii herba, ligustri lucidi fructus and psoraleae fructus on density and structure of rat long bones under tail-suspension, and its mechanisms of action. Phytother Res. 2013 Apr;27(4):484-92. doi: 10.1002/ptr.4743.

14. Shu B, Shi Q, Wang YJ. Shen (Kidney)-tonifying principle for primary osteoporosis: to treat both the disease and the Chinese medicine syndrome. Chin J Integr Med. 2015 Sep;21(9):656-61. doi: 10.1007/s11655-015-2306-z.

15. Zhang LL, Tian K, Tang ZH, Chen XJ, Bian ZX, Wang YT, Lu JJ. Phytochemistry and Pharmacology of Carthamus tinctorius L. Am J Chin Med. 2016; 44(2):197-226. doi: 10.1142/S0192415X16500130.

16. Гордеев М.В., Галимов Ш.Н., Фархутдинов Р.Г. Использование лекарственных растений в лечении и профилактике остеопороза. Уфа: «Травы Башкирии», 2007. 26 с. [Gordeev M V Galimov SH N Farkhutdinov R G Ispolzovanie lekarstvennykh rastenii v lechenii i profilaktike osteoporoza Ufa Travy Bashkirii 2007 26 s (In Russ.)].

17. Корсун В.Ф., Волков Е.Е., Ферубко Е.В., Корсун Е.В., Волков А.Е., Ивашкевич М.В. Лекарственные растения в лечении остеопороза, остеоартроза и остеонекроза. Монография. 2017. М. 528 с [Korsun V F Volkov E E Ferubko E V Korsun E V Volkov A E Ivashkevich M V Lekarstvennye rasteniia v lechenii osteoporoza osteoartroza i osteonekroza Monografiia 2017 M 528 s. (In Russ.)].

18.  Трифонов В.Н., Елистратова Ю.А., Елистратов К.Г., Курусь Н.В., Хомякова И.В., Елистратова Т.В. Композиция для лечения и предупреждения остеоартрита, остеопороза и остеоартроза суставов. Патент РФ № 2521227. заявка: 2013-03-28, публикация патента: 27.06.2014. [Trifonov V N Elistratova IU A Elistratov K G Kurus N V KHomiakova I V Elistratova T V Kompozitsiia dlia lecheniia i preduprezhdeniia osteoartrita osteoporoza i osteoartroza sustavov Patent RF 2521227 zaiavka 2013-03-28 publikatsiia patenta 27 06 2014 (In Russ.)].

19.  Сайфутдинова Р.Г., Егоров В.В. http://www.findpatent.ru/patent/233/2338551.html [Saifutdinova R G Egorov V V http www findpatent ru patent 233 2338551 html (In Russ.)].

20.  Гордеева Ю.М., Гордеев М.В., Волков Е.Е. Композиция для восстановления хрящевой и костной ткани при остеопорозе http://www.findpatent.ru/patent/258/2585108.html. [Gordeeva IU M Gordeev M V Volkov E E Kompozitsiia dlia vosstanovleniia khriashchevoi i kostnoi tkani pri osteoporoze http www findpatent ru patent 258 2585108 html (In Russ.)].

Gordeev M V Galimov SH N Farkhutdinov R G Ispolzovanie lekarstvennykh rastenii v lechenii i profilaktike osteoporoza Ufa Travy Bashkirii 2007 26 s

21. Волков Е.Е., Извольская М.С., Воронова С.Н., Василенко А.М., Волков А.Е. Новая фитотерапевтическая композиция для восстановления костной и хрящевой тканей. Экспериментальное исследование. Патологическая физиология и экспериментальная терапия. — 2015. — Т.59. — №4. — C.30-34. [Volkov EE, Izvolskaia MS, Voronova SN, et al New phytotherapeutic composition for restoring bone and cartilage. Experimental study. Patologicheskaia fiziologiia i eksperimentalnaia terapiia. 2015;59(4):30-34. (in Russ).]

22. Гордеев М.В., Волков Е.Е., Извольская М.С., Воронова С.Н., Василенко А.М. Экспериментальное исследование протективного влияния экстракта фитотерапевтической композиции с циклодекстрином на развитие остеопороза. Вопросы курортологии, физиотерапии и ЛФК. 2017. Т.94, № 5: 18-24. [Gordeev M V Volkov E E Izvolskaia M S Voronova S N Vasilenko A M New phytotherapeutic composition for restoring bone and cartilage. Experimental study. Problems of Balneology, Physiotherapy and Exercise Therapy 2017 V. 94 №5: 18-242 (in Russ).]

23. Бабкин В.А. Теоретические основы и практические разработки новых препаратов для медицины на основе экстрактивных веществ биомассы лиственницы. Химия растительного сырья. 2014. №3: 111-119. [Babkin V A Theoretical and practical development of new drugs for medicine based extractives larch biomass KHimiia rastitelnogo syria 2014 3 111-119 (in Russ).]

 


fmt_85_24_ris.1..jpg

25.01.2019 Статьи

Журнал клинической и экспериментальной ортопедии им. Г.А. Илизарова «Гений ортопедии»

Том 24, №4, 2018 год.

© Бородин С.В., Волков Е.Е., Гордеев М.В., Голощапов А.П., 2018 УДК 616.718.41-002.4-092:577.161.2 DOI 10.18019/1028-4427-2018-24-4-487-491

Факторный анализ биохимических и клинических показателей асептического некроза головки бедренной кости С.В. Бородин 4 , Е.Е. Волков 1 , М.В. Гордеев 2 , А.П. Голощапов 3

1 Общество с ограниченной ответственностью «Медицинский центр ХуанДи», г. Москва, Россия 2 Башкирское Республиканское отделение Национальной профессиональной ассоциации специалистов народной медицины и оздоровительных практик, г. Уфа, Россия 3 Государственное автономное научное учреждение «Институт стратегических исследований Республики Башкортостан», г. Уфа, Россия 4 Федеральное государственное казенное учреждение «Консультативно-диагностический центр Генерального Штаба Вооруженных сил Российской Федерации», г. Москва, Россия

Factor analysis of biochemical and clinical indicators of aseptic necrosis of the femoral head S.V. Borodin 4 , E.E. Volkov 1 , M.V. Gordeev 2 , A.P. Goloshchapov 3 1 Medical Center HuangDi LLC, Moscow, Russian Federation 2 Bashkir Republican Branch of the National Professional Association of Specialists of Traditional Medicine and Wellness Practices, Ufa, Russian Federation 3 State Autonomous Scientific Institution «Institute of Strategic Studies of the Republic of Bashkortostan», Ufa, Russian Federation 4 Federal state institution «Consultative and diagnostic center of the General Staff of Armed forces of the Russian Federation», Moscow, Russian Federation

Введение. Изучение патогенеза и улучшение диагностики асептического некроза головки бедренной кости (АНГБК) является одной из актуальных проблем восстановительной ортопедии. АНГБК является полиэтилогичным заболеванием, при котором происходит локальное усиление резорбтивной активности остеокластов и угнетение активности мезенхимальных клеток и остеобластов, что приводит к значительной потере костной ткани. В данной связи нам представляются актуальными исследования биохимических и клинических маркеров костной резорбции и ремоделирования как диагностических критериев АНГБК. Цель. Выявление связи некоторых биохимических показателей метаболизма костной ткани, отражающих баланс процессов резорбции-ремоделирования, с клиническими (пол, возраст, T-и Z-критерии), особо уделяя внимание оценке степени дефицита витамина Д у пациентов с АНГБК. Материалы и методы.В клинико-биохимическое исследование было включено 195 человек с верифицированным диагнозом «асептический некроз головки бедренной кости», ранее не получавших препаратов витамина Д. Из них 87 мужчин и 108 женщин в возрасте от 18 до 88 лет. Результаты. В ходе проведенного исследования среди лиц с диагнозом «асептический некроз головки бедренной кости» у 69,7 % выявлена недостаточность витамина Д различной степени тяжести. Распространенность недостаточности витамина Д среди мужчин (71,2 %) оказалась больше, чем у женщин (68,5 %) (р = 0,02). Среднее содержание витамина Д составило у женщин 26,5 нг/мл, у мужчин 26,7 нг/мл, что ниже принятого оптимального уровня (> 30 нг/мл). Кроме того, недостаточная обеспеченность витамином Д женщин в до- и постменопаузальном периоде оказалась практически равной (68 % и 68,7 %). У мужчин старше 50 лет отмечается такая же тенденция: Д-дефицит встречается у 64,6 % мужчин до 50 лет и у 75,9 % после 50 лет (р = 0,12). Наиболее значимыми по величине и частоте факторных связей с клиническими характеристиками явились биохимические показатели Ca2+, (25OH)D и 1,25(OH)2D у женщин и паратгормон, остеокальцин, ДПИД – у мужчин. Обсуждение. При ранжировании биохимических показателей по частоте связей с клиническими характеристиками у женщин наиболее значимыми явились показатели содержания Ca2+, (25OH)D и 1,25(OH)2D, у мужчин – паратгормона, остеокальцина и ДПИД. Из клинических характеристик наиболее связанным с биохимическими показателями оказался возраст у женщин. В данном случае возраст коррелирует с содержанием Ca2+, Ca, паратгормона, ДПИД. Можно предположить, что это обусловлено биологическими особенностями старения женского организма (менопауза, остеопороз). Заключение. Проведение факторного анализа позволило определить основные группы параметров, влияющих на вариацию клинико-биохимических показателей в группах женщин и мужчин с диагнозом АНГБК, а также выявить связи между биохимическими показателями и их клинической характеристикой. Указанное обстоятельство позволяет проводить комплексную и дифференцированную оценку метаболических нарушений и обосновывать рациональную тактику лечения. Ключевые слова: асептический некроз головки бедренной кости, витамин Д, биохимические показатели

Introduction The study of pathogenesis and improving the diagnosis of aseptic necrosis of the femoral head (ANFH) is one of the challenging problems of regenerative orthopedics. ANFH is a polyetiologic disease characterized by a local increase in the resorption activity of osteoclasts along with inhibition of activity of mesenchymal cells and osteoblasts, which lead to a significant loss of bone tissue. In this connection, it seems to us relevant to study biochemical and clinical markers of bone resorption and remodeling as diagnostic criteria for ANFH. The purpose of the study was to identify the relationship of some biochemical markers of bone tissue metabolism that reflect the balance between resorption and remodeling with clinical ones (gender, age, T- and Z-criteria), evaluate specifically the deficit of vitamin D in patients with ANFH. Materials and methods Clinical and biochemical study included 195 people with a verified diagnosis of aseptic necrosis of the femoral head who had not previously received vitamin D preparations. They were 87 men and 108 women aged 18 to 88 years. Results In the course of the study, the deficiency of vitamin D of varying severity was revealed in 69.7% of the subjects diagnosed with ANFH. Vitamin deficiency in males was higher than in women, 71.2% and 68.5 % respectively (p = 0.02). The average content of vitamin D was 26.5 ng/ml in women and 26.7 ng/ml in men which is lower than the optimal level (> 30 ng/ml). In addition, low values of vitamin D in women before and during the postmenopausal period were almost equal (68% and 68.7 %). In males over 50 years of age, the same tendency was observed: vitamin D deficiency was revealed in 64.6 % of men under 50 years and in 75.9 % over 50 years of age (p = 0.12). The most significant in magnitude and incidence of factorial connections with clinical characteristics were such biochemical parameters as Ca2+, (25OH)D and 1.25 (OH)2D in women and parathyroid hormone, osteocalcin, DPD in men. Discussion Analysis of correlations of biochemical indicators with clinical characteristics established that such indicators as the content of Ca2+, (25OH)D and 1.25 (OH)2D in women, and parathyroid hormone, osteocalcin and DPD in men were the most significant. In women, the most related clinical feature was age. Age correlated with the content of Ca2+, Ca, parathyroid hormone, DPD. It can be assumed that this is due to the biological aging of the female organism (menopause, osteoporosis). Conclusion The factor analysis enabled to determine the main groups of parameters that influence the variation of clinical and biochemical parameters in women and men diagnosed with ANFH, and also to identify the links between biochemical indicators and clinical features. This circumstance makes it possible to conduct a complex and differentiated assessment of metabolic disorders and to justify rational treatment tactics. Keywords: aseptic necrosis of femoral head, vitamin D, biochemical parameters

ВВЕДЕНИЕ

Изучение патогенеза и улучшение диагностики асептического некроза головки бедренной кости (АНГБК) является одной из актуальных проблем восстановительной ортопедии. АНГБК является полиэтилогичным заболеванием, при котором происходит локальное усиление резорбтивной активности остеокластов и угнетение активности мезенхимальных клеток и остеобластов, что приводит к значительной потере костной ткани. Одновременно снижаются прочностные свойства отдельных трабекул, наблюдается накопление микропереломов, что вызывает механическое сдавление венозного русла и приводит к ишемии и артериальному стазу с последующей импрессионной деформацией головки бедренной кости и выраженным нарушением функции сустава [1, 2]. Выделяют следующие основные факторы развития АНГБК: травматические повреждения тазобедренного сустава и оперативные вмешательства на нем, аутоиммунные патологии, длительное лечение стероидами, курение, алкоголизм. Среди значимых факторов риска развития АНГБК следует отметить такие состояния как дисплазии тазобедренных суставов, метаболические заболевания костной ткани, коагулопатии, панкреатит, гиперлипидемии, хронические заболевания печени, воздействие ионизирующей радиации, проведение лучевой и химиотерапии, генетические аномалии и др. В то же время отмечается высокая частота идиопатических форм АНГБК (40–50 % случаев). При этом важно отметить то обстоятельство, что, несмотря на разнообразие этиологии, клинические проявления АНГБК сходны [3–5]. Усиление резорбции костной ткани в очаге поражения многими исследователями рассматривается как возможный ключевой механизм патогенеза АНГБК [6–10]. В данной связи нам представляется перспективным исследование маркеров костной резорбции и ремоделирования как диагностического критерия АНГБК. Целью исследования являлось выявление связи некоторых биохимических показателей метаболизма костной ткани, отражающих процесс ремоделирования, с клинической характеристикой остеонекротического процесса (прежде всего, возраст, пол, T- и Z-критерии), особо уделяя внимание оценке степени дефицита витамина Д в исследованных группах.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Всего в клинико-биохимическое исследование было включено 195 человек с верифицированным диагнозом «асептический некроз головки бедренной кости различной стадии», ранее не получавших препаратов витамина Д. Клинические исследования были проведены в клинике ООО «Медицинский центр ХуанДи» (Москва) у всех 195 пациентов с АНГБК, среди которых 87 мужчин и 108 женщин. Средний возраст женщин 55,98 ± 1,23 года, мужчин 54,31 ± 1,31 года (табл. 1). У обследованных пациентов фиксировались следующие основные клинические параметры: антропометрические показатели, возраст, пол, денситометрические T- и Z-критерии. Клинический диагноз асептического некроза и остеопороза устанавливался, исходя из анамнеза: сведения о травмах, дисплазиях суставов, наличии низкоэнергетических переломов у пациента или у родителей, системных заболеваниях, болезнях крови, стрессах, физических перегрузках, злоупотребление алкоголем, курение, rлюкoкoртикoстeрoидная терапия, непереносимость молочных продуктов; у женщин – длительность постменопаузального периода, у мужчин – наличие проблем, связанных с низким уровнем тестостерона. Функциональное состояние суставов оценивалось по анкете Harris Hip score. Денситометрию проводили при помощи ультразвукового денситометра «Sunlight MiniOmni» (BeamMed.LTD, Израиль) на лучевой кости и проксимальной фаланге III пальца недоминантной руки. Результаты денситометрии выражали в виде Т- и Z-критериев. Рентгенологические исследования проводились методом рентгенографии тазобедренного сустава в трех проекциях (на спине, на животе, отведение по Лаунштейну), компьютерной и магниторезонансной томографии. Исследование биохимических показателей проводили в лаборатории ООО «Гемотест» (Москва). На анализаторе Cobas 8000 (Roche, Германия) в сыворотке крови определяли содержание некоторых показателей костного метаболизма, таких как кальций общий (методом фотометрии), кальций ионизированный (на ионселективных электродах); паратгормон, остеокальцин, С-концевые телопептиды коллагена I типа (Beta-Cross laps) – методом электрохемилюминесценции на анализаторе Сobas 8000 (Roche, Германия); метаболиты витамина Д (1,25(OH)2D и 25(OH)D) – методом высокоэффективной жидкостной хроматографии на анализаторе Agilent 1200 (Makron, Германия); дезоксипиридинолин (ДПИД) в моче – методом хемилюминесценции на анализаторе Immulite 2000 (Siemens, США). Степень дефицита витамина Д определяли согласно критериям, принятым Российской Ассоциацией Эндокринологов. Для установления внутренней взаимосвязи между биохимическими показателями минерального обмена и клинической характеристикой остеонекротического процесса, а также для определения числа факторов, вызывающих изменение этих показателей, нами был проведен факторный анализ. Учитывали факторы, факторные нагрузки которых превышали по модулю 0,300. Статистический анализ данных проводили с помощью программных пакетов WinPepi (http://www. brixtonhealth.com/pepi4windows.html) и MicrOsiris (http://www.microsiris.com/). Матрица исходных данных включала клинические параметры: пол, возраст, T- и Z-критерии и биохимические показатели, перечисленные выше. При проведении факторного анализа рассчитывали корреляционные коэффициенты Пирсона между рассматриваемыми признаками. При выделении факторов использовали метод главных компонент и варимакс вращение. При определении количества факторов выбирали факторы с факторной нагрузкой, превышающей 1.

Таблица 1

Выраженность степени дефицита витамина Д у пациентов с АНГБК

2d727-clip-51kb

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Анализ содержания 25(ОН)D показал, что у большинства обследованных лиц (69,7 %) наблюдается недостаточность витамина Д различной степени тяжести (табл. 1). Установлена большая распространенность недостаточности витамина среди мужчин – 71,2 %, по сравнению с женщинами – 68,5 % (р = 0,02), но при этом снижение уровня витамина Д менее 20 нг/мл в большей степени наблюдалось у женщин – 28,7 %, по сравнению с мужчинами – 18,4 % (р < 0,05). Среднее содержание витамина Д у женщин (26,4 ± 0,99 нг/мл) и мужчин (26,7 ± 1,05 нг/мл) не различалось (р > 0,05), но было ниже принятого оптимального уровня (≥ 30нг/мл). Минимальный и максимальный уровень 25(ОН)D составил, соответственно, у женщин 3 нг/мл и 55,21 нг/мл и у мужчин 9,42 нг/мл и 58,15 нг/мл. Кроме того (табл. 2), недостаточная обеспеченность витамином Д женщин в до- и постменопаузальном периоде оказалась практически равной – 68% и 68,7% (р = 0,26). У мужчин старше 50 лет отмечается такая же тенденция: Д-дефицит встречается у 64,6 % мужчин до 50 лет и у 75,9 % после 50 лет (р = 0,12).
По результатам факторного анализа было выделено 5 факторов, определяющих исследуемые признаки на 82,9 % и 79,8 % женщин и мужчин соответственно. Результаты факторного анализа взаимосвязи биохимических показателей сыворотки крови и мочи с клинической характеристикой АНГБК представлены в таблице 3. При ранжировании биохимических показателей по частоте связей с клиническими характеристиками у женщин наиболее значимыми явились показатели содержания Ca2+, (25OH)D и 1,25(OH)2D, у мужчин – паратгормона, остеокальцина и ДПИД. Из клинических характеристик (табл. 3) наиболее связанным с биохимическими показателями оказался возраст у женщин. В данном случае возраст коррелирует с содержанием Ca2+, Ca, паратгормона, ДПИД. Анализ выделенных факторов в группе женщин позволяет предположить, что первый фактор с факторной нагрузкой 2,445 ассоциирован с показателем минеральной плотности костной ткани, поскольку имеется сильная прямая причинно-следственная связь таких показателей денситометрии как T-критерий (+0,936) и Z-критерий (+0,932) и слабая обратная связь с концентрацией ионизированного кальция (-0,350) и возрастом (-0,329). Можно предположить, что данный фактор обусловлен биологическими особенностями и возрастзависимыми изменениями женского организма (пременопауза, менопауза).

Таблица 2
Выраженность степени дефицита витамина Д у пациентов с АНГБК в зависимости от возраста

753b6-clip-70kb

Таблица 3
Факторные нагрузки лабораторно-клинических показателей в группах женщин и мужчин с диагнозом АНГБК

2d0bb-clip-87kb
Примечание: факторные нагрузки признаков, значения которых не превышают по модулю 0,300, не показаны.

Второй, менее значимый компонент (факторная нагрузка 2,087), имеет сильную прямую корреляцию с маркерами остеогенеза костной ткани – остеокальцина (+0,856) и резорбции β-CrossLaps (+0,795) и менее сильную с содержанием ионизированного кальция (+0,555) и 1,25(OH)2D (+0,315). Данный фактор, на наш взгляд, отражает баланс остеогенеза и резорбции. Третий компонент с факторной нагрузкой 1,519 включает сильные прямые корреляции значений содержания 25(OH)D (+0,884) и 1,25 (OH)2D (+0,784) и обратную – с уровнем ионизированного кальция (-0,365). Данный фактор, по-видимому, отражает процессы остеогенеза. Четвертый фактор с нагрузкой 1,165 включает в себя показатели резорбции костной ткани с сильной отрицательной корреляцией содержания дезоксипиридинолина в моче DPID (– 0,759) на фоне увеличения возраста (+0,624) и повышения концентрации паратгормона (+0,595). Нами это трактуется как возрастной фактор женской группы, характеризующий преобладание процессов образования кости над резорбцией на фоне повышения уровней паратгормона. Пятый фактор с положительной нагрузкой 1,070 включает в себя положительную взаимосвязь между содержанием общего Ca в крови (+0,852) и возрастом (+0,490) и определяется нами как фактор возрастной резорбции (утрата кальция) повышение уровня кальция в крови с возрастом. По результатам факторного анализа параметров мужчин установлено, что первый наиболее значимый фактор (факторная нагрузка 2,212) имеет сильные положительные ассоциации по признакам минеральной плотности костной ткани: T-критерий (+0,972) и Z-критерий (+0,973). Соответственно, данный фактор отражает характеристику функционального состояния костной ткани: с увеличением данных показателей снижается минеральная плотность костной ткани.
Второй, менее значимый компонент (факторная нагрузка 1,844), включает зависимость (сильные положительные ассоциации) повышения концентрации метаболитов витамина Д: 1,25 (OH)2D (+0,849) и 25(OH) D (+0,790) с одновременным снижением концентрации паратгормона (отрицательная ассоциация средней силы: -0,478). На наш взгляд, эти изменения характеризуют повышение содержания метаболитов витамина Д параллельно со снижением концентрации паратгормона и нами оцениваются как фактор остеогенеза.
Третий компонент с факторной нагрузкой 1,481 включает в себя взаимозависимость снижения содержания Ca2+ в крови (-0,765) и остеокальцина (-0,508) с
повышением уровней паратгормона (+0,568) и экскреции ДПИД (+0,419). Как нам представляется, данный фактор отражает процессы резорбции.
Четвертый фактор с нагрузкой (1,392) включает в себя возраст (+0,727) и содержание Ca в крови (-0,796). С увеличением возраста у мужчин с АНГБК наблюдается снижение концентрации кальция в крови. В данном случае фактор нами также ассоциирован с возрастной резорбцией.
Пятый фактор с положительной нагрузкой 1,050 включает в себя тенденцию повышения содержания β-CrossLaps в крови (+0,846) параллельно с повышением уровней остеокальцина (+0,672) и ДПИД (+0,382) и нами трактуется как фактор резорбции.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, в ходе проведенного исследования среди лиц с диагнозом «асептический некроз головки бедренной кости» у 69,7 % выявлена недостаточность витамина Д различной степени тяжести. Распространенность недостаточности витамина среди мужчин (71,2 %) оказалась больше, чем у женщин (68,5 %) (р = 0,02), но при этом снижение уровня витамина Д менее 20 нг/мл в большей степени наблюдалось у женщин – 28,7 %, по сравнению с мужчинами – 18,4 % (р < 0,05). Среднее содержание витамина Д составило у женщин 26,5 нг/мл, у мужчин 26,7 нг/мл, что ниже принятого оптимального уровня (> 30нг/мл). Кроме того, недостаточная обеспеченность витамином Д женщин в до- и постменопаузальном периоде оказалась практической равной – 68 % и 68,7 % (р = 0,26). У мужчин старше 50 лет отмечается такая же тенденция: Д-дефицит встречается у 64,6 % мужчин до 50 лет и у 75,9 % после 50 лет (р = 0,12).
Наиболее значимыми по частоте связей с клиническими характеристиками (возраст, показатели денситометрии – T-критерий, Z-критерий) явились биохимические показатели – Ca2+, (25OH)D и 1,25(OH)2D у женщин и паратгормона, остеокальцина, ДПИД у мужчин. В группе женщин из клинических характеристик наиболее связанным с рядом биохимических показателей (Ca2+, Ca, паратгормон, ДПИД) оказался возраст. На наш взгляд, это обусловлено биологическими особенностями старения женского организма (менопауза, остеопороз).
Таким образом, проведение факторного анализа позволило выявить ряд ключевых биохимических показателей, находящихся в тесной взаимосвязи с основными параметрами клинической характеристики АНГБК (возраст, показатели денситометрии – T-критерий, (Z-критерий) с учетом гендерной принадлежности пациентов. Оценка указанных ключевых биохимических параметров позволяет сократить материальные и временные затраты при проведении оценки метаболических нарушений на разных этапах реабилитации и обосновывать рациональную тактику лечения.

ЛИТЕРАТУРА
1. Kim H.K., Morgan-Bagley S., Kostenuik P. RANKL inhibition: a novel strategy to decrease femoral head deformity after ischemic osteonecrosis //
J. Bone Miner. Res. 2006. Vol. 21, No 12. P. 1946-1954. DOI: 10.1359/jbmr.060905.
2. Kim H.K., Su P.H. Development of flattening and apparent fragmentation following ischemic necrosis of the capital femoral epiphysis in a piglet
model // J. Bone Joint Surg. Am. 2002. Vol. 84-A, No 8. P. 1329-1334.
3. Pathogenesis and natural history of osteonecrosis / Y. Assouline-Dayan, C. Chang, A. Greenspan, Y. Shoenfeld, M.E. Gershwin // Semin. Arthritis
Rheum. 2002. Vol. 32, No 2. P. 94-124.
4. KaushikA.P., DasA., Cui Q. Osteonecrosis of the femoral head:An update in year 2012 // World J. Orthop. 2012. Vol. 3, No 5. P. 49-57. DOI: 10.5312/
wjo.v3.i5.49.
5. Vaidyanathan S., Murugan Y., Paulraj K. An unusual complication in osteonecrosis of femoral head: a case report // Case Rep. Orthop. 2013.
Vol. 2013. P. 313289. DOI: 10.1155/2013/313289.
6. Мустафин Р.Н., Хуснутдинова Э.К. Аваскулярный некроз головки бедренной кости // Тихоокеанский медицинский журнал. 2017. № 1 (67).
С. 27–35.
7. Фармакологическая терапия ранних стадий асептического некроза головки бедренной кости : метод. рекомендации / ФГУ ЦИТО им.
Н.Н. Приорова Росмедтехнологий ; авт.-сост.: С.П. Миронов, С.С. Родионова, А.А. Шумский. М., 2011. 11 с.
8. Mankin H.J. Nontraumatic necrosis of bone (osteonecrosis) // N. Engl J. Med. 1992. Vol. 326, No 22. P. 1473-1479. DOI: 10.1056/
NEJM199205283262206.
9. Retention, distribution, and effects of intraosseously administered ibandronate in the infracted femoral head / J. Aya-ay, S. Athavale, S. MorganBagley, H. Bian, F. Bauss, H.K. Kim // J. Bone Miner. Res. 2007. Vol. 22, No 1. P. 93-100. DOI: 10.1359/jbmr.060817.
10. Drug therapy increases bone density in osteonecrosis of the femoral head in canines / J.R. Bowers, Z.H. Dailiana, E.F. McCarthy, J.R. Urbaniak //
J. Surg. Orthop. Adv. 2004. Vol. 13, No 4. P. 210-216.
REFERENCES
1. Kim H.K., Morgan-Bagley S., Kostenuik P. RANKL inhibition: a novel strategy to decrease femoral head deformity after ischemic osteonecrosis.
J. Bone Miner. Res., 2006, Vol. 21, no. 12, pp. 1946-1954. DOI: 10.1359/jbmr.060905.
2. Kim H.K., Su P.H. Development of flattening and apparent fragmentation following ischemic necrosis of the capital femoral epiphysis in a piglet
model. J. Bone Joint Surg. Am., 2002, vol. 84-A, no. 8, pp. 1329-1334.
3. Assouline-Dayan Y., Chang C., Greenspan A., Shoenfeld Y., Gershwin M.E. Pathogenesis and natural history of osteonecrosis. Semin. Arthritis
Rheum., 2002, vol. 32, no. 2, pp. 94-124.
4. Kaushik A.P., Das A., Cui Q. Osteonecrosis of the femoral head: An update in year 2012. World J. Orthop., 2012, vol. 3, no. 5, pp. 49-57.
DOI: 10.5312/wjo.v3.i5.49.
5. Vaidyanathan S., Murugan Y., Paulraj K. An unusual complication in osteonecrosis of femoral head: a case report. Case Rep. Orthop., 2013,
vol. 2013, pp. 313289. DOI: 10.1155/2013/313289.
6. Mustafin R.N., Khusnutdinova E.K. Avaskuliarnyi nekroz golovki bedrennoi kosti [Avascular necrosis of the femoral head]. Tikhookeanskii
Meditsinskii Zhurnal, 2017, no. 1(67), pp. 27-35. (in Russian)
7. Mironov S.P., Rodionova S.S., Shumskii A.A., comp. Farmakologicheskaia terapiia rannikh stadii asepticheskogo nekroza golovki bedrennoi kosti:
metod.rekomendatsii [Pharmaological therapy of the early stages of femoral head aseptic necrosis: technique manual]. FGU TsITO im. N.N. Priorova
Rosmedtekhnologii [FSI “Central Priorov Institute of Traumatology and Orthopaedics” of Rosmedtechnologies]. Moscow, 2011, 11 p. (in Russian)
8. Mankin H.J. Nontraumatic necrosis of bone (osteonecrosis). N. Engl J. Med., 1992, vol. 326, no. 22, pp. 1473-1479. DOI: 10.1056/
NEJM199205283262206.
9. Aya-ay J.,Athavale S., Morgan-Bagley S., Bian H., Bauss F., Kim H.K. Retention, distribution, and effects of intraosseously administered ibandronate
in the infracted femoral head. J. Bone Miner. Res., 2007, vol. 22, no. 1, pp. 93-100. DOI: 10.1359/jbmr.060817.
10. Bowers J.R., Dailiana Z.H., McCarthy E.F., Urbaniak J.R. Drug therapy increases bone density in osteonecrosis of the femoral head in canines.
J. Surg. Orthop. Adv., 2004, vol. 13, no. 4, pp. 210-216.

Сведения об авторах:
1. Бородин Сергей Викторович,
ФГКУ «Консультативно-диагностический центр ГШ ВС РФ»,
г. Москва, Россия,
Email: contact@femurhead.ru
2. Волков Евгений Егорович, к. м. н., профессор,
ООО «Медицинский центр ХуанДи», г. Москва, Россия,
Email: evolkov@femurhead.ru
3. Гордеев Михаил Викторович, к. б. н.,
Башкирское Республиканское отделение Национальной
профессиональной ассоциации специалистов народной
медицины и оздоровительных практик, г. Уфа, Россия,
Email: mvgordeev@gmail.com
4. Голощапов Андрей Петрович, к. б. н.,
ГАНУ «Институт стратегических исследований Республики
Башкортостан», г. Уфа, Россия,
Email: apg1960@yandex.ru.


Bankoboev.Ru_spiral_dnk-960x634.jpg

03.10.2018 Статьи

Журнал клинической и экспериментальной ортопедии им. Г.А. Илизарова Том 24, № 3, 2018 год

© Волков Е.Е., Гордеев М.В., Голощапов А.П., Романова А.Р., Ностаева С.Э., 2018
УДК 575.174.015.3:616.718.41-002.4
DOI 10.18019/1028-4427-2018-24-3-335-340

Исследование полиморфных локусов генов CALCR, COL1A1, VDR, LCT
у пациентов с асептическим некрозом головки бедренной кости

Е.Е. Волков, М.В. Гордеев, А.П. Голощапов, А.Р. Романова, С.Э. Ностаева

1 Общество с ограниченной ответственностью «Медицинский центр ХуанДи», г. Москва, Россия
2 Башкирское Республиканское отделение Национальной профессиональной ассоциации специалистов народной медицины и оздоровительных практик, г. Уфа, Россия
3 Государственное автономное научное учреждение «Институт стратегических исследований Республики Башкортостан», г. Стерлитамак, Россия
4 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Башкирский государственный университет», г. Уфа, Россия

Study of polymorphic loci of CALCR, COL1A1, VDR, and LCT genes in patients with aseptic necrosis of the femoral head
E.E. Volkov, M.V. Gordeev, A.P. Goloshchapov, A.R. Romanova, S.E. Nostaeva

1 Medical Center HuangDi LLC, Moscow, Russian Federation
2 Bashkir Republican Branch of the National Professional Association of Specialists in Traditional Medicine and Health Practice, Ufa, Russian Federation
3 State Autonomous Scientific Institution «Institute of Strategic Studies of the Republic of Bashkortostan», Sterlitamak, Russian Federation;
4 Bashkir State University, Ufa, Russian Federation

Введение. Асептический некроз головки бедренной кости (АНГБК) – многофакторное заболевание, одним из факторов его развития является генетическая предрасположенность. Учитывая данное обстоятельство, актуальность изучения генетических маркеров развития АНГБК не вызывает сомнения. Цель. Изучение распределения частот аллелей и генотипов полиморфных локусов c.1377 C/T гена CALCR; -1997G/T, -1663indelT и +1245 G/T (Sp1) гена COL1A1; -3731 A/G (Cdx2) и +283 G/A (BsmI) гена VDR, а также -13910 C/T гена LCT у пациентов с АНГБК и анализ ассоциаций исследованных молекулярно-генетических маркеров с риском развития данной патологии. Материалы и методы. Проведен анализ ассоциации аллелей генов для изучения наследственной предрасположенности к развитию АНГБК. Методом пиросеквенирования с использованием системы генетического анализа PyroMark Q24 определяли 7 полиморфных маркеров в генах CALCR, COL1A1, VDR, LCT. Проведено генотипирование 60 образцов ДНК индивидов с АНГБК, определены частоты аллелей и генотипов. Результаты. Выявлена ассоциация генотипа A/A полиморфного локуса +283 G/A (BsmI) гена VDR (OR = 2,92; 95 % CI:1,16–7,35), а также носительства аллели A этого локуса (OR = 1,55; 95 % CI:1,02–2,37) с риском развития АНГБК. Также обнаружено, что риск развития АНГБК увеличивается более чем в 2 раза при наличии генотипа G/G полиморфного локуса -3731 A/G (Cdx2) в гене VDR (OR = 2,09; 95 % CI:0,51–8,59); носительство аллели G этого полиморфного локуса ассоциируется с повышенным риском развития АГНБК (OR = 1,8; 95 % CI:1,13–2,86). Обсуждение. Полученные результаты свидетельствуют, что анализ полиморфных локусов +283 G/A (BsmI) и -3731 A/G (Cdx2) гена VDR позволяет осуществлять раннее выявление лиц с повышенным риском развития АНГБК и, следовательно, проводить профилактику данного заболевания. Однако вклад определенных генов в формирование асептического некроза головки бедренной кости требует дальнейшего изучения, особенно с учетом размеров выборок и этнической специфичности. Заключение. Риск развития АНГБК увеличивается более чем в 2 раза при наличии генотипа G/G полиморфного локуса -3731 A/G (Cdx2) в гене VDR (OR = 2,09; 95 % CI: 0,51–8,59). Установлена ассоциация генотипа A/A локуса +283 G/A (BsmI) гена рецептора витамина D VDR с риском развития АНГБК (OR = 2,92; 95 % CI: 1,16–7,35); также показано, что носительство аллели A ассоциировано с повышенным риском развития АГНБК (OR = 1,55; 95 % CI:1,02–2,37). Ключевые слова: асептический некроз головки бедренной кости, полиморфные локусы, полиморфизм генов CALCR, COL1A1, VDR, LCT

Introduction Aseptic necrosis of the femoral head (ANFH) is a multifactorial disease, and genetic predisposition is one of these factors. Considering this circumstance, researchers search for identification of genetic markers of ANFH development. An objective of this research was to study the frequency of alleles and genotypes of polymorphic loci of 1377 C/T gene CALCR; -1997G/T, -1663indelT and +1245 G/T (Sp1) of gene COL1A1; -3731 A/G (Cdx2) и +283 G/A (BsmI) of gene VDR, and -13910 C/T of gene LCT in patients with ANFH and further analyze the association of the molecular-genetic markers under the study with the risk of developing this disease. Material and methods Analysis of association of alleles of genes for studying genetic predisposition to ANFH was carried out. Seven polymorphic markers in genes CALCR, COL1A1, VDR, LCT were detected by pyrosequencing method using the system of genetic analysis PyroMark Q24. Genotyping of 60 DNA samples of individuals with ANFH was conducted, frequencies of alleles and genotypes were determined. Results Genotype A/A of polymorphic locus +283 G/A (BsmI) of gene VDR (OR = 2.92; 95 % CI: 1.16–7.35) was associated with the risk of ANFH development as well as the carriage of allele A of this locus (OR = 1.55; 95 % CI: 1.02-2.37). It was also found that genotype G/G of polymorphic locus -3731 A/G (Cdx2) in gene VDR increased the risk of ANFH development more than twice (OR = 2.09; 95 % CI: 0.51-8.59); the carriage of the allele G of this polymorphic locus is associated with an elevated risk of ANFH (OR = 1.8; 95 % CI: 1.13-2.86). Discussion The results show that the analysis of the polymorphic loci +283 G/A (BsmI) and -3731 A/G (Cdx2) of VDR gene enables an early identification of persons at high risk of ANFH and, consequently, a possibility to prevent this disease. However, the involvement of certain genes in ANFH development requires further study, particularly given the sample sizes and ethnic specificity. Conclusion The risk of developing ANFH increased more than twice in the presence of genotype G/G of the polymorphic locus -3731 A/G (Cdx2) of VDR gene (OR = 2.09; 95 % CI: 0.51–8.59). Association of genotype A/A of locus +283 G/A (BsmI) of the gene of vitamin D receptor VDR with the risk of ANFH was established (OR = 2.92; 95 % CI: 1.16–7.35); it was also found that the A allele carriage was associated with an increased risk of ANFH (OR = 1.55; 95 % CI:1.02–2.37). Keywords: aseptic necrosis of the femoral head, polymorphic loci, polymorphism of genes CALCR, COL1A1, VDR, LCT

ВВЕДЕНИЕ

На долю асептического некроза головки бедренной кости (АНГБК) приходится от 1,2 до 4,7 % всей ортопедической патологии тазобедренных суставов. Исследования этиопатогенеза асептического некроза головки бедренной кости указывают на многофакторность данного заболевания, одним из факторов является генетическая предрасположенность [1]. Генетический аспект этиопатогенеза АНГБК изучен на сегодняшний день недостаточно, поэтому, как нам представляется, исследования, направленные на выявление молекулярно-генетических маркеров развития АНГБК, являются актуальными. В данной работе были проанализированы частоты аллелей и генотипов полиморфных вариантов генов-кандидатов, продукты которых вовлечены в процессы костного метаболизма и остеогенеза: рецептора кальцитонина CALCR [2]; α1цепи коллагена первого типа (COL1A1) [3–6]; рецептора витамина D (VDR) [7, 8], а также лактазы (LCT) [9]. Насколько нам известно, подобные молекулярно-генетические исследования в Российской Федерации не проводились.

Цель исследования – изучение распределения частот аллелей и генотипов полиморфных локусов c.1377 C/T гена рецептора кальцитонина CALCR; -1997G/T, -1663indelT и +1245 G/T (Sp1) гена α1цепи коллагена первого типа (COL1A1); -3731 A/G (Cdx2) и +283 G/A (BsmI) гена рецептора витамина D (VDR), а также -13910 C/T гена лактазы (LCT) у пациентов с АНГБК с последующим анализом ассоциаций исследованных молекулярно-генетических маркеров с риском развития данной патологии.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Клинико-генетическое обследование было проведено у 60 пациентов с АНГБК, среди которых 31 мужчина и 29 женщин, в возрасте 21–89 лет, обратившихся в специализированный Центр по лечению асептического некроза (Общество с ограниченной ответственностью «Медицинский центр ХуанДи», Москва). Средний возраст мужчин 56,29 ± 0,43 года, женщин 58,86 ± 0,38 года. Этногенетическая принадлежность пациентов однородная – славяно-балтская: 51 русский, 6 украинцев, 1 белорус, 2 латыша, проживающих в Центральном Федеральном округе. Контрольные выборки состояли из русских и были взяты на основании данных, опубликованных в литературе. У обследованных пациентов фиксировались возраст, антропометрические показатели. Клинический диагноз асептического некроза и остеопороза устанавливался на основании клинико-анамнестических данных, лабораторных показателей, рентгенографии в трех проекциях (на спине, животе, укладка по Лаунштейну), компьютерной томографии (КТ) и магнитно-резонансной томографии (МРТ) тазобедренных суставов. Стадия АНГБК устанавливалась согласно критериям классификаций Ficat и Arle и ARCO (Association Research Circulation Osseuos), оценка функционального состояния суставов проводилась по анкете Harris Hip score. Оценка плотности и качества костной ткани (денситометрия) проводилась на лучевой кости и проксимальной фаланге III пальца недоминантной руки при помощи ультразвукового денситометра «Sunlight MiniOmni» (BeamMed. LTD, Израиль). Результаты представлялись в виде показателей SOS (speed of sound, м/с), Т- и Z-критериев.

Для молекулярно-генетического анализа использовали образцы геномной ДНК, выделенные из лейкоцитов крови на автоматической станции King Fisher Flex (Thermo Scientific). Определение полиморфизмов в генах CALCR, COL1A1, VDR, LCT проводили с помощью ПЦР (полимераза и ПЦР-буфер производства ООО «Лаборатория Изоген»; амплификационные праймеры – ЗАО «Евроген», Россия). ПЦР проводили на амплификаторе «Eppendorf mastercycler nexus gradient» (Германия). Анализ полиморфных ДНК‑локусов осуществляли методом пиросеквенирования с использованием системы генетического анализа PyroMark Q24 QIAGEN (Германия) на базе коммерческой диагностической лаборатории. Оценку гипотезы о принадлежности выборок к одной генеральной совокупности (т.е. отсутствии различий в распределении частот аллелей и генотипов между выборками) проводили с использованием критерия χ2 Пирсона с использованием пакета прикладных программ WinPepi (http://www.brixtonhealth.com/ pepi4windows.html). В случае достоверных отличий между исследованной группой и популяционным контролем рассчитывали коэффициент соотношения шансов (odds ratio – OR) [2] с учетом 95 % доверительного интервала (95 % CI). Коэффициент OR, равный 1, свидетельствует об отсутствии ассоциации ДНК-маркера с риском развития заболевания; OR больше или меньше 1 свидетельствует о повышенном или пониженном риске развития заболевания соответственно. Для определения OR использовали калькулятор расчета статистики в исследованиях случай – контроль (http://test. tapotili.ru/ calculator or.php).

РЕЗУЛЬТАТЫ

Ген CALCR кодирует рецепторные мембранные белки к кальцитонину на остеокластах, клетках почек, печени и др. тканей. Известно, что активизация кальцитониновых рецепторов приводит к ингибированию активности остеокластов и снижению скорости резорбции костной ткани. Нарушение функции кальцитониновых рецепторов может приводить к увеличению костной резорбции. Полиморфизм c.1377 C/T (rs1801197) гена кальцитонина CALCR представляет собой точечную однонуклеотидную мутацию, приводящую к замене аминокислоты в пептидной цепи молекулы фермента [2]. Анализ распределения частот аллелей и генотипов полиморфного локуса c.1377 C/T (rs1801197) гена CALCR в группе пациентов с АНГБК и в контрольной выборке статистически достоверных различий не выявил (табл. 1).

Таблица 1

Распределение частот аллелей и генотипов полиморфного локуса c.1377 C/T (rs1801197) гена CALCR в группе больных с АНГБК и в контрольной выборке

таб 1

Белковые продукты экспрессии гена COL1A1 (коллаген I-го типа) являются основой матрикса соединительной (до 25 – 30 %) и костной (90 %) тканей. Ген COL1A1 картирован на длинном плече 17 хромосомы (17q21.33). В 5′ регионе гена локализованы три полиморфизма: в сайте инициации транскрипции Spl (+1245G/T, rs1800012) и в промоторе (-1997G/T, rs1107946 и -1663IndelT, rs2412298) [10, 11].
Проведенный нами анализ частот аллелей и генотипов полиморфных локусов -1997G/T (rs1107946), 1663IndelT (rs2412298) и +1245 G/T (Sp1) (rs1800012)
гена COL1A1 в группе больных с АНГБК и в контрольных выборках статистически достоверных различий не выявил (табл. 2).
Ген VDR картирован на 12-й хромосоме (12q13.11) и кодирует ядерный рецептор, который связывает активную форму витамина (1,25-дигидроксивитамин D3
— 1α,25(ОН)2 D3). Интерес исследователей вызывают полиморфные аллельные варианты Cdx2 (rs11568820) и BsmI (rs1544410) гена рецептора витамина D VDR [15].
Частоты GG, AG и AA генотипов полиморфного локуса -3731 A/G (Cdx2) гена рецептора витамина D VDR (rs11568820) у пациентов с АНГБК достоверно
отличались от популяционных (63,6, 33,3, 3,0 % и 44,9, 48,9 и 6,2 % соответственно; χ2 = 6,88; df = 2, p = 0,009)
(табл. 3). Согласно коэффициенту соотношения шансов, риск развития АНГБК увеличивается более чем в 2 раза при наличии генотипа G/G в гене VDR (OR = 2,09; 95 % CI:0,51–8,59). Носительство аллели G ассоциируется с повышенным риском развития АГНБК (OR = 1,8; 95 % CI:1,13–2,86): среди больных АНГБК частота носительства составила 80,3 %, что достоверно выше, чем в контрольной группе – 69,4 % (р = 0,01, df = 1).

Анализ полученных данных показал, что частоты аллелей и генотипов полиморфного локуса +283 G/A (BsmI) гена рецептора витамина D VDR в группе больных АНГБК и популяционной выборке достоверно отличаются (табл. 3): 51,0, 41,7, 7,3 % и 43,3, 38,3, 18,4 % соответственно (χ2 = 3,80; df = 2, p = 0,05); риск развития АНГБК повышен при наличии генотипа A/A в гене VDR (OR = 2,92; 95 % CI:1,16–7,35). Носительство аллели A ассоциировано с повышенным риском развития АГНБК (OR = 1,55; 95 % CI:1,02–2,37): среди больных АНГБК частота носительства достоверно выше, чем в контрольной группе – 18,4 % и 7,3 % соответственно (р = 0,04, df = 1). Ген лактазы LCT находится на 2-й хромосоме в локусе 2q21. Лактазная недостаточность (гиполактазия) проявляется в неспособности усваивать лактозу цельного молока и обусловлена генетически. Для прямой ДНК-диагностики гиполактазии применяют анализ ассоциированного с первичной гиполактазией однонуклеотидного полиморфизма С/Т-13910 в регуляторном участке гена лактазы LCT (rs4988235) [9]. Проведенный нами анализ распределения частот аллелей и генотипов полиморфного локуса C/T-13910 гена LCT в группах больных АНГБК и популяционной выборке не выявил достоверных различий (табл. 4).

Таблица 2

таб 234

ОБСУЖДЕНИЕ

Изменение структуры рецепторов к кальцитонину на остеокластах, клетках почек, печени и др. тканях отражается на их функциональной активности, с чем связана большая степень костной резорбции у носителей варианта Т полиморфизма c.1377 C/T (rs1801197) гена кальцитонина CALCR [2]. В ходе проведенных исследований различий в частотах генотипов и аллелей данного гена между группами пациентов с АНГБК и контрольной не установлено. Известно, что полиморфные локусы -1997G/T и -1663IndelT гена COL1A1 сцеплены между собой и находятся в тесном неравновесии по сцеплению с Spl полиморфизмом и по отдельности, и в сочетании друг с другом напрямую влияют на минеральную плотность костной ткани [5]. По результатам некоторых исследований аллель G полиморфного локуса -1997G/T ассоциирована с развитием заболеваний, связанных с нарушением обмена кальция, быстрой потерей минеральной плотности костной ткани и развитием тяжёлого остеопороза [3–5]. В некоторых исследованиях полиморфизма Sp1 (rs1800012) у носителей аллели Т (аналог аллели s) как в гомозиготном, так и в гетерозиготном состоянии были отмечены нарушение функции коллагена и предрасположенность к остеопорозу [6]. В ходе проведенных исследований не было установлено статистически достоверных различий между частотами аллелей и генотипов полиморфных локусов -1997G/ T, -1663IndelT и +1245 G/T (Sp1) гена COL1A1 в группе больных АНГБК и в контрольной выборке. Известно, что аллель A полиморфного локуса BsmI (rs1544410) гена рецептора витамина D VDR ассоциирована со стимуляцией экспрессии гена и повышает сывороточный уровень 1α,25(ОН)2D3 по сравнению с аллелью G [7, 15]. Также в ряде исследований полиморфизма Cdx2 (rs11568820) была продемонстрирована протективная роль носительства мутантной аллели A, которое связывают с увеличением транскрипции кальций-переносящих белков: в условиях сниженного потребления кальция предотвращается потеря минеральной плотности костной ткани [8, 16]. В ходе проведенного исследования было установлено, что носительство аллели G полиморфного локуса -3731 A/G (Cdx2) гена рецептора витамина D VDR (rs11568820) ассоциируется с повышенным риском развития АГНБК (OR = 1,8; 95 % CI:1,13–2,86): среди больных АНГБК частота носительства составила 80,3 %, что достоверно выше, чем в контрольной группе – 69,4 % (р = 0,01, df = 1). Также было показано, что при наличии генотипа G/G риск развития АНГБК увеличивается более чем в 2 раза (OR = 2,09; 95 % CI:0,51–8,59). Анализ полученных данных показал, что риск развития АНГБК повышен при наличии генотипа A/A полиморфного локуса +283 G/A (BsmI) гена VDR (OR = 2,92; 95 % CI:1,16–7,35). Также была установлена ассоциация носительства с повышенным риском развития заболевания (OR = 1,55; 95 % CI:1,02–2,37): среди больных АНГБК частота носительства достоверно выше, чем в контрольной группе –18,4 % и 7,3 % соответственно (р = 0,04, df = 1). Известно, что лица с генотипами CT или TT полиморфного локуса C/T-13910 гена лактазы LCT (rs4988235) имеют повышенную активность лактазы, тогда как у лиц с генотипами СC наблюдается снижение активности фермента. В ряде исследований была выявлена ассоциация недостаточности лактазы со снижением минеральной плотности костной ткани, что связано с алиментарной недостаточностью молочного кальция [9]. В нашем исследовании достоверные различия при сравнении распределения частот аллелей и генотипов полиморфного локуса C/T-13910 гена LCT в группах больных АНГБК и популяционной выборке не установлены.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты исследования показали, что риск развития АНГБК увеличивается более чем в 2 раза при наличии генотипа G/G полиморфного локуса -3731 A/G (Cdx2) в гене VDR (OR = 2,09; 95 % CI: 0,51–8,59). В результате проведенного исследования выявлена ассоциация генотипа A/A локуса +283 G/A (BsmI) гена рецептора витамина D VDR с риском развития АНГБК: OR = 2,92; 95 % CI:1,16–7,35. Также показано, что носительство аллели A ассоциировано с повышенным риском развития АГНБК (OR = 1,55; 95 % CI:1,02–2,37): среди больных АНГБК частота носительства достоверно выше, чем в контрольной группе – 18,4 % и 7,3 % соответственно (p = 0,04, df = 1). Результаты исследования свидетельствуют о возможности осуществления раннего выявления лиц с наследственной предрасположенностью к развитию АНГБК с помощью молекулярно-генетических маркеров и, следовательно, проведения профилактики данного заболевания. Однако вклад определенных генов в формирование АНГБК требует дальнейшего изучения, особенно с учетом размеров выборок и этнической специфичности.

ЛИТЕРАТУРА

1. Коваленко А.Н., Ахтямов И.Ф. Этиология и патогенез асептического некроза головки бедренной кости // Гений ортопедии. 2010. № 2. С. 138-144.

2. Анализ ассоциации аллелей генов Collal, VDR и CALCR с развитием остеопороза / М.В. Москаленко, М.В. Асеев, С.М. Котова, В.С. Баранов // Экологическая генетика. 2004. Т. II, № 1. С. 38-43.

3. Lau J., Ioannidis J.P., Schmid C.H. Quantitative synthesis in systematic reviews // Ann. Intern. Med. 1997. Vol. 127, No 9. P. 820-826.

4. Ralston S.H. Genetic markers of bone metabolism and bone disease // Scand. J. Clin. Lab. Invest. Suppl. 1997. Vol. 227. P. 114-121.

5. The Spl binding site polymorphism in the collagen type I alpha 1 (COLIA1) gene is not associated with bone mineral density in healthy children, adolescents, and young adults / J.P. Berg, E.H. Lehmann, J.A. Stakkestad, E. Haug, J. Halse // Eur. J. Endocrinol. 2000. Vol.143, No 2. P. 261-265.

6. A COL1A1 Sp1 binding site polymorphism predisposes to osteoporotic fracture by affecting bone density and quality / V. Mann, E.E. Hobson, B. Li, T.L. Stewart, S.F. Grant, S.P. Robins, R.M. Aspden, S.H. Ralston // J. Clin. Invest. 2001. Vol. 107, No

7. P. 899-907. DOI: 10.1172/JCI10347. 7. BsmI, TaqI, ApaI and FokI polymorphisms in the vitamin D receptor (VDR) gene and risk of fracture in Caucasians: a meta-analysis / G.R. Ji, M. Yao, C.Y. Sun, Z.H. Li, Z. Han // Bone. 2010. Vol. 47, No 3. P. 681-686. DOI: 10.1016/j.bone.2010.06.024.

8. Association of vitamin D receptor BsmI gene polymorphism with risk of osteoporosis: a meta-analysis of 41 studies / G. Qin, Z. Dong, P. Zeng, M. Liu, X. Liao // Mol. Biol. Rep. 2013. Vol. 40, No 1. P. 497-506. DOI: 10.1007/s11033-012-2086-x.

9. Полиморфизм C/T-13910 регуляторного участка гена лактазы LCT и распространенность гиполактазии в популяциях Евразии / М.В. Соколова, Е.В. Васильев, А.И. Козлов, Д.В. Ребриков, С.С. Сенкеева, Ж.М. Кожекбаева, А.В. Люндуп, Н.С. Свечникова, П.П. Огурцов, Э.К. Хуснутдинова, Н.К. Янковский, С.А. Боринская // Экологическая генетика. 2007. Т. V, № 3. С. 25-34.

10. Reduced bone density and osteoporosis associated with a polymorphic Sp1 binding site in the collagen type I alpha 1 gene / S.F. Grant, D.M. Reid, G. Blake, R. Herd, I. Fogelman, S.H. Ralston // Nat. Genet. 1996. Vol. 14, No 2. P. 203-205. DOI: 10.1038/ng1096-203.

11. Two new single-nucleotide polymorphisms in the COL1A1upstream regulatory region and their relationship to bone mineral density / N. Garcia-Giralt, X. Nogués, A. Enjuanes, J. Puig, L. Mellibovsky, A. Bay-Jensen, R. Carreras, S. Balcells, A. Díez-Pérez, D. Grinberg // J. Bone Miner. Res. 2002. Vol. 17, No 3. P. 384-393. DOI: 10.1359/jbmr.2002.17.3.384.

12. Изучение молекулярно-генетических основ развития постменопаузального остеопороза в Волго-Уральском регионе / Р.И. Хусаинова, Л.И. Селезнева, Р.Р. Валиев, Э.К. Хуснутдинова // Медицинская генетика. 2009. Т. 8, № 8. С. 12–19.

13. Генетический паспорт – основа индивидуальной и предиктивной медицины / под. ред. В.С. Баранова. СПб.: Изд-во Н-Л, 2009. 528 с. ISBN 978- 5-94869-084-1.

14. Genetics and biology of vitamin D receptor polymorphisms / A.G. Uitterlinden, Y. Fang, J.B. van Meurs, H.A. Pols, J.P. van Leeuwen // Gene. 2004. Vol. 338, No 2. P. 143-156. DOI: 10.1016/j.gene.2004.05.014.

15. BsmI vitamin D receptor genotypes influence the efficacy of antiresorptive treatments in postmenopausal osteoporotic women. A 1-year multicenter, randomized and controlled trial / S. Palomba, F. Orio Jr., T. Russo, A. Falbo, A. Tolino, F. Manguso, V. Nunziata, P. Mastrantonio, G. Lombardi, F. Zullo // Osteoporos. Int. 2005. Vol. 16, No 8. P. 943-952. DOI: 10.1007/s00198-004-1800-5.

16. Relationship between vitamin D receptor BsmI and FokI polymorphisms and anthropometric and biochemical parameters describing metabolic syndrome / A. Filus, A. Trzmiel, J. Kuliczkowska-Płaksej, U. Tworowska, D. Jedrzejuk, A. Milewicz, M. Medraś // Aging Male. 2008. Vol. 11, No 3. P. 134-139. DOI: 10.1080/13685530802273426.

17. Базилевская Е.М., Якубова И.Ш., Топанова А.А. Оценка генетической предрасположенности молодых жителей г. Санкт-Петербурга к заболеваниям, связанным с нарушением обмена кальция // Профилактическая и клиническая медицина. 2014. № 3(52). С. 96-101.

18. Анализ взаимосвязи генов VDR3 и COL1A1 с маркерами костного метаболизма у подростков с нарушением осанки / Е.А. Кочеткова, Б.И. Гельцер, О.Ю. Бубнов, Т.Г. Васильева, О.А. Белых, П.А. Лукьянов // Тихоокеанский медицинский журнал. 2005. № 1. С. 34–37.

REFERENCES

1. Kovalenko A.N., Akhtiamov I.F. Etiologiia i patogenez asepticheskogo nekroza golovki bedrennoi kosti [Etiology and pathogenesis of femoral head aseptic necrosis]. Genij Ortopedii, 2010, no. 2, pp. 138-144. (In Russian)

2. Moskalenko M.V., Aseev M.V., Kotova S.M., Baranov V.S. Analiz assotsiatsii allelei genov Collal, VDR i CALCR s razvitiem osteoporoza [Analyzing the association of the alleles of Collal, VDR and CALCR genes with osteoporosis development]. Ekologicheskaia Genetika, 2004, vol. II, no. 1, pp. 38-43. (In Russian)

3. Lau J., Ioannidis J.P., Schmid C.H. Quantitative synthesis in systematic reviews. Ann. Intern. Med., 1997, vol. 127, no. 9, pp. 820-826.

4. Ralston S.H. Genetic markers of bone metabolism and bone disease. Scand. J. Clin. Lab. Invest. Suppl., 1997, vol. 227, pp. 114-121.

5. Berg J.P., Lehmann E.H., Stakkestad J.A., Haug E., Halse J. The Spl binding site polymorphism in the collagen type I alpha 1 (COLIA1) gene is not associated with bone mineral density in healthy children, adolescents, and young adults. Eur. J. Endocrinol., 2000, vol.143, no. 2, pp. 261-265.

6. Mann V., Hobson E.E., Li B., Stewart T.L., Grant S.F., Robins S.P., Aspden R.M., Ralston S.H. A COL1A1 Sp1 binding site polymorphism predisposes to osteoporotic fracture by affecting bone density and quality. J. Clin. Invest., 2001, vol. 107, no. 7, pp. 899-907. DOI: 10.1172/JCI10347.

7. Ji G.R., Yao M., Sun C.Y., Li Z.H., Han Z. BsmI, TaqI, ApaI and FokI polymorphisms in the vitamin D receptor (VDR) gene and risk of fracture in Caucasians: a meta-analysis. Bone, 2010, vol. 47, no. 3, pp. 681-686. DOI: 10.1016/j.bone.2010.06.024.

8. Qin G., Dong Z., Zeng P., Liu M., Liao X. Association of vitamin D receptor BsmI gene polymorphism with risk of osteoporosis: a meta-analysis of 41 studies. Mol. Biol. Rep., 2013, vol. 40, no. 1, pp. 497-506. DOI: 10.1007/s11033-012-2086-x.

9. Sokolova M.V., Vasil’ev E.V., Kozlov A.I., Rebrikov D.V., Senkeeva S.S., Kozhekbaeva Zh.M., Liundup A.V., Svechnikova N.S., Ogurtsov P.P., Khusnutdinova E.K., Iankovskii N.K., Borinskaia S.A. Polimorfizm C/T-13910 reguliatornogo uchastka gena laktazy LCT i rasprostranennost’ gipolaktazii v populiatsiiakh Evrazii [Polymorphism of C/T-13910 regulatory site of LCT lactase gene and hypolactasia prevalence in Eurasia populations]. Ekologicheskaia Genetika, 2007, vol. V, no. 3, pp. 25-34. (In Russian)

10. Grant S.F., Reid D.M., Blake G., Herd R., Fogelman I., Ralston S.H. Reduced bone density and osteoporosis associated with a polymorphic Sp1 binding site in the collagen type I alpha 1 gene. Nat. Genet., 1996, vol. 14, no. 2, pp. 203-205. DOI: 10.1038/ng1096-203.

11. Garcia-Giralt N., Nogués X., Enjuanes A., Puig J., Mellibovsky L., Bay-Jensen A., Carreras R., Balcells S., Díez-Pérez A., Grinberg D. Two new singlenucleotide polymorphisms in the COL1A1upstream regulatory region and their relationship to bone mineral density. J. Bone Miner. Res., 2002, vol. 17, no. 3, pp. 384-393. DOI: 10.1359/jbmr.2002.17.3.384.

12. Khusainova R.I., Selezneva L.I., Valiev R.R., Khusnutdinova E.K. Izuchenie molekuliarno-geneticheskikh osnov razvitiia postmenopauzal’nogo osteoporoza v Volgo-Ural’skom regione [Studying the molecular-genetic foundations of postmenopausal osteoporosis development in the Volga-Urals region]. Meditsinskaia Genetika, 2009, vol. 8, no. 8, pp. 12-19. (In Russian)

13. Baranov V.S. ed. Geneticheskii pasport – osnova individual’noi i prediktivnoi meditsiny [Genetic passport – the basis of individual and predictive medicine]. SPb., Izd-vo N-L, 2009, 528 p. (In Russian)

14. Uitterlinden A.G., Fang Y., Van Meurs J.B., Pols H.A., Van Leeuwen J.P. Genetics and biology of vitamin D receptor polymorphisms. Gene, 2004, vol. 338, no. 2, pp. 143-156. DOI: 10.1016/j.gene.2004.05.014.

15. Palomba S., Orio F. Jr., Russo T., Falbo A., Tolino A., Manguso F., Nunziata V., Mastrantonio P., Lombardi G., Zullo F. BsmI vitamin D receptor genotypes influence the efficacy of antiresorptive treatments in postmenopausal osteoporotic women. A 1-year multicenter, randomized and controlled trial. Osteoporos. Int., 2005, vol. 16, no. 8, pp. 943-952. DOI: 10.1007/s00198-004-1800-5.

16. Filus A., Trzmiel A., Kuliczkowska-Płaksej J., Tworowska U., Jedrzejuk D., Milewicz A., Medraś M. Relationship between vitamin D receptor BsmI and FokI polymorphisms and anthropometric and biochemical parameters describing metabolic syndrome. Aging Male, 2008, vol. 11, no. 3, pp. 134-139. DOI: 10.1080/13685530802273426.

17. Bazilevskaia E.M., Iakubova I.Sh., Topanova A.A. Otsenka geneticheskoi predraspolozhennosti molodykh zhitelei g. Sankt-Peterburga k zabolevaniiam, sviazannym s narusheniem obmena kal’tsiia [Evaluation of genetic predisposition of St. Petersburg residents to the diseases related to calcium metabolism disorder]. Profilakticheskaia i Klinicheskaia Meditsina, 2014, no. 3(52), pp. 96-101. (In Russian)

18. Kochetkova E.A., Gel’tser B.I., Bubnov O.Iu., Vasil’eva T.G., Belykh O.A., Luk’ianov P.A. Analiz vzaimosviazi genov VDR3 i COL1A1 s markerami kostnogo metabolizma u podrostkov s narusheniem osanki [Analysis of the relationship between VDR3 and COL1A1 genes and bone metabolism markers in adolescents with posture disorder]. Tikhookeanskii Meditsinskii Zhurnal, 2005, no. 1, pp. 34-37. (In Russian)

Сведения об авторах:

1. Волков Евгений Егорович, к. м. н., профессор, ООО «Медицинский центр ХуанДи», г. Москва, Россия; Email: evolkov@femurhead.ru

2. Гордеев Михаил Викторович, к. б. н., Башкирское Республиканское отделение Национальной профессиональной ассоциации специалистов народной медицины и оздоровительных практик, г. Уфа, Россия; Email: mvgordeev@gmail.com

3. Голощапов Андрей Петрович, к. б. н., ГАНУ «Институт стратегических исследований Республики Башкортостан», г. Уфа, Россия; Email: apg1960@yandex.ru

4. Ностаева Светлана Эренценовна, ООО «Медицинский центр ХуанДи», г. Москва, Россия; Email: snostaeva@femurhead.ru

5. Романова Альбина Рауфовна, к. б. н., ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный университет», г. Уфа, Россия; Email: albina_romanova_1981@mail.ru

Information about the authors:

1. Evgenii E. Volkov, M.D., Ph.D., Professor, Medical Center HuangDi LLC, Moscow, Russian Federation; Email: evolkov@femurhead.ru

2. Mikhail V. Gordeev, Ph.D. of Biological Sciences, Bashkir Republican Branch of the National Professional Association of Specialists in Traditional Medicine and Health Practice, Ufa, Russian Federation; Email: mvgordeev@gmail.com

3. Andrei P. Goloshchapov, Ph.D. of Biological Sciences, SASI Institute of Strategic Studies of the Republic of Bashkortostan, Sterlitamak, Russian Federation; Email: apg1960@yandex.ru

4. Svetlana E. Nostaeva, Medical Center HuangDi LLC, Moscow, Russian Federation; Email: snostaeva@femurhead.ru

5. Al’bina R. Romanova, Ph.D. of Biological Sciences, Bashkir State University, Ufa, Russian Federation; Email: albina_romanova_1981@mail.ru


abnj.jpg

16.10.2017 Статьи

УДК 616.728.2:616-002,4:616.71-003.93+615.322

Фитотерапия как элемент комплексного лечения АНГБК

Волков Е.Е. кмн, Главный врач «Специализированный центр по лечению АНГБК»

Патология суставов встречается повсеместно, особенно в высокоразвитых странах. В значительной степени это связывается с изменением среды обитания, негативно сказывающейся на состоянии здоровья человека.

В структуре роста числа заболеваний опорно-двигательной системы – остеонекрозе, остеопорозе, остеоартрозе, остеохондропатии различных локализаций занимают значительную долю дегенеративно-дистрофических процессов, при которых происходит разрушение и гибель хрящевой и костной ткани. В России до 23% всех средств, выделяемых на стационарное лечение граждан, расходуются на больных с патологией опорно-двигательной системы [7].

Вместе с тем необходимо отметить, что хирурги в связи с расширением показаний к эндопротезированию вынуждены осуществлять оперативные вмешательства с установкой эндопротезов при выраженных структурных изменениях костной ткани — остеопорозе и других дегенеративно–дистрофических заболеваниях. В том числе поэтому, несмотря на улучшение техники операций и качества эндопротезов, появился ряд сложностей у больных в процессе функционирования установленного эндопротеза [8].

Можно констатировать, что оперативная нагрузка возрастает, при этом случаи асептической нестабильности, разрушения компонентов эндопротеза, инфекционные осложнения, перипротезные переломы костей таза и бедренной кости, вывихи эндопротеза приводят к необходимости проведения более сложных, трудоёмких, длительных по времени и значительно более дорогостоящих операций ревизионного эндопротезирования, направленных на устранение причин несостоятельности первично установленного эндопротеза [6].

В целом, зарубежный опыт постановки эндопротезов у лиц моложе 50 лет (в   Европейской терминологии — «молодые пациенты») вызывает выраженную озабоченность. Для данной группы пациентов долгосрочная (более 10 лет) выживаемость  эндопротеза имеет очень большое значение и является особенно проблематичной, так как, будучи более активными, эти пациенты подвергают эндопротез значительно большим нагрузкам. Существующая литература, посвященная долгосрочным перспективам функционирования  эндопротезов у молодых пациентов  описывает, в основном, цементные конструкции. Типичная  25 летняя выживаемость цементных конструкций составляет 60-70% [9,10,11], при этом достоверно известно, что наилучшие результаты присущи пациентам старших возрастных групп [12]. Данные о характерной для разных возрастных групп выживаемости эндопротезов в Шведской практике с 2005 по 2010 год представлены на рисунке 1.

рис 1
Рис.1. Выживаемость эндопротезов в разных возрастных группах по данным Шведского Артропластического Реестра[12]

Среди патологии тазобедренного сустава асептический некроз выделяется своей скоротечностью и степенью инвалидизации пациентов. На всех стадиях патологического процесса и вне зависимости от выбранного метода лечения (эндопротезирование или консервативные методы) необходимо осуществлять контроль не только за функциональными показателями, но также следует учитывать показатели маркеров метаболизма костной ткани, ее плотности, показателей микроциркуляции.
Исследования этиопатогенеза асептического некроза головки бедренной кости указывают на многофакторность данного заболевания, одним из факторов является генетическая предрасположенность. [5]. Генетический аспект этиопатогенеза АНГБК изучен на сегодняшний день недостаточно, в связи с этим, актуальными в последние годы являются исследования, направленные на выявление генетических маркеров развития АНГБК.
В специализированном центре по лечению асептического некроза была проведен анализ ассоциации аллелей генов для изучения наследственной предрасположенности к развитию асептического некроза головки бедренной кости (АНГБК). Была выявлена ассоциация генотипов I/D и D/D полиморфного локуса -1663IndelT гена COL1A1(rs2412298) с риском развития АНГБК (OR=1,90; 95% CI:1,04–3,47) и OR=4,85; 95% CI:1,02 – 23,05), соответственно. Также обнаружено, что риск развития АНГБК увеличивается более чем в 2 раза при наличии генотипа G/G полиморфного локуса -3731 A/G (Cdx2) в гене VDR (OR=2,15; 95% CI:1,21–3,80). Таким образом, пациенты, имеющие подобные показатели входят в группу риска и при присоединении пускового механизма (срыв адаптации, травма, интоксикация и др.) имеют большую вероятность развития АНГБК.

Такие исследования позволяют правильно оценить состояние пациента и выбрать наиболее адекватный способ лечения. В отечественной практике в качестве альтернативы эндопротезированию при АНГБК применяется метод безоперационного лечения [1].

Полный комплекс лечения включает в себя: ди­намично изменяющуюся схему электропунктуры через аппликаторы из лекарственных трав (фито-электропунктура), лечебную гимнастику, использование костылей, диету с применени­ем фитопрепарата «Фитокост», фитованны и массажи по индивидуальным про­граммам.

Метод основан на уникальной способности кости к восстановлению даже при измененном ремоделировании костной ткани. Исследования электростимуляции костной ткани [2] показали, что при подаче через акупунктурные точки смешанного сигнала из двух импульсных напряжений разной скважности, модулированных более высокими частотами регенерация хрящевой и костной ткани происходит в три раза быстрее. Такое управляемое воздействие на костную ткань позволяет нормализовать ремоделирование костной ткани в заданной области. Сигналы подаются через фитоаппликаторы (фильтр-пакеты с фитосборами). Для проведения фито-электропунктуры ис­пользуются три вида фитоаппликаторов (см. таблицу)

рис 2

Сбор №1:
Донника, зюзника, живокости высокой, папоротника, пустырника, синяка, сныти, спорыша, таволги, хвоща травы; ивы кора и листья; осины кора; пихты кора и хвоя.

Сбор №2
Окопника корни, ивы кора, листья, осины кора, синяка, таволги, зюзника, донника, окопника, пустырника, пикульника трава.

Сбор №3
Синяка, зюзника, таволги, адониса, донника, пустырника трава, пихты хвоя, ивы, пихты, осины кора.

Пере­численные компоненты всех трёх фитосборов регулируют микроциркуляцию, способствуют выведению недоокисленных продуктов метабо­лизма, обладают антиревматическим действи­ем, препятствуют дегенеративным процессам суставных тканей, оказывают противовоспали­тельное и обезболивающее действие.

На активный и пассивный электроды аппа­ратов через смоченные водой ватные диски по­мещаются предварительно запаренные в течение 5-7 минут фильтр-пакеты фитосборов. Процеду­ры фито-алектропунктуры проводятся 3-днев­ными ежедневными циклами по 2 раза в день.

Активный электрод всегда устанавливают в кожных проекциях поочерёдно правого и ле­вого ТБС. Медиальная проекция (П1) — в се­редине паховой складки в зоне точки чун мэнь (SP12). Передняя проекция (П2) — верхний передний край большого вертела приблизитель­но соответствует точке би-гуань (ST31). Задняя проекция (П3) — середина ягодичной складки в зоне точки чан фу (BL36).

Расположение пассивного электрода при утренних и вечерних лечебных сеансах раз­лично и подбирается на основании актуальных симптомов с учётом показаний к использова­нию точек акупунктуры. Например, на утреннем сеансе проекция П1 может сочетаться с точкой сюэ хай (SP10), на вечернем — с зоной располо­жения SP6 — SP7. Проекция П2: утро — ян линь цюань (GB34), вечер — ин линь цюань (SP9). Проекция П3: утро — вай чжун (BL54), вечер — юн цюань (KI1).

В течение месяца (10-ти 3-дневных циклов) используется одна и та же пара фитопрепаратов.

В качестве препарата для нормализации общего цикла ремоделирования костной ткани используется фитопрепарат Фитокост. Исследования на преднизолоновой модели остеопороза показали его выраженный дозозависимый эффект [3]. Состав и способ лечения зарегистрированы и получили патенты.

В качестве профилактической персонализированой помощи пациентам из группы риска также возможно использование фитопрепарата Фиткост в соответствующих дозировках. Возможность использовать Фитокост в качестве профилактического препарата для нормализации ремоделирования костной ткани была определена в ходе исследования протективного эффекта фитокомпозиции [4].

Таким образом, комплексное лечение с использованием фитокомпозиций и фитопрепаратов как для приема вовнутрь, накожного применения, так и для принятия ванн органично расширяет возможности оказания помощи пациентам с АНГБК.

Список литературы:

  1. Волков Е.Е. Возможная альтернатива эндопротезированию тазобедренных суставов при асептическом некрозе головки бедренной кости. // Рефлексотерапия и комплементарная медицина. – №3 (5) –
  2. Волков Е.Е. и соавт. Влияние низкочастотной электростимуляции на регенерацию костной ткани. // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. – Том 59, –№3, –
  3. Волков Е.Е., Извольская М.С., Воронова С.Н., Василенко А.М., Волков А.Е. Новая фитотерапевтическая композиция для восстановления костной и хрящевой тканей. Экспериментальное исследование. // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. –Том 59, –№4, –
  4. Гордеев М.В., Волков Е.Е., Извольская М.С., Воронова С.Н., Василенко А.М. Экспериментальное исследование протективного влияния экстракта фитотерапевтической композиции с циклодекстрином на развитие остеопороза // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. — 2017. — Т. 94. — №3.
  5. КоваленкоА.Н.,И.Ф. Ахтямов. Этиология и патогенез асептического некроза головки бедренной кости // Гений Ортопедии. – 2010. – № 2. – С. 138 – 144.
  6. Корнилов Н.В. Травматология и ортопедия.- С-Пб.: Гиппократ, 2004. – Т.1. – С. 59.
  7. Миронов С.П. и др. Современные технологии в травматологии и ортопедии //VII съезд травматологов — ортопедов России: сборник тезисов съезда. – Новосибирск, 2002. – С. 447-448.
  8. Шерепо К.М., Шерепо Н.К. Асептическая нестабильность протеза как основная проблема тотального эндопротезирования тазобедренного сустава: пути решения. Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н.Приорова. – 2007, – №1. – С.43-47.
  9. Emery DF, Clarke HJ, Grover ML. Stanmore total hip replacement in younger patients: review of a group of patients under 50 years of age at operation. //  J Bone Joint Surg Br – 1997 – 79(2) P. 240–246.
  10. Joshi AB, Porter ML, Trail IA, Hunt LP, Murphy JC, Hardinge K. Long–term results of Charnley low–friction arthroplasty in young patients // J Bone Joint Surg Br – 1993 – 75(4) P. 616–623.
  11. Keener JD, Callaghan JJ, Goetz DD, Pederson DR, Sullivan PM, Johnston RC. Twenty–five–year results after Charnley total hip arthroplasty in patients less than fifty years old: a concise follow–up of a previous report // J Bone Joint Surg Am – 2003 – 85(6) P.1066–1072.
  12. Swedish National Hip Arthroplasty Register 2011 Annual Report

 


fito-200.png

20.09.2017 Статьи

Монография ЛЕКАРСТВЕННЫЕ РАСТЕНИЯ В ЛЕЧЕНИИ ОСТЕОПОРОЗА, ОСТЕОАРТРОЗА И ОСТЕОНЕКРОЗА

 Корсун В.Ф., Волков Е.Е., Ферубко Е.В., Корсун Е.В., Волков А.Е., Ивашкевич М.В.

Часть 2

2.10. Некротические нарушения костей

Современный взгляд на заболевания суставов и костной ткани все больше детализирует отдельные патологии. При этом, что касается патологии суставов, объединяющим элементом является нарушение структуры костной ткани, нарушение микроциркуляции и ремоделирования костной ткани. При присоединении фактора нагрузки и особенностей развития заболевания остеопороз, остеоартроз и остеонекроз имеют множество пересечений и отягощают течение и исход.

Остеопороз (ОП) занимает одно из ведущих мест среди хронических неинфекционных заболеваний, приводя к высокой инвалидности и смертности во второй половине жизни. Наличие осложнений ОП в виде переломов костей существенно ухудшают качество жизни возможности перемещения, а также самообслуживания, что осложняет жизнь не только самих больных, но и членов их семей, и, в конечном счете, общества в целом. Каждые 3 секунды в мире происходит один остеопоротический перелом, а, начиная с возраста 50 лет, каждая вторая женщина и каждый пятый мужчина в течение оставшейся жизни будут иметь перелом кости [Гордеев М.В., Е.Е. Волков Е.Е., Извольская М.С., Воронова С.Н., Василенко А.М.]. В группе женщин старше 45 лет общее число койко-дней в связи с ОП превышает таковое при диабете, инфаркте миокарда и раке молочной железы.

Современные фармпрепараты для лечения ОП недостаточно эффективны, а их длительное применение может сопровождаться рядом побочных эффектов, в том числе вызванных бисфосфонатами атравматическими переломами костей, увеличением заболеваемости ишемической болезнью сердца, инсультами, эмболией легких, а также вызванным эстрогенами или эстроген-заместительной терапией раком яичников и эндометрия [5 – 8]. В связи с лекарственными ятрогениями стал возрождаться интерес к фитотерапии, которая признаётся одним из самых безопасных методов лечения острых и хронических заболеваний, при условии, что лечением занимается дипломированный врач, а не сам пациент. Однако данные по научному обоснованию и практике применения фитотерапия при ОП пока в основном представлены в зарубежной литературе [9-19]. В целом данные всех источников свидетельствуют о целесообразности использования тех или иных формул фитопрепаратов для профилактики и лечения ОП. Особенно активны в этом направлении китайские исследователи.

В контингенте людей, проходящих санаторно-курортное лечение и оздоровление 19% составляют люди, страдающие ОП. Сообщается о трёх разработанных в санатории «Сосны» комплексах санаторно-курортного лечения ОП, каждый из которых включает фитотерапию. В материалах проведенной в 2010 г. в Республике Беларусь конференции «Фитотерапия в условиях санатория» отмечалось, что накопленный бесценный опыт применения фитотерапии остаётся недостаточно востребованным [Корсун В.Ф. и соавт., 2010]. Результаты научных работ по коррекции метаболизма кости с использованием фитотерапевтических средств, проведенных на базе БГМУ, используются в Уфимском городском центре планирования семьи и репродукции и Уфимском центре безопасного материнства [Гордеев М.В. и соавт., 2007 и др.].

Анализ доступных русскоязычных источников выявил парадоксальную ситуацию. На множестве сайтов online представлены разнообразные рецепты фитотерапии из области народной медицины для лечения и профилактики ОП без каких-либо ссылок на научные данные в этой области. При этом публикации в научных изданиях единичны. Даже в наиболее полном из отечественных руководств по фитотерапии [Корсун В.Ф., Корсун Е.В., Цицилин А.Н., 2010] сведений об их применении при ОП не содержится.

При этом запатентовано несколько фитотерапевтических композиций, предназначенных для лечения и профилактики ОП [Пехтерев А.К., 2012].

Как правило, натуропатические средства растите­льного и животного происхождения применяются в комплексе с лечебной физкультурой и разнообраз­ными физиотерапевтическими методами. В настоящее время активно применяется разработанный профессо­ром Хуан Кэ-Цинем комплексный метод лечения [Волков Е.Е., 2013]. Метод включает динамично изменяющуюся схе­му электропунктуры через аппликаторы из лекарст­венных трав (фито-электропунктура), лечебную гим­настику, использование костылей, фитованны и массажи по индивидуальным программам. В процессе внедрения в российское здравоохранение, оригиналь­ный метод профессора Хуан Кэ-циня, был адаптирован и дополнен в материальном обеспечении оригинальным терапевтическим аппаратом Остеон-1, методами диагностики, обследования и лечения пациентов. В частности, пер­воначально использовались готовые импортные фильтр-пакеты фитосборов шэнгусань, хунбаосань и чжэньцисань производства Пекинской компании «Божань». С 2011 г. наладили полный цикл производства фильтр-пакетов, содержащих сборы из оте­чественного ареала аналогичные оригинальным ки­тайским [Chen Y, Huang K, Lang F, et al., 2003].

Обязательным правилом оригинального мето­да лечения является регулярный приём препарата тра­диционной китайской медицины Чэнцзай, состоящего (по заявлению производителя) из 22 компонентов растительного и животного происхождения. Чэнцзай обладает поливалентным действием, в том числе, и на основные патогенетические механизмы остеопороза: усиливает тканевое кровообращение, оказывает цитопротективное и антиоксидантное действие, активиру­ет регенеративные процессы, повышает минерализа­цию и плотность костной ткани [Chen Y, Huang K, Lang F, et al., 2003]. Однако боль­шинство входящих в него лечебных растений не рас­тет на территории РФ, а технология приготовления этого препарата производителями не разглашается. Указанные обстоятельства послужили основанием для разработки отечественной фитотерапевтической композиции взамен импортируемому препарату Чэн­цзай.

В отличие от зарубежных исследований экспериментальная оценка их эффективности была проведена лишь для одной из них, представленной в патенте [Волков Е.Е. и соавт., 2013]. В состав этой композиции были отобраны части растений, оказывающих наиболее выраженное влияние на отдельные звенья патогенеза ОП и характеризующиеся полипотентным действием. Данная фитокомпозиция получила название «Фитокост». Состав композиции определили путем изучения многочисленных фармакологических свойств водных извлечений более чем из 150 растений. Из них были выбраны те, которые оказывают наиболее выражен­ное влияние на отдельные звенья патогенеза остео­пороза и асептического некроза и характеризующиеся поливалентным действием. В композицию были ото­браны растения, обладающие следующими свойствами (табл. 10)

 

Таблица 10. Состав фитокомпозиции «Фитокост»

67770-clip-75kb

 

Из средств животного происхождения был вы­бран подмор пчёл, действующим началом которого является пчело(апи)зан — более мощный биологический регулятор, чем хитозан ракооб­разных.

Волковым Е.Е. и Гордеевым М.В. были проведены исследования фитопрепарата Фитокост на модели ОП у мышей, индуцированного преднизолоном. Результатами исследования было показано, что Фитокост оказывает дозо-зависимый восстановительный эффект хрящевой и костной тканей тазобедренных суставов в диапазоне 50 — 250 мг/мышь. При дозе 250 мг/мышь наблюдалось восстановление костной ткани до показателей контрольных животных [Волков Е.Е., Извольская М.С., Воронова С.Н., Василенко А.М., 2015].

Для повышения водорастворимости и стабильности лекарственных средств в современном фармацевтическом производстве широко применяются циклодекстрины, обладающие способностью образовывать комплексы с рядом органических и неорганических молекул, что повышает водорастворимость и стабильность лекарственного средства в процессах окисления и гидролиза, в конечном итоге обеспечивая лучшую его доставку к мишени.

Коллектив энтузиастов, руководимый Волковым Е.Е. [2015] впервые в отечественной практике провели изучение влияния соединения фитокомпозиции (Фитокоста) с циклодекстрином на восстановление хрящевой и костной тканей в экспериментальной модели остеопороза.

Эксперименты были проведены на мышах линии Balb/c, самках 5-месячного возраста, массой 20-25 г (питомник Столбовая РАН). Мышей содержали в стандартных условиях по 5-7 особей в клетке с контролируемыми режимами температуры (24 oC) и освещения (в течение 12 ч) и со свободным доступом к воде и пище. Для моделирования ОП использовали синтетический глюкокортикоид преднизолон, который вводили внутримышечно (в/м) в дозе 1 мг/мышь в течение 14 дней. Доза вводимого преднизолона была выбрана на основе полученных нами ранее данных [Волков Е.Е., Извольская М.С., Воронова С.Н., Василенко А.М., Волков А.Е., 2015].

Все животные были разделены на 7 групп. В 1 – 3- й группах было по 5 особей, в 4 -7-й – по 7 особей. 1-я – контрольная группа – интактные мыши. Животным остальных 6-ти групп вводили преднизолон. Животных 2-й группы забивали через 14 дней после последней инъекции преднизолона с помощью цервикальной дислокации и извлекали бедренные кости для гистологического анализа. Животные 3-й группы после 14 дневной инъекции преднизолона находились в клетке в течение всего времени приема препарата — 30 дней. Животным с 4 по 7-ю группы после 14 дневной инъекции преднизолона перорально вводили пипеткой препарат, растворенный в 70 мкл дистиллированной воды, в разных дозах: 5, 0.5, 0.05 и 0. 005 мг/мышь в течение 30 дней. После 30 дневного приема препарата мышей из всех групп забивали для проведения гистологического и морфологического анализа бедренных костей.

В экспериментах был использован водный экстракт композиции «фитокост» с циклодекстрином β, произведённым ЗАО НПП «Биомедхим по ТУ 9291-004-33822935-2014. Экстрагирование осуществляли следующим образом: 500 г сырья заливали 70% раствором этилового спирта в соотношении 1:5, доводили до кипения, охлаждали до 20-25°С, периодически помешивая в течение 20 ч, затем сырье отжимали и полученный раствор фильтровали от механических примесей. Фильтрат упаривали под вакуумом на роторном испарителе при температуре не выше 40°С до 10% по объему от исходного количества экстрагента и измеряли содержание сухих веществ. Из 500 г исходного сырья получалось 255 мл экстракта с содержанием сухих веществ 10,6% (27 г). Компоненты экстракта и циклодекстрина β смешивали в соотношении 1:10 по сухому весу, тщательно растирали в ступке, переносили на поддон и сушили при 35-40°С в течение 48 ч. Итоговый вес экстракта с циклодекстрином составлял 380 г.

Кости мышей всех 7-ми групп фиксировали в 10% формалине, приготовленном на фосфатно-солевом буфере (ФСБ, 0,02М, рН7.6) 24 часа при комнатной температуре. Декальцинировали в 5% трихлоруксусной кислоте 24-48 ч, затем промывали в ФСБ и замораживали в изопентане при -40о С. Далее получали срезы толщиной 10 мкм на криостате Leyca (Германия). Срезы высушивали при комнатной температуре в течение 1 часа и окрашивали гематоксилин-эозином с последующим анализом изображения с помощью светового микроскопа Olympus Vanox AH BT3 (Германия), увеличение (х 100) и (х 40). Изображения фотографировали и в поле зрения проводили морфологический анализ клеток. Для определения достоверности различий между опытом и контролем использовали непараметрический двусторонний критерий Манна-Уитни (U-тест). Достоверность различия между опытной и контрольной группами: M±SEM; * р < 0.05.

Все протоколы и манипуляции с животными утверждены комиссией по биоэтике Института биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН (номер разрешения 0.5. 15/1).

В результате экспериментальных исследований хрящевой ткани головки бедренной кости мышей после 14-дневного введения преднизолона гистологически показало значительное увеличение пролиферации хондробластов (115±5, рис. 1б) по сравнению с контрольной группой животных, не получавших инъекции преднизолона (25±3, рис. 1а, достоверность различия между опытной и контрольной группами: M±SEM; р < 0.05). По истечении 30 дней в 3-й группе животных, не получавших соединение экстракта растений с циклодекстрином, количество хондробластов снижалось (43±6, рис.1в) по сравнению со 2-й группой животных, забитых через 14 дней после введения преднизолона, но было выше чем у интактных животных.

После приема соединения в дозе 0,5 мг/мышь наблюдалось восстановление гиалинового хряща (21±3, рис. 1д). Число хондробластов снижалось до нормального уровня (группа 1), тогда как число хондроцитов в поле зрения начинало увеличиваться. (Достоверность различий между опытной (5-ой) и контрольной (2-й) группами: M±SEM; р < 0.05). После приема соединения в дозе 0,05 мг/мышь количество хондробластов также снижалось (34±3, рис. 1е), однако в меньшей степени, чем при дозе 0,5 мг/мышь, но было ниже, чем в группе 3, находившейся 30 дней без приема соединения. При дозе соединения 0,005 мг/мышь число хондробластов составляло 53 ± 5, и несмотря на то, что было достоверно ниже, чем в группе 2, не получавшей это соединение, но выше, чем в контрольных группах 1 и 3. (рис. 1ж). Сниженная активность данного соединения в концентрации 5 мг/мышь (45±3) может быть связана с изменением свойств экстракта растений после образования комплекса с циклодекстрином. Снижение числа хондробластов во всех опытных группах сопровождалось увеличением числа хондроцитов по сравнению с группой животных, получавших только преднизолон (2 группа).

Через 30 дней в группе животных (3-я группа), не получавших соединение, в костной ткани была выявлена хаотичная ориентация коллагеновых волокон (рис. 2в). Прием соединения в дозе 0,5 мг/мышь сразу после окончания курса преднизолона предотвращал эти нарушения (рис. 2д). Другие используемые дозы препарата подобного восстановления коллагеновых волокон не вызывали. Однако после их приема достоверно увеличивалось число остеоцитов и уменьшалось число остеобластов (табл. 1).

Таблица 1. Влияние Фитокоста на восстановление костной ткани

 

Группы животных, дозы соединения, мг/мышь Число остеобластов

(М ± SEM)

Число остеоцитов

(М ± SEM)

1 – интактные 4 ± 2 31 ±  3
2 – 14 сут. после введения преднизолона 23 ± 3 7 ±  2
3 – 30 сут. после введения преднизолона 21 ± 2 8 ± 3
4 – 5,0 мг/мышь 15 ± 3 14 ± 3
5 – 0,5 12 ± 2* 31 ± 3*
6 – 0,05 14 ± 2* 17 ± 2*
7 – 0,005 7 ± 3* 16 ± 2*

 

*  р <  0,05  по сравнению с группами 2 и 3.

Нежелательных побочных эффектов при приеме испытанного соединения не наблюдалось. Полученные данные свидетельствуют о его протективном эффекте, наиболее выраженном в дозе 0,5 мг/мышь. Снижение числа остеобластов и увеличение числа остеоцитов под действием Фитокоста в меньших дозах, по сравнению с группами 2 и 3 без препарата, также свидетельствует об их положительном эффекте, который проявится, по-видимому, в более поздние сроки. Сведений о профилактических эффектах фитотерапии в научных публикациях обнаружить не удалось, поэтому полученные данные следует рассматривать как новые.

Исходя из представлений традиционной китайской медицины [Leung P.C., Ko E.C., Siu W.S., 2011; Leung P.C., Siu W.S.,2013], указывается, что ряд лекарственных растений, используемых для тонизации функции почек, могут оказывать положительное действие на метаболизм костной ткани. Эффективность трёх из них: травы горянки корейской (Herba epimedii), плодов бирючины блестящей (Fructus ligustri lucidi) и плодов псоралеи (Fructus psoraleae), была исследована сначала в модели ОП у крыс с удалёнными яичниками, а затем в плацебо-контролируемых рандомизированных клинических испытаниях. Результаты показали, что препараты из исследованных компонентов оптимизируют репаративную регенерацию костной ткани. Для дальнейшего исследования остеопротективного действия той же фитоформулы использовали серофармакологический подход. Токсичность постабсорбционных ингредиентов указанных растений, выделенные из сыворотки крови потреблявших их крыс оценивали в культурах остеобластоподобных клеток UMR106, клеток RAW 264.7 (трансформированные мышиные макрофаги) и мезенхимальных стволовых клеток. Цитотоксических эффектов тестируемой фитоформулы обнаружено не было. Её активные постабсорбционные сывороточные ингредиенты стимулируют остеогенез и тормозят остеокластогенез [Siu W.S., Ko C.H., Wong H.L., Gao S., Shum W.T., Lau C.B. et al., 2017].

Различия в моделях экспериментального ОП, использованных в наших и зарубежных исследованиях затрудняют сопоставление их результатов. Исследованная отечественная композиция отличается от зарубежных аналогов существенно большим числом входящих в неё компонентов. Это обстоятельство обусловлено стремлением создать средство, воздействующее на все известные ныне механизмы патогенеза ОП, тогда как китайские коллеги исходят из древних, не всегда объяснимых с современных позиций, представлений. Немаловажным является и то, что все растения, являющиеся сырьём для производства Фитокоста произрастают на территории РФ, что обеспечивает эффективное импортозамещение необходимых компонентов.

 

Клинический пример 1:

Пациент В, муж., 1970 г.р.

Диагноз: Двусторонний асептический некроз головок бедренных костей справа II-III ст, слева I ст. Остеопения, клинически значимая (Т=-2,3, Z=-2,3). Развитие остеопении как одно из осложнений химио- и лучевой терапии В-клеточной лимфомы средостения.

Назначен Фитокост из расчета 5 таблеток по 0,5 гр 3 р. день.

Динамика показателей крови

2

Результаты ультразвуковой денситометрии (OmniSense 7000S)

Дата Proximal phalanx III Distal radius
T-score Z-score T-score Z-score
05.08.14 -0,5 -0,5 -2,3 -2,3
11.12.14 -0,1 -0,1 -0,7 -0,7

 

МРТ в динамике от 09.07.2014 — 30.12.14 — ширина суставных щелей сужена больше справа. ГБК справа уплощена с краевыми разрастаниями, в верхнем отделе сохраняются участки узурации и перестройки костной структуры. Диффузный отек костного мозга шейки и головки правой бедренной кости выражены в меньшей степени. В верхнем отделе ГБК слева участок отека костного мозга сократился с 1,4 х 1,1 см до 1,4 х 0,7 см.

 

Клинический пример 2.

Пациентка Я., 1945 г.р.

Диагноз: постменопаузальный остеопороз, Т -5,4; Z -3,2, риск травм – 99%.

На фоне проведенной терапии в составе: Фитокост 5 таблеток по 0,5 гр 3 р. День отмечены следующие измениения

Динамика показателей крови

3

 

Результаты ультразвуковой денситометрии (OmniSense 7000S)

 

Дата Proximal phalanx III Distal radius
T-score Z-score T-score Z-score
27.06.14 -5,4 -3,2 -3,6 -1,4
14.04.15 -3,1 -0,9 -2,8 -0,6

 

Уменьшилась общая слабость; отсутствие боли в костях голени, коленных суставах. Повысилась физическая активность.

 

Патология суставов встречается повсеместно, особенно в высокоразвитых странах. В значительной степени это связано с изменением среды обитания, негативно сказывающейся на состоянии здоровья человека. В структуре роста числа заболеваний опорно-двигательной системы (остеонекроза, остеоартроза, остеопороза) различных локализаций значительную долю занимают дегенеративно-дистрофические процессы, при которых происходит разрушение и гибель костной ткани. В России до 23% всех средств, выделяемых на стационарное лечение граждан, расходуются на больных с патологией опорно-двигательной системы [Миронов C. и соавт., 2002].

В лечении дегенеративно-дистрофических заболеваний суставов (в основном крупных) используются различные современные способы консервативного и оперативного лечения, являющиеся базовыми при оказании медицинской помощи.

Консервативное лечение проводится на всех стадиях дегенеративно-дистрофических заболеваний крупных суставов. За последние десятилетия лечение дегенеративно-дистрофических заболеваний суставов консервативными методами в различных модификациях не дало ожидаемых результатов. Также, несмотря на значительное количество предложенных способов лечения больных остеоартрозом, до настоящего времени нет ни одного, который бы достоверно приостанавливал или ликвидировал деструктивный процесс в костной ткани [Котельников Г. и др., 2009].

Использование в восстановительной ортопедии хирургических вмешательств внутрисуставных (артропластика) и внесуставных (корригирующая остеотомия) дают временный эффект и всё чаще применяется замещение неработающих (артрозных) суставов внутренними эндопротезами  [Соков Л., 2007].

Вместе с тем необходимо отметить, что хирурги в связи с расширением показаний к эндопротезированию вынуждены работать в неблагоприятно изменившихся условиях и значительную часть оперативных вмешательств с установкой эндопротезов осуществлять при выраженных структурных изменениях костной ткани – остеопорозе и других дегенеративно-дистрофических заболеваниях. Также, несмотря на улучшение техники операций и качества эндопротезов, появился ряд сложностей у больных в процессе функционирования установленного эндопротеза [Шерепо К., 1990; Kawamura Н. et al., 2001; Maloney W. et al, 1996].

С учётом последних данных по реэндопротезированию, актуальным становится изучение и применение современных исследований, подчёркивающих фундаментальное сходство процессов, протекающих в кости, при асептической нестабильности и асептическом некрозе: наличие развитой фиброзной капсулы, высокая активность моноцитов и их дифференцировка в остеокласты, выраженность остеосклеротических изменений [Amstutz Н.С., 1976; Fujikawa Y., 1997; C.D.Rocca С.D., 2004; Sabokbar А., 2000].

Случаи нестабильности и разрушения компонентов, износ как узла трения, так и самого эндопротеза, инфекционные осложнения, перипротезные переломы костей таза и бедренной кости, вывихи эндопротеза приводят к необходимости проведения более сложных, трудоёмких, длительных по времени и значительно более дорогостоящих операций ревизионного эндопротезирования, направленных на устранение причин несостоятельности первично установленного эндопротеза. Отсутствие обнадёживающих результатов применяемых консервативных методов лечения и нежелательные отдалённые последствия оперативных вмешательств и тотального эндопротезирования заставляют искать новые методы лечения и совершенствовать имеющиеся, основываясь на анализе результатов лечения и на внедрении инновационных решений зарубежных и отечественных учёных.

В последние десятилетия отечественными и зарубежными специалистами был выделен безоперационный метод лечения асептического некроза головки бедренной кости и  высказан ряд положений, формирующих принципиально новый взгляд в остеологии:

  1. Кость – единственный орган, который при повреждении восполняет свои дефекты не соединительно-тканным рубцом, а новой полноценной костной тканью [Корнилов H., 2004].
  2. Головка бедренной кости обладает большим потенциалом к регенерации и пластичностью [Ke-Qin Huang , 2006)].
  3. При регенерации кости пролиферация клеточных элементов, в частности их камбиальных форм, неотделима от формирования в зонах регенерации кровеносных капилляров [Некачалов В., 2000).
  4. Сформулировано представление об «остеобластическом ряде», в котором клетки расположены в последовательности «эндотелий кровеносного капилляра – переваскулярная клетка – преостеобласт – остеобласт – остеоцит» [Виноградова Т., 1973 и др.].
  5. С возрастом количество стволовых клеток в организме человека уменьшается [Беленков Ю., 2010].
  6. Количество рецепторов к витамину D в ядрах мышечных клеток с возрастом резко снижается [Шварц Г., 2005].
  7. Сложность и неизученность механизма пролиферации хряща, синовиальной оболочки, синтеза коллагена и межклеточного вещества не позволяет достигать желаемого эффекта от стимуляции этих процессов путём введения в сустав парентеральных белковых компонентов (аналогов молекул хряща), и пересадки хряща [Котельников Г. и др. 2009].
  8. Патологоанатомическое изучение кости, поражённой остеохондропатией, подтвердило, что в основе заболевания лежит асептический некроз кости и костного мозга [Котельников Г., Миронов С. и др., 2006].
  9. Структурные изменения являются определяющими в ранней диагностике АНГБК. Ранними признаками АНГБК являются как отёк и некроз костного мозга, так и мелкие кистовидные полости, ограниченные от окружающей костной ткани низкоинтенсивной полоской эндостальной оссификации. [Саутина О.П., Хазов П.Д., 2008].
  10. Патологический процесс, развивающийся в тазобедренных суставах независимо от начальной формы поражения, приводит к грубым нарушениям структуры кости. Генез этого патологического процесса можно рассматривать как исход суммы нарушений метаболизма, микропереломов вследствие физических нагрузок, дистрофических изменений хряща с вовлечением структуры костной ткани вследствие ишемии, остеопороза вследствие нарушения обменных процессов, что позволяет выделить обобщающий признак дегенеративно-дистрофических заболеваний тазобедренного сустава – изменение структуры костной ткани [Волков Е.Е., 2010].
  11. Полиморфизм изменений в головке бедренной кости с ведущим признаком изменения структуры костной ткани позволяет обобщить группу таких, казалось бы, не однотипно возникающих заболеваний тазобедренного сустава, как деформирующий артроз (коксартроз), асептический некроз, остеопороз, а также изменения головки бедренной кости при целом ряде системных заболеваний [Волков Е.Е., 2010].

Наиболее часто встречающейся локализацией остеонекроза является асептический некроз головки бедренной кости (АНГБК).

АНГБК – тяжёлое дегенеративно-дистрофическое заболевание кости вследствие нарушения структуры костной ткани, микроциркуляции и жировой дистрофии костного мозга.

Наиболее частыми причинами возникновения АНГБК являются:

  • токсическое действие лекарств (гормоны, цитостатики);
  • травмы, дисплазия;
  • остеопения и остеопороз (первичный, вторичный);
  • алкогольная интоксикация, курение;
  • красная волчанка;
  • болезнь Бехтерева;
  • ревматоидный артрит;
  • серповидно-клеточная анемия;
  • гипертоническая болезнь;
  • гиперхолестеринемия;
  • последствия остеосинтеза (винты, шурупы, штифты).

В лечении АНГБК чрезвычайно важным является диагностика и начало лечения на ранних стадиях, когда основными клиническими проявлениями являются только боль в тазобедренных суставах с иррадиацией в паховую область и немотивированные боли в коленных суставах. Когда пациент, страдающий некрозом головки бедренной кости, по объективным и субъективным причинам затягивает начало лечения, это неизбежно приводит к дальнейшим осложнениям заболевания в виде импрессионного перелома, вплоть до полного разрушения головки бедренной кости.

Анализ структурных и рентгенологических изменений, а также детальное изучение существующих классификаций АНГБК, позволило сформулировать рабочую четырёх стадийную классификацию патологического процесса АНГБК [Волков Е.Е., Симоненко В.Б., 2009]:

I стадия – микроскопические изменения структуры кости и подхрящевого остеонекроза. Поражается губчатое вещество головки бедренной кости при не изменённом хряще, и зона структурных изменений составляет не более 10%.

II стадия – импрессионный перелом. Поверхность головки бедренной кости имеет трещины типа «треснувшей скорлупы». В зоне нагрузки трабекулы имеют трещины неправильной формы или очаги микроколлапса. Зона структурных изменений составляет не более 10-30%.

III стадия – фрагментация. Характеризуется неровностью контуров головки бедренной кости, лёгкой степенью коллапса, возникновением нескольких очагов уплотнения или кистозного перерождения. Изменяется межсуставное пространство (сужение или расширение). Зона структурных изменений составляет не более 30-50%.

IV стадия – полное разрушение головки. Форма головки изменена, участки коллапса неправильной формы или коллапс всей головки. Структура трабекул растворена или уплотнена, полосы трещин неправильной формы. Внутренние или внешние края вертлужной впадины претерпевают эктопические изменения. Межсуставное пространство сужено или исчезло. Есть вывих или подвывих. Зона структурных изменений составляет 50-80%.

Клинические наблюдения позволили определить длительность течения каждой стадии. Она составляет для I стадии – 6 месяцев, II – 6 месяцев, III – 3–6 месяцев с последующим переходом в IV стадию.

Существующие методы диагностики асептического некроза:

  • обзорная рентгенография костей таза в трёх проекциях (на спине, на животе, укладка по Лаунштейну);
  • магнитно-резонансная томография;
  • компьютерная томография;
  • трёхфазная сцинтиграфия мягких тканей и скелета для оценки кровотока, изменений в костной ткани и для исключения наличия злокачественных образований или метастазирования.

 

Для постановки диагноза и выбора метода лечения необходимо провести дополнительное обследование:

  1. Компьютерная денситометрия.
  2. Ультразвуковая денситометрия.
  3. Лабораторные анализы крови: общий анализ крови с лейкоцитарной формулой, группа крови, резус фактор, креатинин, холестерин общий, ЛПНП, ЛПВП, ЛПОНП, глюкоза, комплексный анализ на витамины группы D, кальций общий, кальций ионизированный (Са++), магний, фосфор неорганический, антистрептолизин-О (АСЛО), С-реактивный белок, ревматоидный фактор, мочевая кислота, гомоцистеин, прокальцитонин, паратгормон, кальцитонин, остеокальцин, B-cross laps, протромбиновое время, протромбиновый индекс, серологические анализы (IgG к Chlamydia trachomatis, Chlamydia pneumoniae, Mycoplasma hominis, Mycoplasma pneumoniae, Ureaplasma urealyticum, токсоплазма, цитомегало-вирус, вирус простого герпеса, вирус Эпштейна – Барр, антитела к одно – и двуспиральной ДНК системной красной волчанки); ИЛ-1, ИЛ-6, ФНО-α.
  4. Анализы мочи: ДПИД в разовой моче, кальций в суточной моче.
  5. Диагностика заболеваний и изменений внутренних органов на скрининг-анализаторе «Скринфакс».

Диагностическая система «Скринфакс», основанная на теории информационной функции сердца и технологии информационного анализа электрокардиосингалов, не имеющая аналогов в мире, привлекает своей простотой и доступностью и способностью диагностировать заболевания не только на этапе клинических и лабораторно-инструментальных проявлений, но и в начальном, субклиническом периоде заболевания, а также при бессимптомном их течении. Указанная система широко используется в диагностике заболеваний внутренних органов, которые могут принимать участие в патогенезе остеонекрозов различной локализации, остеопороза.

Все диагностические методы дополняют друг друга, раскрывают патогенетический процесс заболевания и дают возможность правильно выбрать вариант лечения.

При выполнении диагностического алгоритма для выявления АНГБК на ранних стадиях необходимо учитывать клинические проявления (боли в тазобедренном суставе и паховой области, боли в коленном суставе) у пациентов, в анамнезе которых были травмы, интоксикации, и у пациентов, находящихся в группе риска, ранее принимавшие глюкокортикоиды, цитостатики и другие препараты, провоцирующие эндотелиальную дисфункцию, имеющие профессиональный вред, перенёсшие или имеющие заболевания системного характера.

После завершения лечения проводится динамическое наблюдение с контролем состояния структуры и маркеров метаболизма костной ткани.

 

Метод безоперационного лечения

 

Безоперационное лечение – это системное, интенсивное многофункциональное, многокомпонентное, изоэнергетическое, протяжённое по времени воздействие на организм до восстановления структуры кости и функции сустава. Метод безоперационного лечения асептического некроза головки бедренных костей и других сочленяющихся суставных поверхностей запатентован (Патент №2558476).

Цель лечения: добиться при помощи безоперационного метода лечения улучшения обменных процессов в очаге поражения, регенерации головки бедренной кости и восстановления функции сустава. Взгляд на АНГБК как на мультифакторное заболевание с пусковым механизмом нарушений микроциркуляции эндогенной или экзогенной природы диктует совершенствование комплексного подхода в диагностике, лечении и реабилитации, обеспечивающих:

– восстановление нарушенного баланса работы систем и органов;

– восстановление нарушений микроциркуляции и гемокоагуляции;

— восстановление нейродизрегуляторных процессов;

– уменьшение иммунопатологических реакций;

– восстановление миодискоординатных процессов;

– восстановление биомеханики суставов.

Результатом применения метода лечения является улучшение обменных процессов в очаге поражения, регенерация головки бедренной кости, восстановление функций сустава.

Лечебные мероприятия:

  1. Соблюдение ортопедического режима (ходьба на костылях), перераспределение нагрузки в суставе, исключающее концентрацию напряжения с учетом ослабленной структуры кости и нарушенной микроциркуляции.
  2. Проведение процедур терапевтическим аппаратом для восстановления структуры костной ткани Остеон-1.

Терапевтический аппарат Остеон-1 подает смешанный сигнал из двух импульсных напряжений разной скважности, один из которых модулирован более высокой частотой. Сигналы не синхронизированы относительно друг друга, однополярные с изменяющимися частотами и амплитудами.

Аппарат также выдает через свои электроды регулируемое инфракрасное излучение; обеспечивает подачу 6 типов выходных рабочих частот, со следующими названиями программ:

 

  • «рост костной ткани»
  • «антисклерозирование костной ткани»
  • «интеграция костной ткани»
  • «лечение ригидности суставов»
  • «лечение гипертрофии костной ткани суставов»
  • «костные изменения»

 

По сравнению с воздействием постоянным непрерывным током (гальванизация), импульсный ток имеет ряд особенностей: организм не привыкает к терапии, что продляет лечебный эффект, глубже проникает в ткани, более специфичен по действию, что способствует дифференцированному использованию, более физиологичен.

Терапевтический аппарат для лечения АНГБК снабжён двумя электродами, которые помещают на различные акупунктурные точки на теле человека в зависимости от типа некроза. В соответствии с программой лечения выбирается интенсивность и частота подаваемых биоэлектрических сигналов.

Остеон-1 обеспечивает электростимуляцию акупунктурных точек через фитоаппликаторы. Разработано три  типа фитоаппликаторов, отличающихся по воздействию. Хунбаосань – обезболивающий эффект в суставах, улучшение микроциркуляции в почках, печени, мышечной ткани. Шенгусань – обеспечивает восстановление обменных процессов и улучшение микроциркуляции в мышечной и костной ткани, способствует формированию коллатералей. Чженьцисань – обеспечивает выведение недоокисленных продуктов, вызывающих тупую боль и ограничение подвижности суставов, усиливающуюся при физической нагрузке, сопровождающуюся гипотрофией мышц и сосудистой лабильностью.

Проведение процедур с использованием терапевтического аппарата Остеон-1 обеспечивает поддержание благоприятной электрохимической среды и гомеостаза для деления имеющихся собственных полипотентных клеток.

  1. Приём патогенетически обоснованных препаратов внутрь (лекарственный препараты, БАД, фитопрепаратов).                                                                                        При лечении АНГБК врач может назначить различные комбинации препаратов исходя из течения заболевания и результатов обследования. Активные метаболиты витамина Д (Оксидевит), антиагреганты (Курантил), препараты кальция (минеральный комплекс 7+), ресурсные БАД (Гитагамп RI, Гитагамп ST, Бета Каротин), фитопрепараты (Фитокост, чайные напитки Здоровая печень, Нормохолестерин)
    1. Ежедневные занятия ЛФК (по авторской методике) для активации мышц и формирования структуры и формы сустава.
    2. Фитованны регенерирующие, температура 37-380 С)
    3. Массаж общий, сегментарный, периостальный.
    4. Мануальная терапия с использованием мягких и мобилизационных техник.

     

    Результаты

    Для анализа данных лечения пациентов была произведена выборка по следующим критериям. Лечение проводилось более 6 месяцев (2 курса лечения). Диагностика на начальном этапе включала в себя как минимум рентгенографию, рентгеновскую денситометрию, анкетирование по шкале Харрисa и лабораторные анализы: кальций ионизированный, кальций общий, b-cross-laps, остеокальцин, паратгормон, ДПИД.

    Указанным критериям соответствовали 130 история болезни: 12 детей, 65 женщин, 53 мужчин. Основной причиной АНГБК являлись у детей в 42% случаев дисплазия тазобедренных суставов, в 33% случаев последствия перенесённых травм тазобедренного сустава, в 25% случаев накопительные повреждения тазобедренных суставов.

    В изученной нами научной литературе нет сведений о прямой связи остеопороза и АНГБК. Однако поскольку эти изменения развиваются в костной ткани однонаправленно, то полученные нами данные требуют  дальнейшего научного анализа и изучения. В 55% случаев основной причиной АНГБК у мужчин являлись накопительные повреждения тазобедренных суставов, в 15% злоупотребление алкоголем, в 10% травма тазобедренного сустава, в 10% случаев остеопороз, в 5% системные заболевания соединительной ткани, в 5% токсическое повреждение тазобедренных суставов.

    У женщин основной причиной развития данного заболевания в 75% случаев являлись остеопения и остеопороз, в 5% дисплазия тазобедренных суставов, в 10% накопительные повреждения тазобедренных суставов, в 5% случаев травма тазобедренных суставов.

    Лечение пациентов проводилось в основном с 3-4-й стадией АНГБК. Процесс носил преимущественно двусторонний характер с поражением контрлатерального сустава 1-2-й стадии. Лечение проводилось пациентами самостоятельно на дому в соответствии с рекомендациями врачей центра.

    В силу невозможности организации части лечебных мероприятий на дому, список был сокращён до следующего вида: по возможности соблюдение рекомендованного ортопедического режима (ходьба на костылях, в 70% случаев пациенты не использовали костыли для разгрузки тазобедренных суставов); приём препаратов внутрь (ЛП и ресурсные БАД); электростимуляция точек через фитоаппликаторы с помощью терапевтического аппарата Остеон-1; ежедневные сеансы ЛФК.

    Таблица 1. Изменение состояние тазобедренных суставов по Анкете Харриса при комплексном лечении.

    Возрастные \гендерные группы Всего С улучшением С ухудшением Без изменений
    Дети <18 лет 12 12 0 0
    Женщины 65 48 7 10
    Мужчины 53 41 3 9
    Всего 130 101 10 19

     

    Таблица 2. Динамика изменений показателей минерального обмена и маркеров метаболизма костной ткани в группах в ходе комплексного лечения.

    Группы наблюдений Показатель Тенденция к улучшению Норма Показатель к ухудшению
    Дети < 18 лет

    12 чел

     

    Кальций общий 12
    Кальций ионизированный 1 11
    B-cross Laps 3 8 1
    Остеокальцин 1 10 1
    Паратгормон 2 10
    ДПИД 1 11
    Женщины

    65 человек

     

     

    Кальций общий

     

    10

     

    53

     

    2

    Кальций ионизированный 20 37 8
    B-cross Laps 5 60
    Остеокальцин 20 37 8
    Паратгормон 14 43 8
    ДПИД 24 25 16
    Мужчин 53

    человека

     

    Кальций общий

     

    4

     

    49

     

    Кальций ионизированный 8 38 7
    B-cross Laps 5 47 1
    Остеокальцин 7 37 9
    Паратгормон 11 40 2
    ДПИД 23 26 4

     

     

    Положительные изменения в лечении АНГБК (рентгенограммы, показатели минерального обмена, оценка по шкале Харрисa) на фоне незначительного изменения минеральной плотности кости от первоначальных значений свидетельствует о приоритетном значении восстановления структуры губчатой костной ткани и последующей её минерализации.

    Рост новой костной ткани при замещении некротизированной зоны требует значительного количества метаболического материала в процессе репарации, и подобные изменения говорят о положительной динамике в восстановлении минерального обмена в костной ткани.

    Также были проанализированы результаты анализов (кальций ионизированный, кальций общий, b-cross-laps, остеокальцин, паратгормон, ДПИД) в начале лечения и в последнее контрольное исследование. Был проведён анализ динамики показателей в ходе лечения. У детей в 92% случаев кальций ионизированный был и оставался в пределах нормы, в 8% показатель улучшился, кальций общий в 100% случаев оставался в норме, остеокальцин в 8% улучшился, в 8% ухудшился, в 84% оставался в пределах нормы, b-cross-laps в в 25% улучшился, в 8% ухудшился,  в 67% оставался в пределах нормы, паратгормон в 84% случаев был и оставался в пределах нормы, а в 16% улучшился, ДПИД в 92% оставался в пределах нормы, в 8% понизился.

    У женщин кальций ионизированный в 57% случаев был и оставался в пределах нормы, в 31% улучшился, в 12% случаев ухудшился, кальций общий в 82% оставался в пределах нормы, улучшился в 15%, ухудшился в 3% случаев, b-cross-laps в 92% случаев оставался в пределах нормы, в 8% улучшился, остеокальцин в 57% случаев оставался в пределах нормы, в 31% улучшился, в 12% случаев ухудшился, паратгормон в 66% оставался в пределах нормы, в 22%  улучшился, в 12% случаев ухудшился, ДПИД в 38% был и оставался в пределах нормы, в 37% улучшился, в 25% ухудшился.

    У мужчин кальций ионизированный в 72% случаев был и оставался в пределах нормы, в 15% улучшился, в 13% ухудшился, кальций общий в 92% был и оставался в пределах нормы, в 8% улучшился, b-cross-laps в 9% улучшился, в 2% ухудшился, в 89% был и оставался в пределах нормы, остеокальцин в 70% был и оставался в пределах нормы, в 13% улучшился, в 17% ухудшился, паратгормон в 75% случаев оставался в пределах нормы, в 21% улучшился, в 4% ухудшился, ДПИД в 49% был и оставался в пределах нормы, в 43% улучшился, в 8% ухудшился.

    Среди проанализированных показателей самым специфичным маркёром резорбции является дезоксипиридинолин (ДПИД) в моче. Он наиболее характерен для патологических процессов при асептическом некрозе  головки бедренной кости и указывает на разрушение поперечных связей между молекулами коллагена. Его снижение отмечалось в 8% случаев у детей, в 37% – у женщин, в 43% – у мужчин.

    B-cross-laps, как один из маркёров разрушения коллагена I типа кости, характерен для деградации относительно «старой» костной ткани. Среди проанализированных данных наблюдалось его нормальное значение и снижение до нормы в 92 % случаев у детей, в 100% – у женщин, в 98% – у мужчин.

    Показателем синтеза и восстановления костной ткани является белковый продукт остеобластов – остеокальцин. Отмечалось его нормальное значение и повышение до нормы в 92% случаев у детей, в 65% – у женщин, в 83% – у мужчин.

    Таким образом, в результате проведённого лечения отмечается улучшение

    обменных процессов, и достижение анаболического эффекта в кости.

    1. Положительные результаты проведённого лечения АНГБК безоперационым методом на поздних стадиях процесса дают надежду на то, что своевременное начало терапии повысит эффективность лечения АНГБК, а также асептического некроза перипротезной костной ткани (асептической нестабильности).
    2. Необходимо акцентировать внимание врачей всех специальностей, работающих с пациентами из группы риска, на важности терапевтического аспекта, клинических проявлениях ранних стадий АНГБК.
    3. Начальные клинические проявления АНГБК богаты клиническими проявлениями, которые можно подтвердить инструментальными и лабораторными методами в динамике.
    4. Целесообразно использовать разработанный алгоритм диагностики:

    клинические признаки, «Скринфакс», МРТ/КТ, рентгенография, лабораторные анализы, сцинтиграфия, денситометрия                                                            (рентгеновская/ультразвуковая).

    1. Для ранней диагностики предложено использовать методы диагностики с использованием информационного анализа ранних клинических проявлений заболевания «Скринфакс».

Лечение безоперационным методом имеет свои преимущества и может быть альтернативой для лечения больных, имеющих какие-либо противопоказания к эндопротезированию, а при эндопротезировании — способствовать выживаемости эндопротеза.

Клинический пример № 1.                                                                                                                                                                                                                                                 Пациентка С., 53 года.

Боли в правой паховой области при ходьбе появились с октября 2011 года после занятий йогой. В январе 2012 года боли распространились на правый тазобедренный сустав.При проведении МРТ 24.02.2012 г. были выявлены признаки асептического некроза правой ГБК в фазе отёка костного мозга, артроз обоих тазобедренных суставов, синовит правого тазобедренного сустава.29.03.2012 г. Пациентка С. обратилась в Специализированный центр по лечению асептического некроза с жалобами на выраженные ноющие боли в правой паховой области при начале ходьбы, движении, хромоту на правую нижнюю конечность, ночные боли.При осмотре  было определено незначительное ограничение объема движений в правом тазобедренном суставе, сопровождающееся болевыми ощущениями (сгибание D130 (боль), S130; разгибание D30, S30; внутренняя ротация D20 (боль), S40; наружная ротация D40 (боль), S50; отведение D40 (боль), S40; приведение D30 (боль), S60. Признаковгипотрофии мышц, асимметрии конечностей не обнаружено, оценка по шкале Harris составила 61 и 62 балла для левого и правого тазобедренного сустава соответственно.В Специализированном центре по лечению асептического некроза пациенту было проведено комплексное обследование: рентгенография ТБС; двухэнергетическая рентгеновская денситометрия по программе L1-L4, левого ТБС, правого ТБС; скрининг индикации заболеваний на основе технологии информационного анализа кардиосигналов Скринфакс; маркеры метаболизма костной ткани, клинические и биохимические показатели крови и мочи (см. табл.1). Проведенный 29.03.2012 г. скрининг индикации заболеваний на основе технологии информационного анализа кардиосигналов Скринфакс показал вероятность асептического некроза равную 83%.При анализе рентгенограммы тазобедренных суставов в трёх проекциях от 30.03.2012 г. отмечено сужение суставных щелей, уплотнение суставных поверхностей, краевые разрастания вертлужных впадин.

р1

При проведении рентгеновской двухэнергетической денситометрии GE Lunar Prodigy — снижения минеральной плотности кости не выявлено.По данным анамнеза, клиники, инструментального исследования и лабораторных показателей был установлен диагноз: двусторонний асептический некроз головок бедренных костей справа — 1 стадия, слева — 0-1стадия.С согласия пациентки был проведен курс специализированного, соответствующего заявляемому способу лечения в количестве 500 сеансов ежедневно утром и вечером сеансы длительностью до 40 минут с использованием терапевтического аппарата Остеон-1, причем места установки электродов при проведении сеансов чередовали подобранными группами следующим образом: в первый день – первая группа, в которой в качестве точки установки активного электрода (активной точки) была выбрана точка 12 меридиана печени, а в качестве точки установки пассивного электрода (пассивной точки) на утренней процедуре была выбрана точка 10  меридиана селезенки/поджелудочной железы, а на вечерней процедуре в качестве пассивной точки установки соответствующего  электрода была выбрана точка 8  меридиана селезенки/поджелудочной железы, во второй день – вторая группа, где в качестве активной точки установки электрода была выбрана точка 30 меридиана желчного пузыря, а в качестве пассивной на утренней процедуре была выбрана точка 34  меридиана желчного пузыря, а на вечерней процедуре в качестве пассивной точки установки соответствующего  электрода была выбрана точка 9 меридиана селезенки/поджелудочной железы, на третий день – третья группа установки электродов, в которой в качестве активной точки установки электрода была выбрана точка 29 меридиана желчного пузыря, а в качестве пассивной точки на утренней процедуре была выбрана точка 40 меридиана мочевого пузыря, а на вечерней процедуре в качестве пассивной точки установки соответствующего  электрода выбрана точка 1 меридиана почек, а на четвертый день – применена четвертая группа установки электродов, где в качестве активной точки установки электрода была выбрана точка 30 меридиана желудка, в качестве пассивной точки на утренней процедуре была выбрана точка 36 меридиана желудка, на вечерней процедуре в качестве пассивной точки установки соответствующего  электрода выбрана точка 39 меридиана желудка. В последующие дни проведения таких процедур соответственно продолжали чередование с первой по четвертую этих групп электродов.В качестве накожных аппликаторов использовали вышеуказанные сборы лекарственных трав (Хунбаосань, Шенгусань, Чженьцисань), с чередованием этих сборов через каждые две недели.При этом назначали соблюдение строгого ортопедического режима с разгрузкой тазобедренных суставов (ходьба на костылях), индивидуальный комплекс лечебной физкультуры, а также питание, обеспечивающее достаточное усвоение кальция, прием фитопрепарата Фитокост по 5 таблеток три раза в день, альфакальцидол 1мкг вечером после еды, Долматин С по 1 т. 2 раза в день,

Контроль проводился по окончании курса лечения с оценкой клиники, объективных данных, объёма движений по шкале Харриса, рентгенографии, МРТ тазобедренных суставов, маркеров метаболизма костной ткани, определения содержания витаминов группы Д (1,25 дигидроксихолекальциферол, 25 гидроксихолекальциферол) и информацион- ного анализа кардиосигналов.

По результатам проведенного лечения отмечена положительная динамика: редкие незначительные боли в правой паховой  области, отсутствует хромота, ночные боли, объем движений в тазобедренных суставах. Признаков гипотрофии мышц, ассиметрии конечностей не выявлено.

При контрольном МРТ от 21.07.2012 г.: МР-признаки артроза обоих тазобедренных суставов 1 ст. Умеренный синовит правого тазобедренного сустава. В сравнении с МРТ от 24.02.2012г. положительная динамика в виде купирования асептического воспаления.

По данным рентгенографии тазобедренных суставов от 29.10.2012 г. в двух проекциях: на прямой передней рентгенограмме тазобедренных суставов и рентгенограмме с укладкой по Лаунштейну суставные поверхности конгруэнтны, обычной формы, структура сохранена, контуры ровные, вдоль суставных поверхностей вертлужных впадин явления склероза, сужение суставных щелей, определяются рентгенологические признаки коксартроза.

р2

Таблица 1. Динамика лабораторных показателей, Пациентка С.

4
Пациентке рекомендовано: соблюдение ортопедического режима, ходьба по ровной поверхности.
Клинический пример №2. 

Пациент О., 53 года.

При поступлении: с июля 2008г. – после падения спиной на скалистый грунт, отмечались кратковременные боли в крестце и в течение 6 месяцев в правом коленном суставе, с апреля 2009г. появились проходящие после отдыха боли в правом тазобедренном суставе, а с апреля 2011г. – иррадиация болей в правую паховую область.При обследовании в институте им. А.А. Вишневского (МРТ, 16.08.2011) были отмечены грубые дегенеративно-дистрофические изменения обоих тазобедренных суставов с трансформацией костного мозга по типу Modic II: в структуре правой головки бедренной кости определялся участок  овальной формы с кистозными изменениями 7,6 на 4,9 мм. Справа – в переднем отделе субкапитальной зоны были выявлены мелкие дегенеративные кисты неправильно округлой формы, диаметром от 0,2 мм до 8 мм с наличием склеротического ободка, расположенные группой и выходящие за контур кости. Слева – в переднем отделе субкапитальной зоны дегенеративная киста неправильно округлой формы 9 на 8 мм с формирующимся склеротическим ободком. Структура головки неравномерна, с преобладанием остеопороза, мелкими «островками» компактной кости. Структура шейки левой бедренной кости порозна, с компенсаторно увеличенными вертикальными трабекулами и с расположенными по периферии зонами разряжения.17.10.2011 г. пациент обратился в Специализированный центр по лечению асептического некроза с жалобами на ноющие боли после ходьбы в правом тазобедренном суставе с иррадиацией в правую паховую область, хромоту на правую ногу.При осмотре выявлено незначительное ограничение движения в правом и левом тазобедренных суставах: сгибание D 120, S 120, разгибание D 15, S 15, внутренняя ротация D 20, S 15, наружная ротация D 35, S 35, отведение D 40, S 40, приведение D 40, S 40, признаков гипотрофии мышц,укорочения конечности не выявлено, оценка по шкале Harris составила 89 баллов для левого и правого тазобедренного сустава.

Динамика оценки функций тазобедренных суставов по шкале Harris.
харрис
В Специализированном центре по лечению асептического некроза пациенту было проведено комплексное обследование: рентгенография ТБС; трехфазная сцинтиграфия; двухэнергетическая рентгеновская денситометрия по программе L1-L4, левого ТБС, правого ТБС; маркеры метаболизма костной ткани, клинические и биохимические показатели крови и мочи.На R-грамме от 18.10.2011г. тазобедренных суставов в трёх проекциях заметны умеренные признаки деформирующего артроза с обеих сторон – склероз компактных пластин сочленяющихся поверхностей, костные разрастания у верхне-наружного края вертлужной впадины до 2-3 мм, сужение суставной щели. В головке правой бедренной кости в переднем отделе субкапитальной зоны определяются 2-3 разнокалиберные тени (0,3 – 0,5 см) с нечеткими и неровными контурами, кистовидной формы. Признаков «замещающего склероза» нет. Рентген картина – начальных проявлений АНГБК.

р3

Сцинтиграфия от 20.10.2011г. — очагов патологической гиперфиксации РФП в костях скелета не выявлено. Незначительное включение РФП диффузного характера в область правого тазобедренного сустава +4%. Незначительные изменения микроциркуляции в области головки правой бедренной кости и в зоне вертлужной впадины.По данным анамнеза, клиники, инструментальных исследований и лабораторных показателей был установлен диагноз – двусторонний асептический некроз головки бедренной кости: слева 0-1 стадия, справа 1 стадия.С согласия пациента в течение 1 года было проведено 4 курса специализированного, соответствующего заявляемому способа лечения (АНГБК): первый в количестве 180 сеансов, а второй и последующие курсы каждый по 300 сеансов, с интервалами между сеансами: на первом курсе лечения по 5,5 часов на втором и третьем по 4 часа, а на четвертом по 3,5 часа и с интервалами между курсами по две недели. Лечение проводили в амбулаторных условиях с соблюдением ортопедического режима с разгрузкой тазобедренных суставов (исключение ношения тяжестей, сведение к минимуму осевых нагрузок на тазобедренные  суставы, передвижение на двух костылях или на автомобиле и, соответственно, в лифте), с выполнением индивидуального комплекса лечебной физкультуры, с питанием, обеспечивающим достаточное усвоение кальция, с ежедневным проведением с помощью терапевтического аппарата «Остеон – 1» утром и вечером лечебных процедур длительностью 25 -30 минут,В качестве лекарственных средств больной принимал Курантил (Dipyridamole) 0,25 по 1 таблетке 2 раза в день после еды, Гитагамп ST — 1 таблетка 2 раза в день, а также фитопрепарат Фитокост по 5 таблеток три раза в день.При этом  отмечалось уменьшение болей в тазобедренном суставе, увеличение силы нижней конечности, уменьшение хромоты.По результатам проведенного лечения получена отчетливая положительная динамика – боли в правом тазобедренном суставе не беспокоят, увеличился объем движений в тазобедренных суставах, нет хромоты.На 12.02.2013г. объем движений в тазобедренных суставах: сгибание D 140, S 140, разгибание D 15, S 15, внутренняя ротация D 30, S 30, наружная ротация D 40, S 40, отведение D 50, S 50, приведение D 45, S 45, признаков гипотрофии мышц, укорочения конечности не выявлено, оценка по шкале Harris составила 96 баллов для левого и правого тазобедренного сустава.На R-грамме от 21.08.2012г. тазобедренных суставов: справа – суставная щель сужена, суставные поверхности уплотнены, слева субхондральный склероз компактных пластин сочленяющихся поверхностей, сужение суставной щели. Костно-деструктивных изменений не выявлено. Заключение: остеоартроз правого т/бедренного сустава (начальные рентгенологические проявления), остеоартроз левого т/бедренного сустава 1 ст.

р4

В таблицах 1 и 2 приведены данные обследований пациента О. в процессе лечения.

Таблица 1 примера № 2

Данные минеральной плотности костной ткани (г/см²)  тазобедренных суставов по зонам и тел позвонков, пациента О.

Зона1)  \  дата 17.10.2011 19.04.2012 12.02.2013
L1-L4 T2-1,9; Z2 -2,2 Т-2,0; Z-2,1 Т-1,0; Z-1,0
Left Femur Total Т 0,3; Z 0,5 Т 0,4; Z 0,7 T 0,4; Z 0,9
Right Femur Total Т 0,1; Z 0,3 T 0,0; Z 0,3 Т 0,2; Z 0,6

 

Примечания:

1) Обозначения зон шейки и проксимального отдела бедренной кости и тел позвонков приведены в соответствии с технической документацией рентгеновского двухэнергетического денситометра GE Prodigy Advance, на котором проводилось исследование.

2) Т (T-score) и Z (Z-score) — определение плотности костной ткани как число стандартных отклонений от значений данного показателя в молодом и пожилом возрасте соответственно.

Таблица 2 примера № 2

Динамика лабораторных показателей, Пациент О.

5
Примечания: * — значения ниже нормы;  ** — значения выше нормы.

По вопросам приобретения монографии обращайтесь:

г. Москва, ул. 2-я Песчаная, 8. Телефон +7 (495) 150-37-67