ХАРАКТЕРИСТИКА СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СВОЙСТВ КОСТНОЙ ТКАНИ У ДЕТЕЙ, БОЛЬНЫХ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ, И КОРРЕКЦИЯ ВЫЯВЛЕННЫХ НАРУШЕНИЙ НА РАЗЛИЧНЫХ ЭТАПАХ РЕАБИЛИТАЦИИ : ХАРАКТЕРИСТИКА СТРУКТУРНО-ФУНКЦІОНАЛЬНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ КІСТКОВОЇ ТКАНИНИ У ДІТЕЙ, ХВОРИХ НА БРОНХІАЛЬНУ АСТМУ, І КОРЕКЦІЯ ВИЯВЛЕНИХ ПОРУШЕНЬ НА РІЗНИХ ЕТАПАХ РЕАБІЛІТАЦІЇ

summary

Експериментальне дослідження. Згідно поставленим у роботі завданням морфологічне дослідження проводили на 36 статевозрілих морських свинках, масою 500-700 г, віком 5-6 місяців, на базі віварію Кримського  державного медичного університету ім. С.І. Георгієвського. Тварини склали 5 груп: I – інтактні  здорові тварини; II – група  контрольних тварин, у яких моделювалася БА, але лікування не проводилося; III – група  тварин, яким моделювалася БА і проводилося лікування ІГКС – Фліксотидом  (GlaxoSmithKline Pharmaceuticals S.A., Польща).

Моделювання бронхіальної астми  здиснювались згідно  методу J. J. de Bie, 2000. Потім протягом 3 місяців морським свинкам моделювали приступи БА під впливом овальбуміну, що вводили інгаляційно. Розпилення антигену проводили за допомогою ультразвукового інгалятора «Мусон-2». Через 1 місяць, на тлі моделювання приступів БА, була проведена медикаментозна корекція. Дозування вдихуваного препарату розраховувалось із урахуванням маси тварин, частоти дихання та об’єму  камери, що становить 500 см³.

З експерименту тварин виводили під ефірним наркозом шляхом декапітації. Для вивчення відбирали стегнові кістки, які піддавалися фіксації, демінералізації, заливанню в парафінові блоки. Забір матеріалу здійснювали після закінчення 30, 60, 90 доби експерименту.

Матеріали та методи дослідження. На базі дитячих клінічних санаторіїв: «Зміна», «Променистий», МДМЦ «Дружба» м. Євпаторії було обстежено 230 дітей у віці 7-16 років (середній вік 11,2 ± 1,4 років), хворих на БА, з них 79 (34,35%) дівчат і 151 (65,65%) хлопчик. Всі діти перебували в періоді ремісії, БА інтермітуючого перебігу діагностована у 78 (34%) дітей, легкого персистуючого перебігу в 87 (38%), середнього ступеня тяжкості – у  58 (25%), персистуючого ступеня БА важкого перебігу в 7 (3%) осіб. Тривалість захворювання до моменту спостереження у 22 (9 %) дітей була від 1 до 3 років, у 69 (30%) – від  4 до 6 років, 87 (38 %) пацієнтів – 7-9 років,  і в 52 (23%) – більше  10 років. Контрольну групу (КГ) склали 30 здорових дітей. Групу порівняння (ГП) склали діти, що проживають у різних областях України (Поворознюк В.В., Віленський А.Б., Григор'єва Н.В., 2001). Основна група (ОГ) всіх дітей, хворих на БА,  залежно від стану КТ була розподілена на дві: у І групу ввійшли 98  пацієнтів з остеопенією, в ІІ групу – 132  пацієнти з нормальним станом КТ. Всі групи були репрезентативними за віком і статю. Діагноз БА був верифікований на підставі даних анамнезу, об'єктивного обстеження, лабораторних і інструментальних методів дослідження (спірографія – з  визначенням основних параметрів ФВД) згідно з рекомендаціями Українського консенсусу з діагностики і лікування БА в дітей. Діагноз БА з оцінкою ступеня тяжкості (інтермітуюча, персистуюча – легка, середнього ступеню і важка) установлювався відповідно до рекомендацій Міжнародних Консенсусів, а також згідно з наказом МОЗ України №767 від 27.12.2005 року. Комплексне клініко-функціональне, лабораторне обстеження проводилося в динаміці: при надходженні до санаторію (на 3-5 день) або на амбулаторному етапі: до лікування і після закінчення курсу лікувально-реабілітаційних заходів.

Методи дослідження включали докладний збір анамнезу і роботу з медичною документацією, об'єктивне і|осмотра| фізикальне| обстеження дитини, оцінку| фізичного| розвитку| за допомогою методу лінійних діаграм. Відповідно до результатів оцінки фізичного  розвитку діти були розподілені  на 2 категорії: діти з гармонійним  і дисгармонійним розвитком (з низьким зростом, високим зростом, які відстають у масі тіла, мають надлишкову масу і діти з дефіцитом маси і зросту).

 Визначався| структурно-функціональний| вік| кісткової| системи| і різниця| між| фактичним| та належним| кістковим| віком|, що характеризує| темп розвитку| кісткової| тканини|.

Дослідження СФВ КТ проводилося методом ультразвукової остоденситометрії на  апараті «Ahilles+» (Lunar-General Electric Medical Systems, США) з визначенням швидкості поширення ультразвуку (ШПУ, м/с), широкополосного ослаблення ультразвуку (ШОУ, дб/Мгц), індексу щільності кісткової тканини (ІЩ %); і оцінкою одержаних даних за Z-Критерієм.

Біохімічні маркери кісткового метаболізму – концентрація загального кальцію (Са), фосфору неорганічного (Р_неорг), магнію (Mg)  у сироватці крові вивчали фотометричним методом, використовуючи набори «Філісит-Діагностика» (ТОВ НВП, Україна). Розрахунковими методами визначався іонізований кальцій у сироватці крові (Ca_i).

Методом твердофазного імуноферментного аналізу в сироватці крові визначалися рівні кальційрегулюючих гормонів: паратгормону (ПТГ) – набором  I-PTH ELISA (DSL, США), кальцитріолу  (КТр) – набором  1,25 Vitamin D ELISA (Immundiagnostik, Німеччина), кальцитоніну (КТн) – набором  Calcitonin ELISA (BIOMERICA, США), і гормону росту (ГР) ( Хема-Медика, Росія).

Як маркери кісткоутворення в сироватці крові нами досліджувалися рівні активності лужної фосфатази (ЛФ) – спектрофотометричним методом, і остеокальцину (ОКЦ), останній ІФА-методом набором N-MID Osteocalcin (Nordic Bioscience Diagnostics A/S, Канада). Для оцінки напруженості кісткової резорбції в ранковій сечі натще визначали рівень дезоксипіридиноліну (ДПД) ІФА-методом набором Metra DPD EIA kit (Quidel Corporation, США) у співвідношенні зі вмістом креатиніну в цій же порції сечі.

Залежно від етапу реабілітації  і запропонованих способів корекції остеопенії  були сформовані наступні групи:

I група – 20  дітей з БА та остеопенією перебували на традиційному санаторно-курортному лікуванні (СКЛ), що включало: I-II лікувально-руховий режим; кліматолікування: аеротерапія за II режимом, геліотерапія за ІІ режимом і таласотерапія за I-II режимом (у літній період); збалансоване харчування із включенням продуктів з підвищеним вмістом кальцію (1200-1500 мг/добу); оптимальний руховий режим, що включає комплекс лікувальної фізкультури, спортивні ігри; бальнеотерапію, масаж м'язів спини, живота, коміркової зони.

2 група – 20  дітей з БА та остеопенією, яким для підвищення ефективності традиційної санаторно-курортної реабілітації (крім літнього періоду) як коригуючий метод, вторинну остеопенію, призначався препарат Кальцемін по 1-2 таблетці 1 раз на добу наприкінці основного прийому їжі, 20-30 днів.

3 група – 20  пацієнтам на санаторно-курортному етапі призначався антигомотоксичний препарат «Остеобіос» по 10-12 крапель 2 рази на день, 20-30 днів.

В амбулаторних умовах 4 група – 18  дітей, хворих  отримувала корекцію остеопенії  препаратом Кальцемін.

5 групу склали 20 пацієнтів, яким на амбулаторному етапі реабілітації призначався  «Остеобіос» за вищеописаними схемами.

Статистична обробка даних проводилася з використанням методів параметричної і непараметричної статистики за допомогою|посредством| статистичної програми Statistica| 6.0 (Statsoft|, США). Визначалися основні статистичні характеристики: середнє, помилка середнього і стандартне відхилення. Перевірка гіпотез щодо|касательно| рівності двох середніх виконувалася|исполняет| з використанням парного|четного| критерію Вілкоксона і U-Тесту| Манна-Уїтні. Для оцінки ступеня взаємозв'язків проводився кореляційний аналіз із обчисленням|исчислением| парних|четных| коефіцієнтів кореляції Спірмена (r).

Результати досліджень та їхнє обговорення. У тварин з модельованою БА, що не отримували ніякого лікування протягом 1 місяця, в області діафізу (рис.1) відзначалися  виражені порушення остеогенезу, що проявлялися вповільненням формування остеонів, уповільненням перетворення ретикулофіброзної кісткової тканини в компактну. Зовнішній (ЗШГП) і внутрішній шари генеральних пластинок (ВШГП) варіювали як за загальною шириною шару, так і за товщиною пластинок. Ширина мала розходження в різних частинах на поперечному зрізі діафізу. Остеонний шар містив остеони, що мають переважно поздовжнє розташування по довжині кістки. В остеонах спостерігалося достовірне зниження (р<0,05)  як товщини, так і числа циліндричних кісткових пластинок. Канали остеонів були  збільшені у порівнянні з кісткою інтактних тварин. Метаепіфізарна хрящева пластинка  неповністю розділяє кістковомозкові порожнини епіфізу і діафізу, виявляється тільки по периферії дуже тонка, що свідчить також і про поєднане порушення хондрогенезу в стегновій кістці.

При моделюванні БА протягом 3-х місяців у групі тварин, що не отримувала лікування, компактна кістка в області діафізу становилася більш тонкою і мала нерівномірну товщину, що зменшувалася достовірно (р<0,05) в 1,89 разів у порівнянні з даними контролю цього періоду дослідження. У порівнянні ж з аналогічним впливом тривалістю в один і два місяці товщина діафізу знижувалася відповідно в 1,23 (р<0,05) і 1,53 (р<0,05)  рази. Порушення структури трубчастої кістки прогресували зі збільшенням тривалості захворювання. Найбільші зміни зазнавав остеонний шар, у якому відзначалася нерівномірність розподілу остеонів і їхнє розрідження (рис.1).

У тварин, що отримували  фліксотид, протягом 1 місяця в області діафізу товщина компактної кістки достовірно (р<0,05) зменшувалася як у порівнянні з інтактними тваринами, так  із тваринами, яким лікування не проводилося. На поперечному зрізі діафіз значно розрізнявся за товщиною компактної кістки в різних ділянках. Спостерігалася нерівномірність  ширини ЗШГП і ВШГП. Остеонний шар мав незрілу структуру. Між сформованими остеонами розташовувалися неправильної форми острівці матриксу з низькою мінералізацією, що мають слабко базофільне забарвлення. Метаепіфізарна пластинка була представлена переважно двома зонами хряща – зоною  дефінітивного хряща і зоною деструкції, що розглядалося як порушення диференціювання КТ (рис.2).

 Вивчення впливу БА з одночасним проведенням терапії фліксотидом дозволило встановити, що через 3 місяці даного впливу в стегновій кістці відбувалося значне стоншення кісткової тканини в складі компактної кістки діафізу та у складі кісткових трабекул губчастої кістки. Зазначений процес супроводжувався одночасним тотальним збільшенням розмірів каналів остеонів і кісткових лакун, що набувають міхурцевоподібну форму. Розподіл шарів у поперечному зрізі трубчастої кістки також порушувався: товщина ЗШГП була нерівномірною. Площа профільного поля внутрішньокісткових порожнин достовірно (р<0,05)  збільшувалася до 13,71% (р<0,05), що  супроводжувалося зниженням відношення матриксу до перетину каналів остеонів. Хондроцити формували переважно зону дефінітивного хряща, тоді як зони проліферації і деструкції були не виражені, що свідчило про порушення процесів хондрогенезу (рис.2). У кістковомозковій порожнині епіфізу наростав вміст жирових клітин.

Зміни стегнової кістки при лікуванні бронхіальної астми ІГКС були більш  значні, ніж у тварин, яким лікування не проводилося. Однак виявлені зміни структури кістки в групі тварин, що не отримували ніякого лікування і мали тривалість захворювання більше 3-х місяців, розглядалося нами як самостійний вплив хронічного запального процесу на ріст, формування, диференціювання кісткових структур.

Рис. 1 Діафіз стегнової кістки морської свинки при моделюванні БА протягом 1(А) і 3-х (Б) місяців без лікування. Фарбування гематоксиліном і еозином. Збільшення х100, х400.

Рис. 2 Метаепіфізарна пластинка стегнової кістки морської свинки при моделюванні БА протягом 1 (А)  і 3 (Б) місяців  із введенням фліксотиду. Фарбування гематоксиліном і еозином. Збільшення х100.                       

 При проведенні антропометричного дослідження 230 хворих на БА достовірних відмінностей між середніми показниками зросту, маси та окружності грудної клітки (ОГК) дітей з БА основної групи і здорових дітей (КГ), а також групи порівняння (ГП) не було відзначено. Однак виявлено, що серед хворих на БА хлопчиків середні значення зросту  були вірогідно нижче у віці 8, 13, 15, 16  років, ніж у здорових однолітків відповідної статі і віку (р<0,05). У хворих на БА дівчат відставання (р<0,05) за зростом відзначено у віці 9-10 років, 12-13 років, 15-16 років.

Дослідження середніх показників динаміки маси тіла у пацієнтів з БА виявило відсутність збільшення маси у хлопчиків, хворих на БА, у віці 10-15 років. Цей показник був достовірно (р<0,05) нижче, ніж у здорових однолітків. У дівчат відставання за масою відзначено в період 10-12 і 16 років (р<0,05), що свідчило про наявні порушення в регулюванні процесів росту даної категорії дітей.

Знижений показник індекс маса тіла (ІМТ) стосовно вікової норми відзначався в 166 (72,2%) хворих на БА дітей. Найбільше його зниження відзначено в хлопчиків у віці 7, 12, 13 років.

Таким чином, у дітей з БА основної групи було відзначене відставання за середнім рівнем показника ІМТ від ГП (р<0,05), що свідчить про порушення пропорційності ФР. Розходження даного показника залежно від статі і віку при порівнянні із КГ мали місце у хлопчиків у 7-8, 12-13, 15-16 років (р<0,05). У дівчат показник ІМТ вірогідно (р<0,05) відрізнявся від КГ в 8, 10-11 і 16 років. Оцінюючи залежність ІМТ від статі, відзначено, що в 53,6% хлопчиків достовірно частіше (р<0,05) відзначалися більш низькі значення даного показника в порівнянні з  дівчатами (46,4%).

Негармонійний ФР було відзначено у 148 (35,7%) дітей, котрі страждають на БА. Найбільш часто ФР був дисгармонійним у віці 10-12 років (в 42,5% хворих), достовірно (р<0,05) частіше у хлопчиків. Також були виявлені віково-статеві особливості порушення ФР у пацієнтів з БА. У віці 7-9 років дисгармонійний ФР  в 1,5 рази частіше зустрічався в хлопчиків, ніж у дівчаток і був обумовлений зниженим рівнем маси тіла. У той час як у дівчаток – підвищеним.  У віковому інтервалі від 10 до 12 років дисгармонійність ФР у два рази частіше відзначалася серед хлопчиків за рахунок знижених показників ваги та ОГК. Період 13-16 років відрізнявся  високою частотою зустрічаємості дисгармонійного ФР серед хворих БА дівчаток (52%), що було в 3 рази більше, ніж у хлопчиків у цьому віці, і було обумовлено як підвищеними, так і зниженими значеннями ваги та ОГК. Серед всіх показників ФР дітей, котрі страждають на БА, з віком найбільш сильний кореляційний зв'язок мав зріст (r=0,87; р<0,001). Причому, у хлопчиків цей зв'язок був більш виражений, ніж у дівчат. На другому місці за силою статистичного взаємозв'язку з віком була вага (r=0,77; р<0,001), потім – ОГК (r=0,71; р<0,001). Показник ІМТ у дітей незалежно від статі був прямо пропорційний віку (r=0,37; р<0,001). Нами відзначений сильний кореляційний зв'язок ІМТ від статі (r=0,59; р<0,001) у хлопчиків.

При проведенні ультразвукової денситометрії виявлено, що в основній групі дітей з БА спостерігалися порушення СФВ КТ, що проявляється в зниженні ІЩ КТ різного ступеня виразності, у 98 (42%) хворих від – 1-2,5 SD, що відповідало остеопенії, в 11 (5%) >-2,5 SD, що відповідало остеопорозу, у 132 (57%) дитини від 0-1 SD відповідало нормі.  Показник, що характеризує ІЩ, був вірогідно знижений у дітей з БА у віці 7-8 років.

 Рівень показника ШПУ залежний від еластичності і міцності КТ,  достовірно (р<0,001) не досягав значень ГП в усі вікові періоди. Найбільше його зниження відзначено у віці 8, 10, 12, 16 років у дітей обох статей. Вікова динаміка показника ШОУ, що характеризує просторову орієнтацію трабекулярної КТ,  відрізнялася відносно рівномірним достовірним зниженням (р<0,05) у хлопчиків і в дівчаток у порівнянні з відповідним показником ГП.