В настоящее время проблема травматизма – «эпидемия травм», приобрела огромное медицинское и социальное значение. Связано это в первую очередь, с бурными темпами общественно – экономического развития социума, его урбанизации. Травма, в основном бытовая и автодорожная, выросла в 4-5 раз и прочно удерживает лидирующие позиции в структуре заболеваемости и смертности (первое место среди мужчин трудоспособного возраста и третье в общей структуре – после сердечно – сосудистых и онкологических заболеваний).
Но, к сожалению, причиной переломов не всегда является адекватный по силе травмирующий агент. И здесь уже на первое место выходят прочностные характеристики травмируемой костной ткани. Прочность кости отражает интеграцию двух главных характеристик: минеральной плотности и качества кости (архитектоника, обмен, накопление повреждений, минерализация) [1]. При некоторых патологических состояниях, в т.ч. при остеопорозе все эти показатели коренным образом изменяются, приводя к чрезвычайной хрупкости костной ткани и возникновению патологических, остеопоротических, переломов.
Остеопороз - заболевание скелета, для которого характерны снижение минеральной плотности костной ткани, и как следствие этого - прочности кости и повышение риска переломов. Остеопороз в России, как и во всём мире, представляет одну из важнейших проблем здравоохранения, поскольку частота его в последние десятилетия постоянно увеличивается. У пациентов 50 лет и старше в соответствии с критериями ВОЗ остеопороз в России выявляется у каждой третьей женщины и каждого пятого мужчины [2]. Это означает, что остеопорозом в России больны более 10 млн. человек. Социальная значимость остеопороза определяется его последствиями – патологическими (остеопоротическими) переломами костей скелета, обусловливающими значительный рост травматизма, инвалидности и смертности и, соответственно, большие материальные затраты в области здравоохранения. Среди городского населения России у 24% женщин и 13% мужчин в возрасте 50 лет и старше отмечается по крайней мере один клинически выраженный перелом [3].
Так, например, частота патологических переломов проксимального отдела бедренной кости на фоне снижения ее минеральной плотности среди населения в возрасте 50 лет и старше в России составляет в среднем 105,9 на 100 000 населения того же возраста (78,8 у мужчин и 122,5 среди женщин); частота переломов дистального отдела предплечья - 426,2 (201,1 среди мужчин и 563,8 среди женщин). Наиболее тяжёлые медико-социальные последствия обусловлены переломами проксимального отдела бедренной кости на фоне снижения минеральной плотности костной ткани. Так, смертность в течение первого года после перелома в различных городах России колебалась от 30,8 до 35,1%, причём из выживших 78% спустя год и 65,5% после двух лет нуждаются в постоянном уходе [4]. При консервативном лечении, требующем длительного постельного режима, смертность составляет 40%.
Несмотря на различия в системах организации медицинской помощи, цены на лечение остеопоротических переломов в развитых странах приблизительно одинаковы, но существенно отличаются от стоимости лечения в России. Так, стоимость года лечения перелома бедра с включением госпитального периода и последующей реабилитацией в Бельгии составляет ≈15 тыс. евро, в Великобритании - ≈12 тыс. фунтов стерлингов, в Канаде - ≈26,5 тыс. канадских долларов. Стоимость только стационарного лечения пациентов с переломами бедра в 2000 г. (Ярославль) составила ≈1166765 рублей в год. Кроме этого, патологические переломы шейки бедра являются одной из ведущих причин инвалидности. К сожалению, в первые 6 месяцев после перелома умирает каждый четвертый пациент, причем еще в стационаре смертность составляет 3% для женщин и 8% – для мужчин [5, 6].
Безусловно, наиболее оптимальным способом лечения пациентов с патологическими переломами на фоне снижения минеральной плотности костной ткани, является хирургический. Именно посредством хирургического лечения возможно добиться ранней функциональной реабилитации и минимизации риска возможных осложнений, вызванных длительным периодом постельного режима. Вынужденная гиподинамия способствует обострению хронических заболеваний, и возникновение осложнений, которые могут стать причиной смерти пациента (гипостатическая пневмония, уростаз, копростаз, пролежни, тромбоэмболия легочной артерии и др.).
Между тем результаты оперативного лечения переломов на фоне остеопороза не всегда можно считать удовлетворительными. Как показал ретроспективный анализ лечения 360 больных с переломами шейки бедра, только в 15% случаев у пациентов восстанавливается способность к передвижению без дополнительной опоры, в 22% случаев результат лечения неудовлетворительный. Частота ложных суставов, по некоторым данным, достигает 30% [7]. Во многом это связано с тем, что из-за выраженного разрежения костных трабекул в момент операции не удается достичь первичной стабильности. Адаптивная перестройка костной ткани вокруг имплантата в раннем послеоперационном периоде еще больше усиливает разрежение костных структур.
К сожалению, в настоящее время нет обоснованного протокола предоперационного планирования и алгоритма хирургического лечения пациентов с остеопоретическими переломами на основе оптимальных критериев выбора имплантатов для остеосинтеза, а также лекарственных средств для коррекции фонового остеопороза и остеопении, при помощи которых можно было бы дифференцированно подойти к выбору вида и способа хирургического лечения пациентов с патологическими переломами. Большинство травматологов-ортопедов производят выбор способа оперативного вмешательства на основании своего эмпирического опыта и интуиции, что придает этому достаточный элемент случайности. В частности, нет четких показаний к решению вопроса о выборе адекватного лечения в зависимости от степени выраженности остеопороза, характера перелома, соматического состояния пациента и его возраста. Но, как правило, хирурги преимущественно озабочены механической стороной дела (улучшением закрепления конструкций с помощью костного цемента или повышением их анкерных свойств), почти не пытаясь исследовать такой путь, как возможность медикаментозного влияния на характеристики костной ткани.
В числе прочих факторов успех операции во многом зависит от состояния костной ткани. Костная ткань - динамичная полиморфная система, в которой в течение жизни человека происходят два взаимосвязанных процесса: разрушение старой (резорбция) и образование новой (формирование) кости, составляющие цикл ремоделирования костной ткани [8-11]. Пик костной массы достигает своего максимального значения к 16-20 годам. С 35 лет у женщин и 45 лет у мужчин начинается физиологическая потеря костной массы. В начале происходит незначительная потеря костной ткани 0,3 - 0,5% в год [11, 12]. В дальнейшем характер изменений минеральной плотности кости зависит от пиковой костной массы и скорости потери костной ткани. Низкая пиковая костная масса, которая является одним из факторов, определяющих последующее развитие остеопороза, зависит от многих причин, включая генетические, гормональные, особенности питания, физической активности и различные средовые факторы [13-15].
Следует помнить, что перелом со следующий за ним операцией, ограничением двигательной активности и вынужденной бездеятельностью ведет к быстрой потере минеральной составляющей кости [16-18]. В момент травмы, а также остеосинтеза независимо от характера метаболизма костной ткани усиливается интенсивность резорбции кости (стрессовое ремоделирование), что ускоряет разрушение прилежащих к фиксатору костных балок и может привести к нестабильности остеосинтеза [19]. Одной из причин формирования ложных суставов шейки бедренной кости является то, что из-за выраженного разрежения костных трабекул при выполнении фиксации не удается достичь первичной стабильности. Адаптационная перестройка костной ткани вокруг фиксатора в раннем послеоперационном периоде еще более усиливает разрежение костных структур.
Одним из вариантов хирургического лечения пациентов с патологическими переломами шейки бедра является эндопротезирование тазобедренного сустава. Данная операция позволяет в максимально короткие сроки начинать функциональную реабилитацию пациента, тем самым уменьшить длительность нетрудоспособности и вернуть исходное качество жизни. Но в то же время эндопротезирование тазобедренного сустава сопряжено с высоким риском повторных оперативных вмешательств, что не только снижает качество лечения и отрицательно сказывается на оценке эффективности метода, но и ограничивает его внедрение по показаниям у лиц молодого возраста. Основная причина неудач заключается в асептическом расшатывании бедренного и вертлужного компонентов эндопротеза. Частота этого осложнения довольно высокая и колеблется спустя 5 лет после операции от 20% до 40%.
Среди причин его возникновения можно отметить следующие: интраоперационные нарушения кровообращения в прилежащей костной ткани, неадекватная пространственная ориентация имплантата, особенности его конструкции и качества материала. Разработка малотравматичных доступов оперативного вмешательства, методов фиксации, совершенствование качества материалов и конструкции имплантатов, в настоящее время, к сожалению, не решило данную проблему.
Несмотря на получение новых данных о клеточных взаимодействиях и химических медиаторах, осуществляющих потерю кости прилежащей к имплантату, остается неясным вопрос, касающийся различного срока «выживаемости» протезов даже одного типа и при использовании их у пациентов с одной и той же патологией. Возможно, «выживаемость» имплантатов можно связать с качеством материала и их дизайном. Но более вероятна взаимосвязь развития асептической нестабильности с исходным количественным и качественным состоянием прилежащей кости, а также величиной ее потери в период стрессового ремоделирования и влиянием на этот процесс индивидуальных особенностей (пол, возраст), среды проживания, вредных привычек, т.е. факторов, независимых от имплантата.
Однако до настоящего времени данные о связи величины потери минеральной плотности костной ткани в период адаптивной перестройки с ее исходным количественным состоянием носят противоречивый характер. Нет также единого мнения и о величине потери костной массы в этот период. Тем не менее, усиление интенсивности резорбции, особенно выраженное в первые 6 месяцев после операции, может стать причиной потери до 75% перипротезной костной ткани.
Кроме этого, нет единого мнения и относительно продолжительности периода усиленной резорбции в период адаптивной перестройки и влиянии на этот процесс исходной массы кости.
В ряде случаев, средством стабилизации эндопротеза может считаться его имплантация на костном цементе. Остеопороз заведомо можно рассматривать как показание к применению цемента. Но, к сожалению, применение цемента чревато рядом осложнений.
Сущность патогенеза любого вида остеопороза состоит в дисбалансе процессов костной резорбции и остеогенеза. Все это вызывает изменение как количества, так и качества костной ткани. Хорошо известно, что костная масса, или минеральная плотность костной ткани, - хороший предсказатель риска переломов костей [2-22]. Но если раньше считали, что данный показатель на 60% и даже 90% предопределяет возможность риска перелома, то сегодня эти позиции несколько пересмотрены и акцент делается на качестве кости, в понятие которого входят микроархитектоника костной ткани, органический матрикс, наличие микроповреждений [23]. И количество, и качество кости влияют на ее прочность. Снижение прочности кости ведет к высокому риску переломов. Таким образом, высокая скорость костной резорбции связана с увеличением риска переломов.
Для постменопаузального остеопороза (I тип) характерна гораздо большая потеря губчатой ткани по сравнению с компактной: отмечено преобладание переломов позвонков и дистального отдела лучевой кости. Сенильный остеопороз (II тип) затрагивает как трабекулярную, так и кортикальную костную ткань, часто приводит к переломам шейки бедренной кости, а также тел позвонков, проксимальных отделов плечевой и большеберцовой кости [24, 25].
При постменопаузальном остеопорозе среди прочих факторов основная роль в патогенезе заболевания принадлежит дефициту эстрогенов, который резко ускоряет потери костной массы. Недостаток эстрогенов способствует снижению секреции кальцитонина и повышенной чувствительности кости к резорбтивному действию паратиреидного гормона, а также вторично обусловленному дефициту витамина D и снижению абсорбции кальция в кишечнике [26-28].
В генезе сенильного остеопороза важную роль отводят отрицательному кальциевому балансу с развитием вторичного гиперпаратиреоидизма в сочетании с дефицитом половых гормонов. Дефицит витамина D возникает у пожилых людей, плохо питающихся, не выходящих из дома, лишенных солнечного света. Всасывание кальция в кишечнике снижается, а способность почек к гидроксилированию витамина D в активные метаболиты падает. Кроме возрастного уменьшения синтеза витамина D, развивается резистентность к его воздействию. В результате отрицательного кальциевого баланса развивается вторичный гиперпаратиреоз. Таким образом, организм пытается поддержать уровень кальция в сыворотке за счет повышения его освобождения из костной ткани [29, 30].
Что касается диагностики остеопоротических переломов, то ее можно свести к двум этапам. На первом этапе обследования пациента необходимо установить сам факт наличия перелома. Это представляется возможным путем сбора анамнеза, осмотра и проведения дополнительного инструментального обследования. Посредством анамнеза выявляется факт получения травмы и ее адекватность (травматические повреждения), или же перелом произошел без приложения явной травмирующей силы (снижение минеральной плотности костной ткани приводит к чрезмерной ее хрупкости). Далее при осмотре и общефизикальном исследовании определяются и другие признаки повреждения костей скелета: изменение парафрактурных тканей.
Окончательно подтвердить или опровергнуть факт наличия перелома возможно лишь применяя дополнительные методы обследования пациента. Обязательным является проведение рентгенографии поврежденного сегмента по общепринятым правилам (минимум исследование в двух проекциях, с захватом двух, смежных с зоной перелома, суставов). Идеальным является проведение рентген-компьютерной и (или) магнитно-резонанстной томографии, являющихся, по праву, «золотым стандартом» в диагностике патологии опорно-двигательного аппарата.
Но, к сожалению, стандартная рентгенография позволяет довольно надежно диагностировать факт наличия перелома и выраженные, грубые, стадии остеопороза в диафизах трубчатых костей, но ее не совсем корректно применять для оценки динамики изменений минерализации костной ткани. Поэтому в алгоритм обследования пациентов с повреждениями опорно-двигательного аппарата рационально включать и дополнительные методы диагностики.
На кафедре травматологии и ортопедии Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н. Бурденко разрабатывается методика дифференцированного комплексного хирургического лечение пациентов с патологическими переломами костей скелета на фоне снижения минеральной плотности костной ткани. Данная методика включает в себя не только верификацию перелома, но и определение степени минерализации костной ткани. Кроме этого, в рамках разрабатываемой методики предусматривается определение рациональной коррекции нарушений минеральной плотности костной ткани в пред- и послеоперационном периоде для снижения возможного риска отдаленных осложнений (замедленная консолидация, формирование ложных суставов, асептическая нестабильность и др.), а также способы стимуляции репаративного остеогенеза.
По нашему мнению, остеопороз в клинической практике целесообразно оценивать оценивается не по клиническим данным, а по показателям минеральной плотности костной ткани, которую наиболее целесообразно определять посредством рентгенографического метода, биэнергетической рентгеновской абсорбциометрии, количественной компьютерной томографии, а также ультразвуковой денситометрии.
Мы считаем, что в ходе определения минеральной плотности костной ткани важным является выявление т.н. T- и Z-критерия. Т-критерий представляет собой количество стандартных отклонений выше или ниже среднего показателя пика костной массы молодых женщин. Т-критерий уменьшается параллельно с постепенным снижением костной массы при увеличении возраста обследуемых лиц. Z-критерий представляет собой количество стандартных отклонений выше или ниже среднего показателя для лиц аналогичного возраста.
- Нормальными показателями минеральной плотности костной ткани считаются показатели Т-критерия от +2,5 до -1 стандартных отклонений от пиковой костной массы.
- Остеопения - показатели Т-критерия от -1 до -2,5 стандартных отклонений.
- Остеопороз - показатели Т-критерия -2,5 стандартных отклонений и ниже.
- Тяжёлый остеопороз - показатели Т-критерия -2,5 стандартных отклонений и ниже с наличием в анамнезе одного и более переломов [31, 32].
Кроме вышеуказанных инструментальных методов диагностики нарушений минерализации костной ткани, в рамках разрабатываемой методики мы предлагаем определять и ряд лабораторных показателей. К ним относятся следующие: b-CrossLaps, остеокальцин, дезоксипиридинолин и P1NP.
b-CrossLaps сыворотки крови - продукт деградации коллагена 1 типа, который составляет более 90% органического матрикса кости. Входящая в состав С-терминальных телопептидов альфа-аспарагиновая кислота конвертируется в бета-форму (b-СTx, b-CrossLaps).
Остеокальцин - витамин К-зависимый неколлагеновый белок костной ткани – локализуется преимущественно во внеклеточном матриксе кости и составляет 25% неколлагенового матрикса. Остеокальцин синтезируется зрелыми остеобластами и является индикатором метаболизма костной ткани и крови.
Дезоксипиридинолин - наиболее специфичный маркер резорбции костной ткани. Он преимущественно содержится в коллагене l типа костной ткани и в небольшом количестве в дентине, аорте и связках. При этом все ткани, кроме костной, характеризуются медленным обменом, и их вклад в экскрецию дезоксипиридинолина с мочой ничтожен. Преимущество определения этого маркера перед другими состоит в более высокой специфичности этой структуры для обмена костной ткани, в отсутствии метаболических превращений in vivo до выведения с мочой и в возможности проводить его определение без каких-либо предварительных диетических ограничений, так как содержащийся в желатине дезоксипиридинолин в кишечнике не всасывается. Для определения используются проба утренней порции мочи.
P1NP - общий амино-термальный пропептид проколлагена I типа – маркер формирования костного матрикса. Образуется в ходе синтеза коллагена 1 типа, составляющего более 90% органического матрикса кости.
Таким образом, использование специфических маркеров костного метаболизма, позволяет установить скорость обменных процессов, происходящих в костной ткани, темпы потери костной массы, влекущие за собой развитие остепороза, а также подобрать адекватную терапию и оценить ее эффективность.
Недостатками биохимических методов исследования костного метаболизма являются, в первую очередь, трудность прогнозирования переломов, а также значительная вариабельность показателей под влиянием различных факторов, включая лечение, что ограничивает их использование в диагностике остеодистрофий.
Кроме диагностического алгоритма нарушения минерализации костной ткани разрабатывается методика фармакологической коррекции нарушенного ремоделирования, направленная на увеличение костной массы и улучшение ее качества. Мы предагаем использовать следующие основные группы препаратов: бисфосфонаты, кальцитонины, стронция ранелат и активные метаболиты витамина Д.
Бисфосфонамы обладают многогранным действием: они связываются с гидроксиапатитом на резорбтивной поверхности; ингибируют образование остеокластов, нарушают их метаболизм, функциональную активность, индуцируют их апоптоз. Представителями являются следующие препараты: золедроновая кислота (Акласта), ибандронат (Бонвива) и алендронат (Фосамакс).
Кальцитонины угнетают дифференцировку и активность остеокластов, тем самым замедляя костную резорбцию. Наиболее целесообразным считаем назначение препарата Миакальцик.
Стронция ранелат стимулирует остеогенез и подавляет костную резорбцибю. Одним из препаратов является бивалос.
Активные метаболиты витамина Д (Кальций Д3-никомед, кальцемин) снижают резорбцию и увеличивают плотность костной ткани. Кроме этого, препараты данной группы ингибируют выработку паратиреоидного гормона, который является стимулятором повышенной костной резорбции.
Разработав и внедрив в практическую деятельность предлагаемую методику дифференцированного комплексного хирургического лечения пациентов с патологическими переломами костей скелета на фоне снижения минеральной плотности костной ткани, мы считаем, станет возможно повысить эффективность и минимизировать риск возможных осложнений при лечения пациентов с рассматриваемой патологией.