Остеопороз у детей и подростков: современный взгляд на проблему

Остеопороз (ОП) (греч. оsteon — кость + poros — пора) рассматривается как мультифакторное системное метаболическое заболевание костной системы, характеризующееся снижением костной массы в единице объема, нарушением микроархитектоники кости, приводящее в результате чрезмерной хрупкости костей к высокому риску переломов [1].

По данным ВОЗ, он занимает четвертое место после сердечно-сосудистых заболеваний, онкопатологии и сахарного диабета. На современном этапе это заболевание получило название «тихой», или «безмолвной» эпидемии, так как, протекая бессимптомно, нередко диагностируется уже при наличии осложнений, т. е. переломов. Установлено, что переломы, связанные с ОП, регистрируются чаще, чем инфаркт миокарда, инсульты и рак молочной железы, а практически каждый пятый пациент с остеопоротическим переломом шейки бедра или позвоночника в течение года умирает. У женщин число случаев смерти от перелома шейки бедра равно погибшим от рака молочной железы и в 4 раза больше, чем от рака эндометрия. Медико-социальный ущерб от ОП измеряется в миллиардах долларов, сотнях тысяч больных и инвалидов. Экономические затраты на диагностику, лечение и реабилитацию пациентов с остеопоротическими переломами определяются как очень высокие. Так, ежегодные траты только на госпитализированных пациентов с переломами шейки бедра составляют 300 миллионов евро в Швеции, 600 — во Франции и 847 — в Англии. Серьезность проблемы ОП трудно преувеличить, поскольку к 2050 году прогнозируется увеличение числа остеопоротических переломов шейки бедра до 6 260 000 случаев [2−4].

До недавнего времени это заболевание рассматривалось как болезнь исключительно пожилых людей, что связывали с потерей костной массы. Однако в настоящее время доказано, что истоки ОП лежат в детском возрасте, когда происходит интенсивное увеличение костной массы [5−7].

В онтогенезе костная система, как и другие системы организма человека, претерпевает возрастные изменения. Как известно, закладка и развитие скелета начинаются со 2-го месяца внутриутробного развития и продолжается до 25−30 лет. Возрастные изменения скелета наиболее заметны в первые два года постнатального периода, в возрасте 8−10 лет и в период полового созревания, когда наблюдаются интенсивные процессы линейного роста. В этом плане особое значение придают периоду полового созревания, так как к его завершению уровень костной массы во многих участках скелета достигает 86%, а в отдельных участках — 100% костной массы взрослого человека. Рост тесно взаимосвязан с развитием органов и систем ребенка и приводит к появлению количественных различий в структуре и функциях органов и систем развивающегося организма. Применительно к костям скелета процессы роста характеризуются увеличением линейных размеров костей [8−10]. За рубежом полагают, что у детей на фоне интенсивных ростовых процессов может возникать диссоциация между темпами роста костей скелета и уровнем предобеспеченности кальцием, которая и приводит к развитию остеопении или даже остеопороза. При дефиците потребления кальция остеопения и остеопороз не исчезают при завершении ростовых процессов [11−13].

Развитие костной системы связывают с каскадом дифференцировочных процессов в клетках и тканях, а также накоплением минерала и увеличением костной минеральной плотности с возрастом. Необходимо учитывать, что в своем развитии костная ткань проходит последовательно три стадии: постепенное нарастание массы, период стабилизации и физиологическое уменьшение плотности кости. Современные данные указывают на то, что кость представляет собой динамичную живую ткань с высокой чувствительностью к различным регуляторным, контролирующим механизмам, а также к эндои экзогенным влияниям [14].

В основе постоянно протекающих процессов костной перестройки лежит активность костных клеток — остеобластов (ОБ) и остеокластов (ОК). В настоящее время считается, что ОБ происходят из мезенхимальных клеток костного мозга, а ОК — из моноцитов крови.

Продолжительность жизни ОБ — 3 месяца, а ОК — 2 недели.

Впервые ОБ были описаны Г. Поммером в 1885 г. В зрелой пластинчатой кости они встречаются в двух формах: 1) активные ОБ — кубические или цилиндрические клетки с тонкими отростками. Они располагаются на поверхности кости в зонах костеобразования и покрывают 2−8% общей костной поверхности. Типичный фермент — щелочная фосфатаза. 2) покрывающие кость клетки — вариант терминальной трансформации ОБ, плоские клетки, покрывающие 70−80% костной поверхности в скелете взрослого человека. Эти клетки образуют гематоцеллюлярный барьер кости.

Активные ОБ формируют остеоидные пластинки вновь образующегося костного вещества путем отложения коллагеновых волокон и основного вещества (протеогликанов), которые они синтезируют. В зоне формирования новой кости находятся 300−400 ОБ, за период в 8−9 дней они синтезируют слой остеоида (неминерализованного матрикса) толщиной в 12 мкм. Скорость образования остеоида — 25 мкм/сут. После 10-дневного периода созревания остеоида наступает его минерализация. Каждый десятый ОБ после завершения формирования костного вещества оказывается замурованным в минерализованный матрикс и превращается в остеоцит (ОЦ). Остальные ОБ остаются на поверхности кости и переходят в неактивное состояние, образуют барьер плоских клеток. Срок активной жизни ОБ составляет 10−20 суток.

ОЦ локализуются в костных лакунах в толще минерализованного костного матрикса. Каждая клетка контактирует с соседним ОЦ с помощью тонких отростков, лежащих в костных канальцах. ОЦ в нормальной кости обеспечивают внутрикостный транспорт питательных веществ, минералов и продуктов метаболизма, тем самым способствуют координации активности костных клеток.

ОК — крупные многоядерные клетки, характеризующиеся высокой активностью тартрат-резистентной кислой фосфатазы. В зрелой кости 0,1−1% поверхности занимают лакуны, содержащие ОК (активная резорбция), 5−10% поверхности занимают пустые лакуны (неактивная резорбция). Под действием высвобождаемых ОК ферментов и водородных ионов происходят растворение и деградация матрикса кости. Ключевую роль в формировании, дифференцировке и активности ОК играют факторы некроза опухоли: RANK, RANKL, OPG, которые являются молекулярными посредниками других медиаторов ремоделирования костной ткани. RANK — рецептор-активатор ядерного фактора кВ, экспрессируется на поверхности гемопоэтических клеток-предшественников ОК, рецептор для RANKL. RANKL — лиганд рецептора-активатора ядерного фактора кВ, экспрессируется на ОБ и стромальных клетках, а также Т-лимфоцитах и др. RANKL связывается с RANK, находящимся на предшественниках ОК, стимулирует дифференцировку и активность ОК, ингибирует апоптоз ОК. OPG — остеопротегерин, растворимый «ложный» рецептор RANKL, конкурентно тормозит связывание RANKL с RANK, тем самым блокирует образование ОК, повышает массу кости. Система RANKL / RANK / OPG, а точнее баланс между продукцией RANK и OPG, занимает центральное место в регуляции резорбтивной активности ОК. Интегральным показателем метаболической активности костной ткани служат продолжающиеся в течение всей жизни процессы активной перестройки и обновления костных структур. Эти процессы, с одной стороны, являются важным механизмом поддержания минерального гомеостаза, с другой — обеспечивают структурную адаптацию кости к меняющимся условиям функционирования. Костная ткань ребенка интенсивно обновляется. В детском и подростковом возрасте костный баланс, т. е. конечная разница между количеством разрушенной и вновь образованной костной ткани (кортикальной и трабекулярной), в каждом цикле ремоделирования остается положительным. Скорость обновления костной ткани у детей достигает 30−100% в год и осуществляется на 100% ее поверхности. Это существенно отличается от перестройки костной ткани у взрослых. В сочетании с высокой частотой активации ремоделирования положительный костный баланс обеспечивает эффективный механизм быстрого увеличения костной массы, свойственный детству.

Интенсивное накопление костной ткани со скоростью примерно 8% в год продолжается до 20−30 лет. Процессы разрушения старой кости и образование новой, что составляет цикл ремоделирования костной ткани, происходят постоянно.

Во время роста удлинение кости происходит за счет ростового хряща, а ее расширение — за счет отложения вновь образованной костной ткани в субпериостальном костном пространстве. Продолжительность полного цикла процесса ремоделирования составляет в среднем 5 месяцев, из них 3 недели занимает процесс резорбции.

Костное ремоделирование является механизмом, направленным на сохранение гомеостаза, рост и обновление костной ткани и осуществляется группой специфических клеток, так называемой базальной многоклеточной единицей (БМЕ). Продолжительность жизни БМЕ — 6−9 месяцев. Костный объем, замещаемый одной БМЕ, — 0,25 мм³. Интервал между последовательными эпизодами ремоделирования в одном и том же участке скелета — 2−5 лет.

Ремоделирование начинается с резорбции участка «старой» костной ткани. Этот процесс продолжительностью около 2 недель заканчивается образованием полости резорбции. Затем ОБ атакуют полость резорбции, где в течение 3 месяцев строят новый костный матрикс с последующей его минерализацией. Оба процесса — резорбция и костеобразование — тесно связаны и являются результатом клеточного взаимодействия ОК и ОБ между собой. Скорость обмена всего скелета — 10% в год, в том числе кортикальной кости (75% скелета) — 4% в год, а трабекулярной кости (25% скелета) — 28% в год [15−17].

Костная масса остается стабильной, пока одинаковы как средняя скорость резорбции, так и костного новообразования. Накопление костной массы в детском возрасте является результатом взаимодействия многих факторов. Так доказано, что генетические факторы определяют вариабельность костной минеральной плотности на 80%, другие, в том числе экзогенные причины, — на 20−25%. Наиболее типичной генетически обусловленной патологией, сопровождающейся ОП и переломами костей, является несовершенный остеогенез. Нарушение формирования костного матрикса и его минерализации может быть связано с полиморфизмом генов рецепторов витамина D, эстрогена и коллагена I типа.

Экзогенные причины, среди которых особое место занимают недостаточное питание и гипокинезия, могут существенно воздействовать на процессы накопления костной массы, модифицировать генетическую программу и, таким образом, снижать уровень пиковой костной массы [18, 19]. Состояние костной массы ухудшается при недостаточности питания разного характера (табл. 1).

Хорошо известно, что среди компонентов пищи кальций наиболее существенно влияет на формирование костной ткани. Недостаточное потребление кальция отрицательно сказывается на линейном росте, позже сопровождается уменьшением минеральной плотности костной ткани. Установлено, что ежедневное поступление кальция меньше 400 мг сопровождается постепенной задержкой роста и снижением массы тела школьников. У детей, получавших кальций менее 250 мг в день, отмечено значительное снижение длины, массы тела и костной минеральной плотности. В настоящее время накоплены данные о том, что низкое потребление кальция ребенком может длительно не проявляться клинически [20, 21]. Однако впоследствии это часто становится причиной развития остеопении, ОП и увеличения частоты переломов в критические периоды жизни, в зрелом и пожилом возрасте. Учитывая взаимосвязь кальция с процессами роста костей, формированием и минерализацией скелета, отмечается важность обеспечения возрастной потребности в кальции быстро растущего ребенка. Исследованиями как зарубежных, так и украинских ученых установлено [22−24], что более 75% детей потребляют недостаточно кальция с продуктами питания. Пороговые значения потребления кальция в различные периоды жизни человека (Л.И. Беневоленская, Н. В. Торопцова, 2003 г.): дети 0−6 мес. — 210 мг/сут., 6 мес. — 1год — 270 мг/сут., 1−3 года — 500 мг/сут., 4−8 лет — 800 мг/сут., 9−13 лет — 1300 мг/сут.; подростки 14−18 лет — 1300 мг/сут.

Общеизвестно, что витамин D улучшает всасывание и отложение кальция в костной ткани. При дефиците витамина D резко нарушается всасывание кальция, компенсаторно повышается уровень ПТГ в крови, который активирует костную резорбцию и ускоряет потерю костной массы. В последнее десятилетие отмечается, что практически все группы населения потребляют кальций и витамин D в количествах ниже возрастной нормы [25, 26]. Данных об обеспеченности витамином D крайне мало и они противоречивы. Вместе с тем малоподвижный образ жизни, недостаточное пребывание детей на свежем воздухе, недостаточная инсоляция способствуют формированию «задолженности» по витамину D.

Установлено, что формирование прочной кости связано также с достаточным потреблением белка: при дефиците белка в рационе снижается костная масса. Большое значение для нормального формирования и развития скелета имеют также фосфор, железо, медь, цинк, йод, марганец, витамины К, С, группы В, особенно В6 [27, 28].

Как уже было отмечено выше, одним из важнейших экзогенных факторов, влияющих на прочность кости, является физическая активность. Получено много убедительных фактов, свидетельствующих о том, что гиподинамия способствует уменьшению костной массы, снижает темпы минерализации скелета. В то же время доказано, что механическая нагрузка на кость способствует нарастанию костной массы [2, 6, 30].

В настоящее время доказано, что нарушение продукции или взаимодействия кальцийрегулирующих гормонов (паратиреоидный гормон, кальцитонин, активный метаболит витамина Д3 — кальцитриол), глюкокортикостероидов, андрогенов надпочечников и других половых гормонов, тироксина, соматотропного гормона, инсулина, ростовых факторов и местных факторов, продуцируемых костными клетками (простагландины и др), вызывает снижение минеральной плотности кости у детей (остеопению / остеопороз). Общим патогенетическим аспектом развития ОП является нарушение D-эндокринной системы (ранее называлась «система витамина D»), которая включает: дефицит витамина D, нарушение его метаболизма, изменение количества и активности рецепторов к витамину D в кишечнике и в костях.

Эпидемиологические исследования за рубежом и в Украине свидетельствуют о значительной распространенности у детей факторов риска, нарушающих возрастные закономерности накопления и минерализации костной массы. В последнее время все чаще высказывается точка зрения о том, что пониженный уровень костной массы в детском возрасте обусловлен комплексным воздействием множества факторов риска [2, 15, 17] (табл. 2).

Эти факторы риска в равной степени может быть отнесены к взрослым и, в небольшой модификации, к детям. В последние годы также доказано, что ряд хронических заболеваний у детей могут сопровождаться развитием остеопении и ОП [29]. Их число достаточно велико: хронические заболевания печени, почек, целиакия, болезнь Крона, неспецифический язвенный колит, эндокринная патология, особенно сахарный диабет, патология бронхолегочной системы и др. Развитие ОП при хронических заболеваниях имеет мультифакториальную природу. При этом негативное влияние хронической патологии на кость может быть значительно отдалено по времени и усиливаться неполноценным питанием, снижением двигательной активности, применением большого количества медикаментов. В связи с этим за рубежом нередко остеопороз при соматических болезнях называют симптоматическим ОП. Отдельно выделяют транзиторную остеопению / остеопороз, которая нередко регистрируется при задержке роста и пубертата, в период пубертатного скачка роста, длительной иммобилизации и т. п. В литературе до сих пор дискутируется вопрос о возможности постановки диагноза ОП, если имеется снижение костной массы, но переломов костей еще нет. В этих случаях рекомендуется использовать термин «остеопатия», или «асимптоматический ОП».

Доказано, что в основе развития ОП лежит дисбаланс в постоянно поддерживающей равновесие системе метаболизма костной ткани, в случае если интенсивность образования последней существенно уступает костной резорбции. Дефиниция костной массы является ключевым понятием для определения ОП. Под ней понимают количество костной ткани индивидуума, выраженное, как правило, в относительных величинах.

Уменьшение костной массы при ОП происходит вследствие дисбаланса процессов костного ремоделирования. При этом выделяют две главные характеристики костного обмена: 1) ОП с высоким костным обменом, при котором высокая резорбция не компенсируется нормальным или повышенным процессом костеобразования; 2) ОП с низким обменом, когда процесс резорбции находится на нормальном уровне, но имеется снижение процесса костеобразования. И та и другая характеристики могут встречаться как различные ситуации у одного больного. При ОП страдает как кортикальная, так и трабекулярная костная ткань. Известно, что позвоночник на 95% состоит из трабекулярной ткани, в то время как в бедренной кости ее содержание составляет 20%. Процессы ремоделирования протекают более активно в трабекулярной кости, поэтому признаки ОП раньше появляются в позвонках. Истончение трабекул и нарушение их структуры расцениваются как основной дефект при ОП, ибо в условиях нарушенного ремоделирования достаточное формирование новой костной ткани невозможно и костные потери становятся необратимыми.

Кортикальная кость истончается вследствие образования резорбционных полостей, что приводит к порозности кости. Таким образом, потеря костной массы, порозность и возникновение микропереломов являются основой для переломов костей.

Классификация ОП у детей и подростков, к сожалению, разработана недостаточно. Согласно существующим классификациям, выделяют первичный и вторичный ОП. О первичном ОП говорят в случаях, когда неизвестны явные причины его развития. К нему относят: ювенильный, идиопатический и ОП половой зрелости. Вторичный ОП разделяют на ОП, связанный с соматическим заболеванием, и «ятрогенный» ОП, вызванный приемом лекарственных препаратов. Однако эта классификация не учитывает широкого распространения остеопении у практически здоровых детей. Врачам-педиатрам чаще приходится встречаться с медикаментозными остеопениями или вторичным ОП. Существуют данные о частоте встречаемости остеопении особенно у детей пубертатного возраста, которые не имеют хронической соматической патологии и не принимают лекарственные препараты, вызывающие ее развитие. Так, С. А. Михайлов, В. Л. Малинин, О. Г. Мазуренко (2003) отмечают, что частота встречаемости ОП у лиц 15−18 лет, проживающих в России, составляет 44% (DEXA — L2-L4). Приводятся данные о том, что снижение МПК на 11−32% имеют до 57,14% подростков 15−16 лет. При этом остеопения / остеопороз диагностированы у 43,48% обследованных.

В настоящее время существует рабочий вариант классификационных критериев ОП у детей и подростков (А.П. Крись-Пугач, Т.А. Кинчая-Полищук, О. Г. Гайко, 2002), который, на наш взгляд, позволяет врачу-педиатру ориентироваться в разнообразных нарушениях костной ткани и проводить своевременное лечение и профилактику ОП в растущем организме. Согласно этой классификации, выделяют:

• — по во зрастному фактору: ОП раннего детского возраста (до 12 лет); ОП старшего детского возраста (12−14 лет); ювенильный ОП (старше 14 лет);
• — по этиологическим факторам: врожденный, приобретенный;
• — по распространенности: системный, локальный;
• — по характеру изменений костной структуры: диффузный, очаговый, пятнистый, смешанный.

костный масса перелом хрупкость.