1.6. Диагностика остеопороза.

Жалобы пациентов, страдающих остеопорозом, представлены болью в спине, носящей острый характер и длящейся до 3 месяцев при переломе позвонков, либо мене интенсивной болью из-за увеличения поясничного лордоза, кифоза, сдавления связок и мышц позвоночного столба [74].

Компрессионные переломы чаще всего возникают в позвонках, несущих наибольшую нагрузку - начиная с седьмого грудного и ниже. Переломы позвонков приводят к изменению осанки - усиливается кифоз в грудном отделе позвоночника, сглаживается талия, 11, 12 пары ребер опускаются, иногда достигая гребней подвздошной кости. Изменение осанки приводит к перенапряжению спинальной мускулатуры, что вызывает мышечную боль. Спазмы спинальных мышц могут явиться причиной последующих переломов тел позвонков [11, 15, 41].

Исследование рентгенограмм скелета, в первую очередь позвоночного столба при боли в спине, позволяет выявить остеопороз, когда потеря составляет от 20 % до 35 % костной массы. На рентгенограммах можно увидеть увеличение костномозгового канала, истончение и спонгиозирование кортикального слоя, крупнопетлистый рисунок кости, подчеркнутость краев кортикального слоя [11, 74].

Анализ рентгенограмм позвоночника позволяет определить уменьшение интенсивности тени тел позвонков, уменьшение количества горизонтальных трабекул, уменьшение толщины кортикального слоя, уменьшение толщины суставных площадок позвонков, появление и усиление деформации тел позвонков - передней и задней клиновидной, двояковогнутой, компрессионной, наличие спонтанных переломов позвонков, или переломов после минимальной травмы [98, 265].

Степени тяжести остеопороза на основании рентгенографических проявлений [74, 99]:

0 - отсутствие изменений.

1 - пограничные изменения: подозрение на снижение костной плотности, уменьшение трабекул.

2 - легкий остеопороз: отчетливое истончение трабекул, подчеркнутость замыкательных пластинок, дальнейшее повышение прозрачности.

3 - умеренный остеопороз: снижение высоты тел позвонков, двояковогнутая, клиновидная деформация одного или двух позвонков, дальнейшая убыть костной плотности.

4 - тяжелый остеопороз: резко выраженная деминерализация, множественные ”рыбьи” и клиновидные позвонки.

Степень деформации тел позвонков выражают в стандартных отклонениях (SD). Оцениваются позвонки от Th4 до L1 на боковых рентгенограммах. 1 SD составляет около 5% от нормы. Изменение индексов в пределах 1 SD считается нормой, снижение индекса на 1,1 - 3,4 SD в настоящее время недостаточно изучено, Снижение индекса более, чем на 3,5 SD, является убедительным признаком выраженных деформационных изменений, соответствующих так называемому остеопоротическому перелому тела позвонка [98].

Отрицательная сторона рентгенографии - низкая чувствительность - когда снижение минерализации достигает 20 - 40 % [74].

Сцинтиграфия костей скелета с препаратами изотопа Tc 99 не выявляет специфические изменения. С помощью этого метода можно диагностировать не замеченный на рентгенограмме перелом, метастазы в кости и опухоли кости, “горячие” очаги при гиперпаратиреозе [54].

Наиболее чувствительными и точными методами диагностики остеопороза являются количественные методы определения минеральной

'у

костной массы (МКМ) (выражается в г/см) и МПКТ) (выражается в г/см , к которым относятся фотонная, рентгеновская и ультразвуковая абсорбциометрия (денситометрия) и количественная компьютерная томография [54, 74].

Клиническое значение денситометрии зависит от степени воспроизводимости результатов, точности измерений и чувствительности метода. Воспроизводимость измерений минеральной костной массы определяется как величина отклонений от средней результатов нескольких исследований одного и того же стабильного объекта. Обычно этот показатель выражают в виде коэффициента вариации в процентах. Чем ниже коэффициент вариации, тем выше воспроизводимость работы прибора. Для дихроматических фотонных денситометров коэффициент вариации составляет 2-4%, для дихроматических рентгеновских денситометров - 1-2%.

Точность измерений устанавливается экспериментально путем сравнения денситометрии с данными референтного метода - прямого определения в том же участке кости количества гидроксиапатита кальция. Разница результатов, полученных этими двумя методами, является истинной ошибкой измерения на денситометре. Ошибка измерений МКМ на современных рентгеновских денситометрах составляет менее 3% [71, 99].

Принцип фотонной абсорбциометрии заключается в изменении интенсивности пучка фотонов низкой энергии, пропускаемых через кость, что фиксируется специальным детектором. При монофотонной абсорбциометрии низкая энергия фотонов способствует максимальному контрасту между мягкими тканями и костью, но в то же время ослабление пучка фотонов при прохождении мягких тканей не позволяет использовать этот метод для измерения плотности костей осевого скелета и в стандартных условиях производят измерение на лучевой кости нерабочей руки на границе между дистальной и средней третью, где кость состоит из кортикального вещества, и на участке локтевой кости на 3 см проксимальнее шиловидного отростка, где кость состоит на 75 % из кортикального вещества и на 25 % из трабекулярного. Точность измерений составляет 1 - 2 % [212].

Таким образом, этот метод позволяет судить в основном о состоянии кортикальных костей и при некоторых остеопениях, например стероидных, когда наибольшие потери минеральных веществ происходят в трабекулярной кости, при нормальных показателях фотонной абсорбциометрии можно обнаружить компрессионные переломы позвонков. Двухфотонная абсорбциометрия позволяет оценить как плотность кости, так и толщину мягких тканей за счет того, что пучок фотонов состоит из двух дискретных спектров с энергией 44 и 100 кэВ, за счет чего может быть просканированы любые кости. Точность измерений достигает 3 - 6 % для позвонков и 3 - 4 % для шейки бедра [269].

Лучевая нагрузка при монофотонной абсорбциометрии около 15 мР, двухфотонной - 5 мР, воспроизводимость результатов при двухфотонной абсорбциометрии - 2 - 4 %. Недостаток метода - необходимость периодической замены источника радиоактивного излучения, которым в первом случае является изотоп I-125, а во втором - Gd-153, достаточно большая длительность исследования - 20 минут [71, 163].

Рентгеновская абсорбциометрия имеет преимущества перед фотонной денситометрией за счет того, что скорость работы рентгеновской трубки больше, чем радиоактивного источника энергии, вырабатываемый пучок имеет более высокую энергию и может быть более точно локализован, за счет чего точность исследования достигает 1 %, время исследования снижается до 6 минут и уменьшается лучевая нагрузка. Кроме того не требуется замены радиоактивного изотопа с последующей его калибровкой. Лучевая нагрузка до 3 микрозивертов, воспроизводимость результатов 1 - 2 % [212, 269].

Рентгеновская денситометрия бывает моноэнергентической и двухэнергетической. Двухэнергетическая денситометрия кроме измерения МПКТ в различных костях позволяет определять содержание костных минералов в отдельных частях тела. Данные исследования автоматически сопоставляются с нормативными показателями по полу и возрасту, заложенными в компьютерную программу и помимо определения МКМ, выражается в г/см) и МПКТ, рассчитываются проценты от возрастных норм - так называемый Z-критерий и от пиковой костной массы лиц соответствующего пола - Т-критерий. Т и Z критерии рассчитываются как стандартные квадратичные отклонения (SD) от референтной нормы, что позволяет учесть вариабельность плотности кости среди здорового населения. Согласно рекомендациям ВОЗ, если снижение костной массы у пациентов определяется в пределах от -1,0 до -2,5 SD по Т-критерию, то можно говорить об остеопении. Диагноз остеопороза ставят, когда минеральная костная масса снижена более чем на 2,5 SD по Т-критерию, а наличие при этом хотя бы одного перелома свидетельствует о тяжелом остеопорозе [72, 74].

Количественная компьютерная томография (ККТ) дает возможность пространственного разделения кортикальной и метаболически более активной трабекулярой кости и произвести их количественное измерение. За счет получения объемного изображения ККТ представляет информацию об истиной плотности кости в отличие от рентгеновской денситометрии, где исследование проводится в условиях переднее-заднего сканирования при котором происходит наложение прилежащих костных структур и мягких тканей и показатели плотности оцениваются на квадратный сантиметр, а не на единицу объема. Точность метода 5 - 10 %, воспроизводимость результатов 1 - 3 %, лучевая нагрузка до 50 микрозивертов [108].

Ультразвуковая денситометрия применяется для оценки состояния кортикальных костей путем измерения скорости ультразвуковой волны, а так же изучения структуры трабекулярных костей оценивая широкополосное рассеивание ультразвука. В первом случае измерения производят в средней трети большеберцовой кости, во втором - в пяточной кости. Результаты измерения пяточной кости на ультразвуковом денситометре имеют высокую корреляцию с результатами оценки поясничных позвонков, полученных с помощью двухэнергетической денситометрии [39, 108, 171]. Преимущество ультразвуковой денситометрии заключается в хорошей воспроизводимости (3 %), отсутствии лучевой нагрузки, большой скорости исследования [167].

Кроме определения наличия у пациента остеопении с помощью денситометрии можно оценить скорость потери костной массы, а в случае лечения остеопороза определить эффективности проводимой терапии. Недостатком всех видов денситометрии является то, что они не позволяют дифференцировать вид остеопении [134].

До сих пор остается дискуссионным вопрос о том, какие отделы скелета лучше отражают минерализацию костной ткани в целом. Самые тяжелые по своим последствиям - переломы позвоночника и шейки бедренной кости, поэтому денситометрию именно этих отделов скелета можно считать наиболее важным исследованием в клинике остеопороза.

Лабораторная диагностика остеопороза направлена на исключение состояний, проявлениями которой может являться остеопения (метастазы в кости, остеомаляция, гиперпаратиреоз, миеломная болезнь) и на установление причин вторичного остеопороза [265].

Лабораторные исследования можно подразделить на три большие группы [16, 253]:

1. Направленные на оценку состояния минерального обмена и кальцийрегулирующих гормонов.

2. Предназначенные для оценки маркеров костного метаболизма.

3. Дополнительные методы, позволяющие определить причину вторичного остеопороза (определение периферических тропных гормонов, биохимических показателей функции печени и почек).

Оценка состояния минерального обмена осуществляется с помощью исследования следующих показателей.

Кальций сыворотки крови. Как известно, в организме человека содержится около 1000 г кальция, 99 % которого в форме гидроксиапатита находится в скелете и 1 % в экстрацеллюлярной жидкости и мягких тканях. Один процент кальция, находящегося в скелете свободно обменивается с экстрацеллюлярной жидкостью. В крови кальций находится в трех фракциях - ионизированный кальций (50 % от общего количества кальция), кальций, связанный с белками (40 %) и кальций, соединенный с цитратными и фосфатными ионами (10 %). Физиологически наиболее важным является ионизированный кальций, уровень которого поддерживается ПТГ, кальцитонином и 1,25(OH)2D3 [52, 265].

При первичном остеопорозе уровень кальция в крови обычно в пределах нормы, при гиперпаратиреозе, тиреотоксикозе, приеме витамина D может определяется повышение уровня кальция, при остеомаляции, дефиците витамина D - его снижение [16].

Определение экскреции кальция с мочой неинформативно, так как этот показатель зависит от количества поступившего кальция с пищей, 2 % которого экскретируется с мочой. Несколько более достоверно исследование экскреции кальция с мочой натощак по отношению к креатинину мочи. Выраженная гиперкальциурия натощак характерна для злокачественных новообразований, первичному гиперпаратиреозу, гиперкортицизму [11].

Фосфор сыворотки крови. В организме взрослого человека содержится до 600 г фосфора, 85 % которого содержится в скелете в кристаллической форме и 15 % находится в неорганической ионизированной форме в межклеточной жидкости и в виде сложных фосфорных эфиров в мягких тканях. Сывороточный неорганический фосфат представлен тремя фракциями - до 55 % - ионизированный, до 10 % - связанный с белками и до 35 % - связанный с комплексонами. Уровень фосфата крови колеблется от 0,75 до 1,65 ммоль/л [74].

Ведущая роль в гомеостазе фосфора принадлежит почкам за счет тубулярой реабсорбции фосфата. Гипофосфатемия приводит к включению компенсаторных механизмов - стимуляции синтеза кальцитриола, увеличению мобилизации кальция и фосфора из костной ткани, усилению тубулярной реабсорбции фосфора. Увеличение концентрации кальцитриола приводит к усилению абсорбции кальция и фосфора из кишечника. Гиперфосфатемия приводит к снижению в сыворотке уровня ионизированного кальция, что ведет к стимуляции секреции ПТГ и снижению тубулярной реабсорбции фосфата. Длительная гиперфосфатемия, (например при ХПН) приводит к постоянному увеличению уровня ПТГ, гиперплазии главных клеток паращитовидной железы и вторичному гиперпаратиреозу [52, 265].

Гипофосфатемия характерна для первичного гиперпаратиреоза, стероидного остеопороза, гиперфосфатемия - для вторичного гиперпаратиреоза. Определение суточной экскреции фосфата с мочой неинформативно в связи с широким колебанием этого показателя (от 62 до 2480 мг/сут), обусловленного количеством поступившего с пищей фосфора.

Более информативно определять максимальную канальцевую реабсорбцию фосфата по отношению к величине клубочковой фильтрации [74].

Уровень магния крови. В организме взрослого человека содержится около 25 г магния, 66 % которого содержится в скелете, 33 % - в мягких тканях и 1 % - во внеклеточной жидкости. Этот сывороточный магний представлен ионизированной формой - 55 %, 30 % связано с белками и 15 % - с анионами. Абсорбция магния в тонком кишечнике не зависит от ПТГ, кальцитриола и кальцитонина. Почки фильтруют около 2000 мг магния в сутки, 96 % которого реабсорбируется. Концентрация магния в крови составляет 0,65 - 0,77 ммоль/л. Дефицит магния приводит к

гиперкальциемии [52, 265].

Гипермагниемия встречается при хронической почечной недостаточности (ХПН), когда уровень клубочковой фильтрации ниже 15 мл/мин. Причины гипомагниемии - алиментарный дефицит магния, алкоголизм, синдром мальабсорбции, гиперкальциемия, сахарный диабет [227, 265].

Уровень ПТГ крови. Показанием к определению уровня ПТГ является гиперкальциемия и фосфатопения. Увеличение ПТГ происходит при первичном гиперпаратиреозе (в 2 - 12 раз), вторичном гиперпаратиреозе, псевдогиперпаратиреозе - когда рецепторы не чувствительны к ПТГ [264].

Уровень кальцитонина в крови повышается чаще всего при медуллярном раке или медулярой гиперплазии щитовидной железы. Определение кальцитонина при остеопорозе не имеет диагностического значения [16].

Определение уровня витамина D в крови применяется для диагностики передозировки витамина D, витамин-D резистентного и витамин-D зависимого рахита [273].

Определение маркеров костного метаболизма. Маркеры костного метаболизма делятся на маркеры костного формирования и маркеры костной резорбции. К маркерам костного формирования относятся - щелочная фосфотаза, остеокальцин сыворотки крови, пропептид проколлагена I типа [54].

Щелочная фосфотаза (ЩФ) представлена тремя изоферментами - костной, печеночной и почечной. Костная ЩФ составляет до 50 % от общей. Повышение уровня ЩФ у больных остеопорозом может свидетельствовать о возникновении новых переломов костей, встречается при первичном и вторичном гиперпаратиреозе, болезни Педжета, костных метастазах [124, 154].

Остеокальцин - белок, составляющий большую часть неколлагенового белкового костного матрикса. Вырабатывается он остеобластами и одонтобластами и является наиболее специфическим маркером остеобластической активности. Повышение уровня остеокальцина при первичном остеопорозе встречается у пациентов с высоким уровнем костного обмена и может свидетельствовать о повышенном риске переломов. [124, 147, 148]. Так же уровень этого белка повышен при первичном

гиперпаратиреозе, акромегалии. При эндогенном гиперкортицизме, гилерпролактинемическом гипогонадизме, остеомаляции, почечной остеодистрофии уровень остеокальцина снижен [273].

Пропептид проколлагена I типа является строительным материалом для синтеза коллагена I типа, который составляет 97 % коллагена органического костного матрикса кости. Скорость его синтеза равна скорости синтеза коллагена, но корреляция его с МПКТ в позвоночнике отсутствует [300].

К маркерам костной резорбции относятся - экскреция с мочой кальция, оксипролина, свободных пиридиновых поперечных соединений коллагена, пиридинолина, дезоксипиридинолина, N-телопептиды в моче, Стелопептиды в крови, продукты распада С-телопептидов в моче, тартратрезистентная кислая фосфотаза, галактозилоксилизин [152].

Экскреция остеопролина оценивается по отношению к концентрации креатинина в той же порции мочи. Сбор анализа мочи требует либо предварительной трехдневной диеты с исключением желатинсодержащих продуктов, либо 12 часового голодания. Повышение экскреции происходит при первичном остеопорозе с повышенным костным ремоделированием, остеомаляции, гиперпаратиреозе, акромегалии, стероидном остеопорозе [124, 154].

Определение коллагеновых поперечных соединений имеет преимущества перед определением оксипролина по следующим причинами: не требуется ограничений в диете, некостный коллаген незначительно влияет на содержание в крови поперечных соединений. Прослеживается высокая корреляция между уровнем экскреции коллагеновых поперечных соединений и гистоморфометрическими показателями костной резорбции [148].

Г алактозилоксилизин содержится исключительно в коллагене I типа и появляется в сосудистом русле при резорбции кости. Изменения его уровня в моче при разных вариантах остеопороза изучаются [16].

В практической работе оценка костного метаболизма важна для выбора медикаментозного лечения остеопороза и оценки эффективности проводимой терапии, прогнозирования скорости потери костной массы [116]. Так у пациентов с высоким костным обменом оправдано лечение препаратами, снижающими скорость костной резорбции - эстроген-гестагенные препараты, бисфосфонаты, кальцитонин [73, 106, 147]. У пациентов с нормальными показателями костного обмена оправдано применение препаратов, повышающих скорость костного ремоделирования - анаболические стероиды, фторид натрия, ПТГ [80, 115, 318].

Биопсия костной ткани и гистоморфометрия. Обычно проводится трепанбиопсия гребня подвздошной кости. Гистологически можно выделить кортикальный остеопороз, смешанный остеопороз с равной потерей кортикальной и губчатой кости, с преимущественной потерей кортикальной кости и с преимущественной потерей губчатой кости. Используется данное исследование для диагностики остеомаляции, для выработки тактики лечения почечной остеодистрофии у больных, находящихся на диализе (так при высоком костном обмене показан паратиреоидэктомия, при низком костном обмене - лечение кальцитриолом, при обширных алюминиевых отложениях - снятие алюминиевой интоксикации) [99, 265].