An integrated approach to the diagnosis and correction of osteoporotic changes in postmenopausal women


Cite item

Abstract

In the present study the possible comprehensive diagnosis and correction processes of bone resorption associated with postmenopausal osteoporosis are identified, given the markers of oxidative stress. The predictive role of MDA, SOD and catalase in the development of osteoporotic changes was evaluated. A single-blind, randomized, placebo-controlled study evaluating the efficacy of antioxidant complex SeltsinkR plus was held. Antioxidant course correction for 6 months significantly reduced the concentration of MDA (p=0.002) and increased the activity of SOD (p=0.001) compared to placebo. At the same time significantly reduced urine deoxypyridinoline indicators (p=0.03) is a marker of bone resorption process.

Full Text

Таблица 1. Биохимические маркеры оксидативного стресса и уровень DPD у женщин в постменопаузе Показатель Норма (n=48) Остеопения (n=89) Остеопороз (n=58) МДА плазмы, мкмоль/л 5,95±2,0 8,1±1,3 р1=0,001 9,35±3,0 р2=0,001 СОД эритроцитов, % 39,95±5,5 35,5±3,1 р1=0,001 32,15±4,9 р2=0,001 Каталаза эритроцитов, % 67,9±7,5 64,5±3,8 р1=0,001 55,65±5,9 р2=0,001 DPD 6,8±2,55 7,5±2,0 р1=0,002 12,2±4,9 р2=0,001 Примечание: p1 - уровень статистической значимости различий лабораторных показателей женщин с остеопенией по сравнению с лабораторными показателями женщин, имеющих нормальные значения МПК; p2 - уровень статистической значимости различий лабораторных показателей женщин с остеопорозом по сравнению с лабораторными показателями женщин, имеющих остеопению. проведена двухэнергетическая рентге- новская абсорбциометрия (ДРА). Для из- учения минеральной плотности кости (МПК) использовался костный денсито- метр Lunar-DPX-NT (GE Healthcare, Ве- ликобритания). Проводилось сканиро- вание I-IV поясничных позвонков и шейки бедренной кости. Для оценки ре- зультатов рассчитывался Т-критерий, соответствующий количеству стандарт- ных отклонений от средних пиковых значений МПК молодых женщин. Т-кри- терий, находящийся в диапазоне от -1 до -2,4, свидетельствует об остеопении, -2,5 и ниже - об остеопорозе [14]. Помимо рентгеновской денситомет- рии женщинам проводилось определе- ние уровня дезоксипиридинолина мочи (DPD) - биохимического маркера ре- зорбции костной ткани, МДА, а также уровня СОД и каталазы - важных анти- окислительных ферментов. Определение DPD выполнялось на анализаторе IMMULITE 2000 методом иммуноферментного анализа с помо- щью набора Pyrilinks-D. Исследовалась утренняя моча, собранная до 10 ч утра. Для стандартизации показателей опре- делялось соотношение DPD к концент- рации креатинина мочи. Референтными ствие заболеваний, приводящих к фор- мированию вторичного остеопороза; соблюдение полного объема обследова- ния и режима приема препарата. Крите- риями исключения являлись: наличие заболеваний, приводящих к формиро- ванию вторичного остеопороза; прием препаратов заместительной гормональ- ной терапии; прием лекарственных средств, приводящих к формированию остеопороза; отсутствие согласия жен- щины на проведение исследования. Пациентки основной группы иссле- дования были рандомизированы на 2 подгруппы. 1-я подгруппа включала женщин (n=31), принимавших анти- оксидативный комплекс Селцинк® плюс; 2-я подгруппа (n=23) - плацебо. Три женщины отказались от дальней- шего участия в исследовании, не объ- ясняя причин. В качестве антиоксидант- ной коррекции использовался вита- минно-минеральный комплекс Селцинк® плюс по схеме: 1 таблетка 2 раза в сутки. Данный комплекс в своем составе имеет как неферментные низкомолекулярные антиоксиданты (аскорбиновую кислоту, -токоферол, -каротин), так и микроэлементы (цинк, селен), входящие в со- став ферментных антиоксидантных Н еуклонное увеличение числа лиц старшего возраста приводит к росту заболеваний, имеющих связь с инволютивными процессами, происходящими в организме. Одним из распространенных неинфекцион- ных заболеваний в мире является остеопороз [1]. Женщины чаще, чем мужчины, страдают данной патологией, при этом с увеличением возраста ее распространенность увеличивается [2]. Большую часть репродуктивного возраста у женщин от- мечается баланс между образованием и резорбцией кост- ной ткани. Важным патогенетическим аспектом формиро- вания постменопаузального остеопороза является гипо - эстрогения, связанная с наступлением менопаузы. Сниже- ние уровня эстрогенов в организме, в свою очередь, приво- дит к разным метаболическим нарушениям [3]. Процесс резорбции кости детерминирован активностью остеокластов, функция которых регулируется большим ко- личеством экзо- и эндогенных агентов. В последнее время появились исследования, демонстрирующие значимую роль прооксидантов, участвующих в формировании окис- лительного (оксидативного) стресса, в активации остео- кластов [4-6]. Под прооксидантами подразумеваются активные формы кислорода, представляющие собирательное понятие, кото- рое объединяет соединения, образованные восстановлен- ной молекулой кислорода. Дисбаланс между прооксидант- ными и антиоксидантными агентами носит название окси- дативного стресса. Одно из ключевых мест в ряду свобод- ных радикалов занимает малоновый диальдегид (МДА) - конечный продукт перекисного окисления липидов. К соединениям, обладающим антиокислительным действием, относятся ферментные (супероксиддисмутаза - СОД, ката- лаза, глутатионпероксидаза, глутатионредуктаза) и низко- молекулярные антиоксиданты (аскорбиновая кислота, ре- тинолы, токоферолы, флавоноиды, мочевая кислота, били- рубин). Антиокислительные агенты предотвращают избы- точное образование активных форм кислорода и продук- тов перекисного окисления липидов [7]. Ряд публикаций показал изменение уровня прооксидан- тов и антиоксидантов у пациентов с остеопорозом [8-12]. Прооксиданты, взаимодействуя с RANCL (Receptor activa- tor of NF-kappa B ligand), участвуют в дифференцировке ге- мопоэтических клеток, формируя остеокласты, в резуль- тате чего развиваются остеопоротические изменения и ги- перкальциемия [13]. Таким образом, оценка показателей прооксидативной и антиоксидативной активности позволит дополнить диаг- ностику резорбтивных процессов у женщин в постмено- паузальном периоде, что, в свою очередь, будет способство- вать проведению комплексной коррекции остеопоротиче- ских изменений, происходящих в организме после наступ- ления менопаузы. Цель исследования - определить возможности комплексной диагностики и коррекции резорбтивных процес- сов костной ткани, ассоциированных с постменопаузальным остеопорозом, учитывая маркеры оксидативного стресса. Материал и методы На первом этапе в исследовании согласились участвовать 195 женщин постменопаузального периода. Всем была значениями для женщин старше 25 лет являются показатели: 3,0-7,4 нмоль DPD/ммоль креатинина. Концентрация МДА в плазме крови определялась методом спектрофото- метрии, который основан на определе- нии продукта реакции с тиобарбитуро- вой кислотой в кислой среде в присут- ствии ионов Fe2+ [15]. Расчет содержа- ния МДА проводился в мкмоль/л. Актив- ность СОД и каталазы эритроцитов определяли методом спектрофотомет- рии [16]. Расчет проводили по форму- лам: активность СОД (в %) = (Ек - Ео)/Ек100; активность каталазы (в %) = (Ек - Ео)/Ек100, где Ео и Ек - экстинции соответственно опытной и контроль- ной проб. Оценка МДА плазмы крови, СОД, ката- лазы эритроцитов и DPD осуществлялась в начале исследования и спустя 6 мес. После проведения рентгеновской денситометрии были отобраны 57 жен- щин, имеющих остеопороз (Т-крите- рий -2,5 и ниже), которые и составили основную группу исследования. Крите- риями включения являлись: постмено- паузальный период; согласие женщин на проведение исследования и обра- ботку персональных данных; отсутагентов, за счет чего достигается ком- плексное антиокислительное воздей- ствие. В качестве плацебо использова- лись таблетки глюкозы. В базовую тера- пию обеих подгрупп входили препа- раты кальция 1000 мг и витамина D3 400 МЕ. Рандомизация проводилась с использованием восьмигранного ку- бика - при выпадении нечетной сто- роны пациентка включалась в 1-ю под- группу, четной - во 2-ю. Длительность исследования составила 6 мес. Женщины обеих подгрупп были со- поставимы по возрасту, росто-весовым показателям, длительности постмено- паузального периода. Эффективность применения анти- оксидантной терапии оценивалась по уровню МДА, СОД, каталазы. В качестве лабораторного маркера резорбции костной ткани использовались показа- тели уровня изменения DPD. Для статистической обработки приме- нялась программа StatSoft Statistica 6.1. Нормальность распределения показате- лей определялась методом Колмого- рова-Смирнова. Для описания каче- ственных признаков использовались процентные доли и стандартные ошибки долей, количественных показателей - Рис 1. Уровень DPD у женщин в постменопаузе. медиана (М) и квартили. Для определения статистической значимости различий между количественными признаками двух групп применялся U-критерий Манна-Уитни. Критиче- ский уровень значимости при проверке статистических ги- потез принимался равным 0,05. Исследование было одоб- рено этическим комитетом ГБОУ ВПО КемГМА Минздрава России. Результаты и обсуждение На первом этапе исследования методом ДРА остеопороз был выявлен у 29,7±3,3%, остеопения - у 45,7±3,6%, нор- мальные показатели МПК - у 24,6±3,1% обследованных женщин. В соответствии со значениями МПК проводилась оценка уровня МДА плазмы крови, СОД, каталазы эритроцитов и маркера резорбции костной ткани - DPD. Из табл. 1 видно, что показатели МДА, СОД и каталазы имеют статистически значимые отличия у женщин с разным Рис. 2. Уровень DPD у женщин обеих подгрупп до и после исследования. После стратификации обследованных с остеопорозом проводилась рандомизация согласно ранее описанной схеме на две подгруппы для проведения оценки эффектив- ности применения антиоксидантов в комплексной коррек- ции резорбции костной ткани. Эффективность использования антиоксидантного ком- плекса изучалась по уровню МДА, СОД, каталазы. В качестве лабораторного маркера резорбции костной ткани оцени- вался DPD. Определение уровня МДА, СОД, каталазы и DPD у жен- щин до проведения коррекции представлено в табл. 2. Ста- тистически значимых различий между лабораторными по- казателями изучаемых групп не было. На протяжении 6 мес женщины 1-й подгруппы прини- мали комплекс Селцинк® плюс по ранее описанной схеме. Проведенное исследование показало, что на фоне курса ан- тиоксидантной терапии значимо снижалась концентрация МДА плазмы крови по сравнению с группой лиц, прини- Заключение На основании проведенного исследования можно гово- рить о возможности использования показателей МДА, СОД и каталазы в комплексной диагностике резорбции кости и прогнозировании остеопоротических изменений. Полученные результаты показывают целесообразность назначения антиоксидантного комплекса Селцинк® плюс с целью коррекции оксидативного стресса и, как следствие, резорбтивных процессов костной ткани.уровнем МПК. Увеличение прооксидантной активности (МДА) плазмы крови у женщин с остеопенией и остеопоро- зом косвенно свидетельствовало о недостаточности анти- оксидантной защиты, что подтверждалось лабораторно. Рост концентрации МДА плазмы крови и снижение ак- тивности СОД и каталазы эритроцитов являются призна- ком оксидативного стресса, который в представленном ис- следовании ассоциирован со снижением МПК. Увеличение концентрации прооксидантов способствует повышению активности остеокластов, приводя к усилению резорбции костной ткани, о чем свидетельствует уровень DPD. Увеличение уровня DPD ассоциировано со снижением МПК. При нормальных показателях МПК (Т-критерий выше -1) значения DPD соответствовали 6,8±2,55, при ос- теопении (Т-критерий от -1 до -2,4) - 7,5±2,0. Выраженное же повышение DPD отмечалось у женщин с остеопоро- зом - 12,2±4,9 нмоль DPD/ммоль креатинина (рис. 1). В результате приведенные показатели оксидативного стресса могут рассматриваться в качестве предикторов в комплексном прогнозировании развития остеопороза. мающих плацебо (р=0,002). Наряду с этим происходило статистически значимое уве- личение активности СОД эритроцитов по сравнению с плацебо-подгруппой (р=0,001). Этот факт, вероятно, связан с тем, что в состав одной из активных фракций СОД входит цинк, содержащийся в комплексе Селцинк® плюс. В резуль- тате этого возникало повышение активности СОД. Несмотря на незначительное увеличение активности ка- талазы, данное изменение не имело значимого характера (р=0,07); табл. 3. Обращают на себя внимание статистически значимые различия в показателях DPD в изучаемых подгруппах через 6 мес после начала антиоксидантной коррекции (рис. 2): в 1-й подгруппе - 7,2±3,0; во 2-й - 8,2±4,8 нмоль DPD/ммоль креатинина (р=0,03). Достоверное снижение DPD у жен- щин 1-й подгруппы по сравнению с лицами, принимаю- щими плацебо, свидетельствует об уменьшении резорбтив- ных процессов костной ткани на фоне проведения ком- плексной терапии, включающей антиоксидантный ком- плекс. Таблица 2. Биохимические маркеры оксидативного стресса и уровень DPD у женщин в постменопаузе до проведения антиоксидантной коррекции Показатель 1-я подгруппа, n=31 2-я подгруппа (плацебо), n=23 Уровень значимости, р МДА плазмы, мкмоль/л 9,3±4,4 9,9±3,6 0,76 СОД эритроцитов, % 32,2±6,0 34,4±5,1 0,23 Каталаза эритроцитов, % 55,9±10,3 54,4±7,0 0,53 Дезоксипиридинолин мочи, нмоль DPD/ммоль креатинина 11,9±5,0 11,4±5,6 0,83 Таблица 3. Биохимические маркеры оксидативного стресса у женщин в постменопаузе после проведения антиоксидантной коррекции (через 6 мес после начала исследования) Показатель 1-я подгруппа, n=31 2-я подгруппа (плацебо), n=23 Уровень значимости, р МДА плазмы, мкмоль/л 6,4±3,1 8,8±3,7 0,002 СОД эритроцитов, % 41,1±5,1 35,3±4,7 0,001 Каталаза эритроцитов, % 61,3±10,1 56,7±7,6 0,07 image
×

About the authors

I S Zakharov

Kemerovo State Medical Academy

Email: isza@mail.ru
650029, Russian Federation, Kemerovo, ul. Voroshilova, d. 22a

G I Kolpinskiy

Kemerovo State Medical Academy

650029, Russian Federation, Kemerovo, ul. Voroshilova, d. 22a

G A Ushakova

Kemerovo State Medical Academy

650029, Russian Federation, Kemerovo, ul. Voroshilova, d. 22a

G V Wavin

Kemerovo State Medical Academy

650029, Russian Federation, Kemerovo, ul. Voroshilova, d. 22a

References

  1. Hernlund E, Svedbom A, Ivergard M et. al. Osteoporosis in the European Union: Medical Management, Epidemiology and Economic Burden. A report prepared in collaboration with the International Osteoporosis Foundation (IOF) and the European Federation of Pharmaceutical Industry Associations (EFPIA). Arch Osteoporos 2013; 8: 136.
  2. Захаров И.С., Колпинский Г.И., Ушакова Г.А. и др. Распространенность остеопенического синдрома у женщин в постменопаузе. Медицина в Кузбассе. 2014; 13 (3): 32-6.
  3. Медицина климактерия. Под ред. В.П.Сметник. Ярославль: Литера, 2006.
  4. Garrett I.R, Boyce B.F, Oreffo R.O et al. Oxygen - derived free radicals stimulate osteoclastic bone resorption in rodent bone in vitro and in vivo. J Clin Invest 1990; 85: 632-9.
  5. Srinivasan S, Koenigstein A, Joseph J et al. Role of Mitochondrial Reactive Oxygen Species in Osteoclast Differentiation. Ann N Y Acad Sci 2010; 1192 (1): 245-52.
  6. Yang S, Madyastha P, Bingel S et al. A new superoxide - generating oxidase in murine osteoclasts. J Biol Chem 2001; 276: 5452-8.
  7. Биленко М.В. Ишемические и реперфузионные повреждения органов. М.: Медицина, 1989.
  8. Захаров И.С., Колпинский Г.И., Ушакова Г.А., Вавин Г.В. Роль оксидативного стресса в формировании постменопаузального остеопороза. Гинекология. 2014; 16 (1): 41-3.
  9. Altindag O, Erel O, Soran N et al. Total oxidative/anti - oxidative status and relation to bone mineral density in osteoporosis. Rheumatol Int 2008; 28: 317-21.
  10. Huang Q, Gao B, Wang L et al. Protective effects of myricitrin against osteoporosis via reducing reactive oxygen species and bone - resorbing cytokines. Toxicology and Applied Pharmacology 2014; 280 (3): 550-60.
  11. Sheweita S.A, Khoshhal K.I. Calcium metabolism and oxidative stress in bone fractures: role of antioxidants. Curr Drug Metab 2007; 8: 519-25.
  12. Smietana M.J, Arruda E.M, Faulkner J.A et al. Reactive oxygen species on bone mineral density and mechanics in Cu, Zn superoxide dismutase (Sod1) knockout mice. Biochem Biophys Res Commun 2010; 403 (1): 149-53.
  13. Yan Xu, Morse L.R, da Silva R.A.B et al. PAMM: A redox regulatory protein that modulates osteoclast differentiation. Antioxid Redox Signal 2010; 13 (1): 27-37.
  14. These are the Official Positions of the ISCD as updated in 2013. Available at: http://www.iscd.org/official-positions/2013-iscd-official-positions-adult (accessed April 24, 2014).
  15. Андреева Л.И., Кожемякин Л.А., Кишкун А.А. Модификация метода определения перекисей липидов в тесте с тиобарбитуровой кислотой. Лабораторное дело. 1988; 11: 41-3.
  16. Галактионова Л.П., Молчанов А.В., Ельчанинова С.А. Состояние перекисного окисления у больных с язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки. Клин. лабораторная диагностика. 1998; 6: 10-4.

Copyright (c) 2015 Zakharov I.S., Kolpinskiy G.I., Ushakova G.A., Wavin G.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies