Indicators of bone metabolism in girls-descendants of the first generation of migrants living in the KHMAO-Yugra

Full Text

В последнее время в исследованиях в области медико-биологических дисциплин уделяется большое внимание проблеме возрастных потерь костной массы (развитие остеопении и остеопороза), приводящих к снижению качества жизни и повышению инвалидизации среди трудоспособного населения [4; 5; 6]. Есть основания полагать, что в скором времени особенно остро проблема потерь костной массы может возникнуть на северных территориях Российской Федерации, куда миграционные потоки населения в настоящий момент только увеличиваются. При этом в условиях Ханты-Мансийского автономного округа – Югры (ХМАО-Югра) потери костной массы у некоренного населения дополнительно провоцируются не только экстремальными природно-климатическими факторами, но и широким спектром антропогенных воздействий [1; 2; 7]. Совокупность этих обстоятельств дает основание полагать, что климатические факторы среды в регионе могут приводить к ранним потерям костной массы и, как следствие, к раннему развитию остеопении и остеопороза, особенно у женщин-потомков первого поколения мигрантов, проживающих в ХМАО-Югре. Фундаментальные механизмы этих процессов у данного контингента населения изучены слабо [3].

Цель настоящего исследования – изучить показатели сыворотки крови, характеризующие костный метаболизм, у девушек-потомков мигрантов первого поколения, проживающих на территории ХМАО-Югры.

Материалы и методы исследования. Нами проведено исследование сыворотки крови 15 девушек с привычным уровнем двигательной активности потомков мигрантов первого поколения, проживающих на территории ХМАО-Югры. Нами были обозначены следующие критерии включения девушек в исследование: возраст – 18–24 года, место рождения – ХМАО-Югра, место постоянного проживания – ХМАО-Югра, первое поколение мигрантов из регионов средней полосы РФ, добровольное согласие на участие в исследовании и подписанная информационная форма согласия, 5–10 сутки менструального цикла (фолликулярная фаза).

Критерии исключения: отсутствие информированного согласия, наличие системных (приобретенных и врожденных) заболеваний, наличие острых и хронических заболеваний, несоответствие критериям проживания и рождения.

У всех испытуемых проведено однократное биохимическое исследование сыворотки крови. Забор крови проводили натощак в утреннее время (с 8.00 до 8.30). В сыворотке крови определяли: концентрацию кальция (общего и ионизированного), активность костного изофермента щелочной фосфатазы, концентрацию С-концевого телопептида коллагена I типа, остеокальцина, кальцитонина, паратиреоидного гормона, тестостерона, эстрадиола, кортизола и 1,25(OH)₂ витамина D.

Количественное определение маркеров костного метаболизма и гормонов осуществляли методом иммуноферментного анализа на анализаторе BIO-TEK Instruments Inc, ELx808 (CША) с применением наборов реагентов IDS (immunodiagnosticsystems, UK), Nordic Bioscience Diagnostics (Дания), DIAsource ImmunoAssays S.A. (Бельгия). Определение концентрации общего кальция и активности щелочной фосфатазы, паратиреоидного гормона, тестостерона, кортизола и эстрадиола проводили на автоматическом анализаторе Beckmen&Coulter (UniCel DхL 800 и DxC 800). Ионизированный кальций – на анализаторе газов крови и электролитов Ultra STP pHOxUltra.

Исследование выполнено в соответствии с этическими принципами Хельсинкской декларации, от каждого испытуемого получено подписанное добровольное информированное согласие на участие в исследовании.

Статистический анализ. Полученные данные представлены в таблице в виде средней арифметической и стандартного отклонения (X_i±SD), а также в виде медианы и 2,5÷97,5-процентного интервала. Нормальность выборок определяли с помощью критерия Шапиро-Уилка. Коэффициент вариации признака рассчитывали как соотношение среднеквадратического отклонения к выборочной средней. Достоверность различий показателей между группами оценивали в зависимости от соответствия сравниваемых выборок нормальному распределению, либо с помощью параметрического t-критерия Стьюдента, либо с помощью непараметрического W-критерия Вилкоксона, а также критерия знаков.

Результаты исследования и их обсуждение. Анализ биохимических данных обнаружил, что характер распределения изученных показателей по критерию Шапиро-Уилка соответствовал нормальному распределению для двух показателей: С-концевого телопептида и кальция (для обеих фракций). Распределение остальных показателей в изученной выборке отличалось от нормального, что вызывало необходимость расчета средней тенденции для биохимических показателей по значениям медианы и интерпроцентильного размаха. Полученные нами значения средних тенденций изученных показателей в сравнении с референсными значениями, указанными в наборах реагентов, представлены в таблице 1.

 

Таблица 1. Референсные значения метаболитов костного обмена у обследованных девушек группы 1 в сравнении с «ожидаемыми» (референсными) значениями, Ме [Медиана (2,5÷97,5%-й процентиль] и среднее арифметическое ± стандартное отклонение [X_i±SD]

Показатель	Средняя тенденция	Группа испытуемых	Показатели сравнения1
С-концевой телопептид, нг/мл	Ме Xi±SD	0,481 (0,313÷0,627) 0,478±0,095	0,287 (0,112÷0,738)
Остеокальцин, нг/мл	Ме Xi±SD	24,3 (12,5÷28,3) 22,7±5,4	17,9 (11,4÷26,4)

Продолжение таблицы 1

Кальцитонин, пг/мл	Ме Xi±SD	2,50 (1,90÷3,87) 2,43±0,07	от 0 до 11*
Паратирин, пг/мл	Ме Xi±SD	38 (13÷85) 36±17	29 (16÷46)
1,25(OH)2 витамин D, пг/мл	Ме Xi±SD	10,1 (3,9÷42,2) 9,8±1,0	32,6 (5,3÷91,6)
Общий кальций, ммоль/л	Ме Xi±SD	2,41 (2,25÷2,56) 2,41±0,08	2,40 (2,20÷2,60)
Ионизированный кальций, ммоль/л	Ме Xi±SD	1,22 (1,14÷1,29) 1,22±0,04	1,22 (1,15÷1,29)
Тестостерон, нмоль/л	Ме Xi±SD	1,06 (0,64÷3,79) 1,88±0,86	от 0 до 3,06*
Эстрадиол, пмоль/мл	Ме Xi±SD	230 (93÷344) 285±88	от 57 до 227*
Костная щелочная фосфатаза, мг/л	Ме Xi±SD	12 (8÷17) 11,9±2,6	от 0 до 14,3*
Примечания: 1 данные для сравнения взяты из инструкций к наборам реагентов (часть показателей содержит референсные интервалы, разделенные по полу, часть – общие); * результаты указаны без средней тенденции, приведен только минимум и максимум.

 

Обнаружено, что практически большинство показателей у обследованных девушек относительно референсных показателей имели определенные отличия по значениям центральной тенденции: повышенный уровень С-концевого телопептида, остеокальцина, паратирина, костного изофермента щелочной фосфатазы, эстрадиола и низкий уровень активной формы витамина D. Среди указанных показателей обращают на себя внимание два маркера, которые по центральной тенденции имеют наиболее видимые отличия от центральной тенденции референсных показателей: активная форма витамина D и С-концевой телопептид. В частности, очевидно, что по центральной тенденции уровень витамина D в сыворотке крови у испытуемых в среднем был снижен в 3,2 раза, а концентрация С-концевого телопептида в 1,7 раз выше относительно приведенных в наборе реагентов референсных значений.

Величина варьирования показателей также имела некоторые отличия (Таблица 2). Так, минимальные коэффициенты вариации (V) отмечались для общего и ионизированного кальция и кальцитонина, 0,033, 0,032 и 0,030 соответственно. При этом у испытуемых уровень именно этих маркеров не превышал нормативные значения, приведенные в наборе регентов. Такое наблюдение свидетельствует о том, что концентрация кальция в сыворотке крови обследованных девушек являлась достаточно постоянной величиной с низкой вариабельностью и наименьшими отличиями от референсных значений. В отличие от уровня кальция максимальный коэффициент вариации (V) отмечался для паратирина и тестостерона, что, впрочем, сопоставимо с размахом варьирования уровня данных гормонов, указанных в инструкции к набору.

 

Таблица 2. Коэффициент вариации (V) метаболитов костного обмена у обследованных девушек испытуемой группы

Показатель	Коэффициент вариации (V)
С-концевой телопептид, нг/мл	0,199
Остеокальцин, нг/мл	0,222
Кальцитонин, пг/мл	0,030
Паратирин, пг/мл	0,472
1,25(OH)2 витамин D, пг/мл	0,102
Общий кальций, ммоль/л	0,033
Ионизированный кальций, ммоль/л	0,032
Тестостерон, нмоль/л	0,457
Эстрадиол, пмоль/мл	0,309
Костная щелочная фосфатаза, мг/л	0,218

 

Обнаруженные особенности биохимических показателей костного и минерального обмена позволяют отметить некоторые фундаментальные характеристики костного метаболизма у обследованных девушек.

Во-первых, к признакам, свидетельствующим об особенностях костного метаболизма у обследованных нами девушек, можно отнести: 1) снижение концентрации маркеров костного анаболизма (в частности активной формы витамина D) и 2) одновременный рост маркеров остеолиза (С-концевой телопептид и паратирин). Наблюдаемое соотношение метаболитов костного обмена в целом свидетельствовало об активации процессов костного ремоделирования, о чем также говорил рост активности костного изофермента щелочной фосфатазы и повышение концентрации остеокальцина. Такая активация механизмов ремоделирования кости в период ее роста у обследованных девушек – признак, свидетельствующий о начальных нарушениях костного обмена.

Во-вторых, из представленных биохимических данных можно заключить, что изменения костного обмена, отмеченные нами выше, связаны с климатическими условиями проживания испытуемых. Свидетельством этого являются низкие значения активной формы витамина D, которые у девушек, проживающих на территории ХМАО-Югры, возникают вследствие недостатка солнечной радиации, что и ведет к снижению выработки активных форм витамина D и снижению минерализации костей скелета. Компенсаторно, для поддержания уровня кальция в крови, стимулируется выработка паратиреоидного гормона (нами отмечено его повышение у данной группы испытуемых более чем на 30 %), вызывающего мобилизацию кальция в кровеносное русло путем активации костной резорбции. Это не противоречит данным о содержании ионизированного кальция в сыворотке крови испытуемых, постоянство концентрации которого отмечено у обследованных девушек, причем с низким размахом варьирования (V=0,032).

Таким образом, представленные данные делают очевидным то, что девушки-потомки мигрантов первого поколения, родившиеся и проживающие на территории ХМАО-Югры, не имеют закрепленных (и/или выработанных, приобретенных) механизмов адаптации к недостатку солнечного излучения, что объясняет наблюдаемый у них низкий уровень витамина D. Подобные изменения могут лежать в основе нарушений костного обмена, в том числе способствовать развитию ранних признаков остеопении у изученного контингента жителей округа.

About the authors

Maksim V. Stogov

Yugra State University

Author for correspondence.
Email: stogo_off@list.ru

Doctor of Biological Science, Professor of the Department of Theory and Methodology of Physical Education, Institute of Humanities

Russian Federation, 16, Chehova street, Khanty-Mansiysk, 628012

Roman V. Kuchin

Yugra State University

Email: r_kuchin@ugrasu.ru

Candidate of Biological Science, Associate Professor, Vice-Rector, Head of the Department of Theory and Methodology of Physical Education

Russian Federation, 16, Chehova street, Khanty-Mansiysk, 628012

Natalya D. Nenenko

Yugra State University

Email: n_nenenko@ugrasu.ru

Candidate of Biological Science, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Theory and Methodology of Physical Education, Institute of Humanities

Russian Federation, 16, Chehova street, Khanty-Mansiysk, 628012

References

Supplementary files