Isulin-cortisol shifts in timely-temporal structure of functions in postmenopause

I. E. Zazerskaya; Зазерская И. Е.; A. K. Ailamazyan; Айламазян Э. К.; N. V. Kornilov; Корнилов Н. В.; A. S. Avrunin; Аврунин А. С.; A. M. Sukhanova; Суханова А. М.

doi:10.17816/JOWD88832

Isulin-cortisol shifts in timely-temporal structure of functions in postmenopause

Authors: Zazerskaya I.E.¹^,2, Ailamazyan A.K.¹^,2, Kornilov N.V.¹^,2, Avrunin A.S.¹^,2, Sukhanova A.M.¹^,2
Affiliations:
1. Ott Research Institute of Obstetrics and Gynecology, Russian Academy of Medical Sciences
2. Laboratory of Isotopic Research at the Vreden Russian Traumatology and Orthopedics Research Institute
Issue: Vol 48, No 4 (1999)
Pages: 18-20
Section: Original Research
URL: https://journals.eco-vector.com/jowd/article/view/88832
DOI: https://doi.org/10.17816/JOWD88832
ID: 88832

Cite item

Full Text

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

We screened serume levels of insulin and cortisol in 20 postmenopausal women. We performed these hormones determinations according to algorithm of their levels circaseptane oscillation. All examined patients did't complain on climacteric disorders and did't have any endocrinological diseases. We found out 5 types of hormone oscillations: when the concentrations of both hormones were at normal levels (5% cases); when insulin levels decreased from time to time (30% cases); when cortisol levels increased from time to time (35% cases); when during insulin levels' decreasing the cortisol levels has increased (25% cases); when both hormones levels increased from time to time.

Keywords

postmenopause, osteoporosis, insulin, cortisol, steroids

Full Text

Согласно предложенной ранее концепции остеопороз - синдром, развивающийся в процессе адаптационной перестройки метаболизма клеток костной ткани в ответ на происходящие в организме метаболические сдвиги различной этиологии [2, 3]. В результате этого наряду с накоплением качественных и количественных изменений в ультраструктуре костного матрикса имеет место постепенная потеря костной массы и снижение прочностных свойств кости. Такое накопление обеспечивается ауторегуляторным механизмом воспроизведения костного матрикса, который, с одной стороны, при изменении действия внекостных факторов минимизирует возникновение новых сдвигов, а с другой - приводит к воспроизведению ранее возникших отклонений. Одним из важнейших условий постоянного прогрессирования остеопоротического синдрома является высокая активность обмена костной ткани, что позволяет регистрировать даже краткосрочные регуляторно-метаболические отклонения в виде структурных изменений в тех зонах, где в этот момент осуществляется остеоцитарное1 и остеокластно-остеобластное2 ремоделирование. Причина подобного выхода уровня различных регуляторов и метаболитов за пределы границ нормы связана с колебательным характером изменений их содержания. По нашему мнению, именно это объясняет, почему в подавляющем большинстве случаев формирование остеопороза, как подчеркивают Ю. Франке и Г. Рунге [6], связано с действием нескольких факторов, которые в каждом конкретном случае едва ли возможно определить.

Остеопороз у женщин в постменопаузе мы рассматриваем как манифестацию процесса старения организма, характеризующегося формированием сдвигов в структуре пространственно-временной организации функций3 в целом, а не только в костной ткани. Поэтому, кроме изменений уровня в крови половых гормонов, следует ожидать сдвигов в концентрации и других факторов, например, кортизола и инсулина, являющихся в том числе и регуляторами метаболизма клеток костной ткани. В пользу этого свидетельствует снижение костной массы при инсулинзависимом сахарном диабете [8], а также тот факт, что введение метилпреднизолона взрослым кроликам в течение 5 ~ 9 недель индуцирует гибель остеоцитов в головке бедренных костей на фоне нормального внутрикостного давления и сопротивления венозного оттока [9]. Авторы последней работы объясняют патологический процесс прямым цитотоксическим воздействием стероидов на остеоциты, что и является пусковым моментом в генезе нетравматического остеонекроза. Аналогичные результаты получили Lehman с соавторами [7], которые в эксперименте вызывали остеопению с помощью преднизолона и выявили корреляцию между повышением уровня кальциомодулина и количеством жизнеспособных остеоцитов и остеобластов. По их мнению, эффект стероида опосредован действием кальциомодулина как на коллагеновый матрикс, так и на кальциевый гомеостаз.

Цель: определить характер инсулин-кортизоловых: сдвигов в структуре пространственно-временной организации функций у женщин с остеопорозом в постменопаузе.

Для выполнения поставленной цели были решены две задачи:
- установлены периоды колебаний уровней кортизола и инсулина в крови и на этой основе разработан алгоритм, позволяющий повысить вероятность выявления краткосрочных отклонений их содержания за пределы нормы;
- используя разработанный алгоритм, исследованы уровни кортизола и инсулина у женщин с остеопорозом в постменопаузе.

Материал и методы

Обследованы две группы больных. В первой определяли период колебаний в крови уровней инсулина и кортизола. Для этого у 58 пациенток с остеотомиями длинных костей или эндопротезированием крупных суставов нижних конечностей произвели методом РИА 157 исследований в сыворотке крови кортизола и 163 - инсулина. Забор крови осуществляли в 9 часов утра однократно до операции, а затем в динамике по скользящему графику таким образом, чтобы для каждого показателя получить динамический ряд ежедневных наблюдений в течение месяца после операционной травмы. В качестве математической модели процесса был выбран сглаживающий полиномиальный сплайн четвертого порядка (параметры модели Р=0,7, уровень значимости Р<0,05).

Вторую группу составили 20 пациенток в постменопаузе длительностью 5 - 8 лет с остеопорозом, из них 8 находились в естественной постменопаузе (средний возраст - 57,3 года, s= 4,7) и 12 вступили в нее после хирургического вмешательства (средний возраст - 43,5 года, s= 7,7). Показаниями к оперативному лечению явились миома матки, аденомиоз, эндометриоидные кисты и другие доброкачественные кисты яичников. У 10 больных произведены экстирпация матки и двухсторонняя овариоэктомия, у двух - экстирпация матки, односторонняя овариоэктомия и резекция второго яичника. Диагнозы были подтверждены гистологически. У всех пациенток на момент обследования отсутствовали климактерические проявления, выраженные клинические признаки соматической и эндокринной патологии. Никакой гормонзаместительной терапии не проводилось. Жалоб, характерных для остеопороза, больные не предъявляли, потеря костной массы была впервые диагностирована при диспансерном обследовании.

Сдвиги в репродуктивной сфере были подтверждены уровнями эстрадиола, фолликулостимулирующего и лютеинезирующего гормонов, которые составили 0,26±0,07 нмоль/л, 89,6±0,4 МЕ/л, 32,7±0,09 МЕ/л соответственно.

Во второй группе пациенток инсулин и кортизол определяли методом РИА восьмикратно согласно следующему алгоритму: второй забор крови осуществляли на следующий день после первого, третий - на вторые сутки после второго, четвертый - на третьи после третьего и т.д. со сдвигом на один день. Забор крови из вены производили в 9 часов утра. Использовали коммерческие наборы РИО-ИНС- ПГ-125I (СП «Беларусь»), РИА-кортизол-ПР (СП «Беларусь»), РИА- эстрадиол-СТ (СП «Беларусь»), FSH IRMA («Immunotech»), LH IRMA («Immunotech»).

Оценку минеральной плотности костной ткани проводили методом двойной фотонной рентгенологической абсорбциометрии на денситометре QDR4500 ELITE «Hologic». Средние значения Т-критерия в зоне L_I-L_IV у пациенток с хирургической постменопаузой составили -2,64 ± 0,2, а с естественной -2,71 ± 0,9.

Результаты и их обсуждение

Согласно результатам, полученным при обследовании первой группы больных, уровни кортизола и инсулина колеблются с околонедельной периодичностью 4,2 сут. (s=1,9 сут) и 4,2 сут. (s=1,5 сут) соответственно. Обращает на себя внимание тот факт, что даже после тяжелой операционной травмы их отклонения укладываются преимущественно в границы нормы (см. графики). Наблюдаемые амплитудные выбросы имеют краткосрочный характер. Разработанный нами алгоритм динамического обследования существенно (Р<0,05) увеличивал вероятность выявления этих сдвигов в условиях непостоянной длины периода.

Проведенное в соответствии с ним исследование женщин в постменопаузе с остеопорозом позволило выделить пять вариантов изменений структуры пространственно-временной организации функций:

I. Колебания уровней инсулина и кортизола происходят в пределах границ нормы. Этот вариант выявлен только у одной из 20 пациенток, то есть лишь в 5% случаев у женщин с остеопорозом в постменопаузе не наблюдалось даже кратковременных сдвигов содержания исследуемых показателей за рамки нормальных величин.
II. Периодическое снижение уровня инсулина (1-2 раза) установлено у 6 обследованных (30%).
III. Периодическое увеличение содержания кортизола имелось у 7 больных (35%), в основном сдвиг проявлялся 1-2 раза, и только у одной пациентки он демонстрировал постоянный характер.
IV. Периодическое понижение уровня инсулина и возрастание кортизола констатировано в 5 наблюдениях (25%). Преимущественно это происходило 1-2 раза, причем отклонения концентрации показателей за пределы границ нормы чаще не совпадали по времени.
V. Периодическое повышение уровня обоих гормонов отмечено только у одной пациентки (5%).

Рис 1. Результаты математического моделирования динамики уровней инсулина и кортизола в крови после ортопедических операций. По горизонтальной оси - время после операции (сут.); по вертикальной оси - уровень гормонов в сыворотке крови (нмоль/л). А- динамика уровня инсулина, Б - динамика уровня кортизола.

Исходя из того, что у лиц с естественной и хирургической постменопаузой второй, третий и четвертый варианты эндокринных ответов встречались с одинаковой частотой, можно заключить, что при длительности постменопаузы 5-6 лет причина ее возникновения не влияет на характер сдвигов в содержании инсулина и кортизола.

На основании полученных данных рассмотрим проблему причинности в патогенезе формирования остеопороза в постменопаузе. Казалось бы, результаты настоящего исследования свидетельствуют в пользу остеопенического действия инсулина и кортизола на фоне гипоэстрогенного состояния. Однако, по нашему мнению, подобный вывод неправомерен. Мы расцениваем результаты как дополнительное свидетельство глубокого изменения структуры пространственно-временной организации функций вовсем организме, а остеопения, выключение репродуктивной системы, сдвиги в содержании половых гормонов, кортизола и инсулина есть только манифестация этого. Мы согласны с концепцией В. М. Дильмана [4], трактующего климакс как болезнь репродуктивного гомеостата, и предлагаем рассматривать остеопороз как пространственную «фотографию» длительно существующих многогранных регуляторно-метаболических сдвигов, часть из которых носит краткосрочный, а часть - постоянный характер.

В этой связи понятна низкая эффективность медикаментозного лечения остеопороза, в том числе посредством гормонзаместительной терапии. Вряд ли кто-то подвергнет сомнению необходимость в каждом конкретном случае патогенетически обоснованных индивидуальных мер. Однако отсутствие возможности детального обследования больных и полиэтиологичность формирования остеопоротических сдвигов не позволяют решить эту проблему. Именно поэтому мы считаем перспективным применение у данного контингента больных методов адаптационной медицины [1, 5].

1- Остеоцитарное ремоделирование ограничено прелакунарной областью и вызвано действием на остеоциты различных факторов, в том числе нейрогуморальных влияний, механической нагрузки и т.п. В результате перестройки окололакунарного матрикса меняются распределение и состав образующих его компонентов. Форма и структура костного органа при этом сохраняются [3].

2- Остеокластно-остеобластное ремоделирование приводит к изменению не только структуры костного органа, но также его размеров и формы. Состоит из 4 этапов: формирование участков активного ремоделирования (гибель остеоцитов), резорбция костного матрикса остеокластами, формирование органического матрикса и формирование минерального матрикса. Последние два этапа обеспечиваются остеобластами [3].

3- Сущность понятия пространственно-временной организации функций связана с тем, что все элементы организма разделены пространственно, в соответствии с этим дифференцированы и их функции. При этом их взаимодействие меняется во времени. Тем самым рассматриваемое понятие включает в себя законы, обеспечивающие не только целостность организма, но и изменение характера межфункциональных связей во времени.