Остеопороз (ОП) в настоящее время рассматривается как эпидемия XXI в. и среди основных проблем клинической медицины занимает 4-е место после сердечно-сосудистых, онкологических заболеваний и сахарного диабета (СД). В США этим заболеванием страдают около 10 млн человек, а снижение плотности костной ткани наблюдается еще у 17 млн [38]. Связанные с ОП переломы ведут к временной или постоянной потере трудоспособности, а также преждевременной смерти, что наносит существенный вред экономике страны. По данным института ревматологии Российской академии медицинских наук, в России ОП страдают 28 % мужчин и женщин после 50 лет [33].

Остеопоротические изменения скелета были обнаружены среди североамериканских индейцев, живших 2500–2000 лет до нашей эры. О людях с таким типичным внешним видом (сутулая осанка, деформация костно-суставной системы, снижение роста) известно по произведениям искусства Древнего мира. Однако в период, когда продолжительность жизни человека составляла около 30 лет, данное заболевание не могло иметь существенного значения [44].

За последние десятилетия проблема ОП приобрела особую актуальность вследствие резкого увеличения в популяции пожилых людей. Постарение населения остается необратимым демографическим процессом. Переломы шейки бедренной кости сокращают среднюю ожидаемую продолжительность жизни на 10 %. После таких переломов половина больных не могут передвигаться без посторонней помощи, а треть из них теряют способность к самообслуживанию, смертность в течение следующих 6 месяцев достигает 30 % [8].

Основное, что отличает ОП от других заболеваний, – практически полное отсутствие клинических симптомов вплоть до наступления перелома. В связи с этим чрезвычайно важно выявление групп риска и разработка комплекса мер по ранней диагностике и профилактике данного заболевания. Для этого необходимо формировать группы риска развития этой патологии.

Остеопороз распространен по всему миру, однако есть указания на расовые отличия в плотности костной ткани.

В 1960 г. M. Trotter, G.E. Bromann, R.R. Peterson [66] установили, что афроамериканцы имеют увеличенную скелетную массу по сравнению с представителями белой расы, жители Ближнего и Среднего Востока – бóльшую костную массу по сравнению с белокожими, в то время как у эскимосов и японцев эти показатели были достоверно ниже. Однако, несмотря на разную частоту встречаемости ОП, нет ни одной расы, национальности или страны, свободной от этого заболевания.

Одним из первостепенных факторов, определяющих склонность к развитию ОП, остается пол [7]. Известно, что мужчины имеют бóльшую, чем женщины, пиковую массу кости. Потеря костной массы начинается у мужчин позднее и прогрессирует более медленно. Можно предположить, что определенную роль в этом играет наличие в жизни женщины безэстрогеновых периодов, связанных с беременностью и грудным вскармливанием, а также естественной менопаузой. В противоположность гормональный фон мужчин более стабильный, в т.ч. и уровень эстрадиола, который образуется в результате ароматизации тестостерона. На частоту формирования безэстрогеновых периодов ОП и связанные с ним возникновения переломов влияет и меньшая продолжительность жизни мужчин [9, 46].

Кроме того, одним из важных факторов, определяющих плотность костной ткани, считается возраст человека. ОП – это одно из самых распространенных возраст-ассоциированных заболеваний [27]. Исследования показали, что с увеличением возраста на 10 лет риск переломов тел позвонков повышается на 94 %, а при снижении плотности минеральных веществ риск переломов повышается на 44 %. Костная ткань – это динамическая система, в которой в течение жизни постоянно протекают два процесса – разрушение старой кости и формирование новой. Это составляет цикл ремоделирования костной ткани, за счет которого она растет и обновляется [32, 41]. Как резорбция, так и костеобразование тесно взаимосвязаны и являются следствием клеточного взаимодействия остеобластов и остеокластов [33]. С возрастом процессы резорбции начинают преобладать над костеобразованием. Это вызвано как естественным процессом снижения плотности костной ткани после достижения пика костной массы, так и возрастным снижением уровня половых гормонов как у женщин, так и у мужчин (возрастной андрогенный дефицит у мужчин и естественная менопауза у женщин). Как сенильный, так и постменопаузальный типы относятся к первичному ОП, на долю которого приходится около 80–95 % всех случаев заболевания.

На плотность костной ткани также влияет уровень физической активности. B.H. Goodpaster, D.L. Costill, S.W. Trappe, G.M. Hughes (1996) у спортсменов установили прирост костной массы в отделах скелета, подверженных нагрузке. Это объясняется тем, что кость – это высокоадаптивная ткань, способная менять структуру и функцию в зависимости от механических и метаболических нужд организма. В большинстве исследований доказано положительное влияние физической нагрузки на состояние костной ткани и снижение риска переломов в пожилом возрасте [48, 52]. Однако не все исследователи придерживаются этой точки зрения. Существует ряд работ, авторы которых установили, что умеренные физические нагрузки, в т.ч. весовые, не оказывают достоверного эффекта на показатели минеральной плотности костной ткани (МПКТ) или приводят лишь к незначительному их повышению [65]. У женщин-атлетов выявлено даже некоторое снижение МПКТ, из чего был сделан вывод о негативном влиянии чрезмерных физических нагрузок на состояние костной ткани.

Тип телосложения и масса тела рассматриваются как факторы риска развития ОП. Худые астенического типа телосложения женщины более подвержены развитию ОП с последующими переломами, чем пациентки, страдающие ожирением. Установлено, что масса тела менее 55 кг у белокожих женщин ассоциирована с низкой МПКТ [49]. Отчетливое протективное влияние на МПКТ у женщин оказывает масса тела более 70 кг [57]. Это можно объяснить трансформацией надпочечниковых андрогенов в жировой ткани путем ароматизации в эстрогены, что особенно актуально в условиях менопаузы.

В некоторых литературных источниках обсуждается вопрос о влиянии стереотипа питания на костную систему. В частности, T.V. Sancher и соавт. установили у вегетарианок старше 60 лет повышенное содержание минералов в лучевой кости по сравнению с лицами, употребляющими разнообразную пищу. Это можно объяснить присутствием в их рационе питания большого количества молочных продуктов, а значит, достаточного поступления в организм кальция.

Установлено, что у курильщиков и у лиц, злоупотребляющих алкогольными напитками, потеря костной массы может достигать 25 %. В настоящее время считается, что курение оказывает на скелет сложное, многостороннее действие. Kiel и соавт. (1996) обследовали 9704 европейские женщины с остеопоретическими переломами (средний возраст – 71 год) и выявили, что МПКТ лучевой и пяточной кости у курильщиц была ниже по сравнению с некурящими. Имеет значение и длительность курения. У женщин при сопоставимой с мужчинами продолжительности курения не происходило изменений МПКТ ни в одной области измерения. У мужчин же установлено, что низкая МПКТ поясничного отдела позвоночника, предплечья и шейки бедра ассоциирована с курением, особенно сильное влияние наблюдалось среди мужчин, начавших курить в подростковом возрасте. Те же авторы признают, что бóльшее влияние оказывает длительность периода курения, а не число выкуриваемых сигарет.

Влияние алкоголя на костную ткань вызывает обсуждение среди исследователей. Широко распространена точка зрения, будто негативное воздействие этанола может реализовываться как прямым токсическим действием на остеобласты (как следствие – замедлением образования новой кости), так и опосредованно – через гормональные системы. O. Garny и соавт. указывают на отсутствие такой связи и в противовес приводят достаточно убедительные данные, не только указывающие на отсутствие негативного влияния, но более того, доказывающие, что потребление 200 мл алкоголя в неделю приводит к повышению МПКТ. Эти данные подтверждаются и другими европейскими исследователями [60]. Таким образом, данные о воздействии этанола на костную ткань противоречивы и требуют дальнейшего изучения.

В настоящее время появляется все больше данных, подтверждающих значение генетических факторов в развитии ОП. В формировании пика костной массы значительную роль играет наследственность [50]. Ряд авторов [53] показали, что риск остеопоротических переломов повышен у лиц, родственники которых имели переломы. В настоящий момент известно, что генетической детерминантой снижения МПКТ и повышения частоты переломов служат разные аллельные варианты гена рецептора витамина D3. Было установлено, что 16 % людей в популяции обладают генотипом ВВ, который реализует риск развития ОП [58]. В ряде последующих работ доказана полигенность детерминации МПКТ [47, 59].

Обмен костной ткани, структурно-функциональные характеристики кости зависят и от витамина D3 [41]. Активный метаболит витамина D3 – кальцитриол – один из ключевых гормонов, регулирующих фосфорно-кальциевый обмен, и участвует, с одной стороны, в минерализации костной ткани, с другой – в поддержании гомеостаза кальция, а также имеет прямое влияние на процессы ремоделирования костной ткани. По мнению ряда авторов, возможно, он играет ключевую роль в процессе дифференцировки как остеокластов, так и остеобластов, а действуя через RANKL (Receptor activator of nuclear factor kappa-B ligand) и М-КСФ (макрофагальный колониестимулирующий фактор), способен стимулировать формирование и резорбцию кости [33]. Кроме того, витамин D3 обладает умеренными анаболическими свойствами, тем самым проявляя свое влияние непосредственно на кость, активируя синтез внутриклеточных белков (в т.ч. и остеокальцина). Дефицит этого витамина сопровождается снижением МПКТ, что было показано на больных СД 2 типа [33].

Высока и распространенность различных форм вторичного ОП, а число таких больных продолжает увеличиваться [27]. К причинам вторичного ОП относятся болезни почек, крови, желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), легких, ревматические и эндокринные заболевания, а также различные генетические нарушения [33].

СД является одной из самых распространенных причин вторичного ОП. Частота и выраженность остеопенического синдрома при СД 1 типа зависят от длительности и степени компенсации заболевания [14, 31].

В основе патогенеза остеопенического синдрома при этом типе СД лежит преобладание процессов резорбции костной ткани над костеобразованием за счет как усиления резорбции, так и снижения формирования костной ткани. К такому дисбалансу процессов ремоделирования приводят абсолютный дефицит инсулина, как следствие этого – гипергликемия, а также образование конечных продуктов гликозилирования, сниженный уровень витамина D3. Частота и выраженность остеопенического синдрома при СД 2 типа кроме пола зависят от возраста пациентов, длительности заболевания и его компенсации [5, 34].

К группе повышенного риска развития ОП относятся и пациенты с заболеваниями щитовидной железы [33]. У больных тиреотоксикозом происходит ускорение процессов и костной резорбции, и костеобразования. Потеря костной массы происходит из-за неполной компенсации увеличения резорбции увеличением костеобразования [34, 40]. После достижения эутиреоза возможно восстановление МПКТ. У больных гипотиреозом снижение МПКТ зависит от дозы тиреоидных гормонов, длительности их применения, возраста пациентов. Нарушение костного ремоделирования в этой ситуации происходит за счет усиления костной резорбции, превышающей костеобразование.

Нарушения метаболизма костной ткани – один из самых актуальных вопросов ревматологии [35]. Развитие вторичного ОП обусловлено двумя группами причин. Во-первых, это системные проявления заболевания, среди которых активация клеточного иммунитета, системное воспаление и снижение физической активности, а во-вторых, – терапия глюкокортикоидами. Для ревматоидного артрита характерна локальная и генерализованная потеря костной массы. Периартикулярный ОП является одним из ранних проявлений ревматоидного артрита и по времени значительно опережает образование костных эрозий [33]. Есть указания и на следующее: возможно, при ревматических заболеваниях в развитии ОП задействовано нарушение синтеза и метаболизма витамина D3 [61].

Наиболее часто ОП и остеопения развиваются у больных, получающих лечение глюкокортикостероидами, которые в малых дозах принимают или когда-либо принимали до 80 % больных [63]. Установлено, что глюкокортикостероиды повышают костную резорбцию не только путем воздействия на костные клетки, но и за счет угнетения кишечной абсорбции кальция, увеличения его экскреции с мочой [62].

Производственные вредности также служат фактором риска развития ОП [11, 13, 18]. Изменения в костной системе и ее метаболизме описаны при воздействии фосфора [6], кадмия [42], фтора [36], алюминия [3]. Воздействие фосфора на организм человека сопровождается нарушениями в пищеварительной системе, развитием гипогонадизма, изменениями активности щитовидной железы. Эти изменения приводят к развитию вторичного ОП при воздействии фосфора. Этот микроэлемент способен непосредственно накапливаться в костной системе, приводя к развитию остеосклероза. Остеосклероз создает картину «мнимого» благополучия. Это подтверждается результатами некоторых исследований. Так, в работах А.Ф. Вербового [17, 20] приводятся результаты обследования лиц, работающих на фосфорном производстве, которые в зависимости от МПКТ были разделены на три клинические категории: с нормальной, сниженной и повышенной МПКТ. В подгруппе работников с повышенной МПКТ все показатели костной плотности были выше, чем в контроле, но при этом переломов у обследованных лиц было столько же, сколько и у лиц со сниженной МПКТ. Анализ показателей метаболизма костной ткани и фосфорно-кальциевого обмена у лиц, работающих на фосфорном производстве, свидетельствует о потере костной массы в основном за счет снижения костеобразования [17].

Воздействие кадмия на организм приводит к нарушению функции почек и образованию активных метаболитов витамина D3. Эти изменения, а также снижение андрогенной функции семенников, уменьшение секреторных гранул в С-клетках щитовидной железы в результате воздействия кадмия сопровождают развитие ОП и остеомаляции при интоксикации этим тяжелым металлом [25, 28, 44].

Остеотропным элементом остаются фтор и его соединения [36]. В результате воздействия фтора развивается эндемический или профессиональный флюороз [37]. У человека при интоксикации фтором выявляются преимущественно остеосклеротические изменения [2]. Описано сочетание остеосклероза и ОП у лиц, проживающих в эндемическом районе по флюорозу [23]. Эти изменения костной системы при воздействии фтора считаются следствием нарушений функции почек [24], развития фторной панкреатопатии, гипогонадизма [31], повышения активности паращитовидных желез [43].

Изменения в жизненно важных органах развиваются и при воздействии таких супертоксикантов, как диоксины. Источником диоксинов служит химическая и нефтехимическая, целлюлозно-бумажная, металлургическая и нефтехимическая промышленность. Описаны нарушения функции печени при воздействии диоксинов, выражающиеся в изменении активности ферментов, развитии токсического гепатита [1, 22, 30].

В литературе найдены сведения о таких изменениях репродуктивной системы у лиц, подвергшихся воздействию диоксинов, как снижение тестостерона, повышение лютеинизирующего и фолликулостимулирующего гормонов [51]. Следствием изменений в печени, ЖКТ [45], репродуктивной сфере при воздействии диоксинов являются изменения костной системы.

В работе А.Ф. Вербового (2000) приводятся результаты обследования рабочих завода хлорорганического синтеза Чапаевска. Обследованные рабочие были разделены на группы в зависимости от степени контакта с хлорированными углеводородами, примесями которых являются диоксины. Первую группу составили лица, занятые на производстве хлора, вторую – рабочие вспомогательных служб, третью – рабочие, контактировавшие с хлорорганическими углеводородами в прошлом, которым была диагностирована интоксикация этими соединениями. Автор показал, что частота сниженной МПКТ (остеопения и ОП) у всех работающих на этом предприятии была выше, чем в контроле. Наибольшее число случаев ОП было выявлено среди лиц с интоксикацией хлорированными углеводородами, в то время как среди лиц, работающих на основном и вспомогательном производствах, частота ОП значимо не отличалась от таковой в контрольных группах.

Анализ показателей структурно-функционального состояния костной ткани обследованных лиц выявил их максимальное снижение у лиц с интоксикацией хлорированными углеводородами. Изучение фосфорно-кальциевого гомеостаза, метаболизма костной ткани выявило замедление процессов костеобразования и усиление резорбции у рабочих завода химических удобрений, что привело к остеомаляции в костях. К развитию остеомаляции может приводить и повышенное поступление алюминия в организм [16]. Алюминиевая остеодистрофия развивается у больных, находящихся на гемодиализе, парентеральном питании. В работе А.Ф. Вербового (2000) сообщается о более частом развитии ОП у рабочих металлургического завода, контактирующих с аэрозолями алюминия, свинца, марганца, меди. На основании анализа костной ткани лиц, работающих на этом предприятии, автор делает вывод о нарушении у них костеобразования.

Костно-суставные нарушения развиваются и у лиц виброопасных профессий [15, 21]. Наиболее часто изменения развиваются в костях кистей рабочих, контактирующих с локальной вибрацией, т.е. в месте непосредственного воздействия травмирующего фактора. Изменения костно-суставного аппарата верхних конечностей зависят от стажа работы в условиях воздействия вибрации и степени выраженности вибрационной болезни [10, 29]. Воздействие общей вибрации ведет к изменениям в позвоночнике, чаще поясничного отдела. Но есть сообщения о другом: позвоночник страдает и при воздействии локальной вибрации [19. 39]. Так, А.Ф. Вербовой (2001, 2002), изучая распространенность деформаций тел позвонков больных вибрационной болезнью, отметил, что двояковогнутые, переднеклиновидные компрессионные деформации тел позвонков встречаются с сопостовимой частотой среди обследованных лиц, подвергшихся воздействию как общей, так и локальной вибрации. По-видимому, это можно объяснить следующим: работающие в контакте с локальной вибрацией находятся в вынужденной рабочей позе, и отдача виброинструмента воздействует на позвоночник. Механизмы развития костных изменений при действии вибрации (нарушение всасываемости в ЖКТ, гормональный дисбаланс) в каждом конкретном случае могут сочетаться в разном соотношении.

Таким образом, ОП и связанные с ним переломы – серьезная проблема современной медицины. Лица с повышенным риском развития ОП должны проходить регулярное обследование с целью ранней диагностики этого заболевания, что позволит своевременно начать его лечение и предотвратить переломы. В результате снизятся экономические затраты здравоохранения на терапию и реабилитацию больных.