МИНЕРАЛЬНАЯ ПЛОТНОСТЬ КОСТИ И СОСТОЯНИЕ СОСУДИСТОЙ СТЕНКИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СТАТУСА РЕПЛИКАТИВНОГО КЛЕТОЧНОГО СТАРЕНИЯ У ЖЕНЩИН В ПОСТМЕНОПАУЗАЛЬНОМ ПЕРИОДЕ

Атеросклероз (АС) и остеопороз (ОП) являются возраст зависимыми заболеваниями, а их последствия распространенными причинами ухудшения здоровья и качества жизни женщин в постменопаузальном периоде. Установлено, что сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ), обусловленные АС, являются ведущей причиной инвалидности и смертности в индустриально развитых странах [1] и нередко сочетаются с ОП[2]. В недавних работах была показана взаимосвязь между низкой МПК и высокой сердечно сосудистой смертностью у женщин в постменопаузе[3]. В последние годы неоднократно выдвигались гипотезы о связи развития ОП с нарастанием ригидности сосудистой стенки и ее АС поражением. Известно, что различные факторы, влияющие на костный метаболизм, вовлечены в механизмы сосудистых заболеваний. Для оценки ассоциации между АС и ОП чаще используют суррогатные маркеры этих заболеваний - сосудистую кальцификацию или ригидность (жесткость) сосудистой стенки и низкую МПК[4,5]. Наиболее часто определяемыми параметрами сосудистой жесткости являются скорость распространения пульсовой волны (СРПВ), индекс аугментации (ИА)[6], которые количественно характеризует обратную или отраженную пульсовую волну, а маркерами субклинического АС - толщина комплекса интима-медиа (КИМ), наличие и количество атеросклеротических бляшек (АБ)[7]. Имеются единичные работы, исследовавшие связь между МПК и парамеlebedev_ak@mail.ru 13 ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ № 3/2015 Остеопороз и остеопатии трами сосудистой жесткости, в которых была отмечена отрицательная связь МПК с СРПВ и ИА [8,9]. Клиническая оценка возрастных заболеваний связана с определенными сложностями. Особенно это касается точного прогноза, оценки смертности или ожидаемой продолжительности жизни, а также выбора оптимального терапевтического вмешательства при том или ином заболевании. В связи с этим в последнее время большое внимание исследователей уделяется различным информативным биомаркерам старения и оценке риска возникновения и прогнозирования исхода заболеваний. Одна из основных теорий клеточного старения связана с укорочением теломер, которое достигая критических значений приводит к потере репликационной способности клетки. Изменение длины теломер (ДТ) контролируется ферментом теломеразой, которая уравновешивает процессы деления и старения клеток. Укорочение теломер в лейкоцитах было установлено при эссенциальной гипертонии, атеросклерозе, ИБС, сердечной недостаточности и инсульте [10]. Снижение костной массы с возрастом частично является результатом замедления формирования кости остеобластами в связи с ухудшением репликации клеток и их быстрым апоп-тозом. В единичных экспериментальных работах было показано, что экспрессируемая на остеобластах теломеразная обратная транскриптаза (TERT) предотвращает снижение костной массы [11]. Поскольку остеобласты и эндотелиальные клетки происходят из стромальных клеткок, а те в свою очередь и вместе с лейкоцитами происходят из мультипотентной мезенхимальной стволовой клетки, измерение длины тело-мер в лейкоцитах гипотетически могло бы отражать эту характеристику и в остеобластах. Таким образом, предполагали, что ДТ может ассоциироваться не только с сосудистой жесткостью, но и с МПК. В дальнейшем корреляция длины теломер с МПК была показана в экспериментальных исследованиях на животных и в единичных клинических исследованиях у женщин[12,13]. Примечательно, что ДТ связана не только со старением клеток, но и со старением тканей и органов, а также с развитием возрастных заболеваний человека. В настоящее время большие надежды возлагаются на измерение ДТ в диагностических и терапевтических целях, а также для прогнозирования риска возникновения, степени тяжести и прогрессирования некоторых заболеваний [14]. Целью настоящей работы было оценить взаимосвязь между МПК, параметрами сосудистой жесткости и биомаркерами клеточного старения у женщин в постменопаузе. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ Настоящее исследование проводилось на базе ФГБУ «ГНИЦПМ» Минздрава России. В одномоментное исследование включено 107 пациенток от 45 до 82 лет, наблюдавшихся амбулаторно и подписавших информированное согласие. Протокол исследования был одобрен локальным этическим комитетом. Критерием включения считалось наличие менопаузы > 1 года. Для анализа использовались индивидуальные тематические карты пациентов, в которых была отражена информация о факторах риска ССЗ и ОП, сопутствующих заболеваниях и принимаемых препаратах, а также - амбулаторные карты. В исследование не включались пациентки с заболеваниями вызывающие вторичный ОП, принимающие препараты, влияющие на костный обмен и на показатели сосудистой жесткости, с любыми клиническими проявлениями атеросклероза, злокачественными заболеваниями. Всем женщинам проводили клинико-инструментальное и биохимическое обследование в амбулаторных условиях. Измеряли антропометрические данные (рост, вес, окружность талии и бедер) и проводили регистрацию артериального давления (АД). МПК позвоночника, шейки бедра (ТТТБ) и всего проксимального отдела (ПОБ) измеряли с помощь двух-энергетическойрентгеновской абсорбциометрии (DelphiW, Hologic, USA). Показатели МПК оценивались как в абсолютных значениях г/см2, так и в величинах стандартного отклоне ния (SD) от пика костной массы (Т - критерий). Согласно критериям ВОЗ остеопенией считался уровень Т-критерия ниже -1 до -2,5SD, остеопороза -2,5SD и ниже. Толщина КИМ, наличие и число АБ, степень стеноза сонных артерий исследовались с помощью дуплексного сканирования. Значения более 0,9 мм принимались за повышение толщины КИМ. Методом аппланационной тонометрии (SphygmoCor) оценивались СРПВ и ИА. СРПВ 10 м/с и более считали патологической. ИА оценивали как нормальный при отрицательном его значении, положительный ИА свидетельствовал о повышенной жесткости. Был выбран медианный порог ИА- >20%. Для определения ДТ в лейкоцитах использовали метод ПЦР в реальном времени. При этом проводилось измерение относительной длины теломер на геномной ДНК. Теломеры > 10,00 условных единиц (у.е) принималась за «длинные ». «Самыми» короткими теломерами считалась < 9,50 у.е. Оценка активности темломеразы (АТ ) проводилась на чисто выделенной моноцитарной фракции клеток крови на основании теломеразной полимеразной реакции. Медиана АТ составила 0,5%. Статистическая обработка результатов проводилась с использованием пакета прикладных статистических программ SAS (StatisticalAnalysisSystem, SASInstituteInc., USA.). Количественные показатели (антропометрические данные, длительность постменопаузы, результаты денситометрии) представлены в виде средних величин (М ± m). При анализе меж-групповых различий, измеренных по интервальный шкале, Таблица 1 Клинико-инструментальная характеристика пациентов Параметры (n=107) М ± m Возраст (лет) 58 ± 0,86 Вес (кг) 72,0 ± 1,2 Рост (м) 162 ± 0,5 Длительность менопаузы 9,3 ± 0,8 ИК (кг/м2) 27,2 ± 0,4 САД (мм.рт.ст) 127,4 ± 1,67 ДАД (мм.рт.ст) 78,9±0,94 ОХС (ммоль/л) 5,9 ± 0,11 ХС-ЛНП (ммоль/л) 4,14 ± 0,11 ТГ (ммоль/л) 1,16 ± 0,05 СРПВ (м/с) 11,4± 0,2 ИА(%) 27,8 ± 0,9 ТКИМ (мм) 0,75± 0,01 ДТ 9,73±0,04 АТ 0,56±0,04 МПК поясничного отдела позвоночника (г/смг2) 0,910 ± 0,01 МПК шейки бедра (г/смг2) 0,743 ± 0,01 МПК проксимального отдела бедра (г/см2) 0,893 ± 0,01 рассчитывали значения t-критерия Стьюдента для независимых выборок по соответствующим формулам в различных модификациях. Кроме коэффициентов линейной корреляции Пирсона рассчитывали также ранговые корреляции по Спирмену. Достоверность различий между показателями оценивали с помощью критерия хи-квадрат Пирсона, коэффициентов сопряженности Крамера и др. Возможная взаимосвязь между СРПВ и МПК и другими параметрами была оценена с помощью корреляционного анализа с последующим регрессионным анализом, в том числе многомерным. Значение достоверности р<0,05 было принято, как статистически значимое. РЕЗУЛЬТАТЫ Характеристика пациентов в целом по группе представлена в табл.1. Средний возраст пациенток составил 58 ± 0,86 14 № 3/2015 Остеопороз и остеопатии ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ лет, средняя продолжительность постменопаузального периода 9,3 ± 0,8 лет. (табл 1). Распределение женщин в зависимости от продолжительности постменопаузального периода было следующим: менее 5 лет - 43 (40%), от 'd 5 до 10 лет -29 (27%), более 10 лет - 35(33%). С увеличением продолжительности менопаузы отмечалось постепенное увеличение показателей жесткости: СРПВ (от 10,8 м/с до 12,5 м/с, р<0,05), ИА (от 25,3% до 32,6%, р<0,05), толщины КИМ (от 0,68мм до 0,89 мм, р<0,05). Снижение МПК по всех измеренных отделах скелета так же ассоциировалось с длительностью менопаузы. ДТ достоверно укорачивалась в зависимости от возраста и длительности менопаузы (рис. 1). Максимальные показатели сосудистой жесткости, низкая МПК и «самые» короткие теломеры были выявлены после 10 лет менопаузы. У пациенток с ОП, несмотря на более старший возраст, были сопоставимые уровни АД и сходный липидный профиль с пациентами, имеющими нормальные показатели МПК. Женщины с низкой костной массой имели более высокие показатели СРПВ (р<0,05 ), ИА (р<0,05) и наиболее короткие теломеры, (р<0,05), чем таковые без снижения МПК. Причем достоверные различия в показателе СРПВ, КИМ и ДТ отмечались у пациентов с выраженным снижением МПК, т. е. при ОП, в то время как ИА и количество АБ достоверно было больше у пациентов с небольшим снижением МПК (остеопенией) и увеличивались при ОП. Примечательно, что АБ встречались почти у всех пациентов с ОП, а с остеопенией только у половины. АТ не отличалась как у пациенток с низкой МПК, так и с нормальной костной массой (табл. 2). Выявлена умеренная отрицательная корреляционная связь между МПК и показателями сосудистой жесткости: поясничного отдела позвоночника и шейки бедра с СРПВ (p<0,05), ИА с МПК во всех измеренных отделах скелета (p<0,05, p<0,01). Также отмечена отрицательная корреляционная связь между маркерами субклини-ческого атеросклероза и костной массой: толщина КИМ отрицательно коррелировала с МПК шейки бедра (p<0,05), а наличие АБ ассоциировалось с низкой МПК в шейке бедра и во всем проксимальном отделе бедра (p<0,05), но не позвоночника. Выявлена положительная корреляционная связь между ДТ и МПК шейки бедра (р<0,01) (табл.3). Риск снижения костной массы и развития ОП возрастал в 3 раза при высоких значениях СРПВ (>10 см), более чем в 4 раза при ИА>20% и толщины КИМ>0,9мм и в 2,45 раза при наличии АБ в сонных артериях и при коротких теломерах (табл. 4). Многофакторный регрессионный анализ с поправкой на возраст и длительность менопаузы показал, что ИА и толщина КИМ вносят независимый вклад в снижении МПК, в то время как СРПВ, наличие АБ и ДТ ассоциировались со снижением костной массы зависимо от других факторов (табл. 5). ОБСУЖДЕНИЕ В представленной работе изучалась связь между костной массой и состоянием сосудистой стенки у женщин в постменопаузальном периоде и вклад генетических биомаркеров старения в снижение МПК. Было отмечено изменение этих параметров с увеличением возраста и продолжительности постменопаузы: максимальные показатели сосудистой жесткости (ИА и СРПВ), субклинического атеросклероза (толщина КИМ, количество АБ), низкая МПК и «самые» короткие теломеры были выявлены после 10 лет менопаузы. Раннее показано, что дефицит эстрогенов является фактором риска для развития ОП и ССЗ, поскольку в кости (на остеобластах и остеокластах) и артериальной стенке (эндотелиальных и гладкомышечных клетках) экспрессируются рецепторы к эстрогенам [15]. Поэтому женские половые гормоны оказывают положительное влияние на МПК и на состояние сосудистой стенки повышая МПК и снижая СРПВ [16]. В нашей работе женщины с низкой костной массой имели более высокие показатели СРПВ (р<0,05), ИА (р<0,05), чем с нормальными значениями МПК.В подобном исследовании Mangiafico R.A., и соавт. продемонстрировано, что у женщин в постменопаузе с установленным ОП без ССЗ и их факторов риска ИА и СРПВ в аорте были значимо выше, чем у женщин той же возрастной группы с нормальной МПК [6]. В другом исследовании японскими авторами была показана отрицательная связь параметров прочности костной ткани, измеренных с помощью костной ультрасо-нографии с сосудистой жесткостью [17]. В нашем ис- Таблица 2 Сравнительная характеристика исследуемых параметров в зависимости от состояния костной массы Показатели Норма (I) (n=42) Остеопения (II) (n=38) Остеопороз (III) (n=27) Р Возраст (годы) 55,1 ± 7,9 59,5 ± 8,6 63,9 ± 8,5 (I-II)- н/д; (ЫЩ-н/д САД 129±2,2 125±2,4 129±4,6 (I-Щ-н/д; (ЫЩ-н/д ДАД 81,4 ±1,4 77,7 ±1,5 77,0±1,9 (I-Щ-н/д; (ЫЩ-н/д ОХС 5,7±0,1 5,8±0,2 6,3±0,3 (I-Щ-н/д; (ЫЩ-н/д ХС-ЛНП 3,8±0,1 4,3±0,1 4,3±0,3 (I-Щ-н/д; (ЫЩ-н/д ТГ 1,25±0,1 1,15±0,08 1,06±0,08 (I-Щ-н/д; (ЫЩ-н/д ИА (%) 23,5 ± 10,5 30,3 ± 8,6 31,5 ± 7,9 (I-II)-0,05; (I-III)-0,01 СРПВ (м/с) 10,52 ± 0,3 11,8±0,5 11,9 ± 0,4 (I-Щ-н/д; (ЫЩ-0,05 КИМ (мм) 0,72±0,15 0,78±0,17 0,83±0,17 (I-Щ-н/д; (I-III)-0,05 Наличие АБ (%пациентов) 0,82±1,12 46 1,76±1,50 64 2,26±1,40 94 (I-II)-0,05; (ЫЩ-н/д (I-Щ-н/д; (I-III)-0,05 ДТ 9,83±0,45 9,73±0,44 9,55±0,42 (I-Щ-н/д; (I-III)-0,05 АТ 0,53±0,3 0,54±0,3 0,62±0,37 (I-Щ-н/д; (ЫЩ-н/д 10 9,8 9,6 Ч V чЬ н ЧС 9,4 9,2 9 9,92 до 5 лет 9,66 9,59 5-10 лет >10 лет ПМ Рисунок 1. Динамика ДТ в зависимости от длительности постменопаузы Примечание: ПМ - продолжительность менопаузы. ДТ - длина теломер *р<0,01- достоверность различий между группами с ПМ до 5 лет и >10 лет; 15 оригинальные статьи № 3/2015 Остеопороз и остеопатии следовании только ИА выступал в качестве независимого фактора снижения МПК в то время как СРПВ ассоциировалась с МПК в зависимости от возраста и продолжительности постменопаузы. Известно, что СРПВ признан основным параметром, характеризующим эластические свойства артерий, а ИА - косвенным маркером. У пациентов с почечной недостаточностью London G с со-авт. показали, что эффект отражения пульсовой волны (ИА) отличается от показателя сосудистой жесткости, выраженного как СРПВ и что эти два показателя не являются эквивалентными [18]. ИА отражает не только жесткость крупных артерий, но и состояние мелких артериол и характер микроциркуляции [19]. В экспериментальных исследованиях было показано, что одним из механизмов снижения МПК является ухудшение перфузии костной ткани из-за нарушений в системе микроциркуляции, по видимому, связанной с кальцификацией артериол и их дисфункцией [20]. Вероятно, более выраженная связь ИА с МПК связана с поражением мелких артериол, питающих костную ткань. Кроме того, вазоактивные компоненты, такие как NO, синтезируемые в эндотелии, вызывают снижение ИА и аортальной СРПВ у здоровых лиц [21]. У пациенток в постменопаузе страдающих ОП, без ССЗ и факторов их риска, было отмечено наличие эндотелиальной дисфункции сосудов предплечья по сравнению с пациентками с нормальной МПК и остеопенией [22]. Утолщение КИМ считают независимым фактором сердечно-сосудистого риска и прогностическим маркером атеросклероза и коронарной болезни сердца [23]. Результаты нашего исследования показали умеренную отрицательную корреляцию между толщиной КИМ и МПК шейки бедра, в то время как в других измеренных отделах скелета связь была не достоверной. В работах других авторов также была получена негативная корреляция между толщиной КИМ и МПК как в шейке бедра так и в поясничном отделе позвоp<0,01, *p<0,05 ночника [24]. VarryM. с соавт. получили аналогичную ассоциацию между толщиной КИМ и МПК у женщин в постменопаузе при измерении МПК поясничного отдела позвоночника и всего скелета (программа «Total body») [25]. Шанс выявления ОП повышался более чем в 4 раза - при увеличении толщины КИМ>0,9 мм и в 2,45 раза - при наличии АБ в брахио-цефальных артериях. В линейном регрессионном анализе только толщина КИМ оказалась независимым маркером снижения МПК, а связь между наличием АБ и МПК не достигала достоверности. Полученные результаты говорят в пользу общих механизмов повреждения сосудистой и костной ткани и развития атеросклероза и ОП. В ряде работ было показано, что ДТ в лейкоцитах крови у лиц пожилого возраста короче, чем у молодых [26]. Короткие теломеры значительно чаще встречаются при различных заболеваниях: артериальной гипертонии, ИБС, сердечной недостаточности, сосудистой деменции [27,28]. Имеются единичные исследования, где показана прямая корреляция длины теломер с МПК [12,13]. В нашем исследовании наиболее короткие теломеры были обнаружены у женщин с более чем 10-летним периодом менопаузы (p<0,05) и имеющих низкую костную массу. Шанс выявления ОП повышался более чем в 2,45 при обнаружении коротких теломер. Однако, при регрессионном анализе, самостоятельного вклада коротких теломер в снижении костной массы выявлено не было. Вероятно, это связано с тем, что в развитии постменопаузального ОП большую роль играет повышение функции остеокластов, нежели снижение активности остеобластов, причем эти патологические процессы активно развиваются под действием различных факторов риска, а не в результате физиологического старения клеток. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В нашем одномоментном исследовании продемонстрировано, чтоснижение МПК у женщин в постменопаузе ассоциируется с высокими показателями ИА и толщины КИМ. Независимая связь МПК с ИА, а не с СРПВ, по видимому, объясняется вовлечением мелких сосудов - артери-ол при ОП. Короткие теломеры в 2,45 раза чаще встречались у пациентов с низкой костной массой, но связь не была подтверждена в регрессионном анализе, что исключает независимую ассоциацию этого маркера с МПК и свидетельствует в пользу того,что ОП является возраст-ассоциированным заболеванием, а не процессом естественного старения. SUMMARY Objective: to examine the relationship between bone mineral density (BMD), the parameters of vascular stiffness and biomarkers of cellular aging in postmenopausal women. Materials and Methods: In a cross-sectional study107 patients were included: women at the age range of 45 to 82 years who were observed outpatient and signed a written informed consent. Assessment of BMD was performed using DXA (Delphi W, Таблица 4 Риск остеопороза в зависимости от показателей сосудистой жесткости и биомаркеров клеточного старения Показатель Норма (n=42) (%) Остеопороз (n=2) (%) ОШ (95% ДИ) Р СРПВ(>10 м/с) 68 93 3,1 [1,13 - 9,89] 0,05 ИА (>20%) 40 100 4,35 [1,02-11,0] 0,05 КИМ (>9мм) 7 26 4,17 [1,21- 14,4] 0,02 Наличие АБ 46 94 2,45[1,07-5,56] 0,03 ДТ(9,75усл. ед) 84 55 2,45[1,05-6,08] 0,05 АТ(0,5%) 53 62 1,25[0,45-2,98] 0,74 Таблица 5 Сравнительная значимость ФР снижения МПК по данным многомерного регрессионного анализа Факторы/ маркеры риска BMD BMD Spine BMD Neck BMD Hip total ß p ß p ß p Константа 1,059 0,001 0,800 0,001 0,934 0,001 Возраст -0,002 н/д -0,004 0,001 -0,001 н/д Длительность Менопаузы -0,012 0,001 -0,014 0,002 -0,071 0,001 SCORE 0,009 н/д 0,003 н/д -0,015 0,003 СРПВ -0,008 н/д -0,008 н/д -0,003 н/д ИА -0,004 0,007 -0,0025 0,006 -0,001 н/д КИМ -0,13 н/д -0,152 0,02 -0,072 н/д АБ -0,002 н/д -0,004 н/д -0,003 н/д ДТ 0,009 н/д 0,003 н/д 0,012 н/д Таблица 3 Коэффициенты корреляции между МПК, параметрами сосудистой жесткости и ДТ Показатели CРПВ ИА КИМ АБ ДТ МПК прокс. отд. бедра, г/ см2 - -0,248* - -0,203* - МПК шейки бедра г/ см2 -0,25 * -0,313** -0,221* -0,197* 0,25** МПК поясн. отд.поз-ка г/ см2 -0,212* -0,349** - - - Примечание: ** 16 № 3/2015 Остеопороз и остеопатии