Стронций для костной ткани

Кальций и его синергисты в поддержке структуры соединительной и костной ткани

Рассмотрены результаты экспериментальных и клинических исследований, указывающие на важность компенсации дефицитов микроэлементов в профилактике и терапии остеопороза, остеопении и рахита.

Results of experimental and clinical tests are reviewed that point out importance of compensation of microelements’ deficit in prophylaxis and therapy of osteoporosis, osteopenia and rachitis.

Питание является важным модифицируемым фактором, определяющим развитие и поддержание костной массы. Диета, сбалансированная по калорийности, белку (1 г/кг/сут), жирам и углеводам (не более 60% от общей калорийности пищи) способствует нормальному метаболизму кальция (Ca) в костной ткани. В настоящее время кальций в сочетании с витамином D является основой нутрициальной коррекции для профилактики и лечения остеопороза, остеопении и рахита [1]. Тем не менее, сочетанный прием кальция и витамина D не всегда успешно профилактирует остеопороз, так как не компенсирует всех нутрициальных потребностей костной ткани.

Важность таких факторов питания, как кальций, фосфор (P) и витамин D, для целостности костей неоспорима. Рецептор витамина D, подобно эстрогеновым рецепторам, является фактором транскрипции, который, в частности, регулирует экспрессию белков, вовлеченных в гомеостаз кальция и фосфора. Экспериментальные данные показывают, что физиологические эффекты витамина D включают торможение секреции провоспалительных цитокинов, молекул адгезии и пролиферацию сосудистых гладкомышечных клеток — процессов, которые имеют важное значение для кальцификации артерий [2].

В то же время проводимые в течение последнего десятилетия исследования показали, что для поддержания структуры костной ткани также необходимы витамины A, C, E, K и микроэлементы медь (Cu), марганец (Mn), цинк, стронций, магний (Mg), железо и бор. Дефицит этих микронутриентов замедляет набор костной массы в детстве и в подростковом возрасте и способствует ускоренной потере костной массы в пожилом возрасте [3, 4]. В настоящей работе рассмотрены результаты экспериментальных и клинических исследований, указывающие на важность компенсации дефицитов этих микроэлементов в профилактике и терапии остеопороза, остеопении и рахита. Особое внимание уделяется бору — микроэлементу, оказывающему значительное влияние на структуру костной ткани и, тем не менее, пренебрегаемому в подавляющем большинстве витаминно-минеральных комплексов.

Магний и поддержка соединительной и костной ткани

Одной из принципиально важных нутрициальных потребностей кости является обеспеченность костей магнием — элементом, регулирующим минерализацию, равномерный рост, гибкость и прочность костной ткани и увеличивающим репаративный потенциал костей. И наоборот, дефицит магния в организме препятствует успешной терапии и профилактике нарушений структуры кости (остеопороз и др.). Среди различных тканей организма основным депо магния являются именно костная ткань. Помимо того, что кость является депо магния, магний также оказывает существенное влияние на минерализацию и структуру костной ткани — низкие уровни магния связаны с низкой костной массой и остеопорозом [5].

Магний является одним из принципиально важных нутриентных факторов, воздействующих на соединительную ткань. Недостаточная обеспеченность магнием является одной из важнейших причин нарушений структуры (дисплазии) соединительной ткани. Систематический анализ взаимосвязей между обеспеченностью клеток магнием и молекулярной структурой соединительной ткани указал на такие молекулярные механизмы воздействия дефицита магния, как ослабление синтеза белков вследствие дестабилизации тРНК, снижение активности гиалуронансинтетаз, повышение активности металлопротеиназ, повышенные активности гиалуронидаз и лизиноксидазы [6]. Следует напомнить, что костная ткань состоит только на 70% из кальциевых соединений, а на 22% — из коллагена, 8% составляет водная фракция.

Важность роли магния в поддержании структуры кости связана и с тем, что при хроническом дефиците магния нарушается важнейший аспект минерального обмена костной ткани — отношение Mg:Ca. При снижении соотношения Mg:Ca в сторону дефицита магния обменные процессы в кости замедлены, быстрее депонируются токсичные металлы (прежде всего, кадмий и свинец). Вследствие накопления токсичных элементов в суставе из-за нарушения пропорции Mg:Ca функция суставов постепенно ухудшается: уменьшается объем движений, происходит деформация суставов конечностей и позвоночника. Эпидемиологические исследования частоты остеопороза в различных странах показали, что более высокое значение отношения Mg:Ca в питании соответствует более низкой встречаемости остеопороза [7].

В эксперименте диета с очень низким содержанием магния (7% от нормального уровня потребления) приводила к значительной гипомагниемии, гипокальциемии, характерным для остеопороза изменениям костной ткани у цыплят. Дефицит магния приводит к разрежению костной ткани, вплоть до образования полостей; компенсация дефицита магния — к восстановлению структуры костной ткани [8].

Более высокое диетарное потребление магния соответствует повышенной минеральной плотности кости (МПК) у мужчин и женщин. В исследовании когорты из 2038 человек оценка диетарного потребления магния по опроснику коррелировала с МПК после поправок на возраст, калорийность диеты, потребление кальция и витамина D, индекс массы тела, курение, алкоголь, физическую активность, использование тиазидных диуретиков и эстроген-содержащих препаратов (р = 0,05, мужчины; p = 0,005, женщины) [9].

Материнское питание во время беременности значительно влияет на минеральную плотность костной ткани у детей. Наблюдения за 173 парами мать–ребенок в течение 8 лет после родов показали, что МПК шейки бедра у детей повышалась с повышением диетарной обеспеченности беременной магнием. МПК поясничного отдела позвоночника зависела от обеспеченности беременной магнием, калием, фосфором и калием. Дети, матери которых были адекватно обеспечены указанными минеральными веществами во время беременности, характеризовались значимо бо?льшими значениями МПК (шейка бедра +5,5%, поясничного отдела позвоночника +12%, всего тела +7%) [10].

Железо

Помимо того, что железо необходимо для поддержания достаточной обеспеченности тканей кислородом, этот микроэлемент также участвует в метаболизме коллагена — основного структурного белка всех видов соединительной ткани, в т. ч. костной. Хронический дефицит железа в эксперименте приводит к задержке созревания коллагена в бедренной кости и также к нарушениям фосфорно-кальциевого метаболизма [11]. В эксперименте железодефицитная анемия (ЖДА) приводит к нарушению минерализации и увеличению резорбции кости [12].

Читайте также: Как делать цветы из ткани пошагово

По данным крупных клинико-эпидемиологических исследований, ЖДА способствует значительному повышению риска остеопороза и переломов. Например, в лонгитудинальном исследовании 5286 человек (2511 мужчин и 2775 женщин, 55–74 лет) наблюдались в течение 8 лет. Низкие уровни гемоглобина были связаны с когнитивными нарушениями и более низкой костной массой. За время наблюдения у 235 мужчин и 641 женщины был установлен хотя бы один перелом (исключая переломы позвоночника). Уменьшение содержания гемоглобина в крови на одно стандартное отклонение соответствовало повышению риска переломов на 30% у мужчин (р зубной эмали > почках = легких = лимфатических узлах > печени > мышцах = семенниках > мозге [28].

С фармакологической точки зрения препараты бора характеризуются гиполипидемическим, противовоспалительным, антионкологическим эффектами. Дефицит бора стимулирует развитие таких состояний, как анемия, остео-, ревматоидный артрит, когнитивная дисфункция, остеопороз, мочекаменная болезнь и нарушение обмена половых гормонов.

Результаты экспериментальных и клинических исследований, проводимых с начала 1960-х гг., показали, что препараты бора являются безопасным и эффективным средством для лечения некоторых форм артрита. Дальнейшие исследования подтвердили важность обеспеченности бором для поддержания структуры кости. Так, костная ткань пациентов с более высоким потреблением бора характеризовалась более высокой механической прочностью. В тех географических регионах, где потребление бора составляет менее 1 мг/сут, заболеваемость артритом колеблется от 20% до 70%, в то время как в регионах с потреблением 3–10 мг/сут — не более 10%. Эксперименты с моделями артрита показали эффективность перорального или внутрибрюшинного введения препаратов бора [29].

О молекулярно-физиологических механизмах воздействия бора

Бор влияет на активность ряда ферментных каскадов, включая метаболизм стероидных гормонов и гомеостаз кальция, магния и витамина D, также способствуя снижению воспаления, улучшению профиля липидов плазмы и функционирования нейронов [30] (дефицит бора снижает электрическую активность мозга, результаты тестов на двигательную ловкость, внимание и кратковременную память [31]). Бораты могут образовывать сложные эфиры с гидроксильными группами различных соединений, что может являться одним из возможных механизмов осуществления их биологической активности [32]. Повышенное содержание бора в пище повышает экспрессию борат-транспортера (NaBCl) в тощей кишке и понижает — в ткани почек [33].

Хотя детали молекулярных механизмов воздействия бора на физиологические процессы остаются неизвестными, бор оказывает существенное воздействие на процессы роста клеток костной ткани и хряща. Так, бор повышает одонтогенную и остеогенную дифференцировку клеток ростка стволовых клеток зубов. Прием пентабората натрия оказывал дозозависимый эффект на активность щелочной фосфатазы и экспрессию генов, связанных с одонтогенезом [34]. Поэтому дефицит бора во время беременности, наряду с дефицитами кальция и других микронутриентов, также будет способствовать нарушениям развития зубов и у беременной, и у ребенка.

Бор дозозависимо влияет на процессы дифференцировки стромальных клеток костного мозга. Концентрации бора в 1, 10 и 100 нг/мл повышали, а уровни более 1000 нг/мл ингибировали дифференцировку клеток (р

О. А. Громова* , 1 , доктор медицинских наук, профессор
И. Ю. Торшин*, кандидат физико-математических наук
О. А. Лиманова**, кандидат медицинских наук

* РСЦ Международного института микроэлементов ЮНЕСКО, Москва
** ГБОУ ВПО ИвГМА МЗ РФ, Иваново

Остеопороз как важнейшая проблема современного здравоохранения. Стронция ранелат (Бивалос) – инновационный препарат для лечения постменопаузального остеопороза и остеопороза у мужчин

Остеопороз представляет собой серьезную проблему здравоохранения, значимость которой возрастает с каждым годом. Рост заболеваемости остеопорозом обусловлен такими факторами, как увеличение продолжительности жизни и общая тенденция старения населения – к 2020 г. прогнозируется удвоение числа жителей старше 50 лет. Помимо этого, современное человечество более подвержено остеопорозу, чем наши предки, что связано с изменением образа жизни (гиподинамия, низкая физическая активность, употребление рафинированных продуктов питания и т.п.). Остеопороз – системное заболевание скелета, характеризующееся снижением массы костей и нарушением микроархитектуры костной ткани, что приводит к повышению хрупкости костей и высокому риску их переломов. При денситометрическом обследовании лиц в возрасте 50 лет и старше в соответствии с критериями ВОЗ остеопороз в России выявляется у каждой третьей женщины.

Социальная значимость остеопороза определяется его последствиями – переломами позвонков и костей периферического скелета, что обусловливает значительный рост заболеваемости, инвалидности и смертности среди лиц пожилого возраста и, соответственно, увеличение затрат в сфере здравоохранения. Как показали эпидемиологические исследования, частота переломов проксимального отдела бедренной кости среди населения в возрасте 50 лет и старше в России составляет в среднем 105,9 случаев на 100 тыс. Данные переломы имеют наиболее тяжелые медико-социальные последствия. Так, смертность в течение первого года после перелома колебалась от 30,8 до 35,1% в различных городах страны, причем из выживших больных 78% через год и 65,5% через 2 года нуждаются в постоянном уходе. Стоимость только стационарного лечения пациентов с переломами бедра в 2000 г. в Ярославле составила 1 166 765 рублей в год.

В настоящее время уровень диагностики и лечения остеопороза в нашей стране остается неудовлетворительным. Ответственность за это лежит, в первую очередь, на врачах, которые не диагностируют это заболевание, в том числе и у самих себя. На Западе среди 903 женщин старше 45 лет было проведено рентгенологическое исследование на предмет выявления компрессионных переломов позвонков. Рентгенолог клиники выявил 65 переломов, в то время как приглашенный высококвалифицированный рентгенолог на тех же снимках обнаружил 135 переломов. При этом наличие остеопороза врачи указали лишь в 23 эпикризах, а лечение по поводу остеопороза было назначено 25 больным.

Читайте также: Остеокласты макрофаги костной ткани развиваются

Губчатая кость формирует в основном кости осевого скелета: тела позвонков, кости таза. Она состоит из множества взаимосвязанных костных пластинок – трабекул. Такое строение обеспечивает наряду с большой площадью поверхности высокую механическую прочность, особенно в позвоночнике. Пространство между трабекулами заполнено костным мозгом. Матрикс губчатой кости содержит меньше неорганического материала (60–65%), чем матрикс компактной кости. Метаболические процессы в этих тканях протекают с разной скоростью: более активно – в трабекулярной, менее активно – в кортикальной костной ткани. Кроме того, масса губчатого вещества в 4 раза меньше, чем компактного, но общая поверхность при этом в 9,4 раза больше. Именно поэтому потеря массы трабекулярной кости происходит в 5 раз быстрее, а остеопоротические изменения в губчатой кости обнаруживаются раньше, чем в кортикальной.

Костная ткань представляет собой активную динамическую систему, в которой постоянно протекают процессы ремоделирования – резорбции старой кости и образования новой. Цикл костного ремоделирования начинается еще в утробе матери и продолжается в течение всей жизни человека. Известно, что у человека ежегодно обновляется около 25% губчатой и 3% кортикальной кости. Специфическими клетками кости являются остеобласты, остеокласты и остеоциты. Их основная функция – продукция костного матрикса и его последующая минерализация. Остеобласты синтезируют подавляющее большинство компонентов органического костного матрикса – коллаген I типа, остеокальцин, костный сиалопротеин, остеопонтин, трансформирующие факторы роста, остеонектин, коллагеназу и др. Основной фермент, синтезируемый остеобластами, – щелочная фосфатаза.

Важной функцией остеобластов является регуляция развития, дифференцировки и функционирования остеокластов. Так, остеобласты секретируют фактор дифференцировки остеокластов RANKL (receptor activation of NF-kappa-ligand). RANKL является трансмембранным лигандом, экспрессируется на поверхности остеобластов, связывается с RANK-рецептором, экспрессированным на клетках-предшественниках остеокластов. Связывание RANKL с RANK-рецептором индуцирует процесс дифференцировки и формирования остеокластов. Остеобластам принадлежит ведущая роль в минерализации органической основы костного матрикса. В зоне формирования новой кости находятся 300–400 остеобластов, за период в 8–9 дней они синтезируют слой остеоида (неминерализованного матрикса) толщиной в 12 мкм. После 10-дневного периода созревания остеоида начинается его минерализация. Каждый десятый остеобласт после завершения формирования костного вещества оказывается замурованным в минерализованном матриксе и превращается в остеоцит. Остальные остеобласты остаются на поверхности кости и переходят в неактивное состояние. Срок активной жизни остеобластов составляет около 10–20 суток. Время построения остеона занимает до 5 недель, этот процесс происходит со средней скоростью 1–2 мкм в сутки.

Еще один тип специфических костных клеток представлен остеокластами, которые резорбируют костную ткань. Остеокласты – это подвижные крупные (20–180 мкм) многоядерные (5–20) окончательно дифференцированные клетки гемопоэтической природы. Остеокласты растворяют как минеральные, так и органические компоненты матрикса. Функционально-активными зонами остеокластов являются периферическая (светлая) зона, непосредственно контактирующая с костным матриксом, а также гофрированный край, который представляет собой скрученную спиралью мембрану с множественными цитоплазматическими складками и является зоной активной резорбции. Зрелые остеокласты прикрепляются к поверхности кости гофрированным краем.

Костный распад начинается со стороны гофрированного края. Благодаря плотному прикреплению остеокластов к костному матриксу под гофрированным краем создается ограниченное внеклеточное пространство, в котором рН снижается до 3,5 (в пределах зоны резорбции) за счет действия протонного насоса (Н+-АТФаза). Секретируемые зрелыми остеокластами и накапливаемые в резорбируемом пространстве гидролитические ферменты в условиях кислой среды и образования свободных радикалов обеспечивают растворение кристаллов костного матрикса. Скорость резорбции костной ткани одним остеокластом колеблется от 103 до 203 мкм2 в сутки. Количество костного матрикса, разрушаемого одним остеокластом, соответствует количеству матрикса, синтезированного 100 остеобластами за то же время. Маркерами остеокластов являются карбоангидраза и тартрат-резистентная кислая фосфатаза (ТРКФ), которая находится на костной поверхности, обращенной к гофрированному краю.

Патогенез постменопаузального остеопороза

Дефицит эстрогенов является пусковым моментом в патогенезе постменопаузального остеопороза. Снижение уровня эстрогенов способствует увеличению продукции остеобластами тканевого фактора RANK, стимулирующего дифференцировку и активность остеокластов, что обусловливает повышенную резорбцию кости и снижение выработки остеопротегерина – фактора, ингибирующего резорбцию костной ткани. Кроме того, дефицит эстрогенов приводит к уменьшению секреции кальцитонина и повышенной чувствительности кости к действию паратиреоидного гормона, что, в свою очередь, усиливает костную резорбцию. Другой – непрямой – механизм развития остеопороза в период постменопаузы связывают с изменением продукции активного метаболита витамина D – 1,25-диоксихолекальциферола (1,25(ОН)2D3), что обусловлено влиянием гипоэстрогении на активность 1-α-гидроксилазы в почках. В результате снижается синтез 1,25(ОН)2D3 и уменьшается абсорбция кальция в кишечнике. Низкий уровень андрогенов в постменопаузе (из-за снижения продукции в яичниках), которые обладают стимулирующим влиянием на костеобразование, также может играть роль дополнительного механизма в развитии постменопаузального остеопороза. С возрастом цикл костного ремоделирования характеризуется более высокой скоростью костной резорбции по сравнению с процессом формирования кости, что отражает состояние негативного кальциевого баланса и обусловливает потерю костной массы (рис. 1).

Известно, что поздняя диагностика и несвоевременное начало терапии остеопороза характерны для 75% женщин и 90% мужчин. Приоритетной задачей практической медицины является не только своевременная диагностика, но и адекватное лечение остеопороза и его осложнений – остеопоротических переломов, которые могут иметь фатальный характер. Решению этой задачи, несомненно, способствует более широкое информирование о проблеме остеопороза как врачей различных специальностей, так и населения. Активная профилактика остеопороза является ключевой задачей, в решении которой важная роль в отводится эндокринологам.

Читайте также: Легкая не мнущаяся ткань

Лечение остеопороза основано на трех принципах: этиологическом, патогенетическом и симптоматическом. Симптоматическая терапия включает в себя применение диеты, сбалансированной по содержанию кальция, фосфора и белков, назначение комбинированных препаратов кальция и витамина D, которые являются основой патогенетической терапии. Достаточное потребление кальция – необходимое условие для снижения риска остеопоротических переломов, особенно в процессе старения организма. Ранняя профилактика и лечение остеопороза позволяют замедлить развитие заболевания, снизить риск переломов костей и улучшить качество жизни пациента.

нормализация процессов костного ремоделирования;
замедление или прекращение потери массы кости (в идеале – ее прирост);
предотвращение возникновения новых переломов костей;
уменьшение болевого синдрома, расширение двигательной активности;
улучшение качества жизни пациента.

В зависимости от преобладающего механизма действия выделяют три основных группы антиостеопоротических препаратов:

препараты, замедляющие костную резорбцию;
препараты, стимулирующие костеобразование;
препараты, влияющие на оба процесса костного ремоделирования.

Кальций и витамин D показаны для профилактики остеопороза у женщин в постменопаузе с нормальной МПК или остеопенией. При установленном остеопорозе недостаточно использования данной комбинации. До недавнего времени значительную долю лекарственных средств для лечения остеопороза составляли ингибиторы ремоделирования костной ткани – препараты, подавляющие резорбцию костной ткани (бисфосфонаты), также применялись анаболические препараты, стимулирующие ремоделирование кости путем усиления образования костной ткани, которые при этом в равной степени усиливали костную резорбцию (терипаратид или другие препараты на основе паратгормона). Стронция ранелат – первый препарат для лечения остеопороза, который стимулирует образование костной ткани и одновременно подавляет костную резорбцию, что приводит к восстановлению баланса костного метаболизма в пользу образования костной ткани.

Стронций является природным элементом, химически сходным с кальцием и магнием. Стронция ранелат состоит из 2 ионов стабильного (не радиактивного) стронция и органической части – ранеловой кислоты. В желудочно-кишечном тракте стронция ранелат распадается на компоненты стронция, влияющие на метаболизм костной ткани, и ранеловую кислоту. Ранеловая кислота не обладает фармакологической активностью, не накапливается в организме, не метаболизируется и быстро выводится в неизмененном виде через почки. Прием препарата одновременно с солями кальция или пищей снижает биодоступность стронция ранелата примерно на 60–70% по сравнению с уровнем биодоступности при приеме препарата через 3 часа после еды. Максимальная плазменная концентрация стронция ранелата (

6 мг/л) достигается через 3–5 часов после разового приема 2 г стронция ранелата. Равновесное состояние достигается через 15 дней.

Стронция ранелат (Бивалос) обладает высоким сродством к костной ткани. Препарат преимущественно определяется во вновь синтезированной костной ткани, где концентрация стронция достигает плато примерно через 3 года лечения. Стронций в организме не подвергается метаболизму и не подавляет активность ферментов системы цитохрома P450. Его выведение не зависит от времени и дозы препарата, а период полувыведения составляет примерно 60 часов. При легкой и умеренной степени хронической почечной недостаточности, когда клиренс креатинина находится в диапазоне от 30 до 70 мл/мин, наблюдается снижение клиренса стронция примерно на 30%, однако коррекции дозы препарата в этом случае не требуется. Применение препарата при тяжелой почечной недостаточности не рекомендуется, поскольку специальные исследования в данной популяции пациентов не проводились.

Таким образом, стронция ранелат – инновационный препарат для лечения остеопороза, обладающий физиологическим механизмом действия на костный метаболизм: одновременно увеличивает образование костной ткани и уменьшает резорбцию кости. Благодаря двойному механизму действия изменяется баланс процессов обмена в костной ткани в пользу образования кости. Двойной механизм действия стронция ранелата доказан большим числом экспериментальных и клинических исследований. В настоящее время продолжается его дальнейшее изучение на более глубоком уровне, о чем свидетельствует целый ряд работ 2010–2011 гг.

Стронция ранелат необходимо назначать в сочетании с кальцием и витамином D3 в дозировках, зависящих от их пищевого потребления. Бивалос назначается в виде 1 саше (пакетик) на ночь. Содержимое пакетика следует развести в стакане воды. Не следует принимать Бивалос одновременно с препаратами кальция и кальций-содержащими продуктами (молоко, молочные продукты). Между их приемом должно проходить 2 часа. Как показали результаты длительного применения препарата, Бивалос безопасен и хорошо переносится пациентами. Наиболее частыми побочными эффектами, зарегистрированными в клинических исследованиях, являлись тошнота, диарея и головная боль. Эти побочные эффекты были слабо выраженными и кратковременными: через 3 месяца терапии их частота была сопоставимой в группах стронция ранелата и плацебо. Увеличения риска венозной тромбоэмболии (ВТЭ) в период с 3-го по 5-й год лечения установлено не было. Кроме того, через 5 лет лечения частота ВТЭ достоверно не отличалась в группах стронция ранелата и плацебо. В октябре 2011 г. в России зарегистрировано новое показание для применения Бивалоса – лечение остеопороза у мужчин с целью снижения риска переломов, что расширяет возможности применения в клинической практике стронция ранелата (Бивалоса) – препарата 1-й линии терапии остеопороза.

В октябре 2011 г. в России зарегистрировано новое показание для применения Бивалоса – лечение остеопороза у мужчин с целью снижения риска переломов, что расширяет возможности применения в клинической практике стронция ранелата (Бивалоса) – препарата 1-й линии терапии остеопороза.

Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом