DYNAMICS OF MORPHOTOPOMETRIC CHARACTERISTICS AND X-RAY DENSITY OF TVI VERTEBRA IN MEN FROM THE FIRST PERIOD OF MATURE TO SENILE AGE

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Грудной отдел позвоночного столба – крайне необычный и интересный регион человеческого тела для исследователей различных специальностей. В первую очередь его необычность обусловлена тем, что он, представляет собой основу грудной клетки, является самой жёсткой частью позвоночника, при этом все же сохраняя определённую степень подвижности, которая необходима для нормальной жизнедеятельности. Важно отметить, что биомеханическая стабильность и подвижность обычно противоположные друг другу характеристики: когда стабильность повышается, то подвижность снижается. Однако грудной отдел позвоночника уникально сочетает в себе оба свойства [1].

Предметом нашего исследования стал шестой грудной позвонок (Т_VI). Он является «центром» грудного отдела позвоночного столба, играя множество клинически значимых ролей, так как граничит с главными бронхами, формируя грудной кифоз и испытывая сложную схему нагрузки: задняя сторона основания остистого отростка этого позвонка в основном подвергается силам растяжения, а передняя сторона наоборот – сжатию [2-4].

Областью нашего научного интереса стало исследование изменений позвонка Т_VI в возрастном аспекте у мужчин, так как в научной литературе практически отсутствуют подобные данные, а они крайне необходимы по нескольким причинам. Во-первых, мужчины пожилого и старческого возраста являются достаточно уязвимой когортой населения по отношению к травмам, согласно медицинской статистике. На это влияет сразу несколько факторов: нарушение координации вследствие возраст-ассоциированных изменений структур головного мозга, вестибулопатии, малоподвижный образ жизни, а также избыточная масса тела [5-7]. Согласно результатам исследования ирландских ученых от 2022 года, нахождение в стационаре пациентов старше 65 лет с травмой позвоночника было в полтора раза дольше, нежели у молодых (21 день против 14 дней), а смертность в группе пожилых превышала более чем в 4 раза (4,6% против 0,97% у молодых) [8]. Во-вторых, мужчины даже пожилого возраста являются важным звеном в экономике развивающихся государств. Так, достаточно значимый процент среди них являются работающими, достаточно востребованными на рынке труда. Все вышеизложенное ставит глобальные задачи перед развитием персонифицированной медицины [9].

Понимание возрастных изменений позвонка Т_VI, несомненно, имеет фундаментальное значение, однако эти знания будут полезны в том числе и практикующим врачам в сфере геронтологии, травматологии, вертебрологии и лучевой диагностики.

ЦЕЛЬ

Оценить динамику высоты, ширины, переднезаднего размера и рентгеновской плотности тела T_VI позвонка у мужчин от первого периода зрелого возраста до пожилого возраста по данным компьютерной томографии (КТ) грудной клетки.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В основу работы положены результаты КТ пациентов, проходивших обследование органов грудной клетки в приёмном отделении ГБУЗ ПК «Городская клиническая больница №3» в период 2023–2024 годы. Все пациенты дали согласие на исследование, проводимое для исключения вероятной патологии лёгких по показаниям.

Высоту, ширину, переднезадний размер и рентгеновскую плотность тела T_VI позвонка определяли на компьютерном томографе Optima 660. (рис.1-3.).

Анализ томограмм выполняли средствами специализированного программного обеспечения RadiAnt. Выборку исследования составили лица с нормальной массой тела, мезоморфным типом телосложения, без травм и аномалий развития скелета в анамнезе.

Из 78 обследуемых случайным образом были отобраны 60 пациентов, так, чтобы в каждой группе было одинаковое количество пациентов – 20 человек. Первая группа состояла из мужчин первого периода зрелого возраста (22-35 лет), вторая группа включала мужчин второго периода зрелого возраста (36-60 лет), третью группу составили мужчины пожилого возраста (61-75 лет).

Статистический анализ проводили с помощью программы Microsoft Excel 2019. Результаты представили в виде значений средней арифметической величины (М) и стандартной ошибки (m), медианы, вариационного коэффициента. Для проверки на нормальность распределения вариационных рядов использовался критерий Колмогорова-Смирнова. Параметрический t-критерий Стьюдента использовали для проверки равенства средних значений в двух выборках. Достоверными считали отличия при p˂0,05.

Результаты

Данные о линейных размерах и рентгеновской плотности тела T_VI позвонка в исследуемых возрастных периодах представлены в таблицах 1-4.

Таблица 1. Показатели высоты тела T_VI позвонка у мужчин в исследуемых возрастных периодах по данным КТ, мм (n=60)

Тable 1. Body height indicators T_VI spine in men in the studied age periods according to CT-scans, mm (n=60).

Таблица 2. Показатели ширины тела T_VI позвонка у мужчин в исследуемых возрастных периодах по данным КТ, мм (n=60)

Тable 2. Indicators of the body width of the T_VI vertebra in men in the studied age periods according to CT- scans, mm (n=60).

Таблица 3. Показатели переднезаднего размера тела T_VI позвонка у мужчин в исследуемых возрастных периодах по данным КТ, мм (n=60)

Тable 3. Indicators of anterior-posterior body size of the T_VI vertebra in men in the studied age periods according to CT- scans, mm (n=60)

Таблица 4. Показатели рентгеновской плотности тела T_VI позвонка у мужчин в исследуемых возрастных периодах по данным КТ, HU (n=60)

Table 4. Indicators of X-ray body density of the TVI vertebra in men in the studied age periods according to CT- scans, HU (n=60)

В ходе исследования установлена тенденция к снижению параметров высоты тела T_VI позвонка к пожилому возрасту на 7,8% (t=2,01; p>0,05). Выявлена тенденция к увеличению параметров ширины тела T_VI позвонка к пожилому возрасту на 2,18% (t=0,54; p>0,05). Наряду с этим определена тенденция к увеличению параметров передне-заднего размера тела T_VI позвонка на 2,25% (t=0,60; p>0,05). Показатели рентгеновской плотности тела T_VI позвонка характеризуются достоверным снижением параметров к пожилому возрасту (p<0,001).

Иными словами, говоря о возрастной динамике, можно констатировать, что позвонок с возрастом уплощается, то есть высота становится меньше, а ширина и передне-задний размер, напротив, увеличиваются. Рентгеновская плотность к пожилому возрасту снижается.

Обсуждение

Старение – процесс системный, со своими законами и изменениями, возникающими на молекулярно-клеточном уровне. Старение организма можно определить, как состояние прогрессирующего функционального снижения его тканей. Накопление повреждений клеток путем митохондриального окисления, нарушений в структурах молекул ДНК, «неправильными» белками с течением времени ухудшает работу их органелл. Последовавшие за этим изменения приводят к накоплению дисфункциональных клеток в тканях, что затрудняет поддержание гомеостатических механизмов, тем самым ограничивая регенеративный потенциал [10-12].

В литературе встречается несколько достаточно интересных публикаций, посвященных биомеханическим особенностям стареющего позвоночника. Michael Papadakis et. al. (2011) в своей публикации представили краткий обзор патофизиологических процессов, происходящих в стареющем позвоночнике с описанием последствий этих изменений для биомеханики позвоночника. Согласно этому обзору тело позвонков принимает на себя большую часть нагрузки, которой подвергается позвоночный столб. Всё тело позвонка состоит из губчатой кости, которая с возрастом становится более плотной и твёрдой по периферии, образуя внешний слой, однако основным фактором, определяющим механическую прочность тела позвонка, является не этот внешний слой, а микроархитектура. Костные трабекулы, прилегающие к замыкательной пластинке и расположенные в задней части тела, гораздо крупнее, а их сеть более плотная. Напротив, центральная и передняя части тела позвонка имеют меньшую региональную плотность, более тонкие и менее упорядоченные трабекулы. При этом механические свойства тела позвонка напрямую связаны с его минеральной плотностью. Связь между плотностью кости и прочностью при его сжатии является экспоненциальной, поэтому небольшое снижение первой характеристики приводит к значительному снижению второй [13].

Существенно ранее появился обзор Ferguson S.J. and Steffen T. (2003). Согласно их данным, начиная с четвёртого десятилетия жизни мужчины могут легко потерять до 30%, а женщины – до 50% костной массы. При этом исследователи также отмечают неоднородность в микроструктуре тел позвонков. Эти различия в механических свойствах они объясняют адаптацией к окружающей среде, а конкретно в случае позвоночного столба – более высокими осевыми нагрузками, передаваемым центральной областью, прилегающей к пульпозному ядру, в отличие от периферической области, прилегающей к фиброзному кольцу [14].

Также стоит обратить внимание на исследование швейцарских ученых, опубликованное в 2018 году. Dominika Ignasiak et al. изучали влияние возрастных изменений позвоночного столба на особенности его кинематики во время повседневной деятельности с учетом сегментарной нагрузки. Исследователи установили, что максимальные сжимающие нагрузки, прогнозируемые у пожилых людей, были ниже, чем у молодых на уровнях L₂/L₃ и L₃/L₄ поясничного отдела позвоночника во время сгибания и на верхних грудных уровнях во время перехода из положения «стоя» в положение «сидя» (T₁/T₂-T₈/T₉) и из положения «сидя» в положение «стоя» (T₃/T₄-T₆/T₇) [15].

Заключение

            В результате проведенного прижизненного исследования получены новые данные о возрастной анатомии Т_VI позвонка у мужчин. Поскольку анатомические параметры позвонка не являются статичными величинами и изменяются с возрастом, эти сведения будут востребованы в клинической практике у таких специалистов как геронтологи, травматологи, вертебрологи, лучевые диагносты, а также имеют прикладной фундаментальный характер для врачей спортивной медицины и лечебной физкультуры

About the authors

Irina Balandina

Author for correspondence.
Email: balandina_ia@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4856-9066
SPIN-code: 6484-8520
Scopus Author ID: 57189078149
ResearcherId: AAH-2726-2020

Доктор медицинских наук, профессор, зав. кафедрой нормальной, топографической и клинической анатомии, оперативной хирургии

Supplementary files