Способ оценки соотношения резорбции и ремоделирования кости
Владельцы патента RU 2403870:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный медико-стоматологический университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию" (RU)
Изобретение относится к области медицины, а именно к биохимии, хирургии и стоматологии. Оценку соотношения резорбции и ремоделирования кости проводят на основании оценки биохимических показателей крови. При этом рассчитывают коэффициент K1 в крови по формуле: К1=[(ПТГ:А)+(ФНО-α:Б)+(ИЛ-1β:В)]:3, где ПТГ - содержание паратгормона (пг/мл) у больных, А - у здоровых людей, ФНО-α - уровень фактора некроза опухоли-α (пг/мл) у больных, Б - у здоровых, ИЛ-1β - концентрация интерлейкина-1β (пг/мл) у больных, В - у здоровых людей, далее определяют коэффициент K2 в крови по формуле: К2=[кальцитонин:Г)+(остеокальцин: Д)]:2, где содержание кальцитонина (нг/мл) у больных, Г - у здоровых людей, уровень остеокальцина (нг/мл) у больных, Д - у здоровых людей. После чего рассчитывают коэффициент регуляции обмена костей (КРОК) по формуле КРОК=K1:К2, причем чем выше 1,17 значение КРОК, тем интенсивнее превалирует процесс резорбции над ремоделированием; а чем ниже 0,83 значение КРОК, тем интенсивнее превалирует ремоделирование над резорбцией. Способ позволяет с высокой точностью определить превалирование интенсивности резорбции или ремоделирования при регуляции обмена костных тканей у практически здоровых лиц (контроль) и при патологии с целью диагностики, оценки и прогноза лечения. 5 табл., 3 ил.
Изобретение относится к области медицины, а именно к биохимии, хирургии и стоматологии, может быть использовано для определения соотношения между физиологической резорбцией и ремоделированием при регуляции обмена костных тканей у практически здоровых лиц (контроль) и при патологии с целью диагностики, оценки и прогноза лечения.
Известен способ оценки соотношения костеобразования и рассасывания кости по отображению (в виде двух прямоугольников) содержания в кости пептидосвязанного и белковосвязанного гидроксипролина (Системный остеопороз в развитии заболеваний пародонта. /В.В.Поворознюк, Н.П.Мазур, Г.Н.Вишняк и др. // Вicник стоматологii. - 1997. - №4. - С.554-556). Этот способ, показанный на фиг.1, избран прототипом.
Однако данный способ только позволяет высказать предположение о возможном изменении соотношения между биосинтезом и распадом коллагена на основании определения фракций пептидосвязанного и белковосвязанного гидроксипролина, так как авторы не соблюдали масштаба: на представленном изображении при генерализованном пародонтите, хроническом течении 1 степени, указанные 1,44 мг/л пептидосвязанного гидроксипролина и 8,79 мг/л белковосвязанного гидроксипролина изображены прямоугольниками почти одинаковой величины, причем цифровые значения представлены только у мужчин, а у женщин они отсутствуют. При 2 степени и обострившемся хроническом течении пародонтита цифровые значения отсутствуют у мужчин и женщин. Таким образом, 10 величин из 12 не подтверждены математически.
Задачей изобретения является повышение эффективности оценки соотношения резорбции и ремоделирования кости.
Технический результат заключается в повышении точности оценки соотношения резорбции и ремоделирования костных тканей. Это достигается за счет того, что рассчитывают коэффициент K1 в крови по формуле:
K1=[(ПТГ:А) + (ФНО-α:Б) + (ИЛ-1β:В)]:3,
где ПТГ - содержание паратгормона (пг/мл) у больных, А - у здоровых людей, ФНО-α - уровень фактора некроза опухоли-α (пг/мл) у больных, Б - у здоровых, ИЛ-1β - концентрация интерлейкина-1β (пг/мл) у больных, В - у здоровых людей, далее определяют коэффициент К2 в крови по формуле:
К2=[(кальцитонин:Г) + (остеокальцин:Д)]:2, где содержание кальцитонина (нг/мл) у больных, Г - у здоровых людей, уровень остеокальцина (нг/мл) у больных, Д - у здоровых людей, после чего рассчитывают коэффициент регуляции обмена костей (КРОК) по формуле КРОК=K1:К2, при этом, чем выше КРОК значения 1,17, тем интенсивнее превалирует процесс резорбции над ремоделированием; а чем ниже КРОК значения 0,83, тем интенсивнее превалирует ремоделирование над резорбцией.
Для выявления превалирования процессов резорбции и ремоделирования кости были взяты паратгормон, фактор некроза опухоли-α, интерлейкин-1β, так как они являются общепринятыми маркерами оценки резорбции костной ткани, и кальцитонин, остеокальцин как маркеры ремоделирования кости. Значения КРОК 1,17 и 0,83 получены путем математических расчетов. Как высоко достоверные доказательства превалирования резорбции и ремоделирования, в расчет не принимаются значения КРОК от 0,83 до 1,17, так как находятся в диапазоне удвоенной средней статистической ошибки (±m), средней арифметической величины (М) вариационных рядов из n количества членов.
Размеры атрофии альвеолярной части челюстей изучали на основании местного стоматологического статуса, включая осмотр, пальпацию, анализ гипсовых диагностических моделей, данных ортопантомографии и компьютерной томографии. Состояние альвеолярной части челюстей оценивали в зависимости от объема кости, достаточной для проведения дентальной имплантации, придерживаясь классификации (табл.1.) (Misch С.Е., Judy K.W.M. Classification of partially edentulous arches for implant dentistry // Int. J. Oral Implant. 1987. - Vol.4. - P.7-12).
| Таблица 1 | |
| Степень атрофии костей альвеолярного отростка | |
| Характеристика | |
| А достаточно кости | Избыток объема кости. Ширина 5 мм и более, высота от 10 мм и более |
| В минимально достаточно кости | Слабоумеренная атрофия, по высоте достаточная, как и в группе А, по ширине от 2 мм до 4 мм |
| С недостаточно кости | Объем кости недостаточен по высоте менее 8-10 мм или по высоте и ширине от 2 до 4 мм. Умеренная атрофия |
| D дефицит костной ткани | Полная потеря альвеолярного отростка и атрофия базальной кости. Тяжелая атрофия |
Всего исследовали 62 человека, из них 10 практически здоровых людей обоих полов. Так как в большинстве случаев атрофия кости альвеолярного отростка сочетается с патологией щитовидной железы, 52 пациента разделили на 2 группы. 22 пациента обоих полов 35-50 лет с атрофией челюстных костей категории С и гиперфункцией щитовидной железы различной этиологии образовали I группу. II группу составили 30 пациентов (20 женщин и 10 мужчин) 30-50 лет с гипофункцией щитовидной железы и атрофией челюстных костей категории В и С.
Способ осуществляется следующим образом: у больного проводят биохимический анализ крови, выявляют концентрацию маркеров костной ткани и рассчитывают коэффициент К1 по формуле: К1=[(ПТГ:А) + (ФНО-α:Б) + (ИЛ-1β:В)]:3, где ПТГ - содержание паратгормона (пг/мл) у больных, А - у здоровых людей, ФНО-α - уровень фактора некроза опухоли-α (пг/мл) у больных, Б - у здоровых, ИЛ-1β - концентрация интерлейкина-1β (пг/мл) у больных, В - у здоровых людей, далее определяют коэффициент К2 по формуле:
К2=[(кальцитонин:Г) + (остеокальцин:Д)]:2, где содержание кальцитонина (нг/мл) у больных, Г - у здоровых людей, уровень остеокальцина (нг/мл) у больных, Д - у здоровых людей, после чего рассчитывают коэффициент регуляции обмена костей (КРОК) по формуле КРОК=К1:К2, при этом, чем выше 1,17 значение КРОК, тем интенсивнее превалирует процесс резорбции над ремоделированием, а чем ниже 0,83 значение КРОК, тем интенсивнее превалирует ремоделирование над резорбцией. Значение КРОК от 0,83 до 1,17 находится в диапазоне удвоенной средней статистической ошибки (±m) средней арифметической величины (М), и в расчет не принимаются как высоко достоверные доказательства превалирования резорбции над ремоделированием кости.
С целью оценки и прогноза проводимого лечения способ может проводиться многократно.
Клинический пример 1.
Пациентка В., 48 лет, обратилась в КДЦ МГМСУ с жалобами на отсутствие зубов нижней челюсти. При клинико-рентгенологическом исследовании атрофия альвеолярной части нижней челюсти по высоте менее 8 мм и ширине 5 мм (атрофия категории С), у нее провели биохимический анализ крови, выявили концентрацию маркеров резорбции и ремоделирования костной ткани, рассчитали (см. табл.2) коэффициент K1 по формуле: К1=[(ПТГ:А)+(ФНО-α:Б)+(ИЛ-1β:В)]:3=[(85,6:53,0)+(21,6:8,1)+(19,6:5,0)]:3=2,71, далее определили коэффициент К2 по формуле: К2=[(кальцитонин:Г) + (остеокальцин:Д)]:2=[(1,6:3,0)+(8,3:13,0))]:2=0,58, после чего рассчитали коэффициент регуляции обмена костей КРОК по формуле КРОК=К1:К2=2,71:0,58=4,67. Был сделан вывод о превалировании у пациентки В. процесса резорбции над ремоделированием костной ткани.
После проведения лечения у больной повторно провели биохимический анализ крови, выявили концентрацию маркеров резорбции и ремоделирования костной ткани и рассчитали (см. табл.2) коэффициент К1 по формуле: К1=[(ПТГ:А)+(ФНО-α:Б)+(ИЛ-1β:В)]:3=[(55,2:53,0)+(9,2:8,1)+(5,4:5,0)]:3=1,09, далее определили коэффициент K2 по формуле: К2=[(кальцитонин:Г) + (остеокальцин:Д)]:2=[(2,9:3,0)+(12,8:13,0))]:2=0,97, после чего рассчитали коэффициент регуляции обмена костей КРОК по формуле КРОК=К1:К2=1,09:0,97=1,12. Был сделан вывод об отсутствии после лечения высокодостоверного превалировании процесса ремоделирования костной ткани над резорбцией, так как значение КРОК меньше 1,17.
Отчетливо видно на табл.2 и при вычислении коэффициентов, что у пациентки В. содержание факторов резорбции костной ткани до лечения резко повышено, а факторов ремоделирования - значительно снижено, по сравнению с контролем. Проведенное лечение способствовало повышению у нее содержания в крови факторов ремоделирования и снижению факторов резорбции костной ткани.
Аналогичны изменения приведенные в табл.3 и фиг.2 (фиг.2 - коэффициент КРОК, вычисленный на основании коэффициентов K1 и К2, отражающий до и после комплексной коррекции соотношение между влиянием факторов, способствующих резорбции кости (ПТГ, ФНО-α, IL-1β) и костеобразованию (кальцитонин, остеокальцин) у 22 пациентов репродуктивного возраста с атрофией кости альвеолярного отростка категории С при остеопеническом синдроме с гиперфункцией щитовидной железы, с показателями 22 пациентов I группы.
| Таблица 3 | |||
| Сравнение биохимических показателей резорбции и ремоделирования кости в крови (М±m) у 22 пациентов 30-50 лет с атрофией альвеолярной кости категории С и гипертиреозом до и после 3 месяцев коррекции дисбаланса ремоделирования | |||
| Показатели крови пациентов | До лечения | После лечения | Р |
| ПТГ (пг/мл) | 90,8±5,4 | 55,2±1,8 | <0,001 |
| ФНО-α (пг/мл) | 25,2±6,3 | 9,4±0,5 | <0,05 |
| ИЛ-1β (пг/мл) | 20,1±0,3 | 5,4±0,3 | <0,001 |
| КАТ (нг/мл) | 1,7±0,1 | 2,8±0,4 | <0,05 |
| Остеокальцин (нг/мл) | 7,2±0,8 | 12,9±0,8 | <0,001 |
К1 до лечения: = ПТГ + ФНО-α + ИЛ-1β: 1,71+3,11+4,02=8,84. Средняя величина K1 из трех определений 8,84:3=2,97.
К2 до лечения. Сумма двух факторов стимуляции остеогенеза кальцитонина и остеокальцина 0,56+0,55=1,02. Средний К2 из двух определений 1,02:2=0,51.
КРОК до лечения. Соотношение двух средних величин факторов стимуляции резорбции и ремоделирования 2,97:0,51=5,82.
K1 после лечения. Сумма трех факторов стимуляции резорбции кости ПТГ+ФНО-α+ИЛ-1β: 1,04+1,16+1,28=3,48. Средняя величина из трех определений 3,48:3=1,16.
К2 после лечения. Сумма двух факторов стимуляции остеогенеза кальцитонина и остеокальцина 0,93+0,92=1,95. Средняя величина двух определений 1,95:2=0,97.
КРОК после лечения. Соотношение средних величин резорбции и ремоделирования кости после лечения 1,16:0,97=1,19.
Был сделан вывод о повышении почти в 6 раз значения КРОК у этой группы больных до лечения и о падении величины КРОК после лечения почти в 5 раз. Однако после падения сохранилось небольшое превалирование резорбции над ремоделированием, что, по-видимому, может свидетельствовать о недостаточно полном излечении.
II группа представлена 30 женщинами репродуктивного возраста с гипофункцией щитовидной железы и атрофией челюстной кости верхней челюсти категории В и С.
Клинический пример 2.
Пациентка П., 49 лет, обратилась в КДЦ МГМСУ с жалобами на отсутствие зубов в области верхней челюсти слева. После клинико-рентгенологического исследования выявлена атрофия альвеолярного отростка верхней челюсти по высоте менее 5 мм (атрофия кости категории С).
Сравнение биохимических показателей резорбции и ремоделирования кости в крови (М±m) пациентки Н. с атрофией кости категории С и гипотиреозом до и после лечения с показателями крови практически здоровых людей без атрофии челюстных костей, остеопении и остеопороза (контроль А, Б, В, Г, Д).
| Таблица 4 | |||||
| Показатели крови пациентов и здоровых лиц | Практически здоровые люди (контроль) | Больная П. до лечения | Сравнение с контролем | Больная П. после лечения | Сравнение с контролем |
| ПТГ (пг/мл) А | 53,0±1,4 | 65,5 | 1,24 | 51,8 | 0,98 |
| ФНО- Б | 8,1±0,6 | 11,1 | 1,37 | 7,8 | 0,97 |
| α (пг/мл) В | 5,0±0,4 | 6,2 | 1,24 | 5,0 | 1,00 |
| ИЛ-1β (пг/мл) | |||||
| Кальцитонин Г | 3,0±0,4 | 2,1 | 0,70 | 3,2 | 1,07 |
| Остеокальцин Д | 13,0±1,3 | 5,4 | 0,41 | 13,1 | 1,01 |
K1 до лечения. Сумма трех факторов стимуляции резорбции кости ПТГ+ФНО-α+ИЛ-1β: 1,24+1,37+1,24=3,85. Средняя величина из трех определений 3,45:3=1,28.
К2 до лечения. Сумма двух факторов стимуляции остеогенеза кальцитонина и остеокальцина: 0,70+0,41=1,17.
Средняя величина K1 из двух определений 1,17:2=0,58.
КРОК до лечения. Соотношение средних величин факторов резорбции и стимуляции ремоделирования кости до лечения 1,28:0,58=2,21.
K1 после лечения. Сумма трех факторов стимуляции резорбции кости ПТГ+ФНО-α+ИЛ-1β: 0,98+0,96+1,00=2,94. Средняя величина из трех показателей после лечения 2,94:3=0,98.
К2 после лечения. Сумма двух факторов стимуляции остеогенеза, кальцитонина и остеокальцина: 1,07+1,01=2,08. Средняя величина K1 из двух определений 2,08:2=1,04.
КРОК после лечения. Соотношение средних величин факторов резорбции и ремоделирования кости после лечения: 0,98:1,04=0,94.
Такие же нарушения, как и у пациентки П., выявлены при обследовании лиц всей II группы.
Сравнение биохимических показателей резорбции и ремоделирования кости в крови (М±m) после коррекции дисбаланса ремоделирования у пациентов репродуктивного возраста при гипотиреозе.
| Таблица 5 | |||
| Показатели крови пациентов | До лечения n=30 | После лечения n=30 | P |
| ПТГ (пг/мл) | 64,4±2,4 | 52,1±1,8 | <0,001 |
| ФНО-α (пг/мл) | 13,3±0,7 | 7,9±0,8 | <0,001 |
| ИЛ-1β (пг/мл) | 6,4±0,2 | 5,1±0,6 | >0,05 |
| КАТ (нг/мл) | 2,0±0,4 | 3,1±0,6 | >0,5 |
| Остеокальцин (нг/мл) | 6,1±0,07 | 13,6±0,9 | <0,001 |
На фиг.3 представлен коэффициент КРОК, вычисленный на основании коэффициентов К1 и К2, отражающий до и после комплексной коррекции соотношение между влиянием факторов, способствующих резорбции кости (ПТГ, ФНО-α, IL-1β) и костеобразованию (кальцитонин, остеокальцин), у 30 женщин репродуктивного возраста с атрофией кости альвеолярного отростка категории В и С при остеопеническом синдроме и гипофункции щитовидной железы.
На фиг.3 показано более чем вдвое (по сравнению с контролем) повышение значения КРОК больных с атрофией альвеолярного отростка нижней челюсти, и затем убедительное снижение значения КРОК до 0,94, что подтверждает результативность лечения.
Способ оценки соотношения резорбции и ремоделирования кости на основании оценки биохимических показателей крови, отличающийся тем, что рассчитывают коэффициент K1 в крови по формуле:
К1=[(ПТГ:А)+(ФНО-α:Б)+(ИЛ-1β:В)]:3, где ПТГ - содержание паратгормона (пг/мл) у больных, А - у здоровых людей, ФНО-α - уровень фактора некроза опухоли-α (пг/мл) у больных, Б - у здоровых, ИЛ - 1β - концентрация интерлейкина-1β (пг/мл) у больных, В - у здоровых людей, далее определяют коэффициент К2 в крови по формуле:
К2=[(кальцитонин: Г)+(остеокальцин: Д)]:2, где содержание кальцитонина (нг/мл) у больных, Г - у здоровых людей, уровень остеокальцина (нг/мл) у больных, Д - у здоровых людей, после чего рассчитывают коэффициент регуляции обмена костей (КРОК) по формуле КРОК=K1:К2, при этом, чем выше КРОК значения 1,17, тем интенсивнее превалирует процесс резорбции над ремоделированием; а чем ниже КРОК значения 0,83, тем интенсивнее превалирует ремоделирование над резорбцией.
