ssmuБюллетень сибирской медициныBulletin of Siberian Medicine1682-03631819-3684Siberian State Medical University, the Ministry of Healthcare of the Russian Federation10.20538/1682-0363-2016-3-24-32ssmu-597Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL PAPERSХАРАКТЕРИСТИКА МАРКЕРОВ НОРМАЛЬНОГО И ПАТОЛОГИЧЕСКОГО РЕМОДЕЛИРОВАНИЯ КОСТНОЙ ТКАНИ В КРОВИ ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВAGE-RELATED FEATURES OF PERIPHERAL BLOOD MARKERS IN CHILDREN AND YOUNG ADULTS WITH NORMAL AND PATHOLOGICAL REMODELING OF BONE TISSUEДворниченкоМ. В.DvornichenkoM. V.

кафедра морфологии и общей патологии 

канд. мед. наук, доцент 

634050, г. Томск, Московский тракт, 2 

2 Moscow Trakt, Tomsk, 634050

dochic@yandex.ruСизиковаА. Е.SizikovaA. E.

медико-биологический факультет 

студентка 

634050, г. Томск, Московский тракт, 2 

2 Moscow Trakt, Tomsk, 634050

ДмитриеваЛ. А.DmitrievaL. A.

кафедра эндокринологии и диабетологии 

аспирантка 

634050, г. Томск, Московский тракт, 2 

2 Moscow Trakt, Tomsk, 634050

ХмельА. А.KhmelA. A.

кафедра эндокринологии и диабетологии 

д-р мед. наук, доцент 

634050, г. Томск, Московский тракт, 2 

2 Moscow Trakt, Tomsk, 634050

СапринаТ. В.SaprinaT. V.

кафедра морфологии и общей патологии

кафедра экспериментальной физики

д-р мед. наук, профессор кафедр

634050, г. Томск, Московский тракт, 2 

2 Moscow Trakt, Tomsk, 634050

ХлусовИ. А.KhlusovI. A.

634050, г. Томск, Московский тракт, 2 

634050, г. Томск, ул. Ленина, 30 

2 Moscow Trakt, Tomsk, 634050

30 Lenina Ave., Tomsk, 634050

Сибирский государственный медицинский университет, г. ТомскРоссияSiberian State Medical University, TomskRussian FederationСибирский государственный медицинский университет, г. Томск, Национальный исследовательский Томский политехнический университет (НИ ТПУ), г. ТомскРоссияSiberian State Medical University, Tomsk, National Research Tomsk Polytechnic University, TomskRussian Federation2016300620161532432Copyright © Дворниченко М.В., Сизикова А.Е., Дмитриева Л.А., Хмель А.А., Саприна Т.В., Хлусов И.А., 20162016Дворниченко М.В., Сизикова А.Е., Дмитриева Л.А., Хмель А.А., Саприна Т.В., Хлусов И.А.Dvornichenko M.V., Sizikova A.E., Dmitrieva L.A., Khmel A.A., Saprina T.V., Khlusov I.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.ssmu.ru/jour/article/view/597

Цель – дать сравнительную оценку дистантных маркеров системы ремоделирования костной ткани у детей и подростков с учетом возрастных и клинических особенностей.

Материал и методы

Материал и методы. Материалом исследования была венозная кровь 325 детей и подростков в возрасте 7–18 лет (7–10; 11–14; 15–18 лет), среди которых 47% составили здоровые дети (контроль), 25% – дети и подростки с переломами конечностей в анамнезе, 28% – дети и подростки с диагностированным сколиозом.

Результаты

Результаты. В группах детей и подростков в отдаленном периоде после переломов (паттерн репаративного ремоделирования костной ткани) и при сколиозе (патологическое ремоделирование костей) в сравнении с контролем (здоровые дети и подростки) в периферической крови возрастала активность общей фракции щелочной фосфатазы (ОЩФ) и ее костной изоформы (КЩФ). Практически не увеличивалось содержание продуктов деградации коллагена I типа (CrossLaps). Через 1,5 года после переломов в крови была повышена активность тартрат-резистентной формы кислой фосфатазы (ТРКФ). Напротив, при сколиозе активность общей кислой фосфатазы (ОКФ) достигала минимальных значений в сравнении с другими группами наблюдения. В процессе взросления к 15–18 годам по сравнению с возрастным периодом 7–10 лет в группах физиологического (здоровые доноры) и репаративного остеогенеза отмечалось замедление ремоделирования костной ткани, зафиксированное по статистически значимому снижению изученных показателей. В то же время при сколиозе к 15-18-летнему возрасту дисбаланс (активация и (или) подавление различных звеньев остеогенеза) резорбтивных и (или) синтетических процессов достигал своего максимума. При этом концентрация остеокальцина (ОК) в крови снижалась в 4 раза по сравнению с периодом 7–10 лет. Рост числа связей в корреляционной матрице дистантных маркеров ремоделирования костной ткани при сколиозе предполагал снижение компенсаторно-приспособительных возможностей 15–18-летних подростков, страдающих дисплазией соединительной ткани.

Выводы

Выводы. Патофизиологическая и клиническая значимость скрининга дистантных маркеров метаболизма костной ткани в периферической крови неоднозначна, трактовка показателей сложна, во многом зависит от клинической ситуации и возраста обследуемых. Это требует совершенствования диагностического подхода к оценке физиологического и патологического ремоделирования костной ткани по биохимическим показателям крови. 

Activities of total alkaline phosphatase (TALP) and its bone isoform (BALP) was greater in groups of children and adolescents in the late posttraumatic period (pattern of reparative bone remodeling) and scoliosis (pathological bone remodeling), than in the control (healthy children and adolescents). The content of collagen type I degradation products (CrossLaps) peripheral blood practically was unchanged. Examined group with posttraumatic period had high activity of tartrate-resistant acid phosphatase form (TRACP). TALP activity reached minimum values in all the studied groups. In the process of children growing to 15–18 years old, as compared to 7–10 years old, reducing activity of remodeling was observed under physiological (healthy donors) and reparative osteogenesis. It’s changes was recorded by significant decrease of the studied indicators. On the contrary, children 15–18 years old with scoliosis had maximum of the imbalance (activation/inhibition of various signs of osteogenesis) of resorptive/synthetic bone processes. Also, for this group we discovered decrease osteocalcin concentration of 4 times in comparison with the group children of 7–10 years old. The detected growth of the correlations number in the correlation matrix of bone remodeling markers in case of scoliosis proposes the reduction of adaptation reserve of 15–18 years old adolescents, suffering from dysplasia of connective tissue. Thus, the pathophysiological and clinical significance of distant markers of bone metabolism screening in peripheral blood the is ambiguous. The interpretation of these indicators is difficult and largely depends on the clinical situation and age of patients. This requires improving the diagnostic approach to assess physiological and pathological remodeling of bone tissue by means of biochemical blood indicators. 

здоровые донорыпосттравматический периодсколиозпоказатели метаболизма костной тканивозрастные измененияhealthy donorspost-traumatic periodscoliosisbone metabolism indicesage-related changesReferencesГольдберг Е.Д., Дыгай А.М., Удут В.В., Наумов С.А., Хлусов И.А. Закономерности структурной организации систем жизнеобеспечения в норме и при развитии патологического процесса. Томск, 1996. 304 с. Goldberg E.D., Digai A.M., Udut V.V., Naumov S.A., Khlusov I.A. Zakonomernosti strukturnoi organizacii sistem jizneobespecheniya v norme i pri razvitii patologicheskogo processa. Tomsk, 1996, 304 p. (in Russian).Гольдберг Е.Д., Дыгай А.М., Удут В.В., Наумов С.А., Хлусов И.А. Закономерности структурной организации систем жизнеобеспечения в норме и при развитии патологического процесса. Томск, 1996. 304 с. Goldberg E.D., Digai A.M., Udut V.V., Naumov S.A., Khlusov I.A. Zakonomernosti strukturnoi organizacii sistem jizneobespecheniya v norme i pri razvitii patologicheskogo processa. Tomsk, 1996, 304 p. (in Russian).Гольдберг Е.Д., Дыгай А.М., Хлусов И.А. Роль вегетативной нервной системы в регуляции гемопоэза. Томск, 1997. 218 с. Goldberg E.D., Digai A.M., Khlusov I.A. Rol vegetativnoi nervnoi sistemi v regulyacii gemopoeza. Tomsk, 1997, 218 p. (in Russian).Гольдберг Е.Д., Дыгай А.М., Хлусов И.А. Роль вегетативной нервной системы в регуляции гемопоэза. Томск, 1997. 218 с. Goldberg E.D., Digai A.M., Khlusov I.A. Rol vegetativnoi nervnoi sistemi v regulyacii gemopoeza. Tomsk, 1997, 218 p. (in Russian).Карлов А.В., Саприна Т.В., Кириллова Н.А., Федоров М.А., Хлусов И.А. Некоторые клинические и патофизиологические вопросы и перспективы хирургической коррекции остеопении у пациентов с несовершенным остеогенезом // Гений ортопедии. 2008. № 4. С. 84–88. Karlov A.V., Saprina T.V., Kirillova N.A., Fedorov M.A., Khlusov I.A. Nekotorie klinicheskie i patofiziologicheskie voprosi i perspektivi hirurgicheskoi korrekcii osteopenii u pacientov s nesovershennim osteogenezom // Genii ortopedii, 2008, № 4, pp. 84– 88 (in Russian).Карлов А.В., Саприна Т.В., Кириллова Н.А., Федоров М.А., Хлусов И.А. Некоторые клинические и патофизиологические вопросы и перспективы хирургической коррекции остеопении у пациентов с несовершенным остеогенезом // Гений ортопедии. 2008. № 4. С. 84–88. Karlov A.V., Saprina T.V., Kirillova N.A., Fedorov M.A., Khlusov I.A. Nekotorie klinicheskie i patofiziologicheskie voprosi i perspektivi hirurgicheskoi korrekcii osteopenii u pacientov s nesovershennim osteogenezom // Genii ortopedii, 2008, № 4, pp. 84– 88 (in Russian).Квинн В. Прикладная психология. СПб.: Питер, 2000. 560 с. Kvinn V. Prikladnaya psihologiya. SPb., Piter Publ., 2000. 560 p. (in Russian).Квинн В. Прикладная психология. СПб.: Питер, 2000. 560 с. Kvinn V. Prikladnaya psihologiya. SPb., Piter Publ., 2000. 560 p. (in Russian).Кулинский В.И., Ольховский И.А. Две адаптационные стратегии в неблагоприятных условиях – резистентная и толерантная. Роль гормонов и рецепторов // Успехи современной биологии.1992. № 5–6.С. 697–714. Kulinskiy V.I., Olhovskiy I.A. Dve adaptatsionnyie strategii v neblagopriyatnyih usloviyah – rezistentnaya i tolerantnaya. Rol gormonov i retseptorov // Uspehi sovremen￾noy biologii, 1992, № 5–6, pp. 697–714 (in Russian).Кулинский В.И., Ольховский И.А. Две адаптационные стратегии в неблагоприятных условиях – резистентная и толерантная. Роль гормонов и рецепторов // Успехи современной биологии.1992. № 5–6.С. 697–714. Kulinskiy V.I., Olhovskiy I.A. Dve adaptatsionnyie strategii v neblagopriyatnyih usloviyah – rezistentnaya i tolerantnaya. Rol gormonov i retseptorov // Uspehi sovremen￾noy biologii, 1992, № 5–6, pp. 697–714 (in Russian).Риггз Б.Л., Мелтон Л.Дж. Остеопороз: пер. с англ. СПб.: Издательство БИНОМ, Невский диалект, 2000. 560 с. Riggs B.L., Melton L.D. Osteoporoz: per. s angl. SPb., ZAO Izdatelstvo BINOM Publ., Nevskii dialect Publ., 2000. 560 p. (in Russian).Риггз Б.Л., Мелтон Л.Дж. Остеопороз: пер. с англ. СПб.: Издательство БИНОМ, Невский диалект, 2000. 560 с. Riggs B.L., Melton L.D. Osteoporoz: per. s angl. SPb., ZAO Izdatelstvo BINOM Publ., Nevskii dialect Publ., 2000. 560 p. (in Russian).Клиническое руководство по лабораторным тестам: пер. с англ. Тиц Н.; под ред. В.В. Меньшикова. М.: Юнимед-Пресс, 2008. 943 с. Tic N. Klinicheskoe rukovodstvo po laboratornim testam per. s angl., pod red. V.V. Menshikova. M., Yunimed-Press Publ., 2003, 943 p. (in Russian).Клиническое руководство по лабораторным тестам: пер. с англ. Тиц Н.; под ред. В.В. Меньшикова. М.: Юнимед-Пресс, 2008. 943 с. Tic N. Klinicheskoe rukovodstvo po laboratornim testam per. s angl., pod red. V.V. Menshikova. M., Yunimed-Press Publ., 2003, 943 p. (in Russian).Camacho N.P., Landis W.J., Boskey A.L. Mineral changes in a mouse model of osteogenesis imperfecta detected by Fourier transform infrared microscopy // Connective tissue research. 1996. V. 35 (1–4). P. 259–265.Camacho N.P., Landis W.J., Boskey A.L. Mineral changes in a mouse model of osteogenesis imperfecta detected by Fourier transform infrared microscopy // Connective tissue research. 1996. V. 35 (1–4). P. 259–265.Čulić S., Labar B., Marušić A. et. al. Correlations among age, cytokines, lymphocyte subtypes, and platelet counts in autoimmune thrombocytopenic purpura // Pediatric blood & cancer. 2006. V. 47. P. 671–674.Čulić S., Labar B., Marušić A. et. al. Correlations among age, cytokines, lymphocyte subtypes, and platelet counts in autoimmune thrombocytopenic purpura // Pediatric blood & cancer. 2006. V. 47. P. 671–674.Demers L.M. Clinical usefulness of markers of bone degradation and formation // Scandinavian Journal of Clinical & Laboratory Investigation. 1997. V. 57. P. 12–20.Demers L.M. Clinical usefulness of markers of bone degradation and formation // Scandinavian Journal of Clinical & Laboratory Investigation. 1997. V. 57. P. 12–20.Beighton P., De Paepe A., Steinmann B., Tsipouras P. et al. Ehlers – Danlos syndromes: revised nosology, Villefranche //Am. J. Med. Genet. 1998. V. 77. P. 31–38.Beighton P., De Paepe A., Steinmann B., Tsipouras P. et al. Ehlers – Danlos syndromes: revised nosology, Villefranche //Am. J. Med. Genet. 1998. V. 77. P. 31–38.Ajai S., Sabir A., Mahdi A., Srivastava R.N. Evaluation of serum alkaline phosphatase as a biomarker of healing process progression of simple diaphyseal fractures in adult patients // International Research Journal of Biological Sciences. 2013. V. 2. P. 40–43.Ajai S., Sabir A., Mahdi A., Srivastava R.N. Evaluation of serum alkaline phosphatase as a biomarker of healing process progression of simple diaphyseal fractures in adult patients // International Research Journal of Biological Sciences. 2013. V. 2. P. 40–43.Yamagiwa H., Tokunaga K., Hayami T., Hatano H. Expression of metalloproteinase-13 (Collagenase-3) is induced during fracture healing in mice // Bone. 1999. V. 25. P. 197–203.Yamagiwa H., Tokunaga K., Hayami T., Hatano H. Expression of metalloproteinase-13 (Collagenase-3) is induced during fracture healing in mice // Bone. 1999. V. 25. P. 197–203.Dodds R.A., Merry K., Littlewood A., Gowen M. Expression of mRNA for IL1 beta, IL6 and TGF beta 1 in developing human bone and cartilage // Journal of Histochemistry & Cytochemistry. 1994. V. 42. P. 733–744.Dodds R.A., Merry K., Littlewood A., Gowen M. Expression of mRNA for IL1 beta, IL6 and TGF beta 1 in developing human bone and cartilage // Journal of Histochemistry & Cytochemistry. 1994. V. 42. P. 733–744.Fogelman I., Gnanasegaran G., Van der H. Wall Radionuclide and hybrid bone imaging // Radiology and Nuclear Medicine. 2012. V. 44. 1060 p.Fogelman I., Gnanasegaran G., Van der H. Wall Radionuclide and hybrid bone imaging // Radiology and Nuclear Medicine. 2012. V. 44. 1060 p.Khosla S., Westendorf J.J., Mödder U.I. Concise Review: insights from normal bone remodeling and stem cell based therapies for bone repair // Stem Cells. 2010. V. 28. P. 2124–2128.Khosla S., Westendorf J.J., Mödder U.I. Concise Review: insights from normal bone remodeling and stem cell based therapies for bone repair // Stem Cells. 2010. V. 28. P. 2124–2128.Laine C.M., Laine T. Diagnosis of osteoporosis in children and adolescents // European Endocrinology. 2013. V. 9, №. 2. P. 141–144.Laine C.M., Laine T. Diagnosis of osteoporosis in children and adolescents // European Endocrinology. 2013. V. 9, №. 2. P. 141–144.Mukaka M.M. A guide to appropriate use of correlation coefficient in medical research // Malawi Medical Journal. 2012. V. 24. P. 69–71.Mukaka M.M. A guide to appropriate use of correlation coefficient in medical research // Malawi Medical Journal. 2012. V. 24. P. 69–71.Watts N.B., Lewiecki E.M., Miller P.D., Baim National S. Osteoporosis Foundation 2008 Clinician’s Guide to Prevention and Treatment of Osteoporosis and the World Health Organization Fracture Risk Assessment Tool (FRAX): what they mean to the bone densitometrist and bone technologist // Journal of Clinical Densitometry. 2008. V. 11. P. 473–477.Watts N.B., Lewiecki E.M., Miller P.D., Baim National S. Osteoporosis Foundation 2008 Clinician’s Guide to Prevention and Treatment of Osteoporosis and the World Health Organization Fracture Risk Assessment Tool (FRAX): what they mean to the bone densitometrist and bone technologist // Journal of Clinical Densitometry. 2008. V. 11. P. 473–477.Forlino A., Cabral W.A., Barnes A.M., Marini J.C. New perspectives on osteogenesis imperfecta // Nature Reviews Endocrinology. 2011. V. 7. P. 540–557.Forlino A., Cabral W.A., Barnes A.M., Marini J.C. New perspectives on osteogenesis imperfecta // Nature Reviews Endocrinology. 2011. V. 7. P. 540–557.Coulibaly M.O., Sietsema D.L., Burgers T.A., Mason J. et al. Recent advances in the use of serological bone formation markers to monitor callus development and fracture healing // Critical Reviews™ in Eukaryotic Gene Expression. 2010. V. 20. P. 105–127.Coulibaly M.O., Sietsema D.L., Burgers T.A., Mason J. et al. Recent advances in the use of serological bone formation markers to monitor callus development and fracture healing // Critical Reviews™ in Eukaryotic Gene Expression. 2010. V. 20. P. 105–127.Seibel M.J. Biochemical markers of bone turnover part II: clinical applications in the management of osteoporosis // Clinical Biochemist Reviews. 2006. V. 27. 123 p.Seibel M.J. Biochemical markers of bone turnover part II: clinical applications in the management of osteoporosis // Clinical Biochemist Reviews. 2006. V. 27. 123 p.Sas A.A., Jamshidi Y., Zheng D., Wu T. et al. The age-dependency of genetic and environmental influences on serum cytokine levels: A twin study // Cytokine. 2012. V. 60. P. 108–113.Sas A.A., Jamshidi Y., Zheng D., Wu T. et al. The age-dependency of genetic and environmental influences on serum cytokine levels: A twin study // Cytokine. 2012. V. 60. P. 108–113.Van der Sluis I.M.S., de Muinck Keizer-Schrama M. Osteoporosis in childhood: bone density of children in health and disease // Journal of Pediatric Endocrinology and Metabolism. 2001. V. 14. P. 817–832.Van der Sluis I.M.S., de Muinck Keizer-Schrama M. Osteoporosis in childhood: bone density of children in health and disease // Journal of Pediatric Endocrinology and Metabolism. 2001. V. 14. P. 817–832.World Health Organization (ed.). Prevention and management of osteoporosis: report of a WHO scientific group. Diamond Pocket Books (P) Ltd., 2003. № 921. 164 p.World Health Organization (ed.). Prevention and management of osteoporosis: report of a WHO scientific group. Diamond Pocket Books (P) Ltd., 2003. № 921. 164 p.World Medical Association et al. Declaration of Helsinki. Ethical principles for medical research involving human subjects. 2009. № 14. P. 233–238.World Medical Association et al. Declaration of Helsinki. Ethical principles for medical research involving human subjects. 2009. № 14. P. 233–238.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.