Автореферат: Возрастные изменения и половые различия биохимического состава костной ткани человека

Так, у мужчин выявлено достоверное снижение УК в период 35-60 лет по сравнению с периодом 21-35 лет и достоверное увеличение до прежних значений к 74 годам. У женщин в ГК, в отличие от мужчин, выявлено достоверное увеличение во втором зрелом возрасте относительно первого. Полученные нами данные согласуются с исследованием Л.И. Слуцкого с соавт., которые показали, что содержание уроновых кислот в диафизе большеберцовой кости человека составляет 0,090,03 г/100г сухой обезжиренной ткани и 0,130,03 г/100 г в губчатой кости коленного сустава (Л.И. Слуцкий и др., 1980). Отношение гексозамин/уроновые кислоты получилось равным в компактной кости мужчин и женщин 4,9, а в губчатой - 2,6.

Исследование содержания сульфатов показало, что в компактной кости мужчин в период 22-60 лет происходит нарастание общих женщин показало, что в период 22-35 лет в компактной кости мужчин содержится меньше неорганической серы, чем у женщин. Такая же зависимость наблюдается и в период 60-74 года. В период после 74 лет у мужчин происходит нарастание содержания неорганической серы, а у женщин, как уже отмечалось, снижается. У мужчин с возрастом в губчатой костной ткани нарастает коэффициент SO42-/гексозамины, что свидетельствует об увеличении сульфатированности гликозаминогликанов. У женщин в возрасте до 74 лет содержание сульфатированных ГАГ практически не изменяется. После 74 лет отмечено значительное снижение коэффициента сульфаты/гексозамины.

Определение сиаловых кислот и гексоз показало, что с возрастом у практически здоровых людей не происходит изменения их содержания. Нами отмечено равномерное распределение гексоз между компактной и губчатой костью и не выявлено половых различий. Содержание сиаловых кислот в губчатой кости достоверно выше, чем в компактной, и составляет 0,360,02 и 0,420,04 ммоль/100 г сухой обезжиренной ткани соответственно. Нами не выявлено достоверных отличий в содержании гексозаминов в компактной и губчатой кости мужчин на протяжении всего изучаемого возрастного периода.

Таким образом, приведенные выше данные свидетельствуют о том, что количество углеводных компонентов различается в компактной и губчатой ткани, значимые половые различия выявлены только в возрасте после 74 лет, возрастные изменения носят разнонаправленный характер. В литературе нами не отмечалось подобных тенденций.

Выявлены достоверные отличия в содержании липидов в компактной кости и в губчатой, при этом их количество в спонгиозной кости выше и составляет от 40 до 50 % от веса сырой ткани, тогда как в компактной - около 15%.

Исследование неорганических компонентов кости. Нами обнаружены следующие возрастные особенности химического состава неорганической фазы костной ткани. У мужчин выявлено устойчивое повышение содержания ионов РО43- в компактной кости в возрасте 22-74 года и некоторое снижение после 74 лет до конца исследуемого возрастного периода. Максимальное значение достигается в пожилом возрасте и составляет 23,60,9 г/100 г сухой обезжиренной ткани. У женщин выявлено достоверное повышение содержания фосфатов во второй группе по сравнению с первой, а в третьей и четвертой возрастных группах отмечалась устойчивая тенденция к снижению содержания этого иона. Сравнение содержания фосфатов в кортикальном и губчатом веществе мужчин показало, что в первой группе не выявлено достоверных отличий, а во второй и третьей содержание РО43- в ГК достоверно ниже. Не выявлено и достоверных различий в возрасте после 74 лет. У женщин содержание ионов РО43- так же, как у мужчин, ниже в спонгиозной костной ткани, причем достоверные различия выявлены во втором зрелом и пожилом возрасте.

Выявлено достоверное увеличение содержания кальция в губчатой кости мужчин. При этом содержание этого же иона в компактной кости практически не изменяется во всех четырех группах и составляет 24,628,035,0 г/100 г сухой обезжиренной ткани. В группах образцов костной ткани женщин наблюдалась широкая вариабельность содержания Са2+ в компактной кости, где оно составило 26,732,641,2 г/100 г. Максимальное значение достигается в возрасте 35-50 лет и составляет 424 г/100 г. Не выявлено достоверных возрастных изменений в содержании ионов Са2+ и РО43- в спонгиозной кости у женщин. Содержание этих ионов составило 24,02,0 и 18,20,5 г на 100 г сухой обезжиренной костной ткани соответственно.

Таким образом, содержание минералов в костной ткани мужчин с возрастом увеличивается. У женщин имеется тенденция к снижению количества минеральных веществ, но это снижение относительно второго зрелого возраста. После 50 лет количество минералов практически не отличается от первого зрелого возраста. По нашим наблюдениям, у женщин в репродуктивном возрасте формируется запас ионов кальция, который очевидно расходуется на формирование плода и в постменопаузальный период.

Исследование содержания ионов магния показало, что его количество в костной ткани не изменяется с возрастом, в зависимости от пола и вида костной ткани и составляет 0,861,001,13 г/100 г сухой обезжиренной ткани. Полученные нами данные согласуются с данными S. Tsuboi et all (S. Tsuboi, 1994), но, по мнению других авторов, содержание магния значительно увеличивается с возрастом в малоберцовой кости (В.Н. Богатов и др., 1977).

Исследование корреляции биохимических показателей с паспортным возрастом человека. Критерии, не имеющие численного значения, используемые на сегодняшний день в судебной медицине для установления возраста, приводят к широкому субъективизму и, как следствие, к ошибочному или неопределенному выводу о возрасте умершего. В настоящем исследовании нами была предпринята попытка обнаружить корреляцию химического состава костной ткани с паспортным возрастом. Так как отдельные показатели изменяются не линейно, нами были разработаны индексы, наиболее полно отражающие изменения, происходящие в костной ткани с возрастом. Существуют слабые корреляционные связи между паспортным возрастом и следующими показателями кости: Са2+, РО43-, уроновые кислоты, нуклеиновые кислоты. Наибольшие изменения с возрастом происходят в губчатой кости, там выявлено большее количество исследуемых связей, как у мужчин, так и у женщин. Нами отмечено, что количество РНК имеет значимый коэффициент корреляции с возрастом в спонгиозной кости лиц обоего пола. Остальные корреляционные связи не совпадают у мужчин и женщин. Наилучших результатов удалось добиться при расчете индексов Са2+/коллаген, ДНК*РНК*коллаген/(Са2+)2. Выявили обратную корреляционную зависимость по Спирмену индекса Са2+/коллаген от возраста в костной ткани мужчин r=0,4 Р=0,002. У женщин подобная зависимость проявилась несколько слабее. Также в спонгиозной ткани мужчин нами выявлено нарастание с возрастом индекса ДНК*РНК*коллаген/(Са2+)2.

Таким образом, нами выявлены наиболее изменяющиеся с возрастом показатели и предпринята попытка разработки индексов, наиболее линейно коррелирующих с паспортным возрастом человека.

Исследование ферментативной активности показало, что суммарная активность протеаз незначительно изменяется с возрастом.

Нами установлено, что с возрастом в костной ткани человека создаются условия, при которых увеличивается активность кислой фосфатазы при неизменной активности щелочной фосфатазы.

Таким образом, проведенное нами исследование показало, что существуют значимые различия в обменных процессах протекающих, в компактной и губчатой кости. Это выражается в большем содержании ключевых метаболитов, таких, как нуклеиновые кислоты, сиаловые кислоты, гексозамины и некоторые другие. Установлено, что химический состав костной ткани зависит от возраста, и эта зависимость является далеко не однозначной. Наибольшему изменению подвержена минеральная компонента костной ткани как наиболее лабильная, органическая также претерпевает определенные изменения. Кроме этого, нами установлено, что химический состав костной ткани мужчин отличается от такового у женщин.

Практические рекомендации. По итогам проведенного исследования нам представляется целесообразным рекомендовать:

Применять измерение биохимических показателей при определении паспортного возраста человека. Наиболее эффективными для этих целей являются индекс Са2+/коллаген в компактной кости и ДНК*РНК*коллаген/(Са2+)2, рибонуклеиновые кислоты в губчатой кости.

Использовать полученные нами нормальные показатели при проведении исследования костной патологии жителей г. Кургана, с учетом возраста и пола.

Выводы

С возрастом в костной ткани человека происходят биохимические изменения, отражающиеся на химическом составе внеклеточного матрикса. Изменения компактной и губчатой костной ткани имеют общие черты: до 74 лет происходит снижение общего количества коллагеновых белков, содержание которых в старческом возрасте возвращается к значениям первого зрелого возраста (21-35 лет); снижается количество нуклеиновых кислот; увеличивается общее число анионов.

Наиболее активно с возрастом изменяется количество неорганических веществ - кальция, фосфатов, сульфатов. Линейная корреляционная связь установлена между паспортным возрастом и индексом ДНК*РНК*колл/(Са2+)2.

Половые различия в составе и строении костной ткани наиболее интенсивно проявляются в компактной кости начиная со второго зрелого возраста, в котором содержание кальция и фосфатов у женщин в 1,5 раза, количество ДНК более чем в 5 раз превышают таковое у мужчин. У женщин в возрасте до 74 лет количество кальция, фосфатов, сульфатов возрастает, в старческом возрасте содержание кальция, фосфатов, сульфатов снижается до значений первого зрелого возраста.