Osteoporosis as a manifestation of connective tissue dysplasia


DOI: https://dx.doi.org/10.18565/therapy.2019.7.74-80

Konev V.P., Moskovsky S.N., Krivosheyn A.E., Shishskina O.Yu., Korshunov A.S., Goloshubina V.V., Suboch A.V., Molchanova A.O.

1) Omsk State medical University of the Ministry of Healthcare of Russia; 2) Bureau of forensic medicine, Omsk
The results of the study of the bone tissue, in cases with connective tissue dysplasia showed a consistent development of dystrophic, destructive and atrophic changes of the extension Gaversovyh channels with the development of granulation tissue and the appearance of inflammatory infiltration, changes in species chondromatosis degeneration and irregular calcification. From Gaversovyh channels growth of fibrous connective tissue in fibrous dysplasia of bone increased. Against the background of concomitant pathology the terms of bone tissue regeneration are significantly increased on the one hand. It is possible to form a false joint in the fracture zone.

Важная тенденция современности – растущий интерес к фоновой патологии, влекущей за собой особенности разрушения кости, а также регенерации костной ткани в различных условиях. При остеопорозе сроки регенерации костной ткани значительно превышают сроки реабилитации без патологии кости. По мнению ряда исследователей, остеопороз приобрел характер безмолвной эпидемии. Реального учета остеопороза, а также установленной его классификации нет, притом что эта патология затрагивает 75 млн граждан Европы, США и Японии. К 2050 г. ожидается рост количества остеопоротических переломов шейки бедренной кости с 500 тыс. до 1 млн случаев ежегодно. Это объясняется преобладанием деструктивных процессов на фоне ослабленной остеобластической реакции при остеопорозе, сохранением воспалительной реакции и разрастанием соединительной ткани [1, 5, 9, 11].

Здесь можно выявить второй тренд последнего времени: наряду со стандартными вопросами механизма и давности образования перелома появились вопросы, касающиеся медицинской помощи, а именно качества оказанных медицинских услуг. Неудовлетворительные результаты лечения, с одной стороны, могут приводить к костной нестабильности с формированием ложного сустава, с другой – к формированию остеогенной контрактуры [2, 3, 8, 12]. В таких случаях к уже установленному временному нарушению функции – длительному расстройству здоровья – присоединяется стойкая утрата общей трудоспособности [4, 8].

Отмечается стремительное увеличение экспертиз, в которых оценивается ухудшение состояния здоровья человека, обусловленное дефектом оказания медицинской помощи, а также вызванное, помимо характера и тяжести травмы, возрастом и сопутствующей патологией (пп. 25 и 24 Медицинских критериев соответственно) [4, 6, 7, 10].

Исходя из этого, целью нашего исследования стало изучение характера и динамики процессов деструкции и регенерации костной ткани при повреждениях в различных условиях с последующей судебно-медицинской оценкой.

С учетом цели были определены главные задачи исследования:

  1. определить особенности репарации костной ткани на фоне сопутствующей патологии;
  2. изучить характер патологических процессов при длительной статической фиксации в области перелома.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Для решения первой задачи нами были исследованы 46 случаев смерти лиц, пострадавших при ДТП, находящихся на стационарном лечении и погибших в разные сроки от момента получения травмы. При этом во всех случаях погибшие были старше 60 лет и имели явные признаки остеопороза возрастного типа.

Полученный секционный материал фиксировался в 10% формалине и 5% растворе трихлоруксусной кислоты. Раствор трихлоруксусной кислоты использовали как фиксатор и декальцинирующую жидкость, при этом учитывались некоторые изменения, возникающие в тканях, т.е. резкое набухание коллагеновых структур. Декальцинация проводилась 0,1% нормальным раствором соляной кислоты на физиологическом растворе. Проверка на готовность определялась, когда под воздействием пальцев кусочек легко гнулся. После декальцинации кусочек отмывался от кислоты, и проводилась нейтрализация остаточной кислоты.

Парафиновые срезы, приготовленные по стандартной методике, окрашивались гематоксилином и эозином.

Во второй части исследования исследовался биопсийный материал от 72 пациентов, которым после комплексного клинико-инструментального исследования с учетом степени дегенарции были проведены декомпрессивно-стабилизирующие вмешательства на поясничном отделе позвоночника. В процессе оперативного доступа проводилась полная и частичная фасетэктомия на уровне поражения. Критериями включения в группы исследования служили неэффективная консервативная терапия, длительный рецидивирующий болевой синдром, стойкий неврологический дефицит, отсутствие признаков сегментарной нестабильности, одноуровневая и двухуровневая дегенерация дисков II–V степени (Pfirrmann) по данным нейровизуализации.

Парафиновые среды окрашивались гематоксилином и эозином, пикрофуксином по Вангизон, отдельные среды окрашивались ШИК-методом и альциановым синим. Препараты просматривались в световом микроскопе, в необходимых случаях осуществлялось цифровое микрофотографирование. Проводилась стандартная морфометрия.

Статистическая обработка полученных данных проводилась методами вариационной статистики с использованием стандартных пакетов Microsoft Excel 2008, Statistica 12.0, Biostat. При создании базы данных использовался редактор электронных таблиц MS Exel, 1С. В случае отличного от нормального типа распределения использовались непараметрические критерии. Статистическое измерение связи (силы и направления) между признаками проводились с помощью вычисления коэффициента корреляции рангов Спирмена (rs) с последующей оценкой диагностической значимости (критерии информативности: чувствительность (Se) и специфичность (Sp)).

Расчет объема выборки проводился по формуле Лера для мощности 80% и двухстороннего уровня значимости 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Как правило, процесс регенерации костной ткани проходит определенные фазы.

В группе лиц старше 60 лет с рентгенологическими признаками остеопороза процесс регенерации проходит определенные основные фазы, однако сопровождается рядом особенностей.

Так, в первую фазу регенерации наблюдаются явления воспалительной реакции с диффузным распределением лейкоцитов. Начальные этапы восстановительного процесса выражаются в костеобразовании на границе сохранившихся структур. Остальная часть дефекта в этот период заполнена соединительной тканью. Большое количество расположенных здесь сосудов микроциркуляторного русла обеспечивает проникновение периваскулярных клеток, способных дифференцироваться в клетки остеобластического дифферона.

В интервале 12–17 сут видно образование молодых костных балочек в области зоны травмы, а промежутки между ними заполнены рыхлой тканью, богатой разнообразными клеточными элементами (рис. 1). Дефект, заживающий под кровяным сгустком, полностью не заполнялся регенерирующей костной тканью в течение 30 сут. Регенерация шла медленнее. Сохранялся некроз участков костной ткани в зоне травмы, а также изменения тинкториальных свойств сохранившейся кости. В некоторых участках наблюдалась резкая базофилия, также заметно скопление лейкоцитов в центре зоны травмы, что говорит о сохраняющихся явлениях воспаления (рис. 2).

Даже на 30 сут сохраняются деструктивные процессы и ослабленная остеобластическая реакция на фоне снижения интенсивности развития сосудов. Нередко видны многоядерные остеокласты в участках кости, расположенных вблизи зоны воспаления.

Вторая фаза регенерации, характеризующаяся активным процессом построения костной ткани в зоне дефекта, в норме наблюдается в интервале 26–34 сут. В зоне дефекта костные балочки располагаются на сохранившихся костных структурах и окружены остеобластами с резко базофильной цитоплазмой. На фоне сопутствующей патологии эта фаза наблюдается позже (в интервале 54–65 сут) и пересекается с 3-й фазой репаративного процесса, когда начинает снижаться содержание в межбалочковых промежутках кровеносных сосудов. По ходу балок новообразованной кости встречаются многоядерные остеокласты, лежащие в лакунах, что говорит о перестройке костной ткани одновременно с ее формированием.

В этот период формируется эндостальная мозоль с функционально неполноценной связью и наличием небольшого количества грубоволокнистых костных структур. В участках, где отломки были соединены кровяным сгустком значительной величины, срок образования костной мозоли удлиняется, и соединение отломков происходит за этот период времени только за счет остеогенной клеточно-волокнистой ткани. В последующем в ней формируются и костные структуры (рис. 3).

Сформировавшаяся через 6 нед провизорная грубоволокнистая костная мозоль перестраивается, т.е. рассасывается, и на ее месте появляются зрелые пластинчатые костные структуры соответственно линиям натяжения и давления.

В таких условиях формирование провизорной грубоволокнистой костной мозоли проходит очень медленно, либо она полностью не формируется, что приводит к нестабильности кости и высокому риску повторной травматизации при незначительной внешней силе либо к формированию ложного сустава.

Вторая часть исследования включала изучение особенностей репарации при статической фиксации.

В ранние сроки при гистологическом исследовании биоптатов была обнаружена сохранность зональной структуры хряща; исключение составила бесклеточная пластинка, разрушенная на части поверхности хряща. В двух случаях бесклеточная пластинка была разрушена, и края хряща представлены фибриллярными участками. Вытянутые эллиптической формы лакуны содержали 1–3 хондроцита с крупными гиперхромными ядрами. Морфологический анализ выявил статистически достоверное увеличение объемного содержания хондроцитов в поверхностной зоне. Увеличение плотности происходило за счет существенного увеличения 3- и 4-клеточных лакун при одновременном снижении числе одноклеточных лакун (рис. 4).

На следующем этапе выявлены полное разрушение бесклеточной пластинки и очаги поверхностного расщепления матрикса. Большинство лакун содержало 1–2 хондроцита. Морфологически обнаружено статистически достоверное уменьшение объемной плотности клеток.

В некоторых случаях узуры и очаги разволокнения захватывали всю поверхностную зону, которая сохранялась на небольших участках. Большинство хондроцитов сохранившейся поверхностной зоны имело пикнотичные ядра.

Большинство хондроцитов располагалось в лакунах округлой формы по 1–2. При морфологическом исследовании установлено существенное увеличение объемного содержания хондроцитов в промежуточной зоне как за счет увеличения числа 2- и 3-клеточных лакун, так и вследствие появления клонов (рис. 5).

В позднем периоде морфологические исследования выявили стертость зональности хрящевой ткани. В остальных участках промежуточной зоны определялись лакуны, содержащие 1–3 хондроцита и скопления из 4–6 клеток. Половина клеток имела пикнотичные ядра. Объемное содержание хондроцитов в остатках промежуточной зоны существенно снижалось. Увеличение клеточной плотности связано с увеличением доли 3- и 4-клеточных лакун и появлением 4–6-клеточных скоплений (рис. 6).

У этой категории пациентов костные балки в одних местах становились деформированными и неровными, в других местах истонченными. Местами отмечалось появление разрушения и лизиса твердой костной ткани в виде дефекта и просветления костных балок. В толще костных балок увеличились очаги базофильного окрашивания за счет неравномерного распределения кальция, а также хондроматозного перерождения.

В дальнейшем отмечалось развитие в костной ткани атрофических и деструктивных изменений. При этом дистрофические и атрофические изменения распространялись со стороны проксимального отдела в сторону дистального. Компактные костные пластинки были неравномерно обызвествленные, особенно в краевых зонах, более слабые, иногда с остеокластами на поверхности. Встречались балочки с наслоениями остеоида. Наблюдались также участки, заполненные рыхловолокнистой тканью, иногда очаги миксоматозного характера (рис. 7).

По ходу всех костных пластинок появились очаги бесклеточного просветления с наличием отрывков костной ткани и кальцинатов. Между компактными костными пластинками большая площадь захвачена рыхлой волокнистой соединительной тканью. Единичные клетки, находящие в толще соединительной ткани, были хондробластического или макрофагального вида, волокнистые структуры расположены хаотично и между собой переплетены, формируя относительно толстые волокнистые пучки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В исследовании установлены критерии фоновой патологии, такой как остеопороз, на которые можно опираться при оценке переломов в рамках проведения судебно-медицинских экспертиз по материалам дел. Результаты исследования костной ткани в случаях с различным фоновым состоянием показали развитие последовательных дистрофических, деструктивных и атрофических изменений с расширением гаверсовых каналов, развитием в них грануляционной ткани и появлением воспалительной инфильтрации, изменений в виде хондроматозного перерождения и неравномерного кальциноза. Со стороны гаверсовых каналов нарастало разрастание волокнистой соединительной ткани в виде фиброзной дисплазии кости.

Таким образом, на фоне сопутствующей патологии значительно увеличиваются сроки регенерации костной ткани с одной стороны. Возможно формирование ложного сустава в зоне перелома. Это объясняется преобладанием деструктивных процессов на фоне ослабленной остеобластической реакции при остеопорозе, сохранением воспалительной реакции и разрастанием соединительной ткани.

При этом сопутствующая фоновая патология, наряду с некачественно оказанными медицинскими услугами, может привести к усилению отложения ионов кальция, оссификации и формированию контрактуры.

Одна из задач судебно-медицинской экспертизы – оценка причиненного вреда здоровью. И в части случаев судебно-медицинские эксперты определяют вред здоровью при переломах костей на фоне системного остеопороза как средний и даже тяжкий, что, на наш взгляд, глубоко сомнительно и может повлечь за собой судебную ошибку.

Дефекты оказания медицинской помощи отражаются на сроках репарации, могут влиять на длительность реабилитации, приводить к стойкой утрате трудоспособности, что также может сказаться на выводах судебно-медицинской экспертизы.

Фактически остеопороз никогда не подвергался оценке при производстве судебно-медицинских экспертиз и остается заболеванием, не оцененным в юридических аспектах (судебные приговоры, решения и т.п.). Мы полагаем, что верифицированный системный остеопороз, обязательно подтвержденный рентгенологическим исследованием, на фоне которого произошел перелом, по сути своей являющийся патологическим переломом, в соответствии с п. 24 Приказа № 194н «Об утверждении медицинских критериев определения степени тяжести вреда, причиненного здоровью человека» не должен рассматриваться как причинение вреда здоровью в полной мере.


Literature


  1. Аврунин А.С., Корнилов Н.В., Иоффе И.Д. Адаптационные механизмы костной ткани и регуляторно-метаболический профиль организма. Морфология. 2001; 120(6): 7–12.

  2. Камилов Ф.Х., Фаршатова Е.Р., Еникеев Д.А. Клеточно-молекулярные механизмы ремоделирования костной ткани и ее регуляция. Фундаментальные исследования. 2014; 7–4; 836–842.

  3. Конев В.П., Коршунов А.С., Московский С.Н., Шестель И.Л., Серов Д.О., Шишкина Ю.О., Субоч А.В., Марковский С.О. Исследование минерального компонента и органического матрикса костной ткани с использованием метода атомно-силовой микроскопии. Практическая медицина. 2018; 1: 168–171.

  4. Конев В.П., Московский С.Н., Коршунов А.С., Шестель И.Л., Голошубина В.В. Алгоритмы использования современных подходов при микроскопическом исследовании для судебно-медицинских целей. Вестник судебной медицины. 2018; 7(1): 50–55.

  5. Кузнецова Т.Г. Наноструктурная организация минерального матрикса костной ткани / Проблемы здоровья и экологии. Проблемы здоровья и экологии. 2008; 2(8): 107–112.

  6. Kallai I., Mizrahi O., Tawackoli W., Gazit Z., Pelled G., Gazit D. Microcomputed tomography-based structural analysis of various bone tissue regeneration models. Nat Protoc. 2011; 6(1): 105–10.

  7. Roschger P., Gupta H.S., Berzanovich A., Ittner G., Dempster D.W., Fratzl P. et al. Constant mineralization density distribution in cancellous human bone. Bone. 2003; 32(3): 16–23.

  8. Tong W., Glimcher M.J., Katz J.L., Kuhn L., Eppell S.J. Size and shape of mineralites in young bovine bone measured by atomic force microscopy. Calcif Tissue Int. 2003; 75(59): 2–8.

  9. Suvorova E.I., Petrenko P.P., Buffat P.A. Scanning and transmission electron microscopy for evaluation of order/disorder in bone structure. Scanning. 2007; 29: 162–70.

  10. Hassenkam T., Fantner G., Cutroni J.A., Weaver C., Hansma P.K. High-resolution AFM imaging of intact and fractured trabecular bone. Bone. 2004; 35(1): 4–10.

  11. Kuangshin T., Hang J.Q., Ortis C. Effect of mineral content on the nanoindentation properties and nanoscale deformation mechanisms of bovine tibial cortical bone. J. Materials science: Materials in medicine. 2005; 16(8): 1–12.

  12. Su X., Sun K., Cui F.Z. and Landis W.J. Organization of apatite crystals in human woven bone. Bone. 2003; 32(2): 150–62.


About the Autors


Vladimir P. Konev, MD, professor, head of the Department of forensic medicine and jurisprudence of Omsk State medical University of the Ministry of Healthcare of Russia. Address: 644043, Omsk, 20 Partizanskaya Str. Tel.: +7 (3812) 24-40-41; +7 (923) 674-95-06. E-mail: vpkonev@mail.ru
Sergey N. Moskovsky, PhD, associate professor of the Department of forensic medicine and jurisprudence of Omsk State medical University of the Ministry of Healthcare of Russia. Address: 644043, Omsk, 20 Partizanskaya Str. Tel.: +7 (3812) 24-40-41; +7 (960) 997-63-13. E-mail: Moscow-55@mail.ru
Artem E. Krivosheyn, PhD, assistant of the Department of traumatology and orthopedics of Omsk State medical University of the Ministry of Healthcare of Russia. Address: 644043, Omsk, 20 Partizanskaya Str. Tel.: +7 (3812) 24-40-41.
Yulia O. Shishkina, assistant of the Department of forensic medicine and jurisprudence of Omsk State medical University of the Ministry of Healthcare of Russia. Address: 644043, Omsk, 20 Partizanskaya Str. Tel.: +7 (3812) 24-40-41.
Andrey S. Korshunov, assistant of the Department of oral and maxillofacial surgery of Omsk State medical University of the Ministry of Healthcare of Russia. Address: 644043, Omsk, 20 Partizanskaya Str. Tel.: +7 (3812) 24-40-41. E-mail: andrey_k_180588@mail.ru
Victoria V. Goloshubina, PhD, associate professor, associate professor of the Department internal diseases and outpatient therapy of Omsk State medical University of the Ministry of Healthcare of Russia. Address: 644043, Omsk, 20 Partizanskaya Str. Tel.: +7 (3812) 24-40-41


Similar Articles


Бионика Медиа