АКТУАЛЬНОСТЬ
Несмотря на то что воспалительные заболевания оказывают неблагоприятное воздействие на костный метаболизм, нет опубликованных данных о связи инфекции SARS-CoV-2 и последующего риска переломов. Речь пойдет о вирусе, который вызывает тяжелый острый респираторный синдром (SARS-CoV-2) и может легко достигать нижних дыхательных путей, вызывая двустороннюю пневмонию (коронавирусная инфекционная болезнь, или COVID-19), характеризующуюся высокой смертностью. Некоторые воспалительные цитокины, особенно IL-1, IL-6 и TNF-α, стимулируют активность остеокластов, способствуя резорбции кости через систему RANK-RANKL. Данные предыдущей вспышки атипичной пневмонии свидетельствуют о том, что нынешняя болезнь также потенциально может воздействовать непосредственно на узлы резорбции костной ткани, однако необходимо подтверждение данной информации. Риск получения положительного теста на COVID-19 у пациентов с уровнем витамина D ниже нормы может быть выше, чем при нормальном уровне (≥ 30 нг/мл) [4]. Уровень витамина D ниже нормы может увеличивать количество осложнений при COVID-19 [3]. Добавка витамина D в случае его дефицита определенно может быть полезна для костного метаболизма, а также для иммунной системы [8].
Поскольку инфекция SARS-CoV-2 поражает преимущественно пожилых людей [10], одним из аспектов, подлежащих оценке в ближайшем будущем, является ее взаимодействие с костным метаболизмом. До сих пор данные о костном метаболизме при инфекции SARS-COV-2 весьма скудны. Кроме того, не ясно, могут ли частота остеопороза и риск перелома увеличиваться у пациентов после выздоровления от инфекции из-за взаимодействия факторов риска (например, пожилой возраст, привычка курить, длительное пребывание в постели, гиповитаминоз D и лечение стероидами) с воспалительным процессом COVID-19 [1]. Согласно недавнему отчету, пациенты с переломами могут подвергаться более высокому риску развития COVID-19 [5]. Последующее исследование in vitro показало, что специфический белок SARS-CoV, 3a/X1, непосредственно способствует остеокластогенезу, ускоряя дифференцировку остеокластов от предшественников моноцитов/макрофагов, усиливая экспрессию активатора рецептора лиганда NF-kB (RANKL) и воспалительных цитокинов, таких как TNF-α, которые косвенно способствуют остеокластогенезу [7].
В недавнем обзоре De Martinis и др. [2] суммировали основной механизм, участвующий в активации остеокластогенеза воспалительными явлениями. Они подчеркивали, что инфекция индуцирует выработку эндогенных сигнальных медиаторов воспалительной реакции, называемых аларминами. Алармины высвобождаются мезенхимальными клетками и действуют как хемотаксические факторы и рецепторы распознавания, позволяя иммунным клеткам быть предупрежденными о повреждении тканей. Предупреждая клетки иммунной системы, эти молекулы инициируют процессы репарации тканей, но в то же время отвечают и за резорбцию костной ткани, которая происходит при острых воспалительных явлениях. Среди наиболее важных вовлеченных молекул авторы упоминают IL-1, рецептор для конечных продуктов гликирования (RAGE), и белок группы высокой подвижности 1 (HMGB1).
В ближайшем будущем необходимо приложить все усилия для изучения риска переломов у пациентов, выздоровевших от инфекции SARS-CoV-2, как у женщин, так и у мужчин. Известно, что у пациентов с нарушениями метаболизма костной ткани выживаемость костных имплантатов значительно меньше, например при иммуновоспалительных заболеваниях [6]. Особенностью остеопорозных переломов является то, что для их стабилизации наиболее рациональным на сегодняшний день становится изготовление новых материалов с повышенными свойствами, так называемых наноструктурированных металлических материалов с использованием методов интенсивного пластического деформирования, ставших передовыми и перспективными направлениями в материаловедении [9].
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Данное исследование проводилось с июня 2020 года по январь 2021 года на базе инфекционного госпиталя COVID-19 клиники Башкирского государственного медицинского университета. В исследовании приняли участие 35 человек, среди которых оказалось восемь мужчин (22,8 %) и 27 женщин (77,2 %). Все пациенты, принявшие участие в исследовании, были госпитализированы в инфекционный госпиталь с подтвержденным диагнозом COVID-19 в состоянии средней тяжести, тяжелом состоянии. Средний возраст женщин составил 63,3±9,96 года, мужчин — 61,3±14,8 года. Для оценки состояния дыхательной системы и костной системы (состояния минеральной плотности костной ткани позвоночника) у пациентов, перенесших новую коронавирусную инфекцию COVID-19, использовалась 3D компьютерная томография органов грудной клетки и позвоночника. Для мониторинга состояния легочной и костной систем пациенты были обследованы не менее 3 раз за весь период исследования, от 1 до 4 раз в месяц в зависимости от степени тяжести перенесенной новой коронавирусной инфекции COVID-19.
Для статистической обработки данных использовались пакеты прикладных программ Microsoft Excel и Statistica 10.0 (StatSoft, USA). Результаты исследования представлены в виде стандартного квадратичного отклонения (SD) и среднего значения. Для выявления корреляционной зависимости был использован коэффициент корреляции Пирсона. Статистически значимыми считались различия при p < 0,05.
В письменной и устной формах пациенты были проинформированы о целях медицинского исследования, также было получено согласие на использование персональных медицинских данных больных.
Цель исследования: выяснить влияние перенесенной новой коронавирусной инфекции COVID-19 на состояние костного метаболизма по данным 3D компьютерной томографии органов грудной клетки и позвоночника.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Среднее значение поражения легких, по данным компьютерной томографии, составило 42,05±17,2 %. Среднее значение поражения легочной ткани у мужчин оказалось 44,16±15,7 %, а среди женщин — 41,62±17,7 %.
В ходе исследования была обнаружена слабая прямая корреляционная связь между показателями поражения легких в процентах по данным компьютерной томографии и возрастом пациентов. Коэффициент корреляции Пирсона между этими показателями: r = 0,2. Таким образом, установлено, что с увеличением возраста пациента отмечается более тяжелое поражение легочной ткани (рис. 1).
Рис. 1. Корреляционная зависимость между значением поражения легких при COVID-19 и возрастом пациентов
При анализе данных 3D компьютерной томографии органов грудной клетки наибольшую ценность представляет расчет плотности позвонков Th5 — Th7, что является отражением костного обмена в позвоночнике. По данным компьютерной томографии была установлена связь между параметрами костной плотности вышеуказанных грудных позвонков и возрастом пациентов. Корреляционное взаимоотношение параметров: r = –0,5 по Пирсону. Обратная средняя корреляционная связь показывает, что с увеличением возраста пациента прогрессивно уменьшается средняя плотность грудных позвонков (рис. 2).
Рис. 2. Корреляционная зависимость между параметрами плотности позвонков Th5 — Th7 и возрастом пациентов
Помимо возрастных параметров, изучалось влияние поражения легочной ткани при новой коронавирусной инфекции на костную ткань. Острая интерстициальная пневмония обнаруживается на компьютерной томографии в виде симптома «матового стекла» (рис. 3).
Рис. 3. Картина «матового стекла» при компьютерной томографии легких
Данное влияние заключается не только в формировании острого респираторного дистресс-синдрома взрослых с развитием пневмонии, но и в развитии цитокинового шторма со всеми его клиническими проявлениями. По данным исследования установлена обратная слабая корреляционная связь между средней плотностью позвонков Th5 — Th7 и значением поражения легочной ткани в процентах. При этом корреляционный коэффициент Пирсона составил r = –0,1 (рис. 4).
Рис. 4. Корреляционная зависимость между параметрами плотности Th5 — Th7 (HU) и значением поражения легких в процентах при COVID-19
Таким образом, у пациентов с наибольшим поражением легких и более тяжелым течением новой коронавирусной инфекции имелось показательное снижение плотности костной ткани в позвонках Th5 — Th7, что предрасполагает развитие остеопорозного поражения костной ткани в данной области и формирование низкоэнергетических патологических, нередко бессимптомных переломов позвонков.
Также нами было обнаружено, что у 24 пациентов (68,6 %) отмечалось патологическое обызвествление передней продольной связки позвоночника по данным 3D компьютерной томографии (рис. 5). Возможно, данное явление связано с потерей ионов кальция, снижением плотности самой костной ткани позвоночника.
Рис. 5. 3D-реконструкция грудного отдела позвоночника
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Изменения, происходящие в организме под влиянием непосредственно самого вируса SARS-CoV-2, влияют на параметры костного обмена позвоночника, снижая плотность костной ткани в позвонках Th5 — Th7. В связи с этим имеется необходимость своевременной профилактики остеопороза и низкоэнергетических патологических переломов позвонков после перенесенной новой коронавирусной инфекции COVID-19.
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов при написании статьи.
CONFLICT OF INTEREST
The authors declare no conflict of interest involved in preparation of the article.