Возрастная динамика функционального состояния опорно-двигательной системы у больных с остеоартрозом крупных суставов нижних конечностей

Известно, что у мужчин по сравнению с женщинами больше длина конечностей [1], сила мышц [5] и скорость ходьбы [7]. Биомеханические характеристики шага у мужчин имеют ряд отличий, связанных с большими анатомическими размерами конечностей и силой мышц. Особенностью ходьбы у женщин является относительное превалирование боковых перемещений таза вследствие увеличенного расстояния между диафизами бедренных костей [2].

Абсолютная продолжительность цикла шага при ходьбе в привычном темпе у здоровых людей не имеет специфической возрастной динамики и половых отличий. Более того, при занятиях спортом увеличение силы мышц и функциональных резервов адаптации должны нивелировать половые различия в параметрах ходьбы. Однако в условиях возрастной инволюции локомоторного аппарата и при патологии опорнодвигательной системы эти различия могут становиться более значимыми. Например, после 65 лет в связи со снижением сократительной способности мышц, фиксирующих стопу во время переднего толчка, возрастает относительная продолжительность периода опоры [8].

Целью настоящего исследования был анализ особенностей состояния локомоторного аппарата при развитии патологии суставов во втором зрелом и старческом возрасте. Учет этих особенностей важен при дифференциальной диагностике возрастных и патологических изменений биомеханических параметров.

Материалы и методы исследования

Обследованы группы здоровых детей в возрасте от 7 до 14 лет, 140 больных мужчин 18–70 лет с остеоартрозами нижних конечностей, а также 147 больных женщин 18–75 лет с остеоартрозами первой, второй и третьей стадии.

Оценка статических и динамических параметров ходьбы производилась с помощью комплекса «Диаслед-Скан», включающего системный блок, коммутатор и электронные стельки различных размеров, помещаемые в обувь обследуемых [3]. Обследуемые надевали специальную обувь без каблука с вложенными электронными стельками. Первое исследование производилось в позе стоя. Далее регистрация параметров повторялась при ходьбе в произвольном темпе. Проходимая дистанция составляла 10 метров.

Рассчитывалось давление на различные точки стопы при стоянии и при ходьбе, определялась проекция общего центра давления. Во время ходьбы регистрировались длительность периода переката через стопу, периода переноса конечности над опорой, двухопорный период шага. Определялись величины пиков переднего и заднего толчков и их соотношение. Кроме того, у всех обследуемых с помощью динамометрических стендов [6] определены максимальные моменты силы мышц бедра и голени.

Результаты и их обсуждение

Длительность периода шага и производных от него параметров не зависела от длины конечности, которая с возрастом увеличивалась на 35%, а определялась скоростью ходьбы, связанной с силой мышц конечностей. Момент силы мышц– разгибателей голени равнялся у мужчин 18–20 лет на интактной конечности (118 ± 7) Н∙м увеличивался с возрастом, в 40–50 лет до (164 ± 12) Н∙м и снижался до (100 ± 9) Н∙м после 60 лет.

В то же время у женщин первого и второго зрелого возраста сила мышц бедра интактной конечности была существенно ниже, чем у мужчин (соответственно (81 ± 6) и (77 ± 4) Н∙м). При этом на пораженной конечности показатель был ниже, чем на интактной соответственно на 9,1% и 20,3% ( р ≤ 0,001).

Особенностью группы мужчин было более крутое возрастное снижение силы мышц пораженной конечности после 50 лет (рис. 1), что связано с возрастным уменьшением резервов функциональной адаптации.

Из временных параметров ходьбы наиболее информативным является длительность двухопорного периода, увеличение которого свидетельствует о

Рис. 1. Возрастная динамика относительного момента силы (ОМС) мышц бедра пораженной конечности при остеоартрозе у мужчин и женщин

Таблица 1

Средние значения максимальной нагрузки на отделы стопы (кг/см2)

Группы Стадия заболевания / число (n) Возраст (годы) Интактная конечность Пораженная конечность Статика Динамика Статика Динамика Дин/Ст. Мужские 1 (54) 37±1,8 0,90±0,08 1,50±0,08 0,88 ±0,07 1,55±0,09 77% 2 (61) 42±1,4 1,10±0,06 1,84±0,06 1,06 ±0,06 1,83±0,07 73% 3 (25) 39±2,6 1,09±0,21 1,67±0,08 0,90±0,09 1,62±0,10 79% Женские 1 (50) 42±1,8 1,48±0,09 2,00±0,09 1,36±0,09 2,04±0,09 50% 2 (86) 47±1,3 1,44±0,07 2,04±0,06 1,41±0,07 2,02±0,06 43% 3 (11) 46±3,8 1,65±0,14 2,14±0,16 1,76±0,15 2,33±0,13 32% нарушении структуры локомоторного акта, утрате необходимых качеств упругости, координированности и экономичности ходьбы. Длительность этого периода не должна превышать 0,065 с. У мужчин при первой, второй и третьей стадиях заболевания она составила при опоре на интактную конечность 0,063–0,067 с, на пораженную – соответственно (0,072±0,004) с, (0,072±0,003) с и (0,074±0,007) с. У женщин этот период при опоре на интактную конечность равен 0,068–0,071 с, при опоре на пораженную – 0,073–0,074 с.

При анализе усредненных значений максимальной нагрузки на различные отделы стопы при стоянии и при ходьбе обращают на себя внимание относительно большие значения показателя у женщин. Это может быть связано с большим удельным давлением на опорную поверхность стопы вследствие меньшей её площади при увеличивающейся массе тела. По данным авторов, масса тела мужчин 18–29 лет составляет (69,6 ± 1,6) кг и во втором зрелом возрасте становится больше на 23,7%, в то время как у женщин возрастает с (56,7 ± 2,0) кг на 38,6%.

У мужчин в статике показатель максимальной нагрузки на отделы стопы в полтора раза ниже, чем у женщин. Несмотря на то, что при ходьбе у мужчин этот показатель возрастает на большую величину, он остается на треть меньше показателя у женщин (табл. 1). По-видимому, ограничение двигательной активности, обусловленное развитием заболевания, с одной стороны, способствует уменьшению суточной нагрузки на суставы, но, с другой – увеличение массы тела приводит к перегрузке суставных поверхностей.

Величина переднего толчка у больных мужчин составила 30% ± 2,8%, у женщин с первой стадией заболевания 34% ± 2,4%. По мере развития заболевания у женщин этот показатель возрастал до 42% ± 3,5%, что связано с ростом массы тела. Сила заднего толчка в значительной мере определяется динамометрическими характеристиками мышц голени. У больных с остеоартрозами первой стадии обеих групп она равнялась 48%. В отличие от мужчин у женщин эта величина продолжала увеличиваться по мере развития заболевания до 56% ± 3,0%. Наибольший интерес представляет соотношение силы заднего и переднего толчка. Это соотношение у больных мужчин в среднем 1,55 и у больных женщин 1,29. Причем у мужчин оно снижалось по мере прогрессирования заболевания от 1,74 ± 0,24 до 1,44 ± 0,12 и 1,08 ± 0,11, что связано со снижением относительного момента силы мышц голени (рис. 2).

Возраст (годы)

Рис. 2. Динамика относительного момента силы мышц (ОМС): тыльных (ТСС) и подошвенных сгибателей стопы (ПСС) пораженной конечности у мужчин

Возраст (годы)

Рис. 3. Смещение общего центра давления (ОЦД) при стоянии у больных мужчин и

женщин

Рис. 4. Возрастная динамика превалирования силы кистевого схвата правой руки у женщин и мужчин

Ещё одной особенностью локомоторного аппарата больных мужчин является возрастное смещение проекции общего центра давления относительно геометрического центра вправо при стоянии (рис. 3). Возрастное смещение центра давления в направлении слева направо авторами отмечалось ранее и у здоровых обследуемых [4]. Причина такого смещения не совсем ясна. Возможно, такое смещение центра давления является биологически оправданной реакцией морфофункциональной адаптации в условиях возрастного ограничения резервных возможностей организма мужчин. Данная точка зрения подтверждается при анализе превалирования силы кистевого схвата правой кисти по отношению к левой. Выявлено возрастное увеличение превалирования силы правой руки у мужчин и уменьшение правосторонней асимметрии рук у женщин (рис. 4). С возрастом до 45 лет становится больше половой диморфизм силы мышц бедра, который в дальнейшем уменьшается (рис. 5).

Хотя толчковая нога чаще всего левая, у мужчин несколько больше сила заднего толчка правой конечности. После 45 лет асимметрия показателей силы толчков становится более выраженной, чего не наблюдается у женщин (рис. 6). Наши, сравнительно немногочисленные, наблюдения свидетельствуют о том, что после 50 лет у мужчин чаще поражаются суставы левой конечности.

Таким образом, несмотря на сравнительно более низкие показатели силы и высокое удельное давление на опорную поверхность стопы у женщин с остеоартрозом крупных суставов нижних конечностей в различные возрастные периоды, у мужчин в конце второго зрелого периода жизни выявляется ускорение процесса возрастной инволюции показателей опорно-двигательной системы. После 50 лет у мужчин продолжается смещение проекции общего центра давления вправо, существенно снижается сила мышц не только пораженной, но и интактной конечности.

Рис. 5. Возрастная динамика полового диморфизма показателя силы мышц бедра интактной конечности

Рис. 6. Возрастная динамика заднего толчка правой и левой конечностью у мужчин