Взаимосвязь показателей серотонина в крови детей и подростков с мобильной плоско-вальгусной деформацией стоп
Автор: Аранович А.М., Виндерлих М.Е., Щеколова Н.Б.
Журнал: Гений ортопедии @geniy-ortopedii
Рубрика: Оригинальные статьи
Статья в выпуске: 5 т.29, 2023 года.
Бесплатный доступ
Введение. Одной из основных задач детского ортопеда является своевременная диагностика, этиопатогенетическое лечение и профилактика прогрессирования мобильной плоско-вальгусной деформации стоп (МПВДС) у детей для предотвращения развития необратимых осложнений.Цель. Определение взаимосвязи показателей серотонина в крови детей и подростков с мобильной плоско-вальгусной деформацией стоп в течение четырех лет с прогрессированием данной патологии.Материалы и методы. Изучен уровень сывороточного серотонина у детей и подростков 5-15 лет с мобильным плоскостопием в сопоставлении с данными фотоплантограмм, угла пронации пяточной кости и рентгенограмм стоп. По показателям серотонина и фотоплантограмм сформированы 2 группы по течению МПВДС с последующим их определением в течение 4-х лет.Результаты. В группе непрогрессирующей МПВДС в ходе исследования сохранялись нормальные показатели серотонина с уменьшением угла пронации пяточной кости на 9,2 % к 4-му году. В группе прогрессирующей МПВДС показатели сывороточного серотонина были выше нормы в 1-й год исследования с повышением на 38,3 % к 4-му году с увеличением угла пронации пяточной кости на 21,2 % и уменьшением высоты свода стопы на рентгенограмме на 18,7 %. Выявлена умеренная корреляционная связь показателей серотонина в крови с углом пронации пяточной кости и высотой свода стопы на рентгенограммах стоп у пациентов с различным течением МПВДС. Анализ диагностической эффективности серотонинового теста в крови пациентов с мобильным плоскостопием показал его высокую чувствительность и специфичность в прогнозировании риска прогрессирования МПВДС.Обсуждение. Анализ литературных данных показал отсутствие исследований по клинико-лабораторной диагностике прогрессирования мобильного плоскостопия и изучения нейротрансмиттерных механизмов в формировании патологии стоп. Основными методами диагностики плоскостопия остаются плантография, 3D-сканирование и рентгенография.Заключение. Подтверждена взаимосвязь между уровнем сывороточного серотонина у детей и подростков и мобильной плоско-вальгусной деформацией стоп, что подтверждает участие серотонинергической системы в формировании и прогрессировании патологии стоп.
Мобильное плоскостопие, серотонин, угол пронации пяточной кости, прогрессирование, нейрорефлекторный механизм
Короткий адрес: https://sciup.org/142239032
IDR: 142239032 | DOI: 10.18019/1028-4427-2023-29-5-518-525
Текст научной статьи Взаимосвязь показателей серотонина в крови детей и подростков с мобильной плоско-вальгусной деформацией стоп
Мобильная плоско-вальгусная деформация (МПВДС) стоп у детей характеризуется снижением или отсутствием медиального продольного свода с гиперпронацией заднего отдела стоп. Данный вид плоскостопия наиболее часто встречается в клинической практике детского ортопеда и, по разным литературным источникам, составляет 0,6-77,9 % [1-6]. Такой большой диапазон заболеваемости плоскостопием объясняется продолжающимся формированием детской стопы до 10-11 лет и применением в исследованиях различных несовершенных методов диагностики [7]. В большинстве случаев мобильное плоскостопие у детей протекает без клинических проявлений, и, по мнению большинства исследователей, консервативное лечение при этом не показано. Однако по мере роста ребенка компенсаторно формируется необратимая деформация стоп, что может привести к неправильной походке, к подошвенному фасцииту, заболеваниям сухожилий надколенника и др., увеличивает риск развития остеоартрита коленного и тазобедренного суставов, сподилоартрита, серьезно влияя на качество жизни детей [8, 9]. Кроме того, с возрастом у пациентов с плоскостопием ухудшаются функции стопы, страдает качество жизни, что вызывает необходимость применения специальной обуви и ортезов на протяжении всей жизни [10, 11].
В настоящее время существуют 3 теории развития МПВДС: мышечно-связочная, костная, нейрогенная, на проявления которых влияет ряд факторов (перегрузка стоп, ожирение и т.д.). В связи с отсутствием единого мнения об этиологии МПВДС продолжается изучение патогенеза данной патологии. При анализе научной литературы выявлено недостаточное количество исследований по изучению нейрорефлекторных механизмов формирования мобильного плоскостопия, хотя во многих исследованиях первичное поражение ЦНС или спондиломиелодисплазии являлись ведущими механизмами патогенеза МПВДС [12]. По мнению И.Г. Михеевой, уровень сывороточного серотонина в крови новорожденных с гипоксически-ишемическим поражением ЦНС влияет на двигательную активность ребенка в виде угнетения или возбуждения нервной системы с соответствующим изменением мышечного тонуса [13]. Вместе с тем, известны эффекты влияния серотонина на врастание серотонинергических волокон в гиппокамп и кору головного мозга, синаптогенез, микроциркуляцию, тонус гладкой мускулатуры, агрегацию тромбоцитов и др. [13]. Следует отметить, что проведенные нами исследования выявили у 50 % детей с МПВДС разно- образную ортопедическую и неврологическую патологию: сколиоз, дисплазию тазобедренных суставов, spina bifida, цервикальную дорсопатию, мышечную гипотонию, цефалгию, дислалию и др., а 36 % из них имели в анамнезе гипоксически-ишемическое поражение ЦНС в раннем возрасте при нейросонографии [14]. В связи с этим мы решили изучить влияние нейромедиатора ЦНС серотонина на формирование МПВДС.
К методам диагностики мобильной плоско-вальгусной деформации стоп относятся визуальный осмотр с проведением тестов мобильности стопы, подометрия и фотоплантография с расчетом индексов стопы, компьютерная педобарография для изучения биомеханической функции стопы. Проводят компьютерную томографию перед операцией для создания 3D-структуры стопы и оптимизации плана операции, а для оценки состояния мягких тканей (ахиллова сухожилия, пружинящей связки, сухожилия задней большеберцовой мышцы, подошвенной фасции) – магнитно-резонансную томографию или ультразвуковое исследование [15-19]. «Золотым стандартом» диагностики плоскостопия остается рентгенография стоп и голеностопных суставов в двух проекциях под нагрузкой с измерением множества параметров для определения степени тяжести плоско-вальгусной деформации стоп [20, 21].
Несмотря на разнообразие методов диагностики плоскостопия, большинство из них требуют применения специального дорогостоящего оборудования и оказывают радиологическое влияние на организм человека [22]. Кроме этого, на сегодняшний день отсутствуют научные работы, посвященные методам прогнозирования прогрессирования деформации стоп. Анализ литературных данных показал неэффективность консервативного лечения ПВДС у 10-75 % детей с прогрессированием деформации по причине невозможности стабилизации костно-суставных структур из-за слабости мышечно-связочного аппарата и поздно начатого лечения [12]. В связи с этим сохраняет актуальность изучения нейротрансмиттерных механизмов формирования плоскостопия, а также проведение исследований по поиску новых доступных неинвазивных методов диагностики плоскостопия и прогнозирования прогрессирования деформации стоп в процессе роста ребенка, что позволит проводить своевременную профилактику и лечение мобильного плоскостопия.
Цель – определение взаимосвязи показателей серотонина в крови детей и подростков с мобильной плоско-вальгусной деформацией стоп в течение четырех лет с прогрессированием данной патологии.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В исследовании участвовало 88 детей и подростков в возрасте от 5 лет до 15 лет с мобильной плоско-вальгусной деформацией стоп, из них 50 мальчиков и 38 девочек. Все исследования проводились после подписания письменного согласия родителями согласно принципам Хельсинской декларации о правах человека. Пациенты основной группы были разделены на возрастные группы: 5-8 лет – 30 человек (34,1 %), 9-11 лет – 33 человека (37,5 %), 12-15 лет – 25 человек (28,4 %).
Контрольная группа включала 25 здоровых детей и подростков 5-15 лет, не имеющих признаков плоскостопия и плоско-вальгусной деформации стоп, из них 11 девочек (44 %) и 14 мальчиков (56 %).
Критериями включения в исследование являлось наличие у детей и подростков мобильной плосковальгусной деформации стоп при отсутствии неврологических заболеваний и другой ортопедической патологии.
Клинико-биохимическое и рентгенологическое обследование детей проводилось после подписания информированного согласия родителями ребенка.
В ходе исследования проводился ортопедический осмотр, фотоплантография с определением подсводного индекса и угла пронации пяточной кости, определение сывороточного серотонина методом иммунофер-ментного твердофазного анализа с помощью набора ELISA Fast Track (референсные значения сывороточного серотонина 70-270 нг/мл), рентгенография стоп в боковой проекции под нагрузкой в 1-й, 2-й, 4-й год исследования с согласия родителей.
Нами изучен уровень сывороточного серотонина у детей и подростков от 5 до 15 лет с мобильным плоскостопием в сопоставлении с данными фотопланто-грамм, угла пронации пяточной кости и рентгенограмм стоп. Для статистической обработки полученных результатов использовали пакет статистических программ Statistica 12 и Microsoft Excel 2010.
Для определения статистически значимого различия распределения по полу в группах по течению МПВДС использовали критерий Хи-квадрат Пирсона.
С помощью критерия Краскела-Уоллиса определяли форму распределения пациентов по возрасту в группах. Оценку нормальности проводили с помощью критерия Шапиро – Уилка. Результаты исследования приведены в таблицах в виде медианы (Ме) с интерквартильным размахом [Q1-Q3] в стандартных пределах 25-75 %. Показатели серотонина в разные годы в пределах одной группы сравнивали через критерий Фридмана и при его значимости проводили попарное сравнение результатов между годами с помощью W-критерия Вилкоксона, уровень значимости определяли с учетом поправки Бонферрони. Для исследования взаимосвязи двух признаков применяли корреляционный анализ с использованием непараметрического коэффициента корреляции Спирмена rs с оценкой силы связи корреляции по шкале Чеддока. Пороговый уровень статистической значимости принимали при значении критерия p < 0,05. Качество теста по уровню сывороточного серотонина в группах здоровых детей и пациентов с МПВДС оценивали по чувствительности, специфичности, точности, прогностичности положительных и отрицательных результатов.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Детям и подросткам контрольной группы для подтверждения отсутствия мобильной плоско-вальгусной деформации стоп (МПВДС) в начале и по окончании исследования проводили фотоплантографию с вычислением подсводного индекса и определением уровня сывороточного серотонина в 1-й, 2-й, 4-й год исследования (табл. 1).
Средние показатели серотонина у пациентов контрольной группы в 1-й год исследования находились в пределах 120,46 ± 18,92 нг/мл, через 4 года – 140,92 ± 10,88 нг/мл, что свидетельствует о том, что за четырехлетний период уровень серотонина изменялся незначительно с повышением на 14,5 %. Для подтверждения отсутствия мобильного плоскостопия по фотоплантограмме пациентов контрольной группы в 1-й и 4-й год измеряли подсводный индекс, средние значения составили 37,26 ± 1,64 и 35,84 ± 1,04 соответственно. При этом наблюдалось увеличение подсводно- го индекса стопы на 3,8 %, что объясняется физиологическим формированием свода стопы в процессе роста ребенка. Для определения статистически значимого различия между содержанием сывороточного серотонина и подсводным индексом стопы во временные промежутки использовали критерий Вилкоксона с учетом поправки Бонферрони. Результат данного анализа показал, что определяются значимые достоверные различия уровня серотонина у пациентов контрольной группы между результатами 1 и 4 года, 2 и 4 года, а также между подсводным индексом в 1-й и 4-й годы исследования.
Пациентам основной группы для установления степени мобильной плоско-вальгусной деформации стоп в начале исследования провели фотоплантографию с вычислением подсводного индекса, угла пронации пяточной кости и определением уровня сывороточного серотонина (табл. 2).
Таблица 1
Содержание серотонина в сыворотке крови и подсводный индекс пациентов контрольной группы
Группа |
Серотонин сыворотки, нг/мл |
ПИ1 (1) |
ПИ4 (2) |
Критерий Вилкоксона, р |
|||
С1 (1) |
С 2 (2) |
С4 (3) |
Критерий Вилкоксона, р |
||||
Ме [Q1-Q3] |
Ме [Q1-Q3] |
Ме [Q1-Q3] |
Ме [Q1-Q3] |
Ме [Q1-Q3] |
|||
Контрольная (здоровые) |
120,0 [112,0-132,5] |
125,0 [115,0-134,0] |
142,0 [134,0-149,0] |
Р1-2 = 0,282 р1-3< 0,001 р2-3 = 0,001 |
37,0 [36,0-38,5] |
35,5 [35,0-36,5] |
р1-2< 0,001 |
Примечание: С124 – значения серотонина на 1-й год, через 2 и 4 года, нг/мл; ПИ14 – подсводный индекс в 1-й, 4-й год исследования; р1-2, р1-3, р2-3 – уро, в, ень значимости различий между группами в 1-й, 2-й, 4-й год исследо, вания при р < 0,017.
Таблица 2
Сравниваемые показатели плантографии, угла пронации пяточной кости и уровня сывороточного серотонина в 1-й год исследования у пациентов основной группы
Степень МПВДС |
Кол-во |
ПИ1 (1) |
УППК1 (2) |
С1 (3) |
Коэффициент корреляции, r |
|
абс. |
% |
Ме [Q1-Q3] |
Ме [Q1-Q3] |
Ме [Q1-Q3] |
||
I степень |
26 |
29,5 |
52,25 [48,2-54,4] |
8,0 [7,0-9,0] |
143,0 [108,0-312,0] |
r1-2 = 0,632; r2-3 = 0,513; r1-3 = 0,295 |
II степень |
58 |
65,9 |
66,4 [63,8-68,3] |
13,0 [12,0-14,0] |
255,0 [136,0-427,0] |
r1-2 = 0,759; r2-3 = 0,362; r1-3 = 0,358 |
III степень |
4 |
4,6 |
81,15 [80,5-81,7] |
18,5 [17,5-19,0] |
546,0 [528,5-558,5] |
– |
Всего |
88 |
100 |
Примечание: ПИ1 – подсводный индекс в 1-й год исследования, УППК1 – угол пронации пяточной кости в 1-й год исследования, градус; С1 – значения серотонина в 1-й год, нг/мл; r – коэффициент корреляции Спирмана.
Анализ данных таблицы 2 показал, что 65,9 % пациентов основной группы имели МПВД II степени и 29,5 % МПВДС I степени. При этом показатели сывороточного серотонина были как в пределах нормальных значений, так и выше нормы во всех группах с I-III степенью МПВДС.
При проведении корреляционного анализа выявлена средняя положительная корреляционная связь между подсводным индексом, углом пронации пяточной кости и уровнем сывороточного серотонина у пациентов с I-II степенью МПВДС, что позволяет нам в исследовании использовать один из показателей диагностики деформации стоп. В связи с малочисленностью группы пациентов с МПВДС III степени корреляционный анализ показателей не проводился.
Пациенты основной группы по полученным данным сывороточного серотонина в начале исследования были разделены на 2 группы по виду мобильной плоско-вальгусной деформации стоп: непрогрессирующее и прогрессирующее течение (табл. 3). Группу прогрессирующего течения МПВДС составили 43 пациента с показателями сывороточного серотонина выше 270 нг/мл, группа непрогрессирующего течения МПВДС состояла из 45 пациентов с нормальным уровнем серотонина, с преобладанием мальчиков (62,2 %).
Для определения статистически значимого различия распределения по полу в группах по течению МПВДС использовали критерий Хи-квадрат Пирсона. При анализе результатов выявлено однородное распределение по гендерному признаку в группах непрогрессирующей и прогрессирующей МПВДС (p = 0,296). С помощью критерия Краскела – Уоллиса определена форма распределения пациентов по возрасту в группах, продемонстрирована однородность распределения па- циентов по возрасту в группах с непрогрессирующим (р = 0,420) и прогрессирующим (р = 0,06) течением МПВДС (табл. 3).
Пациентам с непрогрессирующим и прогрессирующим течением МПВДС определяли уровень серотонина в крови и угол пронации пяточной кости на 2-й, 3-й, 4-й год исследования, рентгенографию стоп под нагрузкой проводили только на 2-й и 4-й год исследования (по причине отказа родителей детей до 10 лет от процедуры из-за лучевой нагрузки) (табл. 4). Оценку показателей сывороточного серотонина, угла пронации пяточной кости, высоты свода стоп на рентгенограммах у пациентов с различным течением МПВДС и контрольной группы проводили путем сравнения медианных и квартильных значений данных показателей (табл. 4).
Анализ данных таблицы 4 показал, что в группе непрогрессирующего течения МПВДС средние показатели серотонина в течение 4-х лет исследования изменялись в пределах нормальных значений. Кроме этого, средние показатели высоты свода стопы на рентгенограмме на 2-й год исследования составили 24,2 ± 4,59 мм с незначительным приростом на 4,7 % к 4-му году до 25,4 ± 4,99 мм. Угол пронации пяточной кости в начале исследования составил 11,6 ± 2,46 градуса с уменьшением на 9,2 % к 4-му году и составил 10,53 ± 2,5 градуса. Такие незначительные изменения на фотоплантограм-мах пациентов с непрогрессирующей МПВДС объясняется тем, что в исследовании участвовали дети 5-10 лет, у которых в процессе роста продолжается формирование свода стопы и укрепление мышечно-связочного аппарата. Таким образом, мы видим у пациентов с непрогрессирующим течением МПВДС отсутствие признаков прогрессирования деформации стоп по данным рентгена и фотоплантограмм, что подтверждают показатели сывороточного серотонина на протяжении 4-х лет.
Таблица 3
Распределение пациентов основной группы по клинико-лабораторным данным в группы по возрасту и полу
Течение МПВДС |
Кол-во |
Возраст, лет |
Критерий Краскела – Уоллиса |
Пол |
Критерий Хи-квадрат Пирсона |
||||
женский |
мужской |
||||||||
абс. |
% |
Ме [Q1-Q3] |
р |
абс. |
% |
абс. |
% |
р |
|
Непрогрессирующая |
45 |
51,1 |
9,0 [8,0-12,0] |
0,420 |
17 |
37,8 |
28 |
43,2 |
0,296 |
Прогрессирующая |
43 |
48,9 |
9,0 [7,0-12,0] |
0,06 |
21 |
48,8 |
22 |
51,2 |
|
Всего |
88 |
100 |
38 |
43,2 |
50 |
56,8 |
Таблица 4
Динамика абсолютных показателей сывороточного серотонина, рентгенограмм стоп и угла пронации пяточной кости пациентов групп с МПВДС и пациентов контрольной группы
Показатели |
Группы обследованных детей |
Критерий Вилкоксона, р |
||
контрольная (здоровые) (1) |
непрогрессирующая МПВДС (2) |
прогрессирующая МПВДС (3) |
||
Ме [Q1-Q3], n = 25 |
Ме [Q1-Q3], n = 45 |
Ме [Q1-Q3], n = 43 |
||
С1, нг/мл |
120,0 [112,0-132,5] |
127,0 [115,0-155,0] |
424,0 [290,0-533,0] |
р1-2 = 0,216; р1-3 = 0,00001; р2-3< 0,0001 |
С2, нг/мл |
125,0 [115,0-134,0] |
188,0 [172,0-211,0] |
546,0 [358,0-694,0] |
Р1-2 = 0,001; р1-3 = 0,00001; р2-3< 0,0001 |
С4, нг/мл |
142,0 [134,0-149,0] |
227,0 [212,0-255,0] |
687,5 [424,0-842,0] |
Р1-2< 0,0001; р1-3 = 0,00001; р2-3< 0,0001 |
ВСС2, мм |
– |
23,0 [21,0-28,0] |
22,0 [19,0-28,0] |
р2-3 = 0,379 |
ВСС4, мм |
– |
25,0 [22,0-30,0] |
16,0 [15,0-23,0] |
р2-3< 0,0001 |
УППК1, градус |
4,0 [3,0-5,0] |
12,0 [9,0-13,0] |
13,0 [7,0-18,0] |
р1-2< 0,0001; р1-3< 0,0001; р2-3 = 0,328 |
УППК3, градус |
4,0 [3,0-4,0] |
12,0 [9,0-13,0] |
14,0 [8,0-19,0] |
р1-2< 0,0001; р1-3< 0,0001; р2-3 = 0,0085 |
УППК4, градус |
3,0 [2,0-3,0] |
11,0 [8,0-12,0] |
13,0 [10,0-21,0] |
р1-2< 0,0001; р1-3< 0,0001; р2-3< 0,0001 |
Примечание: С124 – значения серотонина на 1-й,2-й, 4-й год, нг/мл; ВСС24 – высота свода стопы на рентгенограмме на 2-й и 4-й год, мм; УППК134 – угол, п, ронации пяточной кости в 1-й, 3-й, 4-й год, градус; p – ур, овень значимости различий в группах пациентов (критерий Вил-коксона,),; р1-2, р1-3, р2-3 – уровень значимости различий между группами при р < 0,05.
В группе прогрессирующей МПВДС пациенты имели показатели сывороточного серотонина в 1-й год исследования выше нормы с последующим повышением на 38,3 % к 4-му году до 656,02 ± 226,52 нг/мл. Средние показатели угла пронации пяточной кости в начале исследования составили 12,22 ± 3,35° с увеличением к 4-му году на 21,2 %. Также на рентгенограммах стоп под нагрузкой высота свода стопы снизилась за 4 года на 18,7 %.
При анализе полученных результатов группы с прогрессирующей МПВДС видим значительное повышение медиан и межквартильных интервалов уровня серотонина и ухудшение показателей состояния стоп (фотоплантография, рентгенография стоп) при сравнении начальных результатов с полученными данными по окончании исследования, что свидетельствует о взаимосвязи количества сывороточного серотонина с прогрессированием МПВДС.
Достоверность полученных результатов между контрольной группой и группами с различным течением МПВДС определяли во временные промежутки с помощью вычисления критерия Вилкоксона. Согласно данным таблицы 4 выявлены недостоверные различия между уровнем сывороточного серотонина в 1-й год исследования у пациентов контрольной группы и группы с непрогрессирующей МПВДС, а также между углом пронации пяточной кости в 1-й год у пациентов с непрогрессирующей и прогрессирующей МПВДС, что связано с отсутствием разницы между показателями вначале исследования.
При корреляционном анализе выявлена статистически значимая умеренная положительная и отрицательная корреляционная связь между уровнем серотонина в крови на 1-й, 2-й, 3-й, 4-й год, углом пронации пяточной кости, и высотой свода стопы на рентгенограмме на протяжении исследования у пациентов с различным течением МПВДС. При этом наблюдалось увеличение силы корреляционной связи к 4-му году исследования, и более выраженная связь (r = -0,633) определя- лась при прогрессирующем течении МПВДС (табл. 5). Это подтверждает взаимосвязь уровня сывороточного серотонина с показателями патологии стоп.
Для оценки диагностической эффективности метода прогнозирования прогрессирования МПВДС по уровню сывороточного серотонина проведен расчет показателей: чувствительность, специфичность, диагностическая эффективность, прогностичность положительных и отрицательных результатов в группах с различным течением МПВДС.
Чувствительность и специфичность теста определения сывороточного серотонина при непрогрессирующей МПВДС составили 84 % и 76 %, при прогрессирующей МПВДС 79 % и 76 % соответственно. Кроме этого, выявлена более высокая диагностическая точность при непрогрессирующей МПВДС – 81 %, при прогрессирующей МПВДС 77 %. Прогностич-ность положительных результатов у пациентов обеих групп МПВДС составила 86 % и 85 %, что показывает наибольшую вероятность прогрессирования МПВДС при повышении уровня серотонина в крови. В группах с МПВДС вычислялась площадь AUC под ROC-кривой и пороговые значения для определения качества диагностического серотонинового теста. Выявлены в обеих группах МПВДС отличные значения AUC (0,967 и 0,942) с пороговыми значениями (0,355 и 0,453), что свидетельствует о хорошем качестве прогностического теста определения серотонина в крови.
Таким образом, исходя из полученных результатов исследования, выявлена значимая умеренная положительная и отрицательная корреляционная связь уровня серотонина в крови на протяжении исследования с углом пронации пяточной кости и высотой свода стопы на рентгенограммах. Кроме того, показатели серотонина обладают высокой чувствительностью и специфичностью в прогнозировании риска прогрессирования МПВДС, что позволяет применять данный метод в диагностике мобильного плоскостопия.
Таблица 5
Линейная корреляционная связь между показателями серотонина у пациентов в группах с различным течением МПВДС
Течение МПВДС |
Коэффициент корреляции, r |
|||
С1-УППК1 |
С2-ВСС2 |
С3-УППК3 |
С4-ВСС4 |
|
Непрогрессирующее, n = 45 |
0,478 (р = 0,001) |
-0,470 (р = 0,001) |
0,539 (р = 0,0001) |
-0,622 (р = 0,000) |
Прогрессирующее, n = 43 |
0,562 (р = 0,0001) |
-0,572 (0,0001) |
0,606 (р = 0,000) |
-0,633 (р = 0,000) |
Примечание: С1234– значения серотонина в 1-й, 2-й, 3-й, 4-й год, нг/мл; УППК13 – угол пронации пяточной кости в 1-й, 3-й год, градус; ВСС2,4 – высота ,с,в,ода стопы на рентгенограмме на 2-й и 4-й год, мм. ,
ОБСУЖДЕНИЕ
В настоящее время существует многообразие методов диагностики и оценки патологии стоп. Самым доступным и дешевым методом является визуальный осмотр с определением формы и положения стопы. Согласно мнению Pfeiffer et al., визуальным методом выявляется до 54 % плоскостопия у детей до 3-х лет и до 24 % в 6 лет [1]. При этом в клинической практике ортопеды часто используют индекс положения стопы (FPI-6), позволяющий проводить количественную оценку стоп в трех плоскостях по шести показателям, основой которых являются наблюдения за передней, средней и задней частями стопы, что позволяет опре- делить тип стопы с достоверной надежностью без использования сложных инструментов [23].
Также для оценки медиального продольного свода стопы применяют плантографию с вычислением индексов стопы: Staheli, Chippaux-Smirak и угла Clarke’s. При этом плоскостопие диагностируется у 22-70 % детей в возрасте 3-12 лет. В ходе проведенных исследований было выявлено, что частота плоскостопия варьирует в зависимости от расчета индексов стопы медиальной поверхности или подошвенной поверхности стопы. При оценке подошвенной поверхности стопы плоскостопие выявляется в 1,7-1,8 раза чаще [24].
Для оценки объема движений в суставах стопы и типа плоскостопия (гибкое, ригидное) проводят функциональные пробы: рычажный тест первого пальца выявляет изменения в таранно-ладьевидном и ладьевидно-клиновидном суставах, для определения степени недостаточности мышечно-связочного аппарата стопы и голени проводится проба Штритера с поднятием на носки. Состояние коротких мышц тыльной и подошвенной поверхности стопы оценивают с помощью теста активного подошвенного сгибания пальцев стопы. Для оценки степени пассивной инверсии и эверсии стопы проводят тесты мануальной мобильности, по ограничению тыльного сгибания в голеностопном суставе определяют укорочение ахиллова сухожилия. Тесты мобильности стопы имеют высокую специфичность и чувствительность при дифференциальной диагностике ригидных форм плоско-вальгусных деформаций стоп [25].
Jiang et al. [19] предложили новый неинвазивный метод диагностики плоскостопия, основанный на ультразвуке. Суть метода заключается в измерении угла между подошвенной фасцией и горизонтальной линией, проходящей параллельно коже, с помощью высокочастотного линейного датчика в В-режиме. Оценку эффективности диагностики нового метода проводили в сравнении с определением угла отклонения пяточной кости и медиальной клиновидной высоты на боковых рентгенограммах стоп. В исследовании угол подошвенной фасции показал отличную корреляцию с углом наклона пяточной кости, а также чувствительность и специфичность в диагностике плоскостопия. Новый метод является портативным и неинвазивным, что позволяет его применять у детей и пациентов с ограниченными возможностями при диагностике плоскостопия [19].
Исследования японских ученых доказали необходимость проведения не только анализа плантарного отпечатка стопы, но и определения трехмерных характеристик стопы при 3D-сканировании для выявления пронации среднего отдела стопы, что сложно оценить при плантографии [26].
На сегодняшний день «золотым стандартом» диагностики плоскостопия у взрослых и детей остается рентгенография стоп [15]. Кроме стандартных измерений угла и высоты свода стопы для определения взаимоотношений в суставах стопы в трех плоскостях измеряют угол покрытия головки таранной кости, та-ранно-плюсневый угол, угол наклона пяточной кости, таранно-пяточный угол [27]. В отличие от плантогра-фии рентгенография оказывает на организм ребенка лучевую нагрузку, поэтому родители часто отказываются от проведения исследования. В связи с тем, что данный метод и компьютерная томография при частом использовании негативно влияют на растущий организм ребенка, применение этих методов становится ограниченным и требует поиска новых неинвазивных методов диагностики МПВДС [28].
Кроме диагностических методов плоско-вальгусной деформации стоп нами изучены исследования по механизмам формирования данной патологии. Следует отметить, что среди многообразия теорий возникновения МПВДС исследователи не имеют единого мнения, но признают, что на первоначальную слабость мышечно-связочного аппарата влияют следующие факторы: избыточный вес, низкая физическая активность, длительное пребывание на ногах, хроническая перегрузка стоп, ношение нерациональной обуви и др. [29]. Также необходимо учитывать патологическое течение беременности и родов, особенности строения матки, маловодие, применение лекарственных препаратов и т.д. В нашем исследовании показатели корреляционной связи между уровнем сывороточного серотонина и высотой свода стопы, углом пронации пяточной кости подтверждают влияние предрасполагающих факторов на формирование МПВДС.
Ряд авторов связывает формирование ПВДС с генетическими и системными заболеваниями скелета (артрогриппоз, синдром Марфана, нейрофиброматоз) [29]. Другие авторы считают, что формирование ПВДС возникает внутриутробно на 2-3 месяце под воздействием наследственных и внешних факторов как результат нарушения развития нервной системы, что проявляется в постнатальном периоде при вер-тикализации ребенка [29]. Вместе с тем, сторонники сухожильно-связочной теории возникновения ПВДС считают, что в основе патологии стоп лежит диспропорциональное развитие мышц-разгибателей относительно нормально формирующихся сгибателей пальцев и задней большеберцовой мышцы [29].
Многие авторы придерживаются нейрогенной теории формирования ПВДС. Группа зарубежных авторов выявила корреляционную связь между выраженностью нервно-мышечных нарушений и тяжестью деформации стопы. По мнению отечественных ученых, поражение спинного мозга на сегментарном уровне нижних конечностей и надсегментарные повреждения приводят к возникновению ПВДС [29]. Так, по данным электомиографии у детей с перинатальным поражением шейного и поясничного отдела позвоночника выявлены нарушения иннервации мышц голени на уровне спинальных мотонейронов рогов спинного мозга, что подтверждает ишемию ретикулярной формации спинного мозга. Многие исследователи связывают генез ПВДС с врожденными пороками нервной системы (миелодислазия спинного мозга, дизрафия), что проявляется нарушением мышечного равновесия и симметричности рефлексов [29]. Следует отметить, что при изучении этиопатогенеза ПВДС многими исследователями выявлено сочетание патологии стоп с проявлениями врожденной мезенхимальной дисплазии: нарушение осанки, сколиотическая болезнь, спондилодисплазия пояснично-крестцового отела позвоночника, дисплазия тазобедренных суставов, ночной энурез, гипермобильность суставов, спондилолиз и спондилолистез, наличие spina bifida, вальгусная деформация голеней и др. [29].
В нашем исследовании выявлено повышение уровня серотонина в крови при прогрессировании МПВДС, что, возможно, связано с нарушением обмена серотонинового нейротрансмиттера, либо с генетическим или травматическим дефектом серотониновых рецепторов, расположенных в нейронах головного и спинного мозга, либо с дефицитом белка-транспортера, обеспечи- вающего перенос серотонина внутрь клетки. Данные нашего исследования подтверждают нейрогенную теорию формирования МПВДС других авторов, но, кроме гипоксически-ишемических поражений ЦНС и спинного мозга, выявлено нарушение функционирования серотониновой нейротрансмиттерной системы у детей с мобильным плоскостопием [29].
Анализ литературных данных показал отсутствие исследований по клинико-лабораторной диагностике прогрессирования мобильного плоскостопия и изучению нейротрансмиттерного механизма патологии стоп. Однако Kadri et al. отметили, что боли в стопах при плоскостопии связаны с низким уровнем кальция и витамина Д в сыворотке крови детей [30]. Согласно мнению исследователей, патологическое течение беременности и родов вызывает дисбаланс уровня серотонина у новорожденного, оказывая негативное влияние на нейрогенез ребенка [13]. Кроме того, длительное изменение концентрации серотонина влияет на передачу нервных импульсов, тонус сосудов, гомеостаз [31], что приводит к нарушению мышечного тонуса и функциональной дезорганизации нижних конечностей с прогрессированием деформации стоп.
В целом эти данные согласуются с полученными нами результатами исследования, когда выявлена взаимосвязь уровня сывороточного серотонина с прогрессированием МПВДС, получен патент на изобретение № 2773007 30.05.2022 [32], согласно которому установлено, что у детей и подростков с МПВДС при уровне серотонина в крови до 270 нг/мл наблюдается непрогрессирующее течение, а при значениях более 270 нг/мл риск прогрессирования МПВДС увеличивается. Таким образом, применение теста на определение уровня сывороточного серотонина у детей и подростков подтверждает нейрогуморальный механизм патологии, позволяет прогнозировать и определять риск прогрессирования деформации стоп, что имеет важное клиническое значение и социальную ценность.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Тест определения сывороточного серотонина у детей и подростков показал умеренную корреляционную связь с углом пронации пяточной кости и высотой свода стопы на рентгенограммах, обладает превосходной чувствительностью и специфичностью в диагностике мобильного плоскостопия. Изменения уровня сыворо- точного серотонина выше референсных значений увеличивают риск прогрессирования МПВДС у детей, что подтверждает участие серотонинергической системы в формировании и прогрессировании патологии стоп и позволяет рекомендовать его применение в прогнозировании течения мобильного плоскостопия.
Список литературы Взаимосвязь показателей серотонина в крови детей и подростков с мобильной плоско-вальгусной деформацией стоп
- Pfeiffer M, Kotz R, Ledl T, et al. Prevalence of flat foot in preschool-aged children. Pediatrics. 2006;118(2):634-9. doi: 10.1542/peds.2005-2126
- Shih YF, Chen CY, Chen WY, Lin HC. Lower extremity kinematics in children with and without flexible flatfoot: a comparative study. BMCMusculoskeletDisord. 2012;13:31. doi: 10.1186/1471-2474-13-31
- Banwell HA, Paris ME, Mackintosh S, Williams CM. Paediatric flexible flat foot: how are we measuring it and are we getting it right? A systematic review. J Foot Ankle Res. 2018;11:21. doi: 10.1186/s13047-018-0264-3
- Didia BC, Omu ET, Obuoforibo AA. The use of footprint contact index II for classification of flat feet in a Nigerian population. Foot Ankle. 1987;7(5):285-9. doi: 10.1177/107110078700700504
- Gould N, Moreland M, Alvarez R, et al. Development of the child's arch. Foot Ankle. 1989;9(5):241-5. doi: 10.1177/107110078900900506
- Виндерлих М.Е., Щеколова Н.Б., Ладейщиков В.М. и др. Профилактика и диагностика плоскостопия у детей младшего школьного возраста. Вопросы практической педиатрии. 2021;16(5):57-60. doi: 10.20953/1817-7646-2021-5-57-60
- Uden H, Scharfbillig R, Causby R. The typically developing paediatric foot: how flat should it be? A systematic review. J Foot Ankle Res. 2017;10:37. doi: 10.1186/s13047-017-0218-1
- van der Worp H, van Ark M, Roerink S, Pepping GJ, et al. Risk factors for patellar tendinopathy: a systematic review of the literature. Br J Sports Med. 2011;45(5):446-52. doi: 10.1136/bjsm.2011.084079
- Hamstra-Wright KL, Bliven KC, Bay C. Risk factors for medial tibial stress syndrome in physically active individuals such as runners and military personnel: a systematic review and meta-analysis. Br J Sports Med. 2015;49(6):362-9. doi: 10.1136/bjsports-2014-093462
- Pita-Fernandez S, Gonzalez-Martin C, Alonso-Tajes F, et al. Flat Foot in a Random Population and its Impact on Quality of Life and Functionality. J Clin Diagn Res. 2017;11(4):LC22-LC27. doi: 10.7860/JCDR/2017/24362.9697
- López-López D, Vilar-Fernández JM, Barros-García G, et al. Foot Arch Height and Quality of Life in Adults: A Strobe Observational Study. Int J Environ Res Public Health. 2018;15(7):1555. doi: 10.3390/ijerph15071555
- Кенис В.М., Лапкин Ю.А., Хусаинов Р.Х., Сапоговский А.В. Мобильное плоскостопие у детей (обзор литературы). Ортопедия, травматология и восстановительная хирургия детского возраста. 2014;2(2):44-54. doi: 10.17816/PT0RS2244-54
- Михеева И.Г., Рюкерт Е.Н., Брусов О.С. и др. Содержание серотонина в сыворотке крови новорожденных детей с гипоксически-ишемиче-ским поражением ЦНС. Педиатрия. Журнал имени Г.Н. Сперанского. 2008;87(1):40-44.
- Виндерлих М.Е., Щеколова Н.Б. Влияние диспластической нестабильности шейного отдела позвоночника на формирование нейроортопе-дической патологии у детей. Вестник Волгоградского государственного медицинского университета. 2022;19(1):73-78. doi: 10.19163/19949480-2022-19-1-73-78
- Abousayed MM, Alley MC, Shakked R, Rosenbaum AJ. Adult-Acquired Flatfoot Deformity: Etiology, Diagnosis, and Management. JBJS Rev. 2017;5(8):e7. doi: 10.2106/JBJS.RVW.16.00116
- Boryczka-Trefler A, Kalinowska M, Szczerbik E, et al. Effect of Plano-Valgus Foot on Lower-Extremity Kinematics and Spatiotemporal Gait Parameters in Children of Age 5-9. Diagnostics (Basel). 2021;12(1):2. doi: 10.3390/diagnostics12010002
- Arnoldner MA, Gruber M, Syre S, et al. Imaging of posterior tibial tendon dysfunction—Comparison of high-resolution ultrasound and 3T MRI. Eur J Radiol. 2015;84(9):1777-81. doi: 10.1016/j.ejrad.2015.05.021
- Hösl M, Böhm H, Oestreich C, et al. Self-perceived foot function and pain in children and adolescents with flexible flatfeet - Relationship between dynamic pedobarography and the foot function index. Gait Posture. 2020;77:225-230. doi: 10.1016/j.gaitpost.2020.01.014
- Jiang Z, Zhang Q, Ren L, Qian Z. Non-invasive and quantitive analysis of flatfoot based on ultrasound. Front Bioeng Biotechnol. 2022;10:961462. doi: 10.3389/fbioe.2022.961462
- Bock P, Pittermann M, Chraim M, Rois S. The inter- and intraobserver reliability for the radiological parameters of flatfoot, before and after surgery. Bone Joint J. 2018;100-B(5):596-602. doi: 10.1302/0301-620X.100B5.BJJ-2017-1279
- Lee JS, Kim KB, Jeong JO, et al. Correlation of foot posture index with plantar pressure and radiographic measurements in pediatric flatfoot. Ann Rehabil Med. 2015;39(1):10-7. doi: 10.5535/arm.2015.39.1.10
- Linet MS, Slovis TL, Miller DL, et al. Cancer risks associated with external radiation from diagnostic imaging procedures. CA Cancer J Clin. 2012;62(2):75-100. doi: 10.3322/caac.21132
- Yang J, Ou Z, Mao Z, et al. Reliability and validity of Foot Posture Index (FPI-6) for evaluating foot posture in participants with low back pain. Sci Rep. 2022;12(1):21168. doi: 10.1038/s41598-022-22220-1
- Кенис В.М., Димитриева А.Ю., Сапоговский А.В. Вариабельность частоты плоскостопия в зависимости от критериев диагностики и способа статистической обработки. Ортопедия, травматология и восстановительная хирургия детского возраста. 2019;7(2):41-50. doi: 10.17816/PT0RS7241-50
- Сапоговский А.В., Кенис В.М. Клиническая диагностика ригидных форм плано-вальгусных деформаций стоп у детей. Травматология и ортопедия России. 2015;21(4):46-51.
- Yamashita T, Yamashita K, Sato M, et al. Analysis of skeletal characteristics of flat feet using three-dimensional foot scanner and digital footprint. Biomed Eng Online. 2022;21(1):56. doi: 10.1186/s12938-022-01021-7
- Затравкина Т.Ю., Рубашкин С.А., Дохов М.М. Плоскостопие у детей: этиопатогенез и диагностика (обзор). Саратовский научно-медицинский журнал. 2018;14(3):389-395.
- Prasarn ML. Commentary on: intraoperative fluoroscopy, portable X-ray, and CT: patient and operating room personnel radiation exposure in spinal surgery. Spine J. 2014;14(12):2992-4. doi: 10.1016/j.spinee.2014.07.006
- Болотов А.В. Комплексное лечение плоско-вальгусной деформации стоп у детей с учетом состояния нейромышечного аппарата нижних конечностей: дис... канд. мед. наук. М.; 2015:10-17. Доступно по: https://www.cito-priorov.ru/cito/dissovet/4/Диссертация.Болотов.pdf. Ссылка активна на 24.05.23.
- Kadri Y, Hayrunnisa BB, Vahit Y. Serum calcium, Vitamin D levels in pediatric flatfoot patients that were brought to clinic with or without in-toeing complaint. Anatol j family med. 2020;3(3):216-220. doi: 10.5505/anatoljfm.2020.03522
- Толстых М.П., Буцневский С.В., Гаджиев А.И. и др. Теоретическое обоснование применения серотонина в клинической практике. Альманах клинической медицины. 2006;11:133-138. Доступно по: https://cyberleninka.ru/article/nZteoreticheskoe-obosnovanie-primeneniya-serotonina-v-klinicheskoy-praktike. Ссылка активна на 24.05.23.
- Виндерлих М.Е., Щеколова Н.Е. Способ прогнозирования развития и прогрессирования плоско-вальгусной деформации стоп и плоскостопия по уровню серотонина в крови детей и подростков. Патент РФ на изобретение № 2773007 С1, 30.05.2022. Бюл. № 16. Доступно по: https://patents.s3.yandex.net/RU2773007C1_20220530.pdf. Ссылка активна на 24.05.2023.