Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 8
1.1. Изменение биохимических показателей сыворотки крови в ответ на действие на организм внешних раздражителей 8
1.2. Энергетический метаболизм скелетных мышц в норме и в условиях внешнего воздействия 11
1.3. Перекисное окисление липидов и антиоксидантная система организма в норме и в условиях внешнего воздействия 15
1.4. Взаимосвязь процессов энергетического метаболизма и перекисного окисления липидов 24
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования 26
2.1. Материалы исследования 26
2.2. Методы исследования 26
ГЛАВА 3. Результаты собственных исследований и их обсуждение 33
3.1. Изменение биохимического состава сыворотки крови при удлинении конечности в эксперименте 33
3.2. Энергетический метаболизм, перекисное окисление липидов и антиоксидантная система скелетных мышц удлиняемой конечности в условиях чрескостного дистракционного остеосинтеза 61
3.3. Лабораторная оценка состояния энергетического обмена скелетных мышц при удлинении конечности по методу Илизарова 73
Заключение 79
Выводы 84
Литература 85
- Изменение биохимических показателей сыворотки крови в ответ на действие на организм внешних раздражителей
- Перекисное окисление липидов и антиоксидантная система организма в норме и в условиях внешнего воздействия
- Изменение биохимического состава сыворотки крови при удлинении конечности в эксперименте
- Лабораторная оценка состояния энергетического обмена скелетных мышц при удлинении конечности по методу Илизарова
Введение к работе
В последние десятилетия наиболее адекватным методом устранения нарушения длины и формы конечностей является лечение методом чрескостного дистракционного остеосинтеза (ЧДО), предложенного Г.А. Илизаровым (В.И. Шевцов и др., 1998; В.И. Шевцов и др., 2001). Несмотря на достигнутые успехи при лечении больных ортопедического профиля, продолжается усовершенствование этого метода в клинике и эксперименте (В.И. Шевцов и др., 2001; В.И. Шевцов и др., 2002). При этом остаются нерешенными вопросы о биохимических механизмах, лежащих в основе адаптационного ответа организма на удлинение конечности как на местном уровне, в пределах тканей оперированной конечности, так и на организменном.
Биохимические изменения, происходящие в организме в ответ на внешние воздействия, отражаются, прежде всего, на химическом составе сыворотки крови (В.В. Власов, 1994; С.Л. Соков, Л.П. Соков, 1999). В последнее время проводится значительное количество исследований, посвященных изучению изменений биохимических показателей сыворотки крови под действием различного рода раздражителей (Н.С. Немченко и др., 1991; В.В. Горанчук и др., 1997; В.В. Горанчук и др., 1999). Однако влияние оперативного стресса и дистракционных нагрузок, создаваемых при удлинении конечности, на обменные процессы до сих пор остается мало изученным.
Показано, что одним из факторов, влияющим на структурную перестройку кости при ее регенерации в условиях чрескостного дистракционного остеосинтеза является состояние скелетных мышц (В.А. Щуров и др., 1996), которое, в свою очередь, зависит от уровня энергетического метаболизма в ткани.
Исследования последних лет указывают также на то, что большое значение в развитии адаптационных реакций организма возникающих в ответ на внешнее воздействие может играть активация перекисного окисления липидов (ПОЛ) и антиоксидантной системы (АОС) (В.А. Барабой, 1993; K.R. Janicki, 1998; Е.Е. Дубинина, 2001). Многие эффекты связанные с механизмами адаптации, возникающие при активации перекисного окисления, реализуются за счет участия активных форм кислорода в качестве вторичных посредников (Y.J. Suzuki et al., 1997), влияя на такие ключевые звенья метаболизма как фосфорилирование белков (R. Gopalakrishna et al., 2000; О. Safa, 2001) и
транскрипцию (Y.M. Janssen-Heininger et al., 2000; S.S. Brar et al., 2002). Необходимо отметить, что изменения системы ПОЛ-АОС в
скелетных мышцах при различных возде^ствияхлаигакшмнАТР са мало
БИБЛИОТЕКА С. Петербург . .
о» mSmOOf,
изученными. Это, по-видимому, связано с меньшей практической значимостью исследований подобного рода по сравнению с таковыми для печени, сердца, мозга. Однако при чрескостном дистракционном остеосинтезе внешние нагрузки в большей мере направлены на костно-мышечную систему поэтому, в данном случае, изучение процессов перекисного окисления и АОС скелетных мышц представляет большой интерес.
Представленные данные определили направление предпринятых нами исследований. Их необходимость связана также с тем, что энергетический обмен, ПОЛ и состояние АОС скелетных мышц в условиях удлинения конечности остаются мало изученными (Е.Б. Трифонова, А.В. Осипенко, 1999). Такое исследование будет иметь не только теоретическое, но и прикладное значение. На основании полученных данных можно будет сделать вывод о характере изменения изучаемых процессов в ходе удлинения конечности и, соответственно, о целесообразности проведения их фармакологической коррекции.
Цель исследования. Охарактеризовать изменения
биохимических показателей сыворотки крови, процессов энергетического обмена, перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы скелетных мышц в условиях удлинения конечности методом чрескостного дистракционного остеосинтеза.
Задачи исследования: 1. В динамике эксперимента исследовать изменения биохимических показателей сыворотки крови, отражающих процессы адаптационного ответа организма на удлинение конечности по методу Илизарова. 2. Определить состояние энергетического обмена скелетных мышц экспериментальных животных при удлинении конечности. 3. Исследовать процесс перекисного окисления липидов и антиоксидантную систему скелетных мышц собак в условиях удлинения конечности по Илизарову. 4. Предложить лабораторные способы оценки состояния скелетных мышц при удлинении конечности. 5. Оценить взаимосвязь между характером изменения системы ПОЛ-АОС и энергетическим обменом скелетных мышц при удлинении конечности.
Положения выносимые на защиту:
1. Удлинение конечности методом чрескостного дистракционного
остеосинтеза вызывает в организме обратимые метаболические сдвиги,
связанные с компенсаторно-приспособительными перестройками
процессов обмена к дистракционным нагрузкам, выражающиеся в
изменении белкового обмена, активации гликолиза и перекисного
окисления липидов.
2. В основе адаптационных реакций скелетных мышц на
удлинение конечности лежит активация процессов анаэробного гликолиза, обеспечивающего адекватное внешним условиям растяжения энергообеспечение ткани, перекисного окисления липидов и ферментативного звена антиоксидантной системы.
Научная новизна. Впервые комплексно изучены изменения биохимических показателей сыворотки крови в ответ на оперативное вмешательство и удлинение голени методом Илизарова. Впервые исследованы процессы энергетического метаболизма скелетной мышечной ткани, связанные с течением репаративного процесса при удлинении конечности по Илизарову. Впервые изучено состояние антиоксидантной системы и перекисного окисления липидов скелетной мышечной ткани в условиях чрескостного остеосинтеза.
Практическая значимость исследования. Оценена информативность ряда биохимических показателей, динамика их изменения в процессе удлинения конечностей, что позволит в условиях клинико-диагностических лабораторий осуществлять контроль за течением репаративного процесса мышечной ткани при удлинении конечностей по Илизарову. Предложен к применению метод факторного анализа для статистической обработки результатов биохимических исследований.
Внедрение результатов исследования. По результатам работы в клинико-диагностическую лабораторию РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова внедрены методы исследования, характеризующие состояние скелетных мышц в условиях удлинения конечности. По теме диссертации оформлено одно изобретение: «Способ дифференциальной диагностики и мониторинга патологических состояний, протекающих с потерей костной массы». Выдана приоритетная справка №2002 129090 030791 от 05.11.2002.
Апробация и публикация работы. Результаты исследования доложены на: региональной конференции биохимиков Урала, Поволжья и Западной Сибири «Актуальные проблемы теоретической и прикладной биохимии», Ижевск, 2001; IV Зауральском фестивале научно-исследовательского, технического и прикладного творчества молодежи «Новые горизонты-2002», КГСХА, 2002; областном научном обществе ортопедов и травматологов, 2002. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ в республиканских и областных изданиях.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, главы результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения, выводов, списка литературы, включающего 187 работ (из них 106
Изменение биохимических показателей сыворотки крови в ответ на действие на организм внешних раздражителей
Любое внешнее воздействие вызывает изменение внутренней среды организма, связанное с адаптационной перестройкой обменных процессов, позволяющих ему существовать в новых, изменившихся условиях. При всем разнообразии различных по силе и качеству раздражителей в организме, в ответ на их действие, происходят общие неспецифические изменения всех звеньев метаболизма, которые сопровождаются колебанием субстратов их обмена в плазме крови [5, 17, 21, 22, 76, 88].
В литературе имеется значительное количество работ, посвященных изменению биохимических показателей крови после различного рода внешних воздействий. Показано, что вне зависимости от типа раздражителя в белковом обмене происходят однотипные реакции, сопровождающиеся изменением концентрации различных белковых компонентов плазмы. Большинство авторов в постстрессорный период отмечают явление развивающейся гипопротеинемии. Снижение уровня общего белка и альбумина в сыворотке крови людей наблюдается после механической травмы [23, 53, 74, 92], гипоксии [10], гипо- и гипертермии [11, 27]. Ряд авторов наряду с гипопротеинемией отмечают рост концентрации мочевины в крови: после механической травмы [92], после воздействия экстремальной гипертермии [27]. При тяжелых травмах, сопровождаемых длительным сдавливанием мягких тканей, в сыворотке крови происходит увеличение содержания креатинина и мочевой кислоты [23,27,71].
Изменения, происходящие в углеводном и липидном обмене, после внешнего воздействия связаны с активацией под действием гормонов надпочечников процессов липолиза и гликогенолиза [35]. Если для углеводного обмена однозначно показано, что любое стрессирующее воздействие приводит к развитию гипергликемии [10, 27, 91], то изменения уровня липидов в сыворотке, согласно литературным данным, носят противоречивый характер. Так, у людей травма и последующее лечение различными оперативными методами, по одним данным, могут приводить к снижению общего холестерина [74, 92, 174], а по другим данным - не влиять на изменение его концентрации в крови [78]. В свою очередь у собак отмечался рост холестерина в сыворотки крови после травмы [146].
Для людей в одних случаях обнаруживается снижение концентрации общих липидов после переломов и в ходе лечения [53, 78], в других, после ортопедических операций, их уровень в сыворотке не изменяется [120]. У экспериментальных животных (крысы, собаки, кролики) наблюдается достоверный рост содержания общих липидов как после ортопедических операций, так и после травмы [20].
По поводу изменения концентрации триглицеридов в сыворотке крови в посттравматический период также имеется ряд противоречивых фактов. Снижение их уровня в крови людей после травмы и ортопедических операций к 1-3 суткам после операции отмечено в [92, 115]. Падение концентрации триглицеридов обнаружено и при лечении травматологических больных различными методами, в том числе и методом чрескостного остеосинтеза [78]. С другой стороны, у людей после переломов [153], у кроликов при внутрикостном металлоостеосинтезе [20] и при переломах берцовых костей у собак [172] происходил рост концентрации триглицеридов в крови в посттравматический период. При воздействиях другого рода, в частности при гипоксии, изменений в показателях липидного обмена не наблюдается [10].
Почти всеми авторами отмечаются сдвиги в энергетическом обмене после внешних воздействий, которые связаны с активацией анаэробного пути метаболизма и сопровождаются накоплением в сыворотке крови молочной и пировиноградных кислот [10, 51, 75]. Работами последних лет показано, что стрессы различной этиологии усиливают также генерацию свободных радикалов и активацию ПОЛ, что приводит к росту в сыворотке крови концентрации продуктов перекисного окисления - малонового диальдегида (МДА) и диеновых конъюгатов (ДК). Увеличение содержания продуктов ПОЛ в крови обнаруживается после механической травмы [77, 125], при гипоксии [10], гипотермии [11, 61], после облучения [39, 96], выполнения физической нагрузки [56, 111, 149], после острой кровопотери [89], при гиподинамии [24]. Если активация ПОЛ после внешнего воздействия отмечается почти всеми исследователями и не зависит от вида действующего раздражителя, то литературные данные по изменению АОС противоречивы. Например, при гипотермии наряду с активацией ПОЛ отмечено снижение в эритроцитах активности фермента антиоксидантной системы супероксиддисмутазы [И]. При облучении наоборот, в эритроцитах происходит рост ее активности [96], в других случаях, например при кровопотере, гипертермии изменений ферментного звена АОС не наблюдалось [27, 89].
Многие авторы, изучавшие динамику показателей крови после внешних воздействий, отмечают, что концентрация тех или иных продуктов обмена зависит от силы такого воздействия. Так, в ряде работ показана взаимосвязь уровня гипопротеинемии, гипергликемии, гиперазотемии, гиперлактатемии с тяжестью механической травмы [63, 74, 92, 121, 124, 175, 183]. Установлено также, что с увеличением силы внешнего воздействия возрастает и активность реакций ПОЛ [33, 164]. Опираясь на эти факты можно предположить, что изменения биохимических параметров сыворотки крови в посттравматический период позволяют оценивать интенсивность внешнего воздействия.
При определении степени травматического повреждения особое внимание ряд авторов уделяет исследованию уровня ферментов сыворотки [63, 144]. В.А. Масютин с соавт. считает, что развивающаяся при травме гиперферментемия является основным критерием для определения степени повреждения клеток определенного органа [63]. Это связано со специфической органной локализацией отдельных ферментов. Известно, что АлАТ, АсАТ, ЛДГ являются маркерами поражения сердца, печени, скелетных мышц; КК - сердечной и скелетной мышц и т.д. [119, 129].
Таким образом, проведенный анализ литературных данных показал, что изменения процессов метаболизма, возникающие в ответ на внешние воздействия, носят неспецифический характер и зависят от силы раздражителя. При этом недостаточно изученными остаются ответные реакции организма, развивающиеся в результате долговременного влияния факторов окружающей среды. В связи с этим представляется интересным изучение таких реакций, выражающихся в изменении биохимических показателей сыворотки крови в ответ на длительное по времени воздействие дистракционных нагрузок, возникающих при чрескостном дистракционном остеосинтезе, с наиболее часто используемым в клинике темпом дистракции 1 мм в сутки за 4 раза.
Перекисное окисление липидов и антиоксидантная система организма в норме и в условиях внешнего воздействия
Многочисленные литературные данные последних лет свидетельствуют о ведущей роли перекисного окисления липидов в развитии ответных реакций организма на внешнее воздействие. При этом в ряде случаев активация ПОЛ может приводить к патологическим изменениям тканей и органов, подвергающихся действию раздражителя. В связи с этим мы считаем необходимым провести изучение процессов перекисного окисления в скелетных мышцах, которые в условиях чрескостного остеосинтеза находятся под действием фактора растяжения. Такое исследование будет иметь не только теоретическое, но и прикладное значение. На основании полученных данных можно будет сделать вывод о характере изменения равновесия в системе ПОЛ-АОС скелетных мышц в ходе удлинения конечности и, соответственно, о целесообразности проведения фармакологической коррекции его возможных нарушений. Известно, что перекисное окисление липидов представляет собой цепной свободнорадикальный процесс, постоянно протекающий во всех биологических системах и являющийся проявлением токсического действия кислорода по отношению к легко окисляемым органическим соединениям [16, 85]. Активаторами этого процесса являются кислородные радикалы: супероксидный, гидроксильныи, гидропероксидныи и перекись водорода [85, 131, 155, 161]. Промежуточными продуктами выступают гидроперекиси и перекиси липидов, конечными - эпоксиды, альдегиды и кетоны [16].
Активные формы кислорода (АФК) вырабатываются во многих ферментативных и неферментативных реакциях [37, 58]. Показано, что кислородные радикалы могут генерироваться при аутоокислении оксигемоглобина, НАДФ [128, 162, 166, 182], глутатиона, флавинов [99], аскорбиновой кислоты, активируемой ионами металлов переменной валентности (двухвалентное железо) [37, 154], адреналина [85, 179], в ходе окислительных реакций с участием цитохромов [126, 180, 187]. Генерацией АФК сопровождаются также каталитические реакции с участием некоторых ферментов (ксантиноксидаза, миелопероксидаза) [184, 185]. Образование перекиси водорода непосредственно происходит в процессе окислительного дезаминирования моноаминов [28, 126].
Многие авторы указывают и на то, что образование радикалов происходит также в процессе транспорта электронов по дыхательной цепи митохондрий [7, 170, 177]. В процессе работы этих систем энергия биологического окисления, освобождающаяся ступенчато, малыми порциями при последовательном переносе на каждую молекулу кислорода четырех электронов, с высоким КПД расходуется на синтез АТФ. При этом образующиеся активные промежуточные продукты тут же утилизируются в следующем звене системы. Однако в процессе функционирования этих цепей в нормальных условиях часть всех переносимых электронов идет на образование тех самых промежуточных продуктов, обладающих высокой окислительной активностью, которые способны инициировать цепные реакции свободнорадикального окисления. Иными словами, в реальных условиях в системе электронного транспорта существует определенная опасность «утечки» промежуточных активных продуктов и инициирования ими цепных свободнорадикальных реакций [7, 65]. Считается, что стадия инициирования свободнорадикального окисления липидов далее сменяется реакциями, в ходе которых образуются перекисные радикалы и гидроперекиси липидов (среди которых определенный процент падает на диеновые конъюгаты). Затем идут реакции разветвления и, наконец, обрыва цепи вследствие либо взаимодействия с антиоксидантами, либо образования конечных продуктов: альдегидов, спиртов, эпоксидов, кетонов. Среди конечных продуктов представляет интерес малоновый диальдегид, его определение служит одним из методов исследования перекисного окисления. Цепь ПОЛ может оборваться и на стадии инициирования процессов ПОЛ (инактивация АФК с помощью ферментных и неферментных антиоксидантов), и на стадии образования гидроперекисей липидов с помощью глутатионпероксидазы, которая восстанавливает их до соответствующих гидроперекисей. Если по каким-либо причинам не произошло размыкание цепи ПОЛ, то возможно развитие последовательной серии неферментативных реакций с образованием вторичных молекулярных продуктов ПОЛ [16, 85]. По механизму перекисного окисления осуществляются в организме многие ферментативные реакции: синтез простагландинов, лейкотриенов, тромбоксанов, некоторых стероидных гормонов, в частности прогестерона [38]. Ряд авторов отмечают, что влияние процессов ПОЛ на организм проявляется в обновлении состава и поддержании физико-химических свойств мембран, участии в энергетических процессах, клеточном делении и т.д. [38, 117, 136, 165]. Анализируя многочисленные литературные данные, можно сделать следующий вывод: генерация АФК и перекисное окисление обязательно в определенной степени происходит в норме, выполняя следующие функции: 1) деструкция чужеродного материала в фаголизосомах [64]; 2) регуляция вязкости мембраны, путем изменения ее липидного компонента [16]; 3) играет роль в процессе деления клеток, их дифференциации [108, 141], роста и пролиферации [151, 168], апоптоза [163], старения [167]; 4) регуляция тонуса сосудов [171]. Большинство авторов при этом указывают на то, что многие эффекты возникающие при активации перекисного окисления реализуются за счет участия АФК в качестве вторичных посредников [32, 178], влияя на такие ключевые звенья метаболизма как фосфорилирование белков, в основном протеинкиназ [138, 156, 169], и транскрипцию [109, 135, 148]. Известно, что в нормально функционирующих клетках содержание продуктов свободнорадикального окисления находится на крайне низком уровне, несмотря на обилие субстратов для перекисного окисления [26]. Эти данные свидетельствуют о достаточно мощной защитной антиоксидантной системе. Среди антиоксидантов выделяют специализированные ферментные и неферментные антиоксиданты.
Изменение биохимического состава сыворотки крови при удлинении конечности в эксперименте
Достоверное увеличение соотношения А/Г наблюдалось через сутки после операции (1,04±0,13 при норме 0,80±0,05; ри 0.005). При этом абсолютная концентрация альбуминов была в пределах нормы, а уровень глобулинов достоверно падал, что свидетельствовало о том, что рост А/Г отношения был связан со снижением содержания глобулинов в сыворотке. Обратная картина наблюдалась на 7 и 14 сутки дистракции, когда А/Г соотношение было достоверно ниже уровня дооперационных значений (0,60±0,03 и 0,50±0,03 соответственно; ри 0.005), в основном за счет снижения абсолютной концентрации альбуминов при нормальном значении показателей глобулинов. Падение концентрации глобулинов на 15 день фиксации приводило к максимальному подъему отношения А/Г до 1,26±0,06(ри 0.05).
Проведенные наблюдения за изменением концентрации белков сыворотки крови экспериментальных животных в ближайшие послеоперационные сроки позволяют определить, что в первые часы после оперативного вмешательства наблюдалось увеличение степени варьирования содержания альбуминов и глобулинов относительно дооперационного уровня. Наблюдаемые далее гипоглобулинемия (1-3 сутки после операции) и длительная гипоальбуминемия (с 3 суток после операции до 28 дня дистракции), по нашему, мнению связаны с активацией под действием операционного стресса гипоталамо-гипофизарно адренокортикальной системы (ГГАС) и выработкой адренокортикотропного гормона (АКТГ) [84]. Последний стимулирует синтез глюкокортикоидов, которые в течение первых суток после операции активируют печеночный белковый синтез за счет снижения синтеза белка в соматическом отсеке организма [36]. Благодаря этому можно объяснить наблюдаемый нами незначительный рост альбуминов в крови в течение суток после операции. Затем, на третьи сутки после операции и в дальнейшем на этапе дистракции, по-видимому, проявляются отсроченные, не зависящие от действия кортикостероидов эффекты АКТГ: усиливается продукция соматотропного гормона (СТГ) и инсулина -гормонов, обеспечивающих поворот белкового обмена в соматическом отсеке к анаболической фазе. В пользу данного предположения свидетельствуют и результаты исследования А.А. Ларионова и Н.В. Офицеровой, которые наблюдали рост СТГ в сыворотке крови в период дистракции [54]. В связи с этим мы предполагаем, что в период дистракции происходит перераспределение пула белкового азота по следующей схеме. В печени, где синтезируются плазменные белки, замедляется синтез белков, в основном альбуминов, уровень обмена которого наиболее чувствителен к действию гормонов ГГАС [92]. В защиту этого говорят и полученные нами данные о снижении альбумин-глобулинового соотношения в период дистракции (рис.1.). Тем самым в печени создается запас свободных аминокислот, которые по системе кровотока перераспределяются к регенерирующим органам, где являются основными субстратами для синтеза белковых компонентов.
В периоде фиксации происходит нормализация показателей белкового обмена сыворотки, что может говорить о преобладании процессов анаболизма белков в печени и, следовательно, о снижении аминокислотного запроса периферическими тканями. В пользу этого свидетельствует рост уровня альбуминов к концу фиксации.
В литературе имеется незначительное количество работ, посвященных изучению концентрации белков сыворотки крови после оперативных ортопедических вмешательств. В большинстве исследований изучалась динамика их изменений после травм и переломах костей. Так, снижение уровня общего белка и альбуминов сыворотки в посттравматический период было отмечено в работах [23, 53, 74]. При этом ряд авторов отмечают, что падение содержания общего белка и альбуминов в частности, коррелирует с тяжестью травмы [92]: чем тяжелее механическое повреждение, тем ниже концентрация белка в крови в посттравматический период. Нормализация показателей белкового обмена, согласно работам [92, 121], также зависит от степени повреждения, и в зависимости от хода восстановительного периода, при неосложненном течении, может происходить к 15 - 30 суткам. Согласно нашим исследованиям, выраженная гипоальбуминемия в ходе эксперимента составила 30 дней и большей частью приходилась на период дистракции (28 суток), который сопровождался длительным воздействием фактора растяжения. Учитывая это обстоятельство можно сделать вывод о низкой травматичности используемого метода.
Таким образом, наблюдаемая в период дистракции длительная гипопротеинемия, обусловленная главным образом гипоальбуминемией, развивалась, по-видимому, вследствие перераспределения белкового азота между висцеральным и соматическим отсеком в пользу последнего, где белки могли являться строительными компонентами регенерирующих органов. Такие изменения белкового состава сыворотки крови связаны с действием внешнего раздражителя - фактора растяжения, и носят обратимый характер, т.к. при прекращении дистракционных нагрузок концентрация этих компонентов крови возвращается к дооперационному уровню.
В связи с представленными выше данными, нельзя не отметить того обстоятельства, что развивающаяся на этапе дистракции гипоальбуминемия может вызвать ряд негативных последствий, которые нужно учитывать в клинической практике. Следствием выраженного снижения уровня альбуминов в сыворотке может явиться перераспределение внеклеточной жидкости, связанное со снижением онкотического давления плазмы с клиническими проявлениями в виде отеков. Кроме того, длительное снижение концентрации альбумина, являющегося переносчиком многих лекарственных препаратов, может вызывать серьезные последствия их применения, связанных с риском проявления их токсичности. Отмеченная в ряде работ гипокальциемия на этапе дистракции [9, 46] также может быть связана с гипоальбуминемией, т.к. известно, что половина кальция плазмы связывается с альбумином.
Лабораторная оценка состояния энергетического обмена скелетных мышц при удлинении конечности по методу Илизарова
Наряду с мобилизацией пластических и энергетических ресурсов, возникающей в ответ на действие внешнего раздражителя, значительное место в развитии адаптационных реакций, как показано многочисленными исследованиями последних лет [7, 8, 32, 65, 132, 134], занимает активация реакций свободнорадикального окисления, и рост процессов ПОЛ. Изменение концентрации продуктов перекисного окисления и их соотношение в скелетных мышцах в условиях удлинения конечности представлены в таблице 10.
Исследование динамики содержания МДА в ткани показало, что на этапе дистракции происходил статистически значимый рост его концентрации, которая к концу периода достигала максимальных значений - 49,81±4,40 нмоль/г ткани (ри 0.05), что превышало норму на 155,8% (19,47±2,50 нмоль/г ткани). В периоде фиксации наблюдалась тенденция к снижению уровня МДА в ткани, при этом его средние значения достоверно от величин здоровых животных не отличались. После снятия аппарата концентрация МДА находилась в пределах нормы. Уровень ДК в ткани в период дистракции также имел тенденцию к росту. Достоверно повышенные его значения были зафиксированы на 28 сутки дистракции - 25,39±5,17 нмоль/г ткани (ри 0.05) при норме 13,47±1,39 нмоль/г ткани. Однако, в отличие от динамики изменения МДА, с начала фиксации, и в течение всего данного периода, концентрация ДК в ткани сохранялась достоверно повышенной. Через месяц после снятия аппарата содержание ДК в ткани снижалось ниже нормы - 3,37± 1,31 нмоль/г ткани (ри 0.05). Соотношение ДК/МДА в ткани достоверно на этапе дистракции и фиксации не изменялось, однако в период фиксации отмечалась тенденция к его росту. Через месяц после снятия аппарата отношение ДК/МДА снижалось до 0,15±0,04 при норме 0,68±0,04 (ри 0.05). Таким образом, наблюдаемый рост концентрации продуктов перекисного окисления на этапах дистракции и фиксации свидетельствовал об активации реакций ПОЛ в ткани в условиях удлинения конечности. Сохранение соотношения ДК/МДА в пределах нормы в свою очередь говорило о том, что интенсивность процесса ПОЛ в ходе всего экспериментального периода поддерживалась на одном уровне. Обнаруживаемый рост реакций перекисного окисления в ходе эксперимента сопровождался активацией ферментов антиоксидантной защиты (таблица 11). Динамика изменения каталазы и СОД имела одинаковую направленность: активность обеих ферментов в ходе эксперимента имела тенденцию к росту. Для каталазы достоверный рост был отмечен уже к 14 суткам дистракции - 118,68±9,88 мккат/мг белка (ри 0.05) (норма 65,20±15,70 мккат/мг белка), на 28 сутки дистракции ее ферментативная активность достигала максимального уровня 248,62=Ы7,92 мккат/мг белка (ри 0.05). На этапе фиксации наблюдалась тенденция к снижению активности каталазы, при сохранении, однако, ее достоверно высоких значений. После снятия аппарата уровень ее ферментативной активности достоверно от нормы не отличался. В отличие от каталазы активность СОД в ткани на этапе дистракции возрастала незначительно, достоверный рост отмечался лишь к середине фиксации - 20,05±3,63 от.ед./мг белка (ри 0.05), при норме 10,63±1,80 от.ед./мг белка. В дальнейшем до конца периода фиксации и через месяц после снятия аппарата ферментативная активность СОД сохранялась достоверно повышенной. Сравнивая динамику изменения активностей обоих ферментов в ходе эксперимента можно отметить следующую особенность: рост уровня каталазы в ткани в период дистракции сопровождался сохранением исходного уровня СОД, и наоборот, снижение активности каталазы на этапе фиксации сопровождалось активацией СОД. Благодаря этому в течение всего эксперимента в ткани поддерживалась общая высокая активность ферментного звена АОС. Представленные данные свидетельствуют также в пользу того, что ведущую роль в антирадикальной защите скелетных мышц среди ферментативных антиоксидантов играет каталаза. Таким образом, проведенные исследования показателей перекисного окисления липидов и ферментативного звена антиоксидантной системы в скелетных мышцах показали, что создаваемое в ткани при чрескостном остеосинтезе растяжение приводит на этапе дистракции к росту ПОЛ и активизации ферментативного звена АОС. Такая активация ферментов АОС, по-нашему мнению, ограничивала развитие процесса перекисного окисления в ткани в условиях удлинения конечности, и обеспечивала более гибкую регуляцию и надежное поддержание оксидантно-антиоксидантного равновесия. Можно предположить, что увеличение сроков дистракции, или изменение ее режимов может привести к истощению антиоксидантных ресурсов в ткани и росту в ней неконтролируемого ПОЛ, которое из общего звена адаптации будет переходить в общее звено патогенеза. В таких условиях возникает необходимость в фармакологической коррекции наблюдаемых изменений антиоксидантными препаратами. Для установления внутренней взаимосвязи между показателями энергетического обмена и системы ПОЛ-АОС, а также для нахождения количества факторов, определяющих изменение этих показателей, нами был проведен факторный анализ. Для этого использовали оригинальную программу Factor Analysis for Exel, разработанную в ИВЦ РНЦ «ВТО» им. акад. Илизарова И.П. Гайдышевым. Результаты факторного анализа представлены в таблице 12, в которой учитывали только факторные нагрузки, превышающие по модулю 0,5, когда действие фактора на переменную является сильным.
