Введение к работе
Актуальность проблемы. Репаративные возможности мышечной ткани принципиально отличаются от репаративных возможностей других опорных тканей, в связи с чем, в большинстве случаев, функциональное состояние скелетных мышц является определяющим в процессе лечения и реабилитации ортопедотравматологических больных (Шевцов В.И., 1997). Возможность решения этой проблемы тесно связана с наличием надежных критериев, оценивающих состояние скелетных мышц, способных дать лечащему врачу возможность оценить их метаболический статус и ввести в случае необходимости соответствующие корректировки на этапах лечения (Стогов М. В., Кузнецова Л.С., Ерофеев С.А., 2001). В ортопедии и травматологии наиболее распространенным является повреждение мышечного волокна в процессе оперативного удлинения и травм, таких как обширные повреждений мышечного волокна, разрывы и микроразрывы, связанные со спортивными травмами (Шевцов В.И., Чикорина Н.К., Ерофеев С.А., 2000). Представленные в литературе данные физиологических, морфологических и гистохимических исследований создают достаточно полное представление о функциональных и структурных изменениях, происходящих в скелетных мышцах при их репаративной регенерации в результате скелетных травм, а также в условиях оперативного удлинения (Сайфутдинов М.С., Менщикова Т.И., Чикорина Н.К., 2008). Однако для более полной картины происходящих процессов, биохимических исследований метаболизма скелетных мышц в тех же условиях проведено недостаточно. Так, в настоящее время практически не изучены изменения активности двигательных белков в мышцах оперированных конечностей (Щуров В.А., Колчева О.В., Щуров И.В., 2007). При этом недостаток фактического материала о биохимии мышц в процессе регенерации не позволяет делать выводы о целесообразности проведения коррекций метаболических изменений происходящих с мышцами в послеоперационный период. В этой связи особый интерес представляет изучение изменений, происходящих с двигательными белками в процессе лечения аппаратом Илизарова. Исходя из изложенного выше, была поставлена следующая цель:
Цель исследования: Охарактеризовать кинетику миозина, полученного из скелетных мышц собак, при оперативном удлинении голени, и при моделировании оскольчатого перелома костей голени в условиях применения метода чрезкостного остеосинтеза по Илизарову.
Задачи исследования:
-
Изучить особенности АТФ-азной активности препарата миозина скелетных мышц голени взрослых беспородных собак при удлинении аппаратом Илизарова.
-
Исследовать особенности изменений креатинкиназной и лактатдегидрогеназной активности препарата миозина скелетных мышц голени взрослых беспородных собак при удлинении аппаратом Илизарова.
-
Изучить особенности АТФ-азной активности препарата миозина скелетных мышц голени взрослых беспородных собак при моделировании оскольчатого перелома костей голени с последующим лечением аппаратом Илизарова.
-
Исследовать особенности изменений креатинкиназной и лактатдегидрогеназной активности миозина скелетных мышц голени взрослых беспородных собак при моделировании оскольчатого перелома костей голени с последующим лечением аппаратом Илизарова.
-
Определить сроки восстановления кинетики миозина скелетных мышц собак после оперативного вмешательства.
Научная новизна работы. Впервые показано, что при повреждениях мышечного волокна, вызванного удлинением и травмой конечности, наряду с изменениями кинетических показателей АТФ-азной активности препарата миозина происходило изменение его ЛДГ и КК активности как в процессе удлинения, так и при лечении переломов голени. Изменения показателей ферментативной активности миозина скелетных мышц сопровождаются изменениями концентраций продуктов перекисного окисления белка как в мышцах оперированной конечности, так и в мышцах контралатеральной конечности, а также в сыворотке крови, и носят системный характер. При исследовании кинетических показателей препарата миозина был выявлен эффект повышения Vmax как в оперированной, так и в контралатеральной конечности. Этот эффект проявлялся системно и оказывал действие на весь организм в целом. Как в случае травмы, так и в случаи оперативного удлинения наблюдается повреждение мышечных волокон, и механизмы их репаративного восстановления принципиально не отличаются. Механизм компенсации ферментативной активности в обоих случаях сводится к изменениям белковых молекул по средствам их перекисного окисления с последующей модификацией.
Практическая значимость работы. Обнаружено, что при удлинении конечности и травме, с точки зрения гидролиза АТФ миозином, происходит увеличение сродства фермента к субстрату, и как следствие этого, интенсификация потребления субстрата. В посттравматический период общее снижение сократительной способности скелетных мышц после травм не связано со снижением сродства миозина к АТФ. Показано, что снижение ЛДГ и КК активности на начальных этапах лечения обусловлено не столько изменениями соответствующих центров белковых молекул, сколько вымыванием ферментов из мышц, вследствие разрывов мышечного волокна и попаданием ферментов в цитоплазму. Выявлено, что при травме и удлинении наблюдаемый рост активности белка был спровоцирован модификацией белковых молекул, что подтверждается высоким уровнем Vmax реакции и низким значением константы Михаэлиса в период окончания фиксации и после снятия аппарата Илизарова. В результате разрушения модифицированных белковых молекул наблюдалось снижение активности ферментов. Обнаружено, что способствующие модификации белковых молекул реакции перекисного окисления относятся к реакциям неспецифического ответа ткани на внешнее воздействие, затрагивающие не только поврежденные участки мышечной ткани, но и весь организм в целом.
Апробация работы и публикация результатов. Материалы диссертации доложены на научно-практической конференции «Актуальные вопросы ветеринарной хирургии», Курган, 2006; всероссийской научно-практической конференции «Клеточные и нанотехнологии в биологии и медицине», Курган, 2007; международной научно-практической конференции «5th Meeting of the A.S.A.M.I. International», Kurgan, 2008; всероссийской научно-практической конференции «Илизаровские чтения 2011», Курган, 2011; международной научно-практической конференции. «Психолого-педагогические и медико-биологические проблемы физической культуры, спорта, туризма и олимпизма: инновации и перспективы развития», Челябинск, 2011.
По теме диссертации опубликовано 9 научных работ в международных, республиканских и областных изданиях, из них 3 в журналах рекомендованных ВАК.
Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, трех глав, заключения, выводов и списка литературы. Диссертация изложена на 137 страницах машинописного текста. Работа иллюстрирована 13 рисунками, 8 таблицами. Список литературы включает в себя 412 работ, в том числе 121 отечественную. Диссертация выполнена по плану НИР ФГБУ «РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова Минздравсоцразвития России» (№ государственной регистрации 0120.0802849)
Положения, выносимые на защиту:
-
При удлинении голени на 15-17% кинетические показатели миозиновой АТФ-азы, равно как и лактатдегидрогеназная и креатинкиназная активность миозина, скелетных мышц взрослых беспородных собак восстанавливается в период с 1-го по 3-й месяц после снятия аппарата Илизарова.
-
Кинетические показатели миозиновой АТФ-азы, скелетных мышц взрослых беспородных собак, ее лактатдегидрогеназная и креатинкиназная активность в послеоперационном периоде, при моделировании оскольчатого перелома голени, восстанавливается не раньше чем через 3 месяца после снятия аппарата Илизарова.
