Введение к работе
Актуальность исследования. В современной флебологической практике проблема венозных тромбозов и тромбоэмболизма занимает лидирующее положение в развитых странах. Актуальность данной патологии обусловлена ее высокой частотой и тяжелыми последствиями, приводящими либо к смерти, либо к инвалидизации населения (Варданян А.В. и др., 2006; Фалеева Т.Г., 2012).
Тромбоз глубоких вен нижних конечностей (ТГВНК) и тромбоэмболия легочной артерии (ТЭЛА) являются важнейшим звеном в структуре послеоперационных осложнений и смертности в лечебных учреждениях хирургического профиля, в частности, у пациентов с травмой опорно-двигательного аппарата при оперативных методах лечения (Task force report. Guidelines on diagnosis and management of acute pulmonary embolisms, 2000; Котельников М.В., 2002; Румянцева А.Г., 2006). Нарушения целостности крупных костей, влекущие за собой длительную иммобилизацию, являются основным фактором повышенной опасности возникновения венозных тромбозов. Диагностика, профилактика и лечение этих опасных осложнений представляются актуальными проблемами современной медицины (Флебология. Руководство для врачей, 2001).
Актуальность проблемы во многом определяется тем, что в последние годы отмечается значительное увеличение частоты послеоперационных и посттравматических тромбоэмболий, чаще возникающих после сложных и обширных хирургических вмешательств (Arcasoy S.M., Kreit J.W., 1999).
Травма и оперативное вмешательство приводят к сдвигу системы гемостаза в сторону гиперкоагуляции, что увеличивает вероятность тромбоэмболических осложнений (Wilson D. et al., 2001). Одним из независимых факторов тромбофилии принято считать повышенное содержание гомоцистеина (ГЦ) в плазме крови. Длительно выраженная гипергомоцистеинемия (ГГЦ) запускает механизм дисфункции эндотелия за счет активации окислительного стресса (Kolling J., Scherer E., da Cunha A., 2011). В литературе имеются сведения, что окислительный стресс ассоциируется с повышенным уровнем ГЦ в плазме крови (Tousoulis D., Bouras G., Antoniades C., 2010). Так, в экспериментах на животных было установлено, что ГГЦ приводит к увеличению интенсивности перекисного окисления липидов в печени (Sauls D.L., Arnold E.K., Bell C.W., 2007).
ГГЦ может быть обусловлена многими причинами, среди которых выделяют генетические, метаболические, алиментарные и прочие факторы. К самым часто встречающимся наследственным причинам относят мутации генов, кодирующих цистатионин--синтетазу, 5-метилентетрагидрофолатредуктазу. К алиментарным причинам относят дефицит фолиевой кислоты, витаминов группы В, поступающих с пищей. В литературе приводятся сведения о том, что при обследовании добровольцев, находившихся в условиях «вегетарианской» и «всеядной» диет, не было выявлено увеличения концентрации ГЦ, однако общая антиоксидантная активность была снижена у «вегетарианцев» (Chechowska M., Ambroszkiewicz J., Klemarczyk W., 2010).
В то же время, особенности морфологии органов и тканей, в частности, при травматическом воздействии или при развитии травматической болезни, не освещены в полном объеме. Знание этих особенностей позволит клиницистам предвидеть возможные тромбоокклюзивные осложнения, а морфологам – констатировать причину этих осложнений.
В научной литературе имеются противоречивые данные в отношении ассоциации между уровнем ГЦ и активностью ферментов антиоксидантной защиты. Не сформировано четкое представление о состоянии системы перекисного окисления липидов в условиях ГГЦ и при травме опорно-двигательного аппарата, что определяет актуальность данного исследования.
Целью настоящей работы состояла в изучении особенностей свободнорадикального окисления у лабораторных животных при травме опорно-двигательного аппарата и в условиях ГГЦ.
Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:
-
Разработать экспериментальную модель травмы опорно-двигательного аппарата в условиях ГГЦ.
-
Изучить особенности свободнорадикальных процессов методом люминол-Н2О2-хемилюминесценции (ХЛ), интенсивность процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ), а также уровень антиоксидантной защиты (АОЗ) в крови крыс при травме опорно-двигательного аппарата, в условии ГГЦ и при ее сочетании с травмой.
-
Оценить состояние стабильности мембран по суммарной пероксидазной активности (СПА) и содержанию внеэритроцитарного гемоглобина в плазме крови крыс при травме опорно-двигательного аппарата, в условии ГГЦ и в сочетании травмы и ГГЦ.
-
Исследовать зависимость изменений биохимических показателей от давности причинения механической травмы.
-
Оценить состояние сосудистой системы в зоне механического воздействия в условии ГГЦ и при нормальных показателях уровня ГЦ в плазме.
Научная новизна работы. В работе впервые разработана экспериментальная модель механической травмы опорно-двигательного аппарата, основанная на формировании закрытых переломов сегментов задней конечности и модель гипергомоцистеинемии лабораторных животных (Rattus norvegicus).
Впервые установлено, что ГГЦ приводит к возрастанию трипептида – восстановленного глутатиона (GSH) и снижению концентрации первичных и конечных продуктов ПОЛ в крови экспериментальных животных.
Проведено исследование активности ферментных систем утилизации активных кислородных метаболитов в крови экспериментальных животных при травме опорно-двигательного аппарата в условиях ГГЦ. Впервые полученные данные свидетельствуют об интенсификации свободнорадикальных процессов в крови животных через 24 часа после механической травмы с последующей нормализацией показателей через две недели после формирования перелома задней конечности.
В работе впервые проведена комплексная биохимическая оценка про- и антиоксидантных факторов крови при травме опорно-двигательного аппарата. Установлено, что первые сутки после травмы характеризуются увеличением активности супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы в крови экспериментальных животных, снижением стабильности мембран с последующей нормализацией показателей через две недели. При этом впервые показано, что формирование перелома на фоне гипергомоцистеинемии приводит к резкому снижению активности СОД в крови экспериментальных животных.
На экспериментальной модели установлены морфологические маркеры ГГЦ в виде изменения толщины эндотелия и диаметра сосудов (артерий, вен и капилляров) в зоне травмированной конечности.
По результатам проведенных исследований на защиту выносятся следующие основные положения.
-
-
Первые сутки после механической травмы характеризуются резким повышением диеновых коньюгатов (ДК) и шиффовых оснований (ШО) в крови экспериментальных животных, активизацией антиоксидантных ферментов (СОД, каталаза), а также глутатионредуктазы (ГР) с последующей нормализацией показателей спустя две недели после травмы.
Таким образом, содержание первичных и конечных продуктов ПОЛ (ДК и ШО) является критерием давности травмы.
-
-
Сочетание ГГЦ и травмы опорно-двигательного аппарата как через сутки, так и через две недели после механической травмы приводит к снижению показателей продуктов ПОЛ (ДК и ШО) в крови, по сравнению с аналогичными группами животных без гипергомоцистеинемии.
-
В условиях ГГЦ в плазме экспериментальных животных наряду с увеличением концентрации гомоцистеина происходит увеличение содержания восстановленного глутатиона.
-
Один из механизмов токсичного действия избытка гомоцистеина на эндотелий сосудов связан с повреждением клеточных мембран.
-
ГГЦ в сочетании с травмой опорно-двигательного аппарата характеризуется повышением толщины эндотелия в венах за счет увеличения стенки сосуда.
Теоретическая и практическая значимость работы. С целью унификации воздействия травмирующего агента впервые было разработано уникальное механическое устройство для формирования переломов сегментов задней конечности крысы. Данный аппарат может быть использован для испытания различных фармпрепаратов в условиях экспериментальной травмы.
В основе разработанной экспериментальной модели лежит шестинедельная метиониновая диета, в результате которой у крыс развивалась гипергомоцистеинемия (показатели гомоцистеина в плазме крови повышались в 1,5 раза).
Установлены критерии прогнозирования давности травмы содержанию первичных и конечных продуктов ПОЛ (ДК и ШО) в крови.
Установлено, что в условиях ГГЦ происходит увеличение уровня GSH. Учитывая, что содержание GSH в крови отражает уровень ГЦ, определение концентрации GSH может служить в качестве косвенного биохимического теста для оценки состояния ГГЦ.
Результаты исследований внедрены в практику работы судебно-биохимического, судебно-гистологического отделений Государственного бюджетного учреждения Ростовской области "Бюро судебно-медицинской экспертизы". Данные результаты также используются при чтении курсов: «Судебная медицина» (к\афедра судебной медицины с курсом правоведения, Ростовский государственный медицинский университет), «Свободные радикалы в биологических системах» и «Основы патобиохимии» (кафедра биохимии и микробиологии факультета биологических наук, Южный федеральный университет).
Апробация диссертационной работы. Материалы диссертации были представлены на 64-ой итоговой научной конференции молодых ученых РостГМУ (Ростов-на-Дону, 2010 г.); на IX, XI межвузовских конференциях с международным участием «Обмен веществ при адаптации и повреждении» (Ростов-на-Дону, 2010, 2012 гг.); на Всероссийской молодежной научной школе «Эффективная работа над диссертацией» (Ростов-на-Дону, 2012 г.); на Всероссийской молодежной конференции «Актуальные вопросы биомедицинской инженерии» (Ростов-на-Дону, 2012 г.); на II Всероссийской с международным участием школе-конференции молодых ученых (Екатеринбург, 2012 г.); на научно-практической конференции на базе Южного федерального университета «Миссия молодежи в науке» (Ростов-на-Дону, 2012 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, в том числе в изданиях, рекомендованных ВАК – 5 статей. Личный вклад – 81%, общий объем – 1,44 п.л.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 125 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов исследования, обсуждения полученных результатов, выводов и списка литературы. Работа содержит 23 таблицы, иллюстрирована 40 рисунками. Список литературы включает 268 литературных источников, в том числе 164 на иностранных языках.
Похожие диссертации на Особенности свободнорадикального окисления при травме опорно-двигательного аппарата в условиях экспериментальной гипергомоцистеинемии
-
-
