Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы .12
1.1. Структурно-функциональная организация и особенности метаболизма суставного хряща в норме и при травматических повреждениях 12
1.2. Процессы свободнорадикального окисления в патогенезе травматического повреждения суставов 19
1.3. Роль иммунной системы в процессах деструкции суставного хряща при посттравматическом артрозо-артрите .25
1.4. Патоморфология посттравматических изменений в суставе 30
1.5. Механизм действия мексидола и возможность его применения при посттравматическом артрите 34
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования 37
2.1. Материалы исследования и методика проведения экспериментов .37
2.2. Методы исследования 38
2.2.1. Методы определения показателей перекисного определения липидов и антиоксидантной системы 38
2.2.2. Методы определения иммунного статуса 41
2.2.3. Методы определения обмена коллагена .42
2.2.4. Морфологические исследования суставов 43
2.2.5. Методы статистической обработки 43
ГЛАВА 3. Интенсивность процессов перекисного окисления липидов при травматическом повреждении коленного сустава в эксперименте .44
3.1. Изучение процессов липопероксидации при моделировании травматического повреждения коленного сустава в эксперименте 44
3.2. Исследование процессов перекисного окисления липидов при травматическом повреждении коленного сустава на фоне применения нестероидной противовоспалительной терапии 48
3.3. Оценка процессов ПОЛ при травматическом повреждении коленного сустава на фоне внутрисуставного применения мексидола 51
4. Изучение процессов липопероксидации при травматическом повреждении коленного сустава на фоне комбинированного применения нестероидной и антиоксидантной терапии 55
ГЛАВА 4. Динамика цитокинового профиля и фагоцитарного звена иммунитета при моделировании травматического повреждения коленного сустава в эксперименте 60
4.1. Динамика цитокинового профиля при посттравматическом артрите в эксперименте .60
4.2. Динамика цитокинового профиля при травматическом повреждении коленного сустава в эксперименте на фоне применения нимесулида 64
4.3. Исследование динамики цитокинового профиля при травматическом повреждении коленного сустава в эксперименте на фоне внутрисуставного введения мексидола 68
4.4. Исследование динамики цитокинового профиля при травматическом повреждении коленного сустава в эксперименте на фоне применения нимесу-лида в комбинации с внутрисуставным введением мексидола 71
4.5. Динамика показателей функциональной активности нейтрофилов при травматическом повреждении коленного сустава в эксперимен-те 74
ГЛАВА 5. Динамика метаболизма коллагена и морфологические изменения при травматическом повреждении коленного сустава в эксперименте .76
5.1. Динамика фракций оксипролина и морфологических внутрисуставных изменений при моделировании травматического повреждения коленного сустава в эксперименте .76
5.2. Изменения показателей обмена коллагена при посттравматическом артрите в эксперименте на фоне нестероидной противовоспалительной тера-пии .85
5.3. Изменения показателей обмена коллагена при посттравматическом артрите в эксперименте при внутрисуставном введении мексидола .90
5.4. Корреляционные взаимосвязи между изучаемыми показателями у лабораторных животных .100
Заключение .101
Выводы 114
Практические рекомендации .115
Библиографический список
- Процессы свободнорадикального окисления в патогенезе травматического повреждения суставов
- Методы определения показателей перекисного определения липидов и антиоксидантной системы
- Исследование процессов перекисного окисления липидов при травматическом повреждении коленного сустава на фоне применения нестероидной противовоспалительной терапии
- Динамика цитокинового профиля при травматическом повреждении коленного сустава в эксперименте на фоне применения нимесулида
Введение к работе
Актуальность работы. В структуре распространенности травматических повреждений крупных суставов важное место занимают травмы коленного сустава, составляющие около 5% от числа всех повреждений опорно-двигательной системы и 50% среди всех внутрисуставных травматических нарушений (Вялков А.И., 2001; Андреева Т.М., 2006; Ударцев Е. Ю., 2012). В 9-11% случаев повреждения этой локализации приводят к стойкой утрате трудоспособности из-за развития посттравматического остеоартроза. Согласно современным литературным данным, у лиц трудоспособного возраста остеоартроз коленного сустава в 80% является посттравматическим (Троценко В.И., 2003; Kramer W.C., 2011).
Известно, что травматическое повреждение компонентов сустава, сопровождающееся кровоизлиянием в его полость, в ранние сроки приводит к возникновению внутри- и внесуставных воспалительных изменений и, в первую очередь, к развитию синовита (Дубровин Г.М. и соавт., 2005; Нетяга С. В., 2005; Goldring M.B., 2011). Зачастую воспалительный процесс в травмированном суставе приобретает хронический характер, что ведет к вторичной альтерации гиалинового хряща и усиливает воспалительную реакцию в суставе, способствуя преобладанию катаболических процессов в хряще и приводя к дегенеративно-дистрофическим изменениям в тканях суставов (Митрофанов В.А., Пучиньян Д.М., Федотова М.В., 2010). Существенную роль в этом играет нарушение физиологического равновесия между факторами с провоспалительными (Ил-1, ФНО-) и противовоспалительными (Ил-4, Ил-10) эффектами со сдвигом в сторону первых, что вызывает деградацию коллагена и протеогликанов хряща (Цурко В. В., Королев А. А., 2003; Широкова Л.Ю., 2010; Алексенко Е.Ю., 2011).
Традиционно применяемые нестероидные противовоспалительные препараты далеко не всегда приводят к купированию воспаления в суставе и предотвращению деструкции хряща, кроме того, их использование ассоциируется с широким спектром побочных реакций, наиболее часто развивающихся со стороны желудочно-кишечного тракта (Балабанова P.M., 2002; Муравьев Ю.В., 2003; Воробьева О.В., 2011).
В настоящее время в дополнение к ранее изученным механизмам повреждения хряща важное место в патогенезе посттравматического остеоартроза отводится активации процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ), продукты которого участвуют в формировании дегенеративно-дистрофических изменений всех компонентов сустава (Алексеева Л.И., Шарапова Е.П., 2012). При этом патогенетически обоснованный подход к профилактике посттравматического остеоартроза, предполагающий воздействие на механизмы липопероксидации, в настоящее время отсутствует. В этом отношении наше внимание привлек препарат мексидол из группы синтетических антиоксидантов, производных 3-оксипиридина, применяемый в настоящее время при терапии широкого круга патологических состояний,
сопровождающихся активацией процессов свободнорадикального окисления (Беляев А.Н., 2005; Сипров А.В., 2007; Микуляк Н.И., 2010). Более того, в доступной литературе нет исследований по применению данного препарата при посттравматических артрозо-артритах. Поэтому мы считаем перспективным изучение эффективности использования мексидола для профилактики дегенеративно-дистрофических изменений суставов после их травмы.
Цель исследования: изучить некоторые метаболические нарушения при травматическом повреждении коленного сустава в эксперименте и обосновать возможность их патогенетической коррекции.
Задачи исследования:
-
Изучить процессы перекисного окисления липидов в динамике экспериментального посттравматического артрита.
-
Исследовать в динамике некоторые показатели цитокинового профиля при травматическом повреждении коленного сустава в эксперименте.
-
Изучить нарушения некоторых показателей обмена коллагена и морфологические изменения тканей сустава при посттравматическом артрите в эксперименте.
-
Обосновать целесообразность антиоксидантной коррекции патофизиологических нарушений при экспериментальном посттравматическом артрите.
Положения, выносимые на защиту:
1. Травма коленного сустава сопровождается дисбалансом в соотношении
процессов липопероксидации и антиоксидантной системы, что обосновывает
применение препаратов, обладающих антиоксидантным эффектом, в комплекс
ном лечении посттравматического артрита.
2. Дисбаланс в цитокиновом статусе играет важную роль в развитии
деструктивно-дистрофических процессов в хрящевой ткани при посттравмати
ческом артрите в эксперименте.
-
Определение количественного и фракционного состава оксипролина, являющегося специфическим маркером метаболизма коллагена, позволяет прогнозировать развитие посттравматических дегенеративно-дистрофических изменений в суставах.
-
Применение мексидола снижает вероятность развития дегенеративных изменений суставов после травм в эксперименте и является способом профилактики формирования посттравматических экспериментальных артрозов.
Научная новизна.
1. Установлено, что при посттравматическом артрите происходит активация свободнорадикального окисления липидов, способствующая деградации биополимеров соединительной ткани суставного хряща, что проявляется увеличением содержания не только свободного и пептидносвязанного оксипро-лина в плазме крови, но и массивным накоплением белковосвязанного оксипролина. Выявленный дисбаланс в активности синтеза и распада коллагена
говорит о недостаточной эффективности процессов репарации суставного хряща на фоне продолжающейся деструкции с формированием его фиброза.
-
Показано, что цитокиновый дисбаланс, развивающийся при посттравматическом артрите, обусловлен повышением уровня провоспалитель-ных цитокинов, а рост концентрации противовоспалительных цитокинов в плазме имеет компенсаторный характер и направлен на уменьшение активности провоспалительных цитокинов с целью ограничения воспаления в поврежденном суставе.
-
Констатировано, что процессы свободнорадикального окисления и дисбаланс в цитокиновом профиле играют важную роль в патогенезе посттравматического артрита, способствуя усилению процессов деструкции и уменьшению репаративных возможностей хрящевой ткани коленного сустава.
-
Корреляционный анализ выявил обратную корреляционную зависимость между концентрацией провоспалительных цитокинов и активностью ан-тиоксидантных ферментов, содержанием продуктов перекисного окисления ли-пидов и белковосвязанным оксипролином, прямую зависимость между концентрацией противовоспалительных цитокинов и белковосвязанным оксипролином при посттравматическом артрите.
-
Установлено, что антиоксидантная коррекция, в отличие от нестероидной противовоспалительной терапии, препятствует свободнорадикальной деградации биополимеров соединительной ткани коленного сустава на фоне уменьшения первичных и вторичных продуктов ПОЛ и повышения активности антиоксидантных ферментов. Патогенетически обосновано комбинированное применение нестероидной противовоспалительной и антиоксидантной терапии посттравматического артрита, позволяющее в ранние сроки купировать воспалительный процесс и предотвратить развитие дегенеративно-дистрофических процессов в тканях сустава.
Практическая значимость. В результате проведенных экспериментальных исследований разработан способ профилактики посттравматического остеоартроза, заключающийся в пятикратном внутрисуставном введении антиоксиданта мексидола в дозе 5 мг/кг.
Доказана целесообразность включения в комплексную терапию посттравматического артрита внутрисуставного введения мексидола, позволяющего уменьшить выраженность воспалительных изменений в суставе и степень вторичной альтерации тканевых структур, препятствуя развитию дегенеративно-дистрофических процессов в хрящевой ткани.
Внедрение результатов исследования в практику. Результаты диссертационной работы внедрены в научную деятельность ЦНИЛ Медицинского института ФГБОУ ВПО «МГУ им. Н.П. Огарева». Материалы диссертации используются при чтении лекций и проведении практических занятий со студентами, клиническими ординаторами и интернами на кафедре общей хирургии имени профессора Н. И. Атясова ФГБОУ ВПО «МГУ им. Н.П. Огарева».
Апробация результатов исследования. Результаты исследования доложены и обсуждены на научно-практической конференции «Студенческая наука и медицина XXI века: традиции, инновации, приоритеты» (Самара, 2008); Всероссийской конференции студентов и молодых ученых с международным участием «Актуальные вопросы медицинской науки» (Ярославль, 2009); итоговой научной конференции с международным участием «Татьянин день» и школы молодых исследователей «Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины» (Москва, 2010); научно-практической конференции с международным участием «Новые технологии в хирургии и интенсивной терапии» (Саранск, 2010); научно-практических конференциях молодых ученых и Огаревских чтениях МГУ им. Н.П. Огарева (Саранск, 2009-2013). Результаты работы прошли апробацию в рамках программы «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» («У.М.Н.И.К.») (2009-2011 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 научных работ, в том числе 4 – в журналах, рекомендованных ВАК РФ. Зарегистрировано одно рационализаторское предложение, получен патент РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 138 страницах компьютерного текста, содержит 13 таблиц, 25 рисунков и 1 схему. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, 3 глав собственных наблюдений, заключения, выводов, практических рекомендаций и библиографического списка, включающего 121 отечественный и 98 иностранных источников.
Процессы свободнорадикального окисления в патогенезе травматического повреждения суставов
Суставной хрящ - разновидность соединительной ткани, состоящая из хондроцитов и межклеточного вещества, или внеклеточного матрикса (ВКМ). Нормальный хрящ взрослого человека условно разделен на структурные зоны в зависимости от глубины залегания хондроцитов, их формы, объема и функции, репродуктивных свойств, плотности распределения матрикса, ультраструктурной организации и других свойств, что отчетливо видно на гистологическом срезе суставного хряща (Виноградова Е.В.; 1980; Цурко В.В., 2001).
Первая зона хряща – поверхностная, или тангенциальная, обращена в синовиальную полость сустава и отделена от нее тонкой бесклеточной пластинкой, занимает 10-20 % толщины суставного хряща. В этой зоне имеются хон-дроциты овально-вытянутой (дисковидной) формы. В клетках и матриксе поверхностной зоны происходит постоянная и неизбежная убыль хондроцитов со стороны суставных поверхностей. Хондроциты в поверхностной зоне по своему строению напоминают фибробласты и не имеют признаков репродукции. Ближе к суставной поверхности хондроциты значительно уменьшаются в объеме, ядра их пикнотизируются. В конечном счете, происходит деструкция цитоплазматических органелл, а затем и самой цитоплазмы. В поверхностный слой суставного хряща силами компрессии из синовиальной жидкости сустава нагнетается гиалуронат, который обеспечивает в этом слое, а возможно и глубже, особые метаболические процессы, исключая возможность прогрессирующей дифференцировки хондроцитов (Burdan E., 2009).
Вторая зона хряща – средняя, или промежуточная. На ее долю в общей толщине суставного хряща приходится менее одной трети. Хондроциты данной зоны способны к саморепродукции, которая сохраняется в течение всей жизни. Состояние ядра и цитоплазмы в клетках отражает активное состояние в них метаболизма и биосинтеза. Для клеток этого типа характерна специализация в биосинтезе коллагена и гликозаминогликанов: часть клеток содержит развитый гранулярный эндоплазматический ретикулум, другая часть - гладкий эндоплазматический ретикулум. Полярности в расположении этих структур не обнаруживается, что свидетельствует о выведении продуктов метаболизма в различных участках плазмалеммы. Комплекс Гольджи в клетках развит, имеется небольшое количество мелких митохондрий (Чичасова Н.В., 2005).
Третья зона хряща – глубокая. Она представлена хондроцитами, располагающимися в колонках. По ультраструктурной организации они соответствуют хондроцитам промежуточной зоны, но отличаются обширными скоплениями гликогена. Глубокая зона располагается над сплошной костной пластинкой, образуя соединение особого типа - хондросиностоз. Эта зона и ее кальцифицированный участок выполняют роль посредников транспорта питания из кровеносных капилляров подхрящевой костной пластинки к клеткам промежуточной зоны.
Хондроциты на разной глубине залегания находятся в неодинаковых условиях питания, поэтому они существенно отличаются метаболическими возможностями и свойствами биосинтеза. Не имея ни сосудов, ни нервных волокон, хрящевая ткань осуществляет активный метаболизм посредством матрикса, который включает в себя до 75 % воды (Павлова В.Н., 2011).
Большое значение для обеспечения прочности и упругости хряща имеют белки хрящевого матрикса: коллагены, протеогликаны и неколлагеновые гликопротеины.
Коллаген – внеклеточный матриксный белок, играющий важную роль в сохранении нормальной структуры и функции соединительной ткани. Он составляет более 30% от общей массы белков, причем около 40% его находится в коже, 10% в строме внутренних органов и около 50% в тканях скелета
(Белова С.В., 2007). Молекулы коллагена II типа состоят из трех идентичных полипептидных 1 (II)-цепей, синтезируемых и секретируемых в виде проколлагена-пред-шественника. B зрелом суставном хряще коллаген II типа образует фибриллярные аркады, сеть из которых обеспечивает функцию сопротивления растяжению и необходима для поддержания объема и формы ткани. Эта функция усиливается ковалентными и поперечными связями между молекулами коллагена (Ding C., 2005).
В матриксе суставного хряща коллаген составляет 50-70 % . При этом большая его часть находится в составе коллагеновых фибрилл, формирующих коллагеновые волокна. С ориентацией и упорядоченным расположением коллагеновых волокон связывают его прочностные и функциональные свойства.
Протеогликаны – это белки, к которым ковалентно присоединена, по крайней мере, одна гликозаминогликановая цепь. Протеогликаны относятся к одним из наиболее сложных биологических макромолекул. Наиболее обширно протеогликаны представлены во внеклеточном матриксе хряща. «3апутанные» внутри сети из коллагеновых фибрилл, гидрофильные проте-огликаны выполняют свою основную функцию – сообщают хрящу способность обратимо деформироваться (Bird J.L., 2000; Коваленко В.Н., 2003).
Функционирование суставного хряща зависит не только от особенностей его структуры, но и от метаболического статуса, эндокринной и иммунной систем организма, субхондральной кости и ее составляющих - подхря-щевой костной пластинки, костных трабекул, состояния межтрабекулярных пространств, васкуляризации синовиальной мембраны, продуцирующей синовиальную жидкость, действия экологически вредных факторов, биомеханической нагрузки (Мажуга П.М., 1999).
Методы определения показателей перекисного определения липидов и антиоксидантной системы
Изменения, возникающие в суставе после травмы, складываются из анатомо-структурных нарушений (разрыв, сдавление, смещение, растяжение, перелом и др.), вызванных механическим фактором, и реактивных процессов суставных и параартикулярных тканей и всего организма в целом, т. е. из специфики тканей и ответной реакции определяют особенности репарации.
Суставная травма как один из вариантов внутриполостного воспаления имеет некоторые общие признаки с другими острыми воспалительными процессами в полостях организма (перитонит, плеврит и др.), но существенно отличается от них. Это связано не только с функциональными способностями клеток, участвующих в реакции, но и с ограничениями, накладываемыми механической ригидностью тканей. Наличие такого пространственного фактора, образующего определенную «буферную» зону в период повреждения и репарации, является одной из принципиальных характеристик внутрисуставного посттравматического воспалительного процесса, предрасполагая к переходу его в хроническую форму (Герасимов А.М., Фурцева Л.Н., 1986).
На основании анализа общих и местных проявлений острого травматического артрита коленного сустава предложено различать 3 фазы: первая – наиболее выраженная деструкция, приходится на первые 3 суток; вторая – с 4-х по 10 - 12-е сутки характеризуется началом снижения интенсивности воспалительного процесса; третья – с 10 – 12-х суток после травмы проявляется неуклонным уменьшением выраженности воспалительных реакций. Временные параметры фазности процесса в различных суставах неодинаковы и зависят также от интенсивности травмы.
Как показали ставшие классическими исследования В.Н. Павловой (1980), реакция синовиальной оболочки через 5 – 6 часов после травмы характеризовалась нарушением покровного слоя, между клетками и в межуточном веществе которого встречаются целые эритроциты или их обломки. На поверхности оболочки среди множества эритроцитов отмечаются единичные десквамированные клетки или даже их группы, кровеносные сосуды ги-перемированы. Через 12 – 36 часов реактивные явления нарастают. Для срока 24 часа типичен выход из кровеносных сосудов большого числа нейтрофи-лов, которые инфильтрируют покровный и глубокие слои синовиальной оболочки. На поверхности оболочки в большом количестве определяются слу-щенные синовиоциты. К исходу 2 суток в покровном слое появляются множественные митозы, в норме у взрослых людей отсутствующие.
На 5 – 9 сутки посттравматического периода реактивные изменения в синовиальной оболочке выражены наиболее ярко. Вся поверхность синовиальной оболочки покрывается многочисленными макрофагоподобными си-новиоцитами типа А и типичными мононуклеарными лейкоцитами, содержащими в своей цитоплазме целые эритроциты или их части. Среди сино-виоцитов преобладают макрофагоподобные (тип А) и переходные (тип С). По прошествии 8 – 9 суток на поверхности оболочки в местах скопления крови обнаруживаются нити и пленки фибрина, большие кровяные сгустки.
Таким образом, совокупность реактивных изменений в синовиальной оболочке в сочетании с растяжением стенок сустава приводит к нарушению проницаемости синовиальной оболочки в направлении сус-тавлимфатическое русло (Павлова В.Н., 1980) и способствует пролиферации синовиоцитов, образованию сгустков в полости сустава с последующей их организацией.
При травме суставов происходит деградация коллагеновой сети в поверхностных слоях хряща, приводящая к разволокнению поверхности и повышенной проницаемости для воды (Николаева С.С. и соавт., 2000). По мере разрушения части протеогликанов появляется больше отрицательно заряженных ГАГ, которые привлекают катионы и молекулы воды, в то же время оставшиеся протеогликаны теряют способность притягивать и удерживать воду. Кроме того, потеря протеогликанов снижает их тормозящее воздействие на интерстициальный ток воды. В результате хрящ отекает, не срабатывает механизм сжатия (удержания) жидкости и снижается компрессионная устойчивость хряща. Происходит эффект переноса большей части нагрузки на уже поврежденный твердый матрикс, а это приводит к тому, что отечный хрящ становится более восприимчивым к механическим повреждениям. В итоге хрящ либо восстанавливается, либо продолжает разрушаться.
Кроме повреждения протеогликанов частично разрушается и коллаге-новая сеть, которая уже не восстанавливается, и в хряще появляются вертикальные щели и изъязвления. Эти повреждения могут распространяться вниз по хрящу до субхондральной кости. Продукты распада и суставная жидкость распространяются до базального слоя, что приводит к появлению мелких участков остеонекроза и субхондральных кист
Исследование процессов перекисного окисления липидов при травматическом повреждении коленного сустава на фоне применения нестероидной противовоспалительной терапии
На фоне внутрисуставной антиоксидантной терапии, в отличие от серии с применением нимесулида, уже на 3-и сутки произошли достоверные изменения показателей цитокинового профиля в сравнении с контрольной серией. Так, уровни основных медиаторов деструкции соединительной ткани – ФНО-,Ил-1 и Ил-17 снизились на 8,8% (р3 0,05); 10% (р3 0,05) и 33,9% (р3 0,001) соответственно относительно серии контроля. При сравнении содержания противовоспалительных цитокинов статистически значимых различий с данными контрольной серии не выявлено (р3 0,05).
К 15-м суткам происходило дальнейшее снижение содержания цитоки-нов в плазме крови лабораторных животных относительно начала эксперимента. Наблюдалась статистически достоверная разница с показателями соответствующих суток контрольной серии. Так, уровень ФНО- оказался ниже на 20% (р3 0,001), Ил-1 на 10,6% в сравнении с показателями соответствующих суток контрольной серии. Содержание Ил-17 снизилось на 36,4% (р3 0,001). Активность противовоспалительных цитокинов Ил-10 и Ил-4 снижалась на 21,8% (р3 0,001) и 12,9% (р3 0,05). Выявлено статистически достоверное снижение роста уровня цитокинов Ил-6 и Ил-2 на 14,7% и 8,7% (р3 0,001).
К концу эксперимента уровни про- и противовоспалительных цитоки-нов продолжали снижаться, хотя оставались повышенными в среднем в 1,5 раза по сравнению с нормальными значениями. Концентрации ФНО-, Ил-1 и Ил-17 снизились на 31,4% (р3 0,001), 19,3% (р3 0,001) и 41,1% (р3 0,001) соответственно относительно 28-х суток контроля. Уровни регуляторных маркеров воспаления Ил-6 и Ил-2 снижались на 22,8% (р3 0,001) и 22,7% (р3 0,001) соответственно. Также к концу эксперимента в плазме крови лабораторных животных произошла некоторая стимуляция роста Ил-4 по сравнению с данными 28-х суток контроля (табл. 7).
Таким образом, при внутрисуставном применении мексидола происходит выравнивание темпов роста про- и противовоспалительных цитокинов, что способствует восстановлению цитокинового баланса. Из вышесказанного следует, что внутрисуставное введение мексидола способствовало более вы раженному снижению уровней маркеров воспаления в системном кровотоке, чем применение нимесулида, что, по-видимому, связано с мембранопротек-торным действием препарата по отношению к хондроцитам и клеткам синовиальной оболочки, и с уменьшением образования активных метаболитов кислорода, супероксидрадикалов и оксида азота, продуцируемых, в основном, полиморфноядерными лейкоцитами.
Примечания: p - достоверность отличий к данным интактных животных; p1- достоверность отличий к данным соответствующей серии на 3 сутки; p2- достоверность отличий к данным соответствующей серии на 15 сутки; p3- достоверность к данным контрольной серии на соответствующие сутки; p4 – достоверность отличий к данным НПВС терапии на соответствующие сутки 4.3. Исследование динамики цитокинового профиля при травматическом повреждении коленного сустава в эксперименте на фоне применения нимесулида в комбинации с внутрисуставным введением мекси-дола
Оценка эффективности терапии мексидолом и нимесулидом показала наиболее высокую активность. Комбинированное применение препаратов сопровождалось достоверным снижением уровня провоспалительных цитоки-нов. Так, на 3 сутки эксперимента концентрация ФНО- снизилась на 17,7% (p3 0,001) по сравнению с данными контрольной серии. Уровень Ил-17 – мощного индуктора катаболических реакций в хондроцитах снизился на 42,5% (p3 0,001). Содержание Ил-1 уменьшалось на 12,6% (p3 0,001) относительно данных 3-их суток контрольной серии. Регуляторные маркеры воспаления Ил-2 и Ил-6 понижались на 10,7% и 7,6% (p3 0,001). Со стороны противовоспалительных цитокинов Ил-4 и Ил-10 достоверных изменений не выявлено (р3 0,05) (рис. 10).
На 15-е сутки уровни ФНО- и Ил-1 продолжали уменьшаться на 32,9% (p1 0,001) и 21% (p1 0,001) в сравнении с началом эксперимента и относительно контрольной серии в эти же сроки на 38% (p3 0,001) и 23,3% (p3 0,001). Концентрации Ил-6 и Ил-17 также снижались по сравнению с 3-ми сутками эксперимента на 17,4% (p1 0,001) и 24,9% (p1 0,001).
К 28 суткам эксперимента уровни цитокинов продолжали неуклонно снижаться, что объясняется стиханием воспалительных явлений в травмированном суставе. Уровни ФНО- и Ил-1 упали на 58,1% (р3 0,001) и 26,1% (р3 0,001) относительно показателей контрольной серии в эти же сроки, содержание Ил-6 и Ил-17 уменьшилось на 38,9% (р3 0,001) и 45,5% (р3 0,001). Также выявлено снижение концентраций противовоспалительных цитокинов – Ил-2 на 33,7% (р3 0,001) и Ил-10 на 17,5% (р3 0,001). Со стороны Ил-4 статистически значимых различий не выявлено (р3 0,05) (табл. 8). Уровень цитокинов в плазме крови лабораторных животных при посттравматическом артрите в эксперименте на фоне комбинированного применения нимулида и мексидола, 28 сутки эксперимента
Примечание: – достоверность показателя по отношению к данным контрольной серии (р3 0,001) интактные животные контрольная серия мексидол+нимесулид Рис. 12. Уровень цитокинов в плазме крови лабораторных животных при посттравматическом артрите в эксперименте на фоне комбинированного применения нимулида и мексидола, 28 сутки эксперимента
Примечание: – достоверность показателя по отношению к данным контрольной серии (р3 0,001)
Таким образом, в ходе изучения цитокинового профиля в динамике нами выявлено два тесно взаимосвязанных процесса: во-первых, дисбаланс между гиперпродукцией провоспалительных и противовоспалительных цито кинов с преобладанием первых над вторыми; во-вторых, нарастание вышеуказанного разобщения к концу эксперимента. Увеличение продукции хонд-роцитами провоспалительных цитокинов, возможно, отражает нарастание процессов апоптоза в хрящевой ткани, активацию тканевых макрофагов и усиление цитотоксических реакций, что может свидетельствовать об усилении процессов деструкции и переходе воспаления в хронический процесс.
При внутрисуставном введении мексидола на протяжении всего посттравматического периода уровни изученных цитокинов неуклонно и прогрессивно снижались, что свидетельствует о регрессии системного воспалительного ответа.
Динамика цитокинового профиля при травматическом повреждении коленного сустава в эксперименте на фоне применения нимесулида
Нестероидная противовоспалительная терапия в некоторой степени также препятствует деградации биополимеров соединительной ткани сустава, однако, не способствует ограничению избыточного фиброза тканей сустава, о чем свидетельствует высокий уровень БСО плазмы крови на поздних стадиях экспериментального посттравматического артрита.
У животных, получавших комбинированное лечение нимулидом и мек-сидолом, на 28 сутки макроскопически на суставной поверхности визуализировался дефект с ровными границами, правильной формы. Поверхность дефекта несколько западала относительно поверхности сустава, имела глянцевый блеск и бледно-розовый цвет.
Микроскопически наблюдалось разрастание зрелой грануляционной ткани и проникновение ее в толщу основного вещества хряща из субхонд-рального пространства. В грануляционной ткани отмечено появление клеток различной степени зрелости: недифференцированные округлые клетки, ма-лодифференцированные хондробласты и типичные хондроциты. Матрикс в регенерате развит слабо. Такая ткань, отграничивая регенерирующую суб-хондральную кость от суставной полости, видимо, выполняет роль суставного покрытия. В перифокальном хряще четко просматриваются глубокая, промежуточная и поверхностная зоны. В отличие от интактных животных в поверхностной зоне частой находкой являются 1-2 клеточные лакуны, а в средней и глубокой зонах встречаются скопления хондроцитов из 2-8 клеток (рис. 25).
Таким образом, применение антиоксиданта мексидола на фоне нестероидной противовоспалительной терапии нимулидом на 3 сутки способствовало уменьшению выраженности воспалительных изменений в синовиальной оболочке. К концу эксперимента произошло восстановление дефектной зоны грануляционной тканью с появлением в ней элементов хондроидной ткани. Хрящ вне зоны поражения и синовиальная оболочка существенно не отличались от интактных. Следовательно, комбинированное применение нимулида и мексидола позволяет купировать посттравматическое асептическое воспаление в суставе и предотвратить развитие дегенеративно-дистрофических изменений.
Рис. 25 Микрофотограмма суставного хряща, IV опытная серия, 28 сутки. Ув. 10х40. Окраска гематоксилином и эозином
Полученные результаты показывают обоснованность комбинированного применения нестероидной противовоспалительной и антиоксидантной терапии, позволяющей в ранние сроки купировать воспалительный процесс в пораженном суставе, стимулировать заживление травматического дефекта и, следовательно, предотвратить развитие дегенеративно-дистрофического процесса в ткани сустава.
Проведенный корреляционный анализ между указанными показателями активности процессов ПОЛ и цитокиновым профилем в плазме крови на 3 сутки эксперимента выявил обратную корреляционную связь средней силы между концентрацией ФНО-, Ил-1, Ил-17 и активностью каталазы (r=-0,42, -0,55 и -0,67 соответственно) и прямую связь средней силы уровня Ил-6 с концентрацией МДА (г= +0,32). Аналогичная закономерность замечена при проведении корреляционного анализа между цитокиновым профилем и показателями обмена коллагена. Так, обнаружена обратная сильная связь Ил-1 с концентрацией БСО плазмы крови (г= -0,78) и прямая связь средней силы с содержанием ПСО (г= +0,37). Выявлена прямая корреляционная связь средней силы между уровнями Ил-4 и Ил-2 и содержанием БСО (r=+0,31 и +0,65 соответственно). Корреляционный анализ активности процессов ПОЛ в тканях сустава и показателей обмена коллагена в плазме крови показал обратную связь средней силы между уровнем Fe-МДА и БСО (г= -0,45).
Также установлена четкая корреляционная зависимость между указанными величинами в конце эксперимента. Так, показатели Ил-1, Ил-17 обратно коррелируют с активностью каталазы (r=-0,38, и -0,34 соответственно). При анализе цитокинового профиля и обмена коллагена выявлена прямая средняя связь между уровнями СО и БСО и концентрацией Ил-17 с коэффициентом +0,49 и +0,43 соответственно; между уровнем Fe-МДА и БСО – прямая слабая связь (r = +0,26).
Учитывая полученные данные о тесной взаимосвязи метаболизма коллагена, цитокинового статуса и активности процессов ПОЛ, а также известные литературные данные о свободнорадикальной деструкции соединительной ткани, мы предполагаем, что процессы липопероксидации и указанный дисбаланс в цитокиновом профиле играют важную роль в процессах деградации коллагена. Реализация указанного механизма, по нашему мнению, происходит за счет повреждения соединительнотканных структур сустава, что ведет к снижению репаративных возможностей в условиях параллельно происходящих дегенеративно-дистрофических процессов.
В настоящее время многих исследователей беспокоит проблема травматических повреждений крупных суставов, несмотря на разнообразие современных методов лечения (Ударцев Е. Ю., 2012; Дубровин Г.М., 2004; Котельников Г.П., 2005). Эта обеспокоенность объясняется тем, что часто внутрисуставные посттравматические повреждения приводят к стойкой утрате трудоспособности из-за развития посттравматического остеоартроза в 9%-11% (Троценко В.И., 2003; Берглезов М.А., 2006; Андреева Т.М. и соавт., 2007). Согласно современным литературным данным, у лиц трудоспособного возраста остеоартроз коленного сустава в 80% является посттравматическим, а в развитии дегенеративно-дистрофических изменений голеностопного сустава в молодом возрасте предшествующей травме отводится ключевое значение (Троценко В.И., 2003).
