Введение к работе
Актуальность проблемы.
Изучение механизмов регенерации органов и тканей является актуальной проблемой современной биологии и медицины. Благодаря приме-пению в клинике и эксперименте метода удлинения конечности в настоящее время формируется концепция дистракционного гистогенеза ( Г.А. Илизаров, 1989; А.В. Осипенко, 1995; А.В. Осипенко, В.А. Чсрешнсв, 1997).
Накоплен большой фактический материал о различных механизмах регенерации тканей, в частности, костной и мышечной при дистракцион-ном остеосинтезе ( В.П. Штин, 1978; Г.А. Илизаров, 1984; В.И. Стецула и соавт., 1984; Л.Н. Кочутина, 1992).
О существенной роли биоэнергетики как в онтогенезе скелетной мышечной ткани, так и при ряде состояний, связанных либо с повышенной физической нагрузкой, либо с патологией, свидетельствуют многочисленные публикации (Е.В. Озолина, 1989; З.А. Поддубная, 1992; Л.А. Марчик, 1995; В.Н. Чеснокова, 1995; G.G. Corbucci, 1995; G. Japichino et al., 1995; K.E. Liaw et al., 1995; O. Pastoris et al., 1995; J.L. Rivero, 1995). Такое внимание является отражением актуальности проблемы энергообеспечения различных процессов, как одной из важнейших областей медицины. Что касается процесса репаративного гистогенеза, то наиболее широко освещенным можно назвать биоэнергетику посттравматического и дистракционного регенерата, где показан вклад как анаэробного, так и аэробного окислительного метаболизма (В.П. Торбенко, В.А. Семенов, 1974; В.Н. Матвеенко и соавт., 1981; Ю.Н. Бахлыков и соавт., 1985; А.В. Осипенко, 1986; Б.Я. Власов, 1987).
В отношении скелетной мышцы показана только стимуляция гликолиза при ее растяжении ( Л.С. Кузнецова, Г.А. Шульгина, 1982; Л.С. Кузнецова и соавт., 1985; 1993). Ресинтез макроэргов в удлиняемой мышце только за счет анаэробного окисления кажется маловероятным, поскольку примеров активного участия тканевого дыхания в регенерации тканей достаточно ( СВ. Цвиренко, Л.И. Савельев, 1984; Б.Я. Власов, Э.Б. Макарова, 1993; З.А. Шидов, О.В. Пшикова, 1995). Кроме того, в отношении скелетной мышцы отдельным аспектом рассматривается и функционирование креатинфосфотрансферазного механизма, составляющего основу энерго-дающих реакций в мышце в отличие от других высокодифференцирован-ных тканей ( С.Н. Лызлова, В.Е. Стефанов, 1994; S. Shoji, 1995; V.A. Saks, R. Ventura-Clapier, 1996).
Эти данные подтверждают предположение о структурно-метаболическом механизме рспаративной регенерации скелетной мышцы, энергообеспечение которого до настоящего времени полностью не раскрыто.
Цель работы: Исследование энергетического метаболизма растягиваемой мышцы в различных режимах дистракционного остеосинтеза и выбор оптимального из них.
Задачи исследования.
-
Исследовать активность и локализацию ряда энзимов окислительного метаболизма в удлиняемой мышечной ткани.
-
Исследовать тканевое дыхание скелетной мышцы при дистракци-онном остеосинтезе.
-
Определить динамику креатинфосфокиназной активности в удлиняемой скелетной мышце.
-
Оценить функциональное состояние мышцы при дистракциошюм остеосинтезе.
-
Исследовать динамику активности некоторых окислительных энзимов сыворотки крови.
Научная новизна. Впервые представлена комплексная характеристика аэробного и анаэробного путей метаболизма, тканевого дыхания и их соотношения в динамике регенерации скелетной мышечной ткани в различных условиях удлинения конечности. Последнее позволило провести анализ воздействия разных темпов и методов удлинения конечности на адаптивные возможности окислительного метаболизма мышечных волокон при удлинении голени до 40-50% исходной величины.
В работе установлена четкая зависимость между режимом удлинения и изучаемыми показателями. Показаны преимущества билокального дистракционного остеосинтеза с темпом удлинения 1 мм.
Представлены новые данные о существенной роли кислорода в энергообеспечении репаративного миогенеза.
Проведение корреляционного анализа изучаемых показателей метаболизма в удлиняемой мышце и в сыворотке крови позволило использовать последние в качестве критерия процесса регенерации в мышце.
Практическая ценность работы. Представленные в работе данные могут быть использованы для индивидуального подбора режима удлинения, что особенно актуально при удлинении конечности более 30 % исходной величины. В случае применения режима монолокального дистракционного остеосинтеза, можно установить порог перерастяжения скелетной мышечной ткани, используя сывороточные маркеры.
Полученные данные используются при чтении курса лекций по регенерации тканей на кафедре патологической физиологии УрГМА.
Апробация работы. Основные положения проведенного исследования были представлены и обсуждены на съезде молодых ученых-травматологов (Тбилиси, 1989), на международной конференции, посвященной 75-летию академика Г.А. Илизарова и 25-летию РНЦ ВТО (Курган, 1996), на итоговых сессиях УНИИТО (1989; 1997).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ.
Объем диссертации. Диссертация изложена на 190 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, трех глав собственных данных, общего заключения, выводов, библиографического указателя, который включает 309 литературных источников, проиллюстрирована 57 рисунками и 23 таблицами.
На защиту выносятся.
-
Наличие связи между активностью гликолиза, аэробного окисления, креатинфосфотрансферазного механизма регенерирующей скелетной мышцы и величиной, темпом и методом удлинения конечности.
-
Существенная роль кислородзависимых реакций в энергообеспечении мышечной ткани при удлинении.
3.Оптимальные условия для регенерации скелетной мышцы создаются при бнлокальном дистракциоииом остеосинтезе с темпом удлинения 1 мм в сутки.
