CC BY
31
Рис. 2. Митотическая активность клеток печени эмбрионов и плодов человека.
7]. У плодов человека именно на 9-10 неделе происходит активное внедрение кровеносных сосудов в паренхиму печени [5].
Дальнейшее изучение клеточных ядер показывает, что в с 11 недели в ядрах гепатоцитов увеличивается площадь диффузного хроматина. Перераспределение
ядерного хроматина с преобладанием диффузного связано с увеличением степени зрелости этих структур и более интенсивными синтетическими процессами [6]. Диффузный хроматин является генетически активной фракцией ядра [3, 6, 9], он интенсивно включается в процесс саморегуляции, так необходимый клетке при выборе нового пути развития.
О наличии функционального напряжения, существующего в период 11-12 недели, в клетках печени свидетельствует также и возрастание индекса митотической активности (рис. 2). Наибольшая митотическая активность отмечалась в печени на 11-12 неделе внутриутробного развития (91,5%о). Это наибольшее количество делящихся клеток, обнаруженных нами в период эмбриогенеза.
Таким образом, с 7 по 14 недели эмбрионального развития происходят изменения в клетках печени в разные периоды митотического цикла. Отмечено, что хроматиновые структуры проявляют высокую мобильность в зависимости от срока внутриутробного развития. Изменение диффузного хроматина в ядрах клеток печени отражает сложные процессы дифференцировки клеток, смену фаз митотического цикла, происходящие в эмбриональном органе.
ЛИТЕРАТУРА
1. Автандилов Г.Г. Медицинская морфометрия. — М.: Медицина. 1990. — С. 275-280.
2. Агеев А.К. Акцидентальная инволюция тимуса и ее значение в развитии приобретенных (вторичных) иммунодефи-цитных состояний // Физиология, морфология и патология тимуса. — М., 1986. — С. 44-48.
3. Быков В.А. Цитология и общая гистология (функциональная морфология клеток тканей человека — СПб.: СОТИС, 2000. — 520 с.
4. Козельцев В.П. Клетка и субклеточные структуры // 20 век. биол. — М. Моск. проф, 1994. — С. 12-23.
5. Торбек В.Э. Морфогенез тимуса — М.: Изд-во Рос. университет Дружбы народов, 1995. — 116 с.
6. Исакова Н.Т. Морфология ядра в связи с органной и ги-стогенетической принадлежностью клеток и тканей: Автореф. дисс. ... д-ра биол. наук. — Новосибирск, 1996. — 33 с.
7. Georgatos S.D. Towards an understanding of nuciear morphogenesis // J. Cell. Biochem. — 1994. — Vol. 55. № 1. — P. 69-76.
8. Miller R.G. The tight junction as a barrier to cholesterol in canine epithelial cells // J. Ultrastruct. Res. — 1988 — Vol. 90. — P. 275-285.
9. Villepontean B., Brawley J., Martinson J. Nucleosome spacing is compressed in active chromatin domains of chick erythroid cells // Biochemistry. — 1992. — Vol. 31. № 5. — P. 1554-1563.
Информация об авторах: Обухова Лариса Евстигнеевна — к.м.н., доцент, е-шай: [email protected], Пономарев Борис Лаврентьевич — д.м.н., профессор,
Высоцкий Юрий Александрович — д.м.н., профессор, заведующий кафедрой,
Барсукова Наталья Ивановна — к.м.н., ассистент, Бородина Галина Николаевна — к.м.н., доцент, Черданцева Татьяна Михайловна — к.м.н., доцент, Болгов Александр Андреевич — к.м.н., доцент.
© БОЧАРОВ С.Н., КУЛИНСКИЙ В.И., ВИНОГРАДОВ В.Г., ЛЕБЕДЬ М.Л., КИРПИЧЕНКО М.Г., ГУМАНЕНКО В.В.,
ЛЕПЕХОВА С.А., РОДИОНОВА Л.В. — 2011
ИЗМЕНЕНИЯ АКТИВНОСТИ МЕТАБОЛИЗМА И ГОРМОНАЛЬНОГО ПРОФИЛЯ ПОСЛЕ МНОЖЕСТВЕННОЙ СКЕЛЕТНОЙ ТРАВМЫ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ
Сергей Николаевич Бочаров 1-2, Владимир Ильич Кулинский2, Валентин Георгиевич Виноградов2,
Максим Леонидович Лебедь1, Михаил Геннадьевич Кирпиченко1, Виталий Викторович Гуманенко3, Светлана Александровна Лепехова1, Любовь Викторовна Родионова1 (1Научный центр реконструктивной и восстановительной хирургии СО РАМН, г. Иркутск, директор — д.м.н., чл.-корр. РАМН, проф. Е.Г. Григорьев; 2Иркутский государственный медицинский университет, ректор — д.м.н., проф. И.В. Малов; 3МУЗ Городская клиническая больница №3 г. Иркутска, гл. врач — И.А. Кузнецов)
Резюме. Общий адаптационный синдром проявляется выраженной активацией гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы при сохранении активности симпатоадреналовой системы на исходном уровне. Гипофункция щитовидной железы компенсируется увеличением образования Т3 на периферии. Все вышеназванные изменения более выражены в подгруппе лабораторных животных, умерших в течение 7 суток после операции (n=10). Ключевые слова: стратегия адаптации, резистентность, толерантность.
CHANGES IN ACTIVITY OF METABOLISM AND HORMONAL TYPE AFTER MULTIPLE SKELETAL TRAUMA IN EXPERIMENT
S.N.Bocharov12, V.I.Kulinsky2, V.G. Vinogradov2, M.L.Lebed1,
M.G.Kirpichenko1, V.V. Gumanenko3, S.A. Lepekhova1, L.VRodionova1 (1 Scientific Center of Reconstructive and Restorative Surgery SB RAMS; 2 Irkutsk State Medical University;
3Irkutsk Municipal Clinical Hospital №3)
Summary. The results of experimental research in group of 22 Chinchilla rabbits allow to conclude that laboratory animals
with multiple skeletal trauma on the background of standard postoperative treatment show adaptative tolerance defined by reduction of activity of metabolism. The general adaptative syndrome is shown up by the evident activation of hypothalamic-pituitary-suprarenal system in the conservation of activity of sympathoadrenal system on the initial level. Hypofunction of thyroid gland is indemned by increase of formation of T3 at the periphery. All the foregoing changes are more evident in the subgroup of laboratory animals that died during 7 days after the operation (n = 10).
Key words: strategy of adaptation, resistance, tolerance.
Согласно концепции, выдвинутой в 1992 году В.И. Кулинским и И.А. Ольховским, у человека адаптация к новым условиям на уровне организма достигается путём реализации одной из двух стратегий — активной («резистентности») или пассивной («толерантности»)
[2]. Реализация стратегии резистентности предполагает повышение устойчивости организма к новым неблагоприятным условиям существования способом активного противодействия. Адаптация при этом достигается за счёт преодоления или избегания негативного влияния. Стратегия толерантности, ранее описанная у зимнеспящих млекопитающих и низших животных, имеет
Таблица 1
Динамика концентрации адреналина в крови у лабораторных
животных, Me (Р25-Р75)
Группы животных Адреналин, нг/мл
до операции 1 сут 3 сут 7 сут
экспериментальная группа, n=22 22,7 (13,8-30,1) 23,6 (16,6-26,2) 13,3 (11,5-24,1) 21,3 (13,8-24,1)
умершие, n=12 18,9 (13,7-25,8) 17,4 (14,3-23,1) 17,6 (12,1-22,9) -
выжившие, n=10 27,7 (18,6-42) 25,6 (24,2-40,5)* 13,2 (10,7-26,2) 21,3 (13,8-24,1)
* р<0,05 — статистически значимое отличие между группами выживших и умерших животных.
целью выигрыш времени при сохранении энергетических и пластических ресурсов. Клинически реализация стратегии толерантности манифестирует как гипобиоз. Дифференциально-диагностическим критерием типа адаптационной стратегии является активность метаболизма, измеряемая по потреблению кислорода и выделению углекислого газа. Одним из наиболее изученным в настоящее время механизмов, запускающих реализацию адаптационной стратегии и изменение активности метаболических процессов, является нейрогуморальная реакция. Лабораторным подтверждением таковой принято считать динамику показателей гормонального профиля. Наибольшее значение при этом уделяется гормонам стресс-реализующих систем и щитовидной железы. Тем не менее, гормональная реакция является лишь сигналом к действию. Выраженность ответа зависит от целого ряда причин, в том числе и от состояния рецепторного аппарата, которое может изменяться. Поэтому динамика гормонального профиля сама по себе не может служить исчерпывающей характеристикой адаптационной реакции. Очевидно, что значимость адаптационных процессов тем выше, чем тяжелее клиническая ситуация. Более того, от эффективности адаптации на уровне организма зависит как характер течения локального процесса, так и исход заболевания в целом [1]. Поэтому изучение адаптации организма в тяжёлой клинической ситуации является актуальной проблемой, необходимым этапом для дальнейшего разработки программы эффективной адаптации.
Цель работы — изучить изменения активности метаболизма и гормонального профиля после множественной скелетной травмы в эксперименте.
Материалы и методы
Объект исследования — лабораторные животные, кролики породы Шиншилла. Все манипуляции с животными производились на базе вивария научного от-
дела экспериментальной хирургии НЦРВХ СО РАМН, были одобрены этическим комитетом НЦРВХ СО РАМН и соответствовали «Правилам проведения работ с использованием экспериментальных животных» и «Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях». Экспериментальная группа состояла из 22 животных. В условиях основного обмена (спустя 14-16 часов после последнего приема пищи, при температуре комфорта 18-20°С, при исключении резких необычных раздражителей) в герметичной камере с помощью газоанализаторов (Oldham 0X-2000 и C-2000) определяли потребление кислорода и выделение углекислого газа. Затем, уже вне камеры, определяли ректальную (внутреннюю) температуру тела электронным термометром. Для определения гормонального профиля производили забор крови. Исследования гормонов выполнены методом иммуноферментного анализа на базе научно-лабораторного отдела НЦРВХ СО РАМН. Вышеуказанный комплекс диагностических мероприятий мы назвали стандартным протоколом обследования. Под общим обезболиванием производили наложение аппаратов внешней фиксации на правое предплечье и на левую голень с последующей остеотомией костей соответствующих конечностей. Стандартное послеоперационное лечение включало внутримышечное обезболивание анальгином 50% в суточной дозе 400-500 мг/кг/сутки в течение 5 суток после операции, антибиотикопрофилактику линко-мицином 50-70 мг/кг/сутки и инфузионную терапию раствором глюкозы 5% в суточной дозе 50-60 мл/кг/ сутки в течение 3 суток после операции. Стандартный протокол обследования выполнялся в первые, третьи и седьмые сутки после операции.
Результаты исследования представлены в виде медианы (Ме), 25й и 75й процентилей (Р25 и Р75 соответственно). Статистическую значимость отличий показателей выявляли по критерию Манна-Уитни, при множественных сравнениях использовали поправку Бонферрони.
Результаты и обсуждение
Установлено, что в первые сутки после операции на фоне стандартного лечения наблюдалось статистически значимое снижение показателей потребления кислорода, выделения углекислого газа и внутренней температуры тела (рис. 1-3). На третьи сутки послеоперационного периода снижение показателей было менее выражено, но также статистически достоверно. К седьмым суткам после операции показатель внутренней температуры стремился к исходному уровню, в отличие от показателей потребления кислорода и выделения углекислого газа, которые оставались на 6% и 19 % соответственно ниже исходных значений. Динамика показателей, ха-
Таблица 2
Динамика концентрации норадреналина в крови
у лабораторных животных, Me (Р25-Р75)
Группы животных Норадреналин, нг/мл
до операции 1 сут 3 сут 7 сут
экспериментальная группа (n=22) 72,4 (30,1-129,5) 73,3 (35,5-132,5) 73,3 (34,4-93,2) 37 (15,8-69,5)
умершие (n= 12) 84,8 (40,2-162,7) 63,3 (27,8-155,1) 59,1 (34,4-144,6)
Выжившие (n=10) 70,5 (19,1-110,6) 81 (45-111,5) 75,7 (38-93,1) 37 (15,8-69,5)
>р<0,05 к исходному уровню
/><0,05 .меледу грунналт
рактеризующих метаболическую активность, свидетельствует о реализации у лабораторных животных в условиях множественной скелетной травмы на фоне стандартного лечения адаптационной стратегии толерантности. Выраженность угнетения метаболизма в послеоперационном периоде постепенно уменьшается. Через неделю после операции мы регистрировали возврат к дооперационному уровню показателя внутренней температуры тела. Однако уровень потребления кислорода и выделения углекислого газа свидетельствуют о том, что восстановление активности метаболизма происходит неравномерно. Диссонанс между динамикой показателей потребления кислорода и выделения углекислого газа на седьмые сутки после операции мы рассматриваем как свидетельство перестройки метаболизма, в результате которого увеличивается значимость расщепления жиров для получения энергии.
Летальность в экспериментальной группе в течение 7 суток после операции составила 54,5%. Таким обра-
зом, травматическая болезнь, развивающаяся после множественной скелетной травмы, является тяжёлой клинической ситуацией. В то же время, почти половина животных оказалась в состоянии преодолеть эту тяжёлую ситуацию в условиях стандартной послеоперационной терапии. Чтобы выявить возможные отличия в адаптации у выживших и погибших животных мы сравнили в этих двух подгруппах динамику показателей, характеризующих метаболизм.
На рис. 4, 5 и 6 отражена сравнительная динамика показателей, характеризующих метаболическую активность в подгруппах выживших и умерших животных. У лабораторных животных, умерших в течение первых 7 суток после операции, наблюдалось статистически значимо более выраженное снижение показателей потребления кислорода, выделения углекислого газа и внутренней температуры на протяжении всего послеоперационного периода. Анализ полученных результатов свидетельствует о том, что более тяжёлая, прогности-
чески неблагоприятная клиническая ситуация сопровождается более глубоким угнетением метаболизма в рамках адаптационной стратегии толерантности.
Показатели, использованные нами для определения активности метаболизма, были связаны между собой, хотя эта связь имела нелинейный характер. Аналогичный характер изменений в послеоперационном периоде показателей потребления кислорода, выделения углекислого газа и внутренней температуры хорошо иллюстрируется рисунками с 1 по 6 и дополнительно подтверждается корреляционным анализом. Установлена прямая сильная связь между показателями выделения углекислого газа и потребления кислорода (коэффициент ранговой корреляции Спирмена г =0,84 при р<0,001), выделения углекислого газа и внутренней температуры (г =0,73 при р<0,001), прямая связь средней силы между показателями потребления кислорода и внутренней температуры (г =0,66 при р<0,001).
Любая тяжёлая клиническая ситуация сопровождается развитием общего адаптационного синдрома, характеризующегося активацией стресс-реализующих систем. Поэтому вполне закономерным выглядит статистически значимый рост показателя кортизолемии у животных экспериментальной группы в послеоперационном периоде примерно в 3 раза по сравнению с исходным уровнем. Высокий уровень кортизола сохраняется весь период наблюдения после травмы и отражает активацию гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы. В то же время показатели концентрации адреналина и норадреналина в крови, отражающие функциональное состояние симпатоадреналовой системы, не имели статистически значимых изменений в послеоперационном периоде (табл. 1 и 2).
Представляет интерес динамика тиреоидных гормонов, оказывающих существенное влияние на актив-
ность метаболических процессов в организме (рис. 7 и 8). Статистически значимое снижение концентрации свободного тироксина у животных на 7 сутки после операции сопровождается значимым повышением концентрации свободного трийодтиронина. Таким образом, гипофункция щитовидной железы, наиболее адекватным маркером активности которой является свободный Т4, компенсируется увеличением периферического образования свободного Т3. Полученные нами в эксперименте данные об изменении гормонального профиля согласуются с результатами клинических исследований [1].
При сравнительном анализе результатов исследования гормонального профиля в подгруппах выживших и умерших животных (рис. 10-12, табл. 1и 2), выявлено более выраженное повышение концентрации кортизола и трийодтиронина, и более выраженное понижение уровня тироксина в крови умерших животных на 3 сутки после операции в сравнении с выжившими животными. В
1 сутки после операции адреналинемия умерших животных была статистически значимо ниже, чем у выживших. При этом исходные показатели гормонального статуса статистически значимых различий не имели.
Таким образом, у лабораторных животных в условиях множественной скелетной травмы на фоне стандартного послеоперационного лечения реализуется адаптационная стратегия толерантности, характеризующаяся снижением активности метаболизма. Общий адаптационный синдром проявляется выраженной активацией гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы при сохранении активности симпатоадреналовой системы на исходном уровне. Гипофункция щитовидной железы компенсируется увеличением образования Т3 на периферии. Все вышеназванные изменения более выражены в подгруппе лабораторных животных, умерших в течение 7 суток после операции.
ЛИТЕРАТУРА
1. Барабаш А.П., Гордиенко В.П., Барабаш Ю.А. 2. Бочаров С.Н., Кулинский В.И. Защитные стратегии ор-
Па°хстдаЛ=к"о1;ет^Ирыутрска|цИ"ЖНТрЖСНЦ'СоС, ™«зма • анестезиолог» и реаниматолог». — Иркутск:
РАМН, 2000. — 129 с. РИО НЦ РВХ ВСНЦ СО РАМН, 2003. — 134 с.
Информация об авторах: 664003, Иркутск, ул. Борцов Революции, 1 Бочаров Сергей Николаевич — д.м.н., профессор, ведущий научный сотрудник, Кулинский Владимир Ильич — д.м.н., профессор,
Виноградов Валентин Георгиевич — д.м.н., профессор, заведующий кафедрой, Лебедь Максим Леонидович — к.м.н., врач анестезиолог-реаниматолог, Кирпиченко Михаил Геннадьевич — врач анестезиолог-реаниматолог, Гуманенко Виталий Викторович — врач травматолог-ортопед МУЗ ГКБ №3, Лепехова Светлана Александровна — к.б.н., заведующая научным отделом, Родионова Любовь Викторовна — к.б.н., старший научный сотрудник
