CC BY
61
биохимия
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2013 УДК 617.57/.58-007.21-053.1-078.33
M. B. Стогов, С. Н. Лунева, К. И. Новиков
концентрация ростовых факторов у пациентов с врожденными и приобретенными укорочениями костей конечностей
ФГБУ Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" им. акад. Г. А. Илизарова минздравсоцразвития России, Курган
В работе исследован уровень факторов роста в сыворотке крови пациентов с врожденными и посттравматическими укорочениями костей конечностей. Предложено для мониторинга репаративного костеобразования у данных пациентов определять в сыворотке крови уровень эпидермального фактора роста, инсулинподобного фактора роста 1, ангиопоэтинов.
Ключевые слова: факторы роста, посттравматическое укорочение костей, врожденное укорочение костей M.V. Stogov, S.N. Lunyeva, K.I. Novikov
THE CONCENTRATION OF GROWTH FACTORS IN PATIENTS WITH INHERENT AND ACQUIRED SHORTENINGS OF LIMBS BONES
The article deals with the results of study of level of growth factors in blood serum of patients with inherent and post-traumatic shortenings of limbs' bones. The detection in blood serum the level of epidermal growth factor, insulin-like growth factor I and angiopoetins is proposed to monitor in given patients the reparative bone formation.
Key words: growth factor, post-traumatic bone shortening, inherent shortening of bones
В настоящее время определение факторов роста для задач лабораторной диагностики, , является достаточно перспективным направлением. Существует ряд работ, в которых в качестве маркеров оценки репаративного остеогенеза предложены некоторые факторы роста: ва-скулоэндотелиальный фактор роста(VEGF), ангиопоэ-тины, фактор роста фибробластов [1-3, 7]. Анализируя имеющиеся данные, можно отметить, что исследований, посвященных сравнительному анализу концентрации ростовых факторов в зависимости от этиологии заболеваний опорно-двигательного аппарата, нет. Цель работы -определить концентрацию факторов роста в сыворотке крови пациентов с врожденными и приобретенными укорочениями костей конечностей.
Материалы и методы. Изучено содержание факторов роста в сыворотке крови у 12 пациентов с врожденными монолатеральными укорочениями костей нижней конечности (возраст от 18 до 36 лет) и у 7 - с посттравматическими укорочениями костей нижней конечности (возраст от 18 до 29 лет, давность травмы от 4 до 15 лет). На проведение клинического исследования получено разрешение комитета по этике при ФГБУ РНЦ "ВТО" им. акад. Г.А. Илизарова Минздравсоцразвития России.
В сыворотке крови определяли концентрацию следующих факторов роста: инсулиноподобных факторов роста 1 и 2 (IGF-1, IGF-2), васкулоэндотелиального фактора роста (VEGF), ангиопоэтинов 1 и 2 (ANG-1, ANG-2), фактора стволовых клеток (SCF), тромбоци-тарного фактора роста АА (PDGF-AA), эпидермального факторов роста (EGF), трансформирующих факторов роста (TGf-a, TGf-P1, TGf-P2). Концентрацию факторов роста определяли иммуноферментным методом на ана-
Для корреспонденции:
Стогов Максим Валерьевич, д-р биол. наук, вед. науч. сотр. Адрес: 640014, Курган, ул. М. Ульяновой, 6 Телефон: (3522)45-05-38 E-mail: [email protected]
лизаторе ВЮ-ТЕК Inc, £^808 (США), используя наборы реактивов фирмы "R&D Systems" (США).
Изучаемые показатели сыворотки крови сравнивали со значениями сыворотки крови 20 практически здоровых людей в возрасте от 18 до 38 лет. Достоверность различий показателей оценивали с помощью непараметрического ^-критерия Вилкоксона для независимых выборок.
Результаты и обсуждение. Проведенное нами исследование обнаружило, что у пациентов с посттравматическими укорочениями костей нижней конечности в сыворотке крови был статистически значимо относительно нормы снижен уровень IGF-1 в 1,2 раза (р = 0,04), повышено содержание EGF в 1,7 раза (р = 0,04) и TGF-a в 2,5 раза (р = 0,02) (см. таблицу).
У пациентов с врожденными укорочениями костей нижней конечности в сыворотке крови относительно нормы был значимо снижен уровень IGF-2 в 1,3 раза (р = 0,05) и ANG-2 в 2 раза (р = 0,04), при этом повышено содержание ANG-1 в 1,7 раза (р = 0,03) и EGF в 1,6 раза (р = 0,04).
Отмечены следующие достоверные межгрупповые различия: у пациентов с врожденными укорочениями в отличие от пациентов с посттравматическими укорочениями в сыворотке крови было повышено содержание ANG-1 и снижено - ANG-2 и TGF-a.
Полученные данные позволяют заключить, что у пациентов с приобретенными и врожденными укорочениями костей нижней конечности существуют значительные отличия в концентрации ростовых факторов в сыворотке крови относительно показателей здоровых людей. Глубокий анализ развивающихся патофизиологических механизмов в данном случае достаточно сложен, так как факторы роста синтезируются многочисленными неспециализированными клетками, находящимися во всех тканях, и по крайней мере на уровне эффектов реализуемых данным фактором роста. Применительно к костной ткани таким эффектом EGF является его способность стимулировать через взаимодействие с остеокластами увеличение высвобождения кальция из костной ткани,
клиническая лабораторная диагностика, № 4, 2013
Концентрация факторов роста (в пг/мл) в сыворотке крови пациентов с укорочением костей нижней конечности различной этиологии (медиана, 25-й и 75-й перцентили)
Фактор роста Норма Посттравматическое укорочение Врожденное укорочение
IGF-1 7564 6108* 7004
6808-8320 5497-6719 6304-7704
IGF-2 191 965 168 750 154 000*
172 769-211 161 151 875-185 625 138 600-169 400
VEGF 242,4 245,3 234,2
218,2-266,6 220,8-269,8 210,8-257,6
ANG-1 35 350 34 400 61 250*#
31 815-38 885 30 960-37 840 55 125-67 375
ANG-2 1791 1714 897*#
1690-2305 1540-2217 643-1321
SCF 1332 1275 1080
874-1493 947-1564 771-1292
PDGF-AA 4059 3951 3700
3653-4465 3556-4346 3330-4070
EGF 13,13 21,94* 20,48*
11,82-14,44 19,75-24,13 18,43-22,53
TGF-a 7,352 18,536* 6,002#
6,617-18,087 16,682-20,390 5,402-6,602
TGF-Pj 4960 3820 4900
4464-3456 3438-4202 4410-5390
tgf-p2 1103 1257 1361
993-1213 1131-1383 1225-1497
Примечание. * - достоверные различия с нормой при уровне значимости р < 0,05; # - достоверные различия от показателей у пациентов с посттравматическими укорочениями при уровне значимости р < 0,05.
способствуя ее резорбции [5]. Следовательно, сохранение высоких концентраций данного фактора в сыворотке крови пациентов с укорочениями конечности в ходе лечения данной патологии может свидетельствовать о неблагоприятном течении репаративного остеогенеза.
Выводы. 1. Перспективным тестом для оценки состояния костной ткани при мониторинге костеобразо-вания в ходе лечения пациентов с укорочениями костей конечности вне зависимости от этиологии укорочения является определение содержания эпидермального фактора роста. Дополнительно у пациентов с посттравматическими укорочениями для решения клинических задач по определению сроков начала оперативного лечения, а также для мониторинга остеогенеза является определение инсулиноподобного фактора роста 1 (прогностически благоприятным является его рост). Для пациентов с
врожденными укорочениями таким критериям соответствует определение уровня ангиопоэтинов (прогностически благоприятным является рост их концентрации в сыворотке крови), которые обладают широким спектром биологического действия по отношению к разным органам.
2. Однако, в частности, нужно отметить, что снижение уровня IGF-1 в сыворотке крови пациентов с посттравматическими укорочениями является неблагоприятным признаком, так как показано, что репаративные возможности костной ткани при низком уровне данного фактора снижены [4, 6]. Высокие значения уровня TGF-a у пациентов данной группы, скорее всего, говорили о сохранении посттравматических изменений процессов регуляции, так как рост концентрации трансформирующих факторов был отмечен в сыворотке крови людей в разные сроки после скелетной травмы [8]. В свою очередь профиль факторов роста у пациентов с врожденными укорочениями костей конечности свидетельствовал о существовании определенных нарушений ангиогенеза, сохранение которых в динамике лечения данных пациентов является неблагоприятным для остеорепаратив-ных процессов, так как высокая активность ангиогенеза является необходимым фактором для нормального протекания репаративного остеогенеза [3, 9].
3. Отмеченное значительное увеличение уровня эпи-дермального фактора роста в сыворотке крови пациентов обеих групп позволяет заключить, что у пациентов с укорочениями костей конечностей существует определенное сходство патофизиологических механизмов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Пронин B. C., Колода Д. Е., Чаплыгина Е. В. Инсулиноподобные ростовые факторы в клинической практике: биологическая роль и перспективы использования. Клиницист. 2008; 1: 18-27.
2. Zimmermann G и др. Трансформирующий фактор роста (ТФР)-Р1 как маркер замедленного сращения переломов. Ортопедия, травматология и протезирование. 2009; 1: 57-65.
3. Hankenson K. D. et al. Angiogenesis in bone regeneration. Injury. 2011; 42 (6): 556-61.
4. Bernstein A., Mayr H. О., Hube R. Can bone healing in distraction osteogenesis be accelerated by local application of IGF-1 and TGF-Pj? J. Biomed. Mater. Res. B. Appl. Biomater. 2010; 92 (1): 215-25.
5. Carpenter G., Cohen S. Epidermal growth factor. J. Biol. Chem. 1990; 265 (14): 7709-12.
6. Fowlkes J. L. et al. Effects of systemic and local administration of recombinant human IGF-I (rhIGF-I) on de novo bone formation in an aged mouse model. J. Bone Miner. Res. 2006; 21 (9): 1359-66.
7. GoebelS. et al. FGF is a putative marker for bone healing and regeneration. J. Orthop. Res. 2009; 7 (9): 1141-6.
8. Beloosesky Y. et al. Serum transforming growth factor Pj post hip fracture repair in elderly patients. Cytokine. 2011; 54 (1): 56-60.
9. Weiss S. et al. Systemic regulation of angiogenesis and matrix degradation in bone regeneration-distraction osteogenesis compared to rigid fracture healing. Bone. 2005; 37 (6): 781-90.
Поступила 28.11.12
