CC BY
24
Тукмачев А.Г., Цапок П.И., Загородный Н.В., Шешунов И.В.
ЛИПИДОГРАММА И ПРОЦЕССЫ ЛИПОПЕРОКСИДАЦИИ У ПОСТРАДАВШИХ С ПОВРЕЖДЕНИЕМ СВЯЗОК КОЛЕННОГО СУСТАВА И ПЕРЕЛОМАМИ КОСТЕЙ ГОЛЕНИ ГОУ ВПО «Кировская ГМА Росздрава», г. Киров
Изучение интимных сторон в динамике репаративных процессов, происходящих в организме вследствие травмы, представляет значительный научный и практический интерес. Детально изучена ультраструтура фибробластов, хондробластов, остеобластов, одонтобластов, кератобластов, синовиоцитов, обеспечивающих всю разновидность соединительной ткани коллагеновыми белками и липидами. Убедительно показано, что любое травматическое воздействие вызывает глубокие и многообразные сдвиги в организме, как общего, так и местного характера. Среди таких сдвигов важное место занимают биохимические изменения метаболизма. Несмотря на значительные успехи, достигнутые в изучении биохимических процессов, до сих пор не существует единых общепринятых представлений о закономерностях сдвигов липидного обмена в сыворотке крови при костных и мягкотканых повреждениях. В настоящее время доказано, что липиды выполняют в организме не только энергетическую и пластическую функции, но и регуляторную, непосредственно контролируя активность многих мембраносвязанных и цитоплазматических ферментов, а также выступая в роли вторичных мессенджеров и хранителей информации [1,2]. В связи с этим липиды играют основную роль в процессах «биохимической» адаптации на клеточном уровне и активно участвуют в процессах метаболизма.
Материал и методы исследования. Обследованы 3 группы пациентов: 1-я служила контролем, в неё входили 30 добровольцев: здоровые лица в возрасте от 18 до 59 лет, из них 14- мужского пола и 16- женского; вторую группу составили 70 пострадавших с
повреждением связок коленного сустава в возрасте от 17 до 55 лет; третью группу составили 230 человек с диафизарными переломами костей голени в возрасте от 17 до 70 лет. Для лечения второй группы больных быши применены различные операции на сухожильносвязочном аппарате по стабилизации коленного сустава. Пластика передней крестообразной связки в 50% случаев производилась по предложенной нами методике [6]. Для лечения больных третьей группы были применены различные методы лечения (иммобилизационный - 13 человек, экстензионный -86, оперативный у 131 больного). Из оперативных методов лечения использован компрессионно-дистракционный остеосинтез аппаратом Г.А. Илизарова в 46 случаях, ЧКДО стержневыми аппаратами -10, остеосинтез гвоздём - 8 операций, остеосинтез пластиной - 50 операций, остеосинтез шурупами -18 операций. Исследования проводились сразу после травмы, в момент проведения противошоковых мероприятий и при динамическом наблюдении за больными в процессе репаративного восстановления повреждённых структур. Показатели биохимических исследований сопоставляли с тяжестью состояния больного, а также со степенью восстановления функции повреждённого сегмента.
Материалом для биохимического исследования служила кровь из локтевой вены, полученная венопункцией в количестве 7,0 мл в пробирки для взятия крови фирмы « VACUTANER» (США), в качестве консерванта был использован раствор этилендиа-минтетрацетата (ЭДТА) в концентрации 1 мг/мл.
Общие липиды определяли по реакции с сульфофосфованилиновым реактивом; уровень общего холестерина (ХС) и его фракций -эстерифицированного (ЭХС) и свободного ХС по реакции с хлорным железом по методу Златкиса-Зака; триацилглицеролы (ТАГ) - стандартным набором реактивов фирмы «LACHEMA» (Чехия). Для изучения процессов липопероксидации (ЛПО) использовали определение содержания малонового диальдегида (МДА), как конечного продукта ЛПО по реакции с тиобарбитуровой кислотой, спектрофотометрически при длине волны 535 нм. Определение первичных продуктов ЛПО производили путём измерения интенсивности хемилюминесценции (ХЛ),
инициированной пероксидом водорода в присутствии избытка ионов двухвалентного железа за 30 и 60 сек., а также по интенсивности максимальной вспышки ХЛ за исследуемое время на хемилюминометре EMILITE EL 1105. Особое значение придавали ХЛ выщеленнык фракций липопротеинов низкой плотности (ХЛ-ЛПНП) и липопротеинов высокой плотности (ХЛ- ЛПВП).
Из элементов системы антиоксидантной защиты сыворотки определяли содержание церулоплазмина модифицированным методом с пара-
фенилендиамином; уровень аскорбиновой кислоты -колориметрическим методом с динитрофенилгид-разиновым реактивом; а - токоферола - с а -
пиридилдиацетилом. Липидную фракцию для определения диеновых конъюгатов (ДК) экстрагировали гептан-изопропаноловой смесью. В гептановой фазе измеряли количество ДК при длине их максимального поглощения (233нм) на спектрофотометре СФ- 46. Детальное описание приведённых методов биохимического исследования изложено в работах [3,4]. Полученный цифровой
материал обработан методом вариационной статистики. Средние величины вычисляли параметрическими методами, достоверность разницы определяли по 1-критерию Стьюдента.
Результаты исследований, представленные в таблицах 1 и 2, свидетельствуют о существенных нарушениях липидного обмена в организме при травме. Так, уровень общих липидов почти в два раза
Таблица 1
Липидограмма в зависимости от репаративных процессов у пострадавших
Показатели 1 группа (здоровые) 2 группа 3 группа
До лечении При восстановлении До лечении При восстановлении
Общие липиды, г/л 4,84+0,98 Р=Р1<0,001 3,34+0,41 Р2<0,001 5,45+0,78 Р2<0,001 2,39+0,32 Р3<0,001 5,56+0,48' Р3<0,001
ТАГ, ммоль/л 0,83+0,12 Р=Р1<0,001 0,57+0,1 Р2<0,001 0,75+0,05 Р2<0,001 0,49+0,05 Р2»,05 0,72+0,08' Р2<0,001
Общий ХС, ммоль/л 4,22+0,35 4,31+0,23 4,27+0,07 4,67+0,43 4,45+0,31
ЭХС, ммоль/л 3,04+0,27 3,13+0,12 3,0+0,21 3,41+0,39 2,98+0,19
Свободный ХС, ммоль/л 1,17+0,19 1,19+0,13 1,25+0,12 1,24+0,18 1,45+0,13
Коэффициент эстерификации, % 72,0+4,2 72,1+3,2 71+3,2 72,9+4,8 66,9+4,4
Примечание: Р - достоверность различий между 1 и 2 группой, Р1- между 1 и 3 группой до лечения; Р2-достоверность различий 2 группой, до лечения и в процессе восстановления; Р3- достоверность различий 3 группой, до лечения и в процессе восстановления; ' - различия статистически достоверны.
Т аблица 2
Показатели ЛПО и АОА в сыворотке крови в зависимости от репаративных процессов у пострадавших с повреждением связок коленного сустава и _______________________переломами костей голени (М±т; п=15)._____________________
Показатели 1 группа (здоровые) 2 группа 3 группа
До лечении При восстановлении До лечении При восстановлении
Интенсивность ХЛ за 30 с, фотон 1108+94 1520+135' 1230+98' ' 1956+142' 1294+103' '
Интенсивность ХЛ за 60 с, фотон 1648+152 1980+120' 1870+180' ' 2948+294' 1872+198' '
Максимальная вспышка ХЛ, фотон 94+12 110+13' 102+13' ' 153+35' 102+14' '
МДА, ммоль/л 2,12+0,54 4,6+0,23' 2,12+0,51' ' 12,28+0,64 2,1+0,2 ' '
ДК, усл.ед/мл 0,24+0,03 0,34+0,07' 0,21+0,08' ' 0,52+0,05' 0,2+0,03' '
АОА, % 71,4+4,4 64+4,2' 69+4,8' ' 52,4+6,2' 69,3+5,4' '
Церулоплазмин, г/л 0,28+0,03 0,11+0,01' 0,25+0,02' ' 0,11+0,01' 0,25+0,02' '
Аскорбиновая кислота, мг/л 7,5+0,6 6,5+0,5 7,4+0,3 3,5+0,5 7,2+0,8 ' '
а-токоферол, мг/л 8,4+0,8 6,9+0,9 ' 7,8+0,8 ' ' 5,8+0,8 ' 7,3+0,6 ' '
ХЛ-ЛПНП, фотон за 60 с 2230+176 1720+125' 2396+132' ' 1741+120' 2406+130' '
ХЛ-ЛПВП, фотон за 60 с 1460+180 538+64' 1549+110' ' 558+52' 1557+98' '
Примечание: - различия статистически достоверны с 1-й группой (до лечения);
' ' - различия статистически достоверны в группе до лечения и в процессе регенерации.
был ниже у пострадавших с повреждением связок коленного сустава и переломами костей голени до проведения лечения, снижение содержания ТАГ во второй группе составило 47,3%, в третьей - 40,7% по сравнению со здоровыми людьми. Полученные данные согласуются с результатами исследований о развитии общей метаболической реакции организма на травму в первые сутки после получения повреждения, имеющей катаболическую направленность и выражающуюся в усиленном распаде тканевых белков, углеводов и жиров. В тоже время существенных изменений со стороны общего, эстерифицированного и свободного холестерина не наблюдали, в результате чего коэффициент эстерификации практически не изменился и составил 72,1±3,2 во второй группе и 72,9±4,8% в третьей группе, по сравнению с 72,0±4,2 у здоровых людей. В процессе регенерации повреждённых тканевых и клеточных структур отмечали увеличение уровня общих липидов в сыворотке крови и практически нормализацию содержания ТАГ при тенденции к снижению эстерифицированного ХС на фоне увеличения фракции свободного ХС, в результате чего произошло незначительное снижение коэффициента эстерификации. Еще более существенные изменения метаболизма выявлены нами при сопоставлении показателей, характеризующих ЛПО и антиоксидантную активность (АОА) организма (табл.2). Интенсивность процессов ЛПО значительно возросла при травме, указанное явление регистрировалось, как хемилюминесцентным методом, так и по уровню МДА, который в 2 раза у пострадавших второй группы и более чем в 6 раз у пациентов третьей группы, превысил содержание данного показателя у контрольных лиц. Содержание диеновых коньюгатов (ДК) - промежуточных продуктов свободнорадикального окисления также было увеличено во 2-й группе на 34%, а в 3-й группе более чем в два раза по сравнению со здоровыми лицами. При этом АОА была существенно снижена на 17% у пострадавших 2-й группы и на 36,2% в группе лиц с переломами костей голени по сравнению со здоровыми лицами. Имело место снижение показателей хемилюминесценции липопротеинов низкой плотности (ХЛ-ЛПНП) во 2-й группе на 7% от контрольной группы. У пострадавших 3 -й группы ХЛ-ЛПНП снижалась в среднем на 13% по сравнению с 1-й группой и при неудовлетворительных исходах лечения оставалась сниженной в пределах 10%. Так же имело место снижение значений хемилюминесценции липопротеинов высокой плотности (ХЛ-ЛПВП) до уровня 26 % во 2-й группе, которые при неудовлетворительных результатах лечения оставались сниженными в среднем на 24%. В 3-й группе ХЛ-ЛПВП снижалась в среднем до 53% , а при неудовлетворительных результатах лечения оставались сниженными в среднем на 44%. При сопоставлении интенсивности процессов ЛПО и АОА сыворотки крови в процессе регенерации и
восстановления повреждённых структур отмечена нормализация процессов свободнорадикального окисления и тенденция к нормализации АОА при адекватном лечении и благоприятных исходах. При неблагоприятных исходах (замедленная консолидация, ложный сустав, нарушение функции коленного сустава и т.д.) показатели АОА оставались низкими на фоне повышенных величин биохимических показателей, характеризующих процессы ЛПО. Не вызывает сомнений тот факт, что образующиеся свободные радикалы принимают активное участие в повреждении клеточных мембран и субклеточных структур как в области повреждённого связочного аппарата, так и в области формирования костной мозоли, а также оказывают пагубное влияние на клетки других органов и систем [1,5].
Анализ возможных причин снижения АОА показал, что происходит уменьшение антиоксидантной активности церуллоплазмина и снижение содержания не ферментативных антиоксидантов - аскорбиновой кислоты и а-токоферола. Известно, что церулоплазмин обладает ферментативными свойствами ферроксидазы, катализируя окисление двухвалентных ионов железа, и в сыворотке крови осуществляет функцию «перехватчика» супероксидных радикалов [5,9].
Учитывая всю сложность биохимических взаимоотношений в травмированном организме, для наиболее полной характеристики ЛПО и АОА, нами предложен коэффициент эффективности проводимого лечения - k*, выгчисляемыш по формуле: k* = (ХЛ- ЛПНП X ОЛ)+- (ХЛ-ЛПВП х ЦП),
где: ХЛ-ЛПНП - хемилюминесценция
липопротеинов низкой плотности, в фотонах за 60 сек;
ОЛ - общие липиды плазмы крови в г/л;
ХЛ-ЛПВП - хемилюминесценция липопротеинов высокой плотности, в фотонах за 60 сек;
ЦП - церулоплазмин плазмы крови в г/л;
Диагностический коэффициент - k* наиболее полно раскрывает взаимосвязь процессов ЛПО и АОА и позволяет судить об эффективности проводимого лечения ортопедотравматологического больного. Коэффициент k* - у здоровых людей равен или меньше 30, что подтверждают исследования, проводимые у контрольной группы людей. При недостаточной эффективности проводимого лечения, либо при неудовлетворительных исходах заболевания показатель остаётся на высоких цифрах. При адекватно проводимом лечении и благоприятных исходах заболевания показатель с течением времени нормализуется [7,8].
Выводы.
1. Изменения интенсивности процессов липопероксидации, а также показатели антиоксидантной защиты в сыворотке крови могут служить надежными критериями для оценки активности репаративных процессов, протекающих в повреждённых клеточных и тканевых структурах.
2. Динамические сдвиги показателей липидного обмена в сыворотке крови могут служить для оценки качества и эффективности проводимого лечения, а так же для прогнозирования исходов данного заболевания. 3. Диагностический коэффициент - k*, позволяет наиболее полно оценить уровень клеточного
метаболизма при репаративных процессах.
Литература
1. Горев С.Г., Еликова Е.П., Тукмачёв А.Г., Тукмачёв O.A., Цапок П.И., Показатели липидного обмена в сыворотке крови в зависимости от репаративных процессов при травме //Вестник новых медицинских технологий. - 2002. - Т. IX, № 2. - С. 31 - 32.
2. Курашвили Л.В., ВАСИЛЬКОВ В.Г. Липидный обмен при неотложных состояниях. - Пенза. - 2003. -198 с.
3. Горячковский А.М. Справочное пособие по клинической биохимии. - Одесса: ОКФА, 1994. - 386 с.
4. Камышников В.С. Справочник по клиникобиохимической лабораторной диагностике. - В 2-х томах. - Минск: Беларусь, 2000. - 463 с.
5. Терехина H.A., Петрович Ю.А. Свободнорадикальное окисление и антиоксидантная система: Учебное пособие. - Пермь: ГОУ ВПО «IIIМА Минздрава России», 2005. - 57 с.
6. Тукмачёв А.Г. Способ пластики передней крестообразной связки //Вестник новых медицинских технологий. - 1998. - № 3-4. - С. 62 - 63.
7. Шешунов И.В., Стрелков Н.С., Цапок П.И., Тукмачев А.Г., Горев С.Г. Клинико-биохимические исследования клеточного метаболизма у больных с посттравматической нестабильностью коленного сустава.- Киров: Кировская ГМА, 2006. - 148с.
8. Шешунов И.В., Стрелков Н.С., Цапок П.И., Тукмачев А.Г., Горев С.Г. Клинико-биохимические исследования клеточного метаболизма у больных с диафизарными переломами костей голени.- Киров: Кировская ГМА, 2006. - 144с.
9. Pacht E.R., Davis W.B.//J. Lab. Clin. Med. -1988. -Vol.111, № 6. -
P. 661-668.
