CC BY
26
УДК 616-001-092.9:615.214.2
Н.В. Зеленин Г.Б. Гранина 2, И.А. Шурыгина 2, М.Г. Шурыгин 2
МЕХАНИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ РУБЦОВОЙ ТКАНИ В УСЛОВИЯХ ПОДАВЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ P38 МАР-КИНАЗЫ
1 Иркутский государственный медицинский университет (Иркутск) 2 Научный центр реконструктивной и восстановительной хирургии СО РАМН (Иркутск)
Изучено влияние блокатора р38 МАР-киназы SB203580 на формирование рубца в условиях экспериментальной кожно-мышечной раны. Выявлено, что блокада р38 MAPKприводит, к значительному изменению механических характеристик формирующегося, рубца. Локальное введение блокатора р38 позволяет, к 30-м суткам, раневого процесса добиться формирования рубца, при. котором, механические свойства кожи, в области раны, приближаются, к показателям, интактной кожи.
Ключевые слова: соединительная ткань, р38 МАР-киназа
MECHANICAL STRENGTH OF SCAR TISSUE AT THE SUPPRESSION OF P38 MAP KINASE ACTIVITY
N.V. Zelenin G.B. Granina 2, I.A. Shurygina 2, M.G. Shurygin 1
11rkutsk State Medical University, Irkutsk
2 Scientific Center of Reconstructive and Restorative Surgery SB RAMS, Irkutsk
We have studied, the effect of p38 MAP kinase blocker SB203580 on cicatrice formation in experimental skin-muscle wounds. It was revealed, that blockade of p38 MAPK caused, significant change of mechanical characteristics of forming cicatrice. Local use of SB203580 allows to achieve by 30th day of wound process cicatrice formation in which mechanical properties of skin in the wound, are similar to the ones of intact skin.
Key words: conjunctive tissue, p38 MAP kinase
Проблема оптимизации заживления хирургических ран не теряет актуальности в связи с отсутствием способов целенаправленного управления процессами регенерации. В ряде случаев исходом хирургической раны является формирование ке-лоидных и гипертрофических рубцов. Открытие MAP-киназ как универсальных каскадных механизмов, участвующих в реализации всех этапов раневого процесса, позволило нам выдвинуть гипотезу о возможности влияния на процесс заживления хирургической раны путем изменения активности р38 MAP-киназ как ответственных за клеточную дифференцировку, воспаление и апоп-тоз (Boer W.I., 2005; Li M. et al., 2005).
Цель исследования: изучить влияние блокатора р38 МАР-киназы SB203580 на механическую прочность рубца при заживлении кожной раны.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Для изучения влияния блокатора р38 МАР-киназы на механическую прочность рубца при заживлении кожной раны нами использована модель кожно-мышечной раны с использованием крыс линии Wistar весом 220 — 250 г в возрасте 9 месяцев. Эксперимент проведен на 30 животных.
У контрольной группы животных заживление раны проходило естественным путем. Опытной группе в рану вносился блокатор МАР-киназы SB203580 (Tocris Bioscience). Исследование проведено на 7-е, 14-е и 30-е сутки после нанесения раны. В каждой группе исследовано по 5 образцов. Кроме того, измеряли показатели интактной кожи.
Прочность сформированного рубца определяли методом тензиометрии. Определяли относительное удлинение и предел прочности в направлении, перпендикулярном линии раны, точку перехода упругой деформации в пластическую, а также рассчитывали модуль упругости Юнга и разрушающую нагрузку. Измерения проводили при помощи сконструированного нами аппарата.
Статистическую обработку проводили с использованием пакета R-project (www.r-project.org). Значимость различий между группами оценивали по критерию Манна-Уитни.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Учитывая, что кожа разнородна по составу и на 70 % состоит из биологического полимера — коллагена, а образованная при формировании рубца соединительная ткань — на 80 %, поведение образца при нагрузке должно соответствовать механическому поведению полимера. Физические свойства полимера определяются в основном тем, что их молекулы представляют собой длинные прочные цепочки. Это определяет возможность больших деформаций.
Нами изучено вязко-упругое поведение исследуемых образцов. Для каждого образца строили график отношения «нагрузка — относительное удлинение» и определяли точку перехода упругой деформации в пластическую.
Выявлено, что точка перехода упругой деформации в пластическую в ранние сроки раневого процесса (7-е сут.) значительно снижается по
180
Экспериментальные исследования в биологии и медицине
сравнению с интактной кожей. В дальнейшем наблюдается постепенное повышение этого показателя. При этом на 30-е сутки в группе животных, которым вводили блокатор р38, данный показатель был достоверно выше, чем в группе контроля (8417 ± 503 и 5623 ± 164 кПа соответственно (р < 0,05)) и приближался к показателям интактной кожи (рис. 1).
12000 10000 8000 6000
4000
2000 0
ИИнтактная кожа □ Контроль НР38
Рис. 1. Точка перехода упругой деформации в пластическую.
В зоне упругой деформации рассчитывали модуль упругости Юнга — коэффициент, характеризующий сопротивление материала растяжению / сжатию при упругой деформации. Модуль упругости у исследуемых образцов был значительно ниже, чем у интактной кожи. Однако в группе р38 этот показатель значительно превышал данные в группе контроля на 30-е сутки (рис. 2).
3000 2500 2000 1500
1000 500 0
7-е сутки 14-е сутки 30-е сутки
ИИнтактная кожа □ Контроль 0Р38 Рис. 2. Модуль упругости кожи (кПа).
7-е сутки 14-е сутки 30-е сутки
Разрушающая нагрузка, измеренная как отношение силы, приведшей к разрушению образца, к площади поперечного сечения образца, для интактной кожи превышала 12000 кПа. Эта величина была значительно ниже при раневом процессе. В группе животных, которым вводился блокатор р38, данный показатель был выше во все сроки наблюдения по сравнению с контролем, различия становились достоверными к 30-м суткам — 9130 ± 341 и 7872 ± 237 кПа (р < 0,05) (рис. 3).
14000 -----------------------------------------
7-е сутки 14-е сутки 30-е сутки
■ Интактная кожа □ Контроль ИР38 Рис. 3. Предел прочности кожи (кПа).
ВЫВОДЫ
1. Блокада р38 MAPK приводит к значительному изменению механических характеристик формирующегося рубца при кожно-мышечной ране.
2. Применение блокатора р38 позволяет достичь на 30-е сутки раневого процесса показателей модуля упругости, разрушающей нагрузки и точки перехода упругой деформации в пластическую, близких к показателям интактной кожи.
Работа выполнена при поддержке гранта № П803, выполняемого в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009—2013 гг.
ЛИТЕРАТУРА
1. Boer W.I. Perspectives for cytokine antagonist therapy in COPD // DDT. - 2005. - Vol. 10, N 2. -P. 93-106.
2. Li M., Georgakopoulos D., Lu G. et al. p38 MAP kinase mediates inflammatory cytokine induction in cardiomyocytes and extracellular matrix remodeling in heart // Circulation. - 2005. - Vol. 111. -P. 2494-2502.
Сведения об авторах
Зеленин Николай Вадимович - студент 4 курса лечебного факультета Иркутского государственного медицинского университета.
Гранина Галина Борисовна - клинический ординатор Научного центра реконструктивной и восстановительной хирургии СО РАМН.
Шурыгина Ирина Александровна - д.м.н., ведущий научный сотрудник лаборатории патоморфологии НЦРВХ СО РАМН.
Шурыгин Михаил Геннадьевич - д.м.н., зав. научно-лабораторным отделом НЦРВХ СО РАМН (664003, г Иркутск, ул. Борцов Революции, 1; тел. 8 (3952) 29-03-69; e-mail: [email protected]).
Экспериментальные исследования в биологии и медицине
1в1
