CC BY
30
но в большей степени как в период бодрствования, так и в период сна отмечается усиление активности симпатического отдела. Наряду с усилением напряжения в деятельности отделов вегетативной нервной системы у родильницы в раннем периоде после родов отмечается и резкое изменение в субъективной оценке своего статуса.
Для раннего периода после физиологических родов характерно повышение у родильниц ситуативной тревожности при сохранении уровня личностной.
Выявленный комплекс функциональных изменений у родильниц в перинатальном периоде свидетельствует о том, что функциональное состояние родильницы в отличие от беременной значительно смещается к границе диапазона, за которым возможен функциональный срыв.Это вызывает необходимостьразработки комплекса мероприятий для коррекции функционального статуса родильниц в перинатальном периоде.
Список литературы
1 Шлык Н. И. Сердечный ритм и тип регуляции у детей, подростков и спортсменов : монография. Ижевск: Изд-во «Удмуртский университет», 2009. 255 с.
2 Хлыбова С. В., Циркин В. И. Симпатическая активность (по данным кардиоинтервалографии) у женщин с физиологическим и осложненным течением беременности // Российский вестник акушера-гинеколога. 2007. Т.7. №1. С.7-11.
3 Клещеногов С. А., Флейшман А. Н. Прогнозирование осложнений беременности на основе изучения вариабельности ритма сердца матери // Бюллетень Сибирского отделения Российской Академии медицинских наук, ежеквартальный научно-теоретический журнал. 2006. №3.
С. 52-59.
4 Рунихина Н. К., Андросова Ю. М., Барт Б. Я. Динамика вариабельности сердечного ритма, артериального давления и состояния когнитивных функций при осложненном гипертензионном синдромом течении беременности. // Медицинский вестник Северного Кавказа. 2011. Т.23. №3. С.47-51.
5 Дмитриева С. Л., Хлыбова С. В., Циркин В. И. и др. Прогнозирование слабости родовой деятельности с использованием кардиоинтервалографии // Акушерство и гинекология. 2012. №4. С. 38-41.
6 Ерохин А. Н, Мезенцева Н. В. Функциональное состояние беременной и плода в поздний гестационный период // Вестник новых медицинских технологий. 2009. Т.16. №4. С.34-36.
7 Гиршева Е. М., Ерохин А. Н. Циркадианные особенности симпатико-парасимпатического взаимодействия
по данным спектральных составляющих ритма сердца у беременных и родильниц в перинатальном периоде // Вестник новых медицинских технологий. 2014. Т. 21, № 1. С. 21-25.
8 Хаспекова Н. Б. Регуляция вариативности ритма сердца у здоровых и больных с психогенной и органической патологией мозга : дис. ... д-ра мед. наук. М.: ИВНД, 1996. 236 с.
УДК 612.753 Е.А. Киреева, А.А. Еманов, М.А. Степанов ФГБУ «Российский научный центр «"Восстановительная травматология и ортопедия" им. акад. Г.А. Илизарова» Минздрава России, Курган
МЕХАНИЗМЫ АДАПТАЦИИ ОРГАНИЗМА К ТРАВМАТИЧЕСКОМУ ПОВРЕЖДЕНИЮ КОСТИ
Аннотация. В представленной работе изучены молекулярные механизмы адаптации организма к повреждениям костной ткани в условиях импульсного (перелом костей голени) и пролонгированного (дистракционный остеосинтез костей голени) травматического воздействия.
Ключевые слова: перелом кости, оперативное удлинение, адаптация, биохимия крови.
E.A. Kireeva, A.A. Emanov, M.A. Stepanov Russian Ilizarov Scientific Center "Restorative Traumatology and Orthopaedics", Kurgan
MECHANISMS OF HUMAN ADATATION TO BONE INJURY
Annotation The work presents the study on molecular mechanisms of human adaptation to the bone tissue injury in the conditions of acute (tibial fracture) and prolonged (distraction osteosynthesis in the tibia) trauma.
Keywords: bone fracture, surgical lengthening, adaptation, blood biochemistry.
Введение
Известно, что патологические реакции, возникающие в ответ на повреждение тканей и органов, тесно переплетаются с процессами адаптации, направленными на восстановление нарушенных функций [1]. Тяжелые повреждения костной ткани, а также объемные хирургические вмешательства на скелете сопровождаются значительными метаболическими сдвигами, формирующими адаптационный ответ организма на нарушение целостности кости [2; 3]. При этом срыв механизмов адаптационной компенсации при повреждениях длинных трубчатых костей может приводить к серьезным осложнениям (жировая эмболия, ДВС-синдром, нарушение кислотно-основного состояния и т.д.) [4].
Цель исследования: изучить изменения биохимических показателей сыворотки крови в условиях импульсного (перелом) и пролонгированного (дистракционный остеосинтез) травматических воздействий на костную ткань в эксперименте.
Материалы и методы исследования
В представленном исследовании проведено две серии экспериментов. В первой серии у 20 взрослых беспородных собак моделировали оскольчатый перелом костей голени (удар груза массой 5 кг с высоты 1,5 метра в свободном падении) с последующим лечением аппаратом Илизарова. Во второй серии у 35 взрослых беспородных собак осуществляли оперативное удлинение костей голени по Илизарову: через 5 суток после нарушения целостности кости и наложения аппарата Илизарова осуществляли дистракцию костей голени с темпом 1 мм/сутки за 4 приема в течение 28 суток.
На проведение экспериментальных исследований получено разрешение комитета по этике при «РНЦ "ВТО" им. акад. Г.А. Илизарова». Содержание животных, оперативные вмешательства и эвтаназию осуществляли в соответствии с требованиями Европейской конвенции по защите экспериментальных животных и «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» (приказ № 755от 12.08.1977).
В сыворотке крови животных до начала эксперимента и на его этапах определяли концентрацию общего белка, мочевины, глюкозы, лактата, общих липидов, общего холестерина, триглице-ридов, малонового диальдегида (МДА), изучали активность креатинкиназы, аминотрансфераз. В эритроцитах определяли активность супероксид-дисмутазы (СОД).
Активность креатинкиназы, аминотрансфераз, а также концентрацию лактата, мочевины, глюкозы, общего белка и холестерина, триглице-ридов определяли на биохимическом фотометре Stat Fax 1904+ (США), используя наборы реагентов Vital Diagnostic (РФ). Содержание МДА определяли по реакции с тиобарбитуровой кислотой, концентрацию общих липидов с помощью наборов реактивов фирмы LaChema (Чехия). Активность СОД в эритроцитах определяли по реакции, основанной на способности фермента конкурировать с нитросиним тетразолием (НСТ) за супероксидные анионы, образующиеся в результате аэробного взаимодействия НАДН и феназинметсульфата. Электрофоретическое разделение липидов сыворотки проводили на системе Paragon (Beckman, США) с использованием реактивов и пластин этой же фирмы.
Результаты, полученные на этапах эксперимента, сравнивали с дооперационными значениями. Для определения достоверности отличий использовали W-критерий Вилкоксона для независимых выборок.
Результаты исследования
Проведенное исследование показало, что при повреждении костей голени в организме экспериментальных животных происходила перестройка всех звеньев метаболизма, которая выражалась в из м е н е н и и по каз ателей бел кового ,
углеводного и липидного обменов в сыворотке крови. Обнаружено, что в динамике оперативного удлинения костей голени, а также после их перелома в посттравматическом периоде развивалась гипопротеинемия (таблица 1), причем более выраженная при дистракционном удлинении.
Таблица 1 - Динамика концентрации общего белка (г/л) сыворотки крови собак на сроках эксперимента (Х1±о)
Перелом костей голени Оперативное удлинение костей голени
До операции 73,4±5,0 До операции 73,4±5,0
3 сутки фиксации 67,3±4,1001 3 сутки после операции 59,2±4,7003
7 сутки фиксации 68,1±4,4003 5 сутки после операции 62,3±5,5005
14 сутки фиксации 68,7±4,2005 7 сутки дистракции 60,5±5,6003
21 сутки фиксации 76,1±6,2 14 сутки дистракции 64,8±6,4
28 сутки фиксации 72,9±5,6 21 сутки дистракции 56,2±3,70005
35 сутки фиксации 73,5±6,1 28 сутки дистракции 60,8±5,6005
42 сутки фиксации 79,6±7,5 7 сутки фиксации 72,5±8,9
49 сутки фиксации 77,1±4,1 15 сутки фиксации 68,4±5,7
60 сутки без аппарата 71,2±5,3 30 сутки фиксации 75,0±5,3
90 сутки без аппарата 65,9±5,0 30 суток после снятия аппарата 67,3±5,3
Примечание. Индекс показывает уровень значимости результата с дооперационными значениями.
Наблюдаемая на экспериментальных моделях гипопротеинемия, по нашему мнению, была связана с активацией гипоталамо-гипофизар-но-адренокортикальной системы и выработкой адренокортикотропного гормона (АКТГ) в ответ на повреждение кости [5]. АКТГ, в свою очередь, стимулировал синтез глюкокортикоидов, которые вначале активировали синтез белка в печени за счет снижения его синтеза в соматическом отсеке организма, затем проявлялись отсроченные, не зависящие от действия кортикостероидов эффекты АКТГ: усиливалась продукция соматотропного гормона (СТГ) и инсулина [6], обеспечивавших поворот белкового обмена в соматическом отсеке к анаболической фазе. В связи с этим мы полагаем, что после перелома костей голени, а также в ходе их оперативного удлинения происходило перераспределение пула белкового азота по следующей схеме: в печени замедлялся синтез белков, за счет чего в органе создавался запас свободных аминокислот, которые перераспределялись в пользу регенерирующих органов.
Однако снижение концентрации общего белка сыворотки крови могло быть связано с актива-
'103
серия «физиология, психология, медицина», выпуск 8
цией катаболических реакций в организме животных как после травмы, так и в ходе оперативного удлинения конечности. Против данного предположения говорит то обстоятельство, что концентрация мочевины в сыворотке крови собак на сроках эксперимента имела тенденцию к снижению, причем как после травмы костей голени, так и в ходе их удлинения (таблица 2). Наблюдаемое снижение уровня мочевины, по-видимому, связано с воздействием СТГ, который снижал образование мочевины печенью и вызывал рост потребления аминокислот другими органами, главным образом, скелетными мышцами [7].
Таблица 2 - Динамика концентрации мочевины (ммоль/л) сыворотки крови собак на сроках эксперимента (Х1±о)
Перелом костей голени Оперативное удлинение костей голени
До операции 5,93±0,86 До операции 5,93±0,86
3 сутки фиксации 5,32±1,00 3 сутки после операции 6,15±0,87
7 сутки фиксации 5,85±0,79 5 сутки после операции 6,05±0,23
14 сутки фиксации 4,46±0,670002 7 сутки дистракции 3,81±0,280001
21 сутки фиксации 4,39±1,21001 14 сутки дистракции 3,44±0,350005
28 сутки фиксации 5,11±1,17 21 сутки дистракции 4,42±0,340005
35 сутки фиксации 5,78±1,34 28 сутки дистракции 4,95±0,22001
42 сутки фиксации 5,72±1,02 7 сутки фиксации 5,40±0,98
49 сутки фиксации 4,86±0,96 15 сутки фиксации 5,83±0,85
60 сутки без аппарата 5,43±0,62 30 сутки фиксации 5,24±1,16
90 сутки без аппарата 5,22±0,80 30 суток после снятия аппарата 5,23±0,63
Примечание' Индекс показывает уровень значимости ре-
зультата с дооперационными значениями
Необходимо отметить, что гипоальбуминемия и гипоуремия может также наблюдаться и на фоне тяжелых патологических поражений печени, связанных с нарушением ее синтетической функции. Проведенные нами исследования обнаружили, что активность аминотрансфераз (АлАТ и АсАТ) в сыворотке крови собак в ходе удлинения костей голени находились в пределах нормы. В свою очередь, после перелома костей голени активность АлАТ и АсАТ достоверно возрастала, однако такой рост сопровождался увеличением активности креатинкиназы в сыворотке крови. Последнее обстоятельство говорит о том, что увеличение активности аминотрансфераз в крови после перелома было вызвано значительными повреждениями скелетных мышц.
Изменения показателей углеводного обмена у животных обеих экспериментальных серий также носили однотипный характер. В посттравматический период и в ходе оперативного удлинения костей голени в сыворотке крови собак отмечалась устойчивая гипергликемия на фоне роста концентрации лактата (таблица 3). При этом выраженная гиперлактатемия наблюдалась у животных при оперативном удлинении костей голени. Отмеченные изменения углеводного обмена соответствует классическим представлениям об адаптационных сдвигах в организме в ответ на стресс (в нашем случае это травма и удлинение): увеличение мобилизации глюкозы для энергетических нужд организма на фоне ее недостаточного анаэробного окисления в тканях.
Таблица 3 - Динамика концентрации лактата (ммоль/л) в сыворотке крови собак на сроках эксперимента (Х1±о)
Перелом костей голени Оперативное удлинение костей голени
До операции 2,63±0,91 До операции 2,63±0,91
3 сутки фиксации 3,07±1,17 3 сутки после операции 4,18±0,51003
7 сутки фиксации 4,06±1,07005 5 сутки после операции 4,12±0,610005
14 сутки фиксации 2,85±0,61 7 сутки дистракции 3,67±0,510005
21 сутки фиксации 3,23±1,18 14 сутки дистракции 3,40±0,31005
28 сутки фиксации 3,18±0,74 21 сутки дистракции 3,65±0,210006
35 сутки фиксации 2,48±0,95 28 сутки дистракции 3,40±0,91005
42 сутки фиксации 3,18±0,59 7 сутки фиксации 3,77±0,510005
49 сутки фиксации 3,39±1,35 15 сутки фиксации 2,96±0,70
60 сутки без аппарата 2,63±1,67 30 сутки фиксации 2,90±0,61
90 сутки без аппарата 3,20±0,75 30 суток после снятия аппарата 2,98±0,31
Примечание. Индекс показывает уровень значимости результата с дооперационными значениями
Таблица 4 - Динамика концентрации общего холестерина (ммоль/л) в сыворотке крови собак на сроках эксперимента (Х1±о)
Перелом костей голени Оперативное удлинение костей голени
До операции 5,21±0,95 До операции 5,21±0,23
3 сутки фиксации 7,65±1,760003 3 сутки после операции 5,92±0,42005
7 сутки фиксации 8,30±1,750001 5 сутки после операции 6,19±0,62005
14 сутки фиксации 8,47±2,350002 7 сутки дистракции 6,28±0,46005
21 сутки фиксации 7,41±1,100 004 14 сутки дистракции 5,72±0,18005
28 сутки фиксации 5,11±0,85 21 сутки дистракции 5,54±0,26
35 сутки фиксации 5,51±0,91 28 сутки дистракции 5,34±0,48
42 сутки фиксации 5,51±0,90 7 сутки фиксации 5,76±0,95
49 сутки фиксации 5,10±0,61 15 сутки фиксации 5,87±1,49
60 сутки без аппарата 5,80±1,51 30 сутки фиксации 5,62±0,82
90 сутки без аппарата 5,22±1,31 30 суток после снятия аппарата 4,05±0,31005
Примечание. Индекс показывает уровень значимости результата с дооперационными значениями
Из показателей липидного обмена наиболее значительно в ходе эксперимента изменялось содержание общего холестерина: его концентрация в сыворотке крови собак как после травмы, так и при удлинении костей голени была повышена в течение первых трех недель эксперимента (таблица 4). Параллельно этому уровень общих липидов при повреждении костей значимо не изменялся, а концентрация триглицеридов имела тенденцию к росту. В липопротеиновом спектре сыворотки крови у животных обеих экспериментальных серий увеличивалось содержание липопротеинов очень низкой плотности, последние, видимо, служили источниками легко мобилизируемых липидов для энергетических нужд регенерирующих тканей.
В ответ на повреждение костей в организме животных обеих серий активировались реакции пере-кисного окисления липидов, которое мы фиксировали по росту концентрации МДА в сыворотке крови экспериментальных животных (таблица 5). При этом в ходе удлинения активность СОД в эритроцитах собак возрастала, тогда как после перелома наблюдалось снижение активности данного фермента.
Таблица 5 - Динамика концентрации малонового диальдегида (нмоль/мг липидов) в сыворотке крови и активность супероксиддисмутазы (мкМ НСТ*109 Эр/мин) в эритроцитах собак на сроках эксперимента (Х1±о)
Перелом костей голени Оперативное удлинение костей голени
МДА СОД МДА СОД
До операции 1,31±0,45 28±11 До операции 1,31±0,45 28±11
3 сутки фиксации 1,64±0,50005 23±7 3 сутки после операции 2,21±0,51005 35±10005
7 сутки фиксации 1,50±0,74 31±10 5 сутки после операции 1,38±0,13 29±7
14 сутки фиксации 1,81±0,72003 31±15 7 сутки дистракции 1,16±0,14 30±9
21 сутки фиксации 1,17±0,71 28±9 14 сутки дистракции 1,38±0,11 34±90,05
28 сутки фиксации 1,47±0,60 14±5001 21 сутки дистракции 1,68±0,07005 53±10001
35 сутки фиксации 1,38±0,31 27±18 28 сутки дистракции 1,79±0,10001 32±7
42 сутки фиксации 1,06±0,18 18±3004 7 сутки фиксации 1,50±0,06005 34±3005
49 сутки фиксации 1,35±0,35 34±16 15 сутки фиксации 1,64±0,04005 37±11005
60 сутки без аппарата 1,26±0,45 58±18003 30 сутки фиксации 1,62±014005 36±12
90 сутки без аппарата 1,34±0,58 23±10 30 суток без аппарата 1,66±0,12005 43±8005
Примечание. Индекс показывает уровень значимости результ
заключение
Таким образом, в основе адаптационных реакций организма на повреждение длинных трубчатых костей как после перелома, так и в ходе их оперативного удлинения, лежат однотипные биохимические изменения. Картина метаболических сдвигов, развивающихся в ответ на нарушение целостности кости, не завесила от характера повреждения кости (будь то импульсное повреждение, как при травме, или прологированное, как при удлинении) и сопровождалась активацией белкового анаболизма (с перераспределением азота из висцерального отдела в пользу соматического), интенсификацией анаэробного глико-
г?а с дооперационными значениями. лиза и реакций перекисного окисления. На этом фоне важным механизмом компенсации являлось повышение концентрации энергетических и пластических субстратов обмена (глюкоза, холестерин, триглицериды) в крови экспериментальных животных. При этом постепенное восстановление измененных показателей внутренней среды организма к исходному уровню, наблюдаемые через 4-6 недель после перелома и на этапе фиксации после прекращения оперативного удлинения, можно рассматривать как проявление процесса реадаптации.
серия «физиология, психология, медицина», выпуск 8
"105
Список литературы
1 Баевский Р. М., Берсенева А. П. Оценка адаптационных возможностей организма и риска развития заболеваний. М.: Медицина, 1997. 225 с.
2 Ковинька М. А, Стогов М. В., Тушина Н. В., Гофман Ф. Ф. Динамика биохимических показателей сыворотки крови у пациентов с посттравматическими укорочениями костей конечности в процессе лечения методом Илизарова // Гений ортопедии. 2011. № 4. С. 35-38.
3 Лунева С. Н., Стогов М. В., Столбиков С. А. Изменения биохимических показателей сыворотки крови у пациентов с закрытыми переломами костей голени в нижней трети при лечении по методу Илизарова // Травматология и ортопедия России. 2007. № 3. С. 63-67.
4 Травматическая болезнь и ее осложнения / под ред. С. А. Селезнева, С. Ф. Багненко, Ю. Б. Шапота. СПб. : Политехника, 2004. 414 с.
5 Свешников А. А., Офицерова Н. В. Радиоиммунологический метод в познании гормональной регуляции репаративного костеобразования // Ортопедия, травматология и протезирование. 1986. № 2. С. 67-70.
6 Ларионов А. А., Офицерова Н. В. Некоторые аспекты нейро-гормональной регуляции костеобразования при чрескостном остеосинтезе // Травматология и ортопедия России. 1994. № 2. С. 121-129.
7 Зайчик А. Ш., Чурилов Л. П. Основы общей патологии. Часть 1. Основы общей патофизиологии. СПб. : Элби, 1999. 624 с.
УДК 577.17.05 М.А. Ковинька, М.В. Стогов ФГБУ «Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" им. акад. Г.А. Илизарова» Минздрава России, Курган
ИЗУЧЕНИЕ ДОЗОЗАВИСИМЫХ ЭФФЕКТОВ БЕЛКОВЫХ ФАКТОРОВ, ВЫДЕЛЯЕМЫХ ИЗ КОСТНОЙ ТКАНИ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА
Аннотация. В работе изучен дозозависи-мый эффект белковых факторов, выделяемых из костной ткани крупного рогатого скота, на синтез гликогена в мышцах и печени интактных мышей. Обнаружено, что тестируемые факторы проявляли свои физиологические эффекты в части способности стимулировать гликогеногенез в мышцах и печени только при инъекционном введении в оптимальной дозе - 3 мг/кг.
Ключевые слова: белки костной ткани, дозо-зависимый эффект, гликоген.
M.A. Kovinka, M.V. Stogov
Russian Ilizarov Scientific Center "Restorative
Traumatology and Orthopaedics", Kurgan
RESEARCH OF DOSE-DEPENDENT EFFECTS OF PROTEIN FACTORS EXTRACTED FROM BOVINE BONE TISSUE
Annotation. This paper studies the effect of a dose-dependent protein factors, extracted from bovine bone tissue, on the glycogen synthesis in muscles and liver of intact mice. It was found that the tested factors exhibit their physiological effects in terms of ability to stimulate glycogen synthesis in muscle and liver only when the optimum dose (3 mg/ kg) injected.
Keywords: bone proteins, dose-dependent effect, glycogen.
Введение
Предыдущими исследованиями было показано, что костная ткань является органом, способным аккумулировать многочисленные факторы роста, обнаруживаемые в составе неколлагено-вых белков костной ткани [1]. Показана способность некоторых низкомолекулярных белковых факторов, выделенных из неколлагеновых белков костной ткани, активировать процесс репаратив-ного остеогенеза как в эксперименте, так и в клинике [2-4]. Однако влияние этих белков на обмен параоссальных органов, играющих важную роль в репаративной регенерации кости, не изучалось. Мы полагаем, что эффективность введения этих фракций связана с активацией анаболических процессов не только в костной ткани, но и в скелетных мышцах.
Цель исследования: изучить дозозависи-мый эффект белковых факторов, выделяемых из костной ткани крупного рогатого скота, на синтез гликогена в мышцах и печени мышей.
Материалы и методы исследования
Дозозависимые эффекты низкомолекулярных белковых факторов, выделенных из костной ткани, при различных способах введения белкового препарата изучали на 148 взрослых мышах-самцах линии СВА.
Выделение и очистку низкомолекулярных не-коллагеновых белков костной ткани проводили по схеме, предложенной К.С. Десятниченко (патент РФ №2050158 «Препарат для стимулирования физиологической и репаративной регенерации, стимбон-1»). В эксперименте использовали фракцию этих белков, обладающих свойствами инсу-линоподобных факторов роста, с молекулярной массой 5-10 кДа, не сорбирующуюся на катионо-и анионообменниках. Выделенную фракцию лио-фильно высушивали. Наличие в данной фракции инсулиноподобного фактора роста 1 (ИПФР-1) подтверждали с помощью радиоиммунного анализа с использованием наборов фирмы Immunotech (Франция). Проведенный нами радиоиммунный анализ обнаружил, что в составе выделяемой низкомолекулярной фракции неколлагеновых белков значительная доля принадлежит ИПФР-1. Учитывая, что ИПФР-1, проявляя эффекты инсулина, способен активировать синтез гликогена в чувствительных к нему тканях (прежде всего печень и мышцы), мы провели исследование эф-фе ктивности разо во го в нутрим ы шечного в веде-
