CC BY
18
УДК 577.115+612.746+616-001.5
роль липопроТЕинов в поддержании оксидантного баланса у вольных с переломами костей голени и бедра
при иммобилизации
А. В. Еликов, С. А. Караваев, П. И. Цапок
Кировская государственная медицинская академия, г. Киров
Проведено комплексное биохимическое исследование 20 больных с переломами костей голени и бедра, которым в качестве лечения был выбран метод скелетного вытяжения, предусматривающий длительное ограничение двигательной активности. Взятие крови проводили на 7-й, 14-й, 21-й, 28-й и 35-й день после травмы. Установлена зависимость количественных сдвигов обмена холестерола, интенсивности процессов липопероксидации и состояния системы антиоксидантной защиты в плазме крови и липопротеиновых фракциях от продолжительности иммобилизации. Полученные данные можно рекомендовать для контроля влияния вынужденного ограничения двигательной активности на течение посттравматического процесса.
Ключевые слова: обмен холестерола, липопротеины, липопероксидация, антиоксидантная активность, гиподинамия, переломы костей.
ВВЕДЕНИЕ
Мышечная деятельность является нормальной формой повседневной жизнедеятельности организма. Ограничение двигательной активности приводит к развитию стрессовой реакции, которая нередко сопровождается атерогенными сдвигами липо-протеинового спектра в плазме крови. Показаны антиоксидантные свойства липопро-теинов высокой плотности (ЛПВП) [1].
В то же время установлено, что ведущую роль в развитии неблагоприятных сдвигов метаболизма при гиподинамии играет активация процессов липопероксидации (ЛПО) и снижение ресурсов антиоксидантной защиты (АОЗ) организма [4].
Цель исследования — изучение обмена холестерола в плазме крови и липопротеи-новых фракциях во взаимосвязи с процессами ЛПО и АОЗ при вынужденном ограниче-
нии двигательной активности у больных с переломами костей голени и бедра в зависимости от срока иммобилизации.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследования проведены на 20 мужчинах в возрасте от 18 до 50 лет с переломами костей голени и бедра, без сопутствующей патологии, находящихся на лечении в Кировской областной клинической больнице № 3. В качестве лечения был выбран способ скелетного вытяжения, предусматривающий достаточно продолжительный строгий постельный режим, т. е. вынужденное существенное ограничение двигательной активности. Больным назначалась стандартная медикаментозная терапия. Взятие крови из локтевой вены осуществляли через неделю после травмы с целью исключить влияние острых пост-
травматических последствий [7]. Последующее взятие крови осуществляли на 14-й, 21-й, 28-й и 35-й день после получения травмы. Контрольную группу составили 15 практически здоровых мужчин аналогичного возраста. цельную кровь центрифугировали при 3000 об/мин в течение 15 минут. Биохимические исследования проводили в плазме крови. Содержание общего холестерола (ОХС) изучали по реакции с хлорным железом по методу Златкиса — Зака. ХС в липо-протеинах высокой плотности (ХС-ЛПВП) определяли во фракциях липопротеинов после осаждения апо-В-содержащих липо-протеинов гепарином в присутствии солей марганца и разделения центрифугированием [5]. центрифугат, содержащий ЛПВП, использовали для дальнейших биохимических исследований. Осадок, содержащий липопротеины низкой плотности и липо-протеины очень низкой плотности (ЛПНП + ЛПОНП), растворяли в 2 М растворе сульфата аммония и использовали для дальнейших исследований.
Для изучения процессов ЛПО использовали определение содержания малонового диальдегида (МДА) как вторичного продукта ЛПО по реакции с тиобарбитуровой кислотой, спектрофотометрически при длине волны 535 нм. Определение диеновых конъюга-тов (ДК) проводили в гептановой фазе, после предварительной экстракции смесью гептан-изопропанол при длине волны 233 нм. При определении первичных продуктов ЛПО измеряли интенсивность хемилюминесценции (ХЛ), инициированной пероксидом водорода, в присутствии избытка ионов двухвалентного железа, за 30 @30) и 60 @60) секунд, а также максимальную вспышку ХЛ (М) за исследуемое время на хемилюминометре Emilite 1105 (Россия) [8]. При исследовании процессов ЛПО в липопротеиновых фракциях рассчитывали диагностические коэффициенты ХЛ (ЛПНП+ЛПОНП) хХС (ЛПНП+
+ ЛПОНП)/ХЛ (ЛПВП) х ХС (ЛПВП) и МДА (ЛПНП + ЛПОНП) х ХС (ЛПНП + + ЛПОНП)/МДА (ЛПВП) х ХС (ЛПВП).
Оценку общей антиоксидантной активности (АОА) осуществляли хемилюминес-центным методом, по соотношению уровней максимальной вспышки/светосумма за 30 секунд (Im/S).
Антирадикальную активность (АРА) определяли по степени обесцвечивания раствора 2,2-дифенил-1-пикрилгидразила при добавлении субстрата [3].
Полученный цифровой материал обработан методом вариационной статистики на IBM с использованием программ Biostat и Statistica 6.0 с определением M±m, достоверность разницы определяли по t-критерию Стьюдента.
Результаты и их обсуждение
Основные показатели обмена ХС в плазме крови у травматологических больных представлены в таблице 1. Полученные данные свидетельствуют о неблагоприятном влиянии ограничения двигательной активности на состояние обмена ХС, которое в наибольшей степени, по нашим данным, проявлялось на 2—3-й неделе после травмы. Установлено увеличение в плазме крови ОХС на 28,0% и индекса атерогенности (ИА) на 69,4% на фоне тенденции к снижению ХС-ЛПВП. Исследование показателей ЛПО и АОЗ в плазме крови также представлено в таблице 1.
Полученные данные свидетельствуют о зависимости интенсивности протекания процессов ЛПО от продолжительности ограничения двигательной активности у травматологических больных. Максимальное накопление ДК (на 107,7%) и МДА (на 63,7%) по сравнению с контрольной группой мы отмечали на 3-й неделе иммобилизации, что сопровождалось значительным (на 18,1%) сни-
Таблица 1
Зависимость показателей обмена холестерола, липопероксидации и антиоксидантной защиты в плазме крови
от продолжительности гиподинамии (М±т)
Исследуемый показатель Контроль (11=15) Продолжительность иммобилизации, нед.
1 (п=20) 2 (п=20) 3 (п=19) 4 (п=15) 5 (п=12)
ОХС, ммоль/л 4,78±0,18 5,77+0,21 * 6,12+0,27* 6,12+0,28* 5,73+0,22* 4,83+0,23
ХС-ЛПВП, ммоль/л 1,44±0,09 1,49+0,1 1,30+0,08 1,24+0,08 1,31+0,09 1,36+0,11
ИА 2,32±0,14 2,87+0,16* 3,62+0,19* 3,93+0,21 * 3,37+0,18* 2,61+0,15
МДА, мкмоль/л 5,46±0,29 7,01+0,33* 8,38+0,41 * 8,94+0,45 * 6,88+0,32* 5,71+0,37
ДК, у. е./г ОЛ 0,26±0,02 0,34+0,03 * 0,48+0,04* 0,54+0,05 * 0,36+0,03 * 0,30+0,03
ХЛ, (Im), кФотон 92,2±3,8 105,4+4,3 * 110,3+4,8* 111,7+4,9* 117,7+5,1 * 114,4+4,9*
ХЛ, (S30), кФотон 1281,4+48,3 1505,7+57,4* 1809,4+68,2 * 1892,8+69,9 * 1838,6+69,1 * 1658,2+67,2*
ХЛ, (S60), кФотон 1996,1+77,6 2360,2+89,1 * 2814,5+108,2* 2953,6+112,2* 2864,8+109,4* 2595,7+99,3 *
АОА, (Im/S) 0,072+0,003 0,070+0,003 0,061+0,002* 0,059+0,002 * 0,064+0,002 * 0,069+0,003
АРА, % ингиб. 50,9+2,7 48,4+2,5 35,2+1,9* 33,6+1,8* 40,8+2,2* 45,2+2,3
Примечание. * — различия по сравнению с контролем статистически достоверны.
жением АОА и АРА. Об усилении процессов ЛПО также свидетельствует увеличение интенсивности ХЛ. Значительное усиление процессов ЛПО мы связываем с развитием декомпенсированной стрессовой реакции и исчерпанием ресурсов АОЗ организма. В то же время показано, что ЛПВП выполняют роль «сорбента» продуктов ЛПО, тем самым проявляя ярко выраженные антиокси-дантные свойства [9, 10].
Таким образом, снижение содержания ХС-ЛПВП при иммобилизации у травматологических больных коррелирует со снижением у них ресурсов АОЗ плазмы крови и входит в комплекс неблагоприятных факторов, осложняющих течение основного патологического процесса.
Параллельно установлена роль ЛПВП в поддержании оксидантного баланса. Для этого определяли липидный состав и содержание продуктов ЛПО в липопротеинах с расчетом коэффициентов ХЛ (ЛПНП + + ЛПОНП) х ХС (ЛПНП + ЛПОНП)/ ХЛ (ЛПВП) х ХС (ЛПВП) и МДА (ЛПНП + + ЛПОНП) х ХС (ЛПНП + ЛПОНП)/ МДА (ЛПВП) х ХС (ЛПВП).
Результаты исследований, представленные в таблице 2, свидетельствуют о том, что при ограничении двигательной активности существенно снижается роль ЛПВП в поддержании оксидантного баланса, что прояв-
лялось достоверным увеличением исследуемых коэффициентов.
Это позволяет рекомендовать их в качестве надежного дополнительного критерия функционального состояния травматологического больного и объясняет более низкие значения показателей АОА в плазме крови при гиподинамии. Эти механизмы следует учитывать в комплексной терапии больных, вынужденно находящихся в состоянии ограничения двигательной активности. Следует отметить некоторую стабилизацию данного процесса к 5-й неделе иммобилизации. В опытах на животных нами ранее было показано снижение содержания ХС в скелетных мышцах при гиподинамии на фоне значительного усиления интенсивности процессов липопероксидации и снижения ресурсов ан-тиоксидантной защиты [2].
Известно, что стрессорное воздействие сопровождается ингибированием 7а-холе-стеролгидроксилазы, одного из изофермен-тов мультиферментной системы цитохрома Р450, играющего ключевую роль в метаболизме и элиминации ХС. Поскольку стресс-реакция сопровождает ограничение двигательной активности, высока вероятность нарушения процессов элиминации ХС из биомембран и, соответственно, повышения их «микровязкости» и нарушения мембранно-зависимых процессов [6]. По нашему мнению, это приводит к перераспределению
Таблица 2
Зависимость величины коэффициентов ХЛ (ЛПНП + ЛПОНП) х ХС (ЛПНП + ЛПОНП)/ ХЛ (ЛПВП) х ХС (ЛПВП) {К1} и МДА (ЛПНП + ЛПОНП) х ХС (ЛПНП + ЛПОНП)/ МДА (ЛПВП) х ХС (ЛПВП) {К2} от продолжительности гиподинамии (М±т)
Исследуемый показатель Контроль (П=15) Продолжительность иммобилизации, нед.
1 (П=20) 2 (П=20) 3 (П=19) 4 (П=15) 5 (П=12)
К, 3,20±0,12 4,25±0,13 * 5,37±0,19 * 5,71±0,21 * 5,02±0,14 * 4,08±0,16 *
К2 3,70±0,14 4,38±0,16 * 5,66±0,21 * 6,31±0,24 * 5,22±0,19 * 4,26±0,15 *
Примечание. * — различия по сравнению с контролем статистически достоверны.
фонда ХС во всем организме и позволяет рассматривать неблагоприятные изменения обмена ХС в плазме крови как компенсаторную реакцию, направленную на стабилизацию клеточных мембран.
Выводы
1. Состояние гиподинамии, возникающее при вынужденном ограничении двигательной активности у больных с переломами костей голени и бедра, характеризуется атеро-генными сдвигами показателей обмена ХС, усилением процессов ЛПО и снижением АОЗ, достигающими максимума на 2—3-й неделе иммобилизации.
2. Исследуемые показатели: ОХС и его фракции, ИА, интенсивность ХЛ, ДК, МДА, АОА и АРА являются надежными критериями для диагностики влияния иммобилизацион-ного дистресс-синдрома.
3. Одним из механизмов снижения ресурсов АОЗ организма при гиподинамии является увеличение коэффициентов ХЛ (ЛПНП+ЛПОНП) х ХС (ЛПНП+ЛПОНП)/ ХЛ (ЛПВП) х ХС (ЛПВП) и МДА (ЛПНП + + ЛПОНП) х ХС (ЛПНП + ЛПОНП)/МДА (ЛПВП) х ХС (ЛПВП), что характеризует снижение роли липопротеинов высокой плотности в поддержании оксидантного баланса.
4. На основании полученных данных можно рекомендовать включение антиокси-дантных средств в комплексную терапию больных, находящихся в состоянии вынужденного ограничения двигательной активности.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Галкин А. А. Изменение окислительно-антиокислительного баланса между ли-попротеинами высокой и низкой плотности у больных ИБС как нарушение антиок-сидантной активности липопротеинов
высокой плотности/А. А. Галкин, П. И. Ца-пок//Вятский медицинский вестник.— 1999.— № 4.— С. 27—30.
2. Еликов А. В. Влияние витаминов-антиокси-дантов С и Е на состояние липидного обмена при гиподинамии/А. В. Еликов, П. И. Цапок//Пермский медицинский журнал.— 2010.— Т. XXVII.— № 3.— С. 113— 117.
3. Еликов А. В. Метод определения антирадикальной активности эритроцитов/ А. В. Еликов, П. И. Цапок//Инф. листок № 24-025—05 Кировского ЦНТИ.— Киров, 2005.— 3 с.
4. Еликов А. В. Состояние метаболизма у больных с переломами голени и бедра в зависимости от срока иммобилизации/ А. В. Еликов, С. А. Караваев, П. И. Цапок// Материалы российской конференции «Актуальные проблемы теоретической и прикладной биохимии», посвященной 80-летию со дня рождения Р. И. Лифшица и 65-летию Челябинской государственной медицинской академии (5—8 октября 2009 г.).— Челябинск, 2009.— С. 115—117.
5. Камышников В. С. Клинико-биохимиче-ская лабораторная диагностика: справочник. В 2-х т. 2-е изд.— М.: Интерпрессервис, 2003.— 958 с.
6. Твердохлиб В. П. Биохимические аспекты реакции организма на экстремальную физическую нагрузку/В. П. Твердохлиб, А. А. Никоноров///Гигиена и санитария.— 2002.— № 5.— С. 49—51.
7. Тукмачев А Г. Определение наличия и продолжительности стрессового состояния при травме/А. Г. Тукмачев, С. Г. Горев, П. И. Цапок//Практикующий врач.— 2002.— № 1.— С. 123—126.
8. Цапок П. И. Хемилюминесцентный метод определения продуктов перекисного окисления липидов в сыворотке крови/ П. И. Цапок, А. А. Галкин//Инф. листок
№ 175-98 Кировского ЦНТИ.- Киров, 1998.- 3 с.
9. Hahn M. Significant association of lipid peroxidation products with high-density lipoproteins/M. Hahn, M. T. Subbian// Biochem. Mol. Biol. Int.- 1994.- Vol. 33— № 4.- P. 699-712. 10. Morel D. Altered LDL and HDL function induced by lipid peroxidation/D. Morel// Ather. Rev.- 1993.- Vol. 25.- № 3.-P. 259-263.
A. V. Elikov, 5.A. Karavaev, P. I. Tsapok
ROLE OF LIPOPROTEINS IN MAINTAINING OXIDANT BALANCE
OF PATIENTS WITH SHANK AND FEMUR FRACTURES IN IMMOBILIZATION
Complex biochemical investigation of 20 patients with shank and femur fractures who were treated with the method of skeleton extension foreseeing long limitation of motor
activity was carried out. Blood was taken on the 7, 14, 21, 28 and 35 day after the injury. Dependence of quantitative cholesterol metabolic shifts, lipoperoxidation intensity and antioxi-dant protection state in the blood plasma and lipoprotein fractions on duration of immobilization was registered. The obtained data can be recommended for fulfilling control of the influence of forced limitation of motor activity on the course of the posttraumatic process.
Keywords: cholesterol metabolism, lipo-proteins, lipoperoxidation, antioxidant activity, hypodynamia, bone fractures.
Контактная информация: Еликов Антон Вячеславович, канд. мед. наук, доцент кафедры биологической химии Кировской государственной медицинской академии, 610027, г. Киров, ул. Карла Маркса, 112, тел. 8 (8332) 67-83-58
Материал поступил в редакцию 12.02.2011
