CC BY
11
Обсуждение результатов
Доминирование в исходных обследованиях первого класса гистограмм свидетельствует о близости потока ПД ДЕ, образующих интерференционную ЭМГ в процессе поддержания максимального произвольного напряжения, к стационарному случайному процессу. Это указывает на то, что ДЕ мышц укороченной и контралатеральной конечностей управляются сходным образом. Увеличение вероятности наложения ПД, вовлечённых в ансамбль активно работающих а-мотонейронов, приводит к суммации их амплитуды и увеличению амплитуды наблюдаемых на записях ЭМГ-турнов. Соответственно, их максимумы смещаются с ^го уровня гистограммы на i+1 уровень. Таким образом, нарастание после удлинения конечностей частоты встречаемости 2-3 классов гистограмм (рисунок 4) отражает процесс повышения уровня синхронизации активности а-мотонейронов. ЭМГ-паттерны, попавшие в четвёртый класс, очевидно, являются отражением некоторых переходных, неустойчивых состояний активности мотонейронного пула.
Заключение
Таким образом, после воздействия комплекса факторов, связанных с дистракционным осте-осинтезом, процесс адаптации моторной функции пациента к новым анатомо-биомеханическим условиям использования конечности включает перестройку режимов управления в системе «мотонейронный пул - мышца». При этом недостаточность контрактильных возможностей мышечных волокон в рамках одной ДЕ компенсируется нарастанием уровня синхронизации ПД группы ДЕ. Данное обстоятельство должно учитываться при назначении средств реабилитации с использованием электромиостимуляции и биологической обратной связи на основе ЭМГ-сигналов.
Список литературы
1 Команцев В. Н, Заболотных В. А. Методические основы клинической электронейромиографии : рук. для врачей. СПб. : Лань, 2001. 349 с.
2 Персон Р. С. Электромиография в исследованиях человека. М.: Наука, 1969. 199 с.
3 Шевцов В. И., Щудло Н. А., Щудло М. М. и др. Структурная адаптивность и пластичность скелетных мышц при удлинении конечности // Гений ортопедии. 2009. № 4. С.40-47.
4 Шеин А. П., Криворучко Г. А. Структурно-функциональные сдвиги в нервных стволах и мышцах при удлинении конечностей // Ахондроплазия : руководство для врачей / под ред. А. В. Попкова, В. И. Шевцова. М. : Медицина, 2001. С. 271-281.
5 Шеин А. П., Криворучко Г. А. Произвольное управление напряжением мышц удлиненной и интактной конечностей в различных диапазонах силовых нагрузок // Физиология человека. 2012. Т. 38.№ 2. С. 31-45.
УДК 612.753 Н.В. Тушина, Н.А. Кононович ФГБУ «Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" имени академика Г.А. Илизарова» Минздрава России, г. Курган
зависимость динамики изменений минерального обмена от интенсивности остеогенеза
Аннотация. В представленной работе изучена зависимость динамики изменения минерального обмена от интенсивности (длительность остеогенеза и объем повреждения кости) остеогенеза. Сделан вывод, что при равном объеме поврежденной кости нарушения минерального обмена более существенны при увеличении интенсивности остеогенеза.
Ключевые слова: минеральный обмен, остеогенез.
N.V. Tushina, N.A. Kononovich Russian Ilizarov Scientific Center "Restorative Traumatology and Orthopaedics", Kurgan
dependence of the change of mineral metabolism on the intensity of bone formation
Annotation. In this study, we investigated the dependence of the dynamics of mineral metabolism change on the osteogenesis intensity (the duration of bone formation and bone volume fraction). It was concluded that on an equal bone volume fractionthe mineral metabolism disorders are more significant with an increase in the bone formation intensity.
Keywords: mineral metabolism, osteogenesis.
Введение
Известно, что процесс репаративного осте-огенеза сопровождается адаптационными перестройками, которые вызывают изменения внутренней среды организма, прежде всего, сыворотки крови [1]. Показано, что наряду с характером повреждения кости одним из факторов, лимитирующих восстановление ее целостности, может являться нарушение минерального обмена [2; 3]. К настоящему времени полагается, что чем больше объем повреждений кости, тем значительнее нарушается минеральный, в основном кальциевый баланс [4; 5]. Однако в данной концепции не учитывается интенсивность остеогенеза, т.к. можно полагать, что даже при больших повреждениях кости на фоне благоприятных условий остеогенеза (стабильность фиксации, отсутствие влияния дополнитель н ых экзо ге н н ых факто ро в , аде кват-
Вестник КГУ, 2016. № 2
ное питание и т.д.) нарушения минерального обмена могут и не развиваться.
В связи с этим цель настоящего исследования - изучить зависимость динамики изменения минерального обмена от интенсивности остеогенеза.
Материалы и методы исследования
Для изучения остеорепарации нами использована модель дистракционного остеогенеза, основанная на методе удлинения костей конечностей, разработанного Г.А. Илизаровым.
Исследование выполнено на 55 беспородных собаках, которые были разделены на три группы в зависимости от варианта удлинения.
1-я группа. 26 взрослым беспородным собакам после закрытой флексионной остеоклазии проводили удлинение костей голени по Илизарову с режимом удлинения 1 мм/сутки за 4 приема вручную.
2-я группа. 9 взрослым беспородным собакам после закрытой флексионной остеоклазии проводили удлинение костей голени по Илизарову с режимом удлинения 1,5 мм/сутки за 6 приемов вручную.
3-я группа. 20 взрослым беспородным собакам после закрытой флексионной остеоклазии проводили удлинение костей голени по Илизарову с режимом удлинения 3 мм/сутки в автоматическом режиме за 120 приемов.
У животных первой группы удлинение костей голени проводили в течение 28 суток, у животных второй - в течение 20 суток; у животных третьей группы - в течение 10 суток. Конечная величина удлинения голени во всех группах была одинакова и в среднем составила 14,5±0,8% от общей длины сегмента. Таким образом, на всех трех моделях у животных замещался одинаковый объем кости, но в разных условиях и за разный период времени.
В динамике эксперимента у всех животных в сыворотке крови изучали концентрацию общего и ионизированного кальция, неорганического фосфата и магния. Забор крови проводили до операции, в середине дистракции, в конце дистракции, на 15-е сутки фиксации, на момент снятия аппарата и через 30 суток после снятия аппарата.
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 № 755 от 12.08.1977).
Концентрацию общего кальция, неорганического фосфата и магния в сыворотке крови определяли на автоматическом биохимическом анализаторе Hitachi/BM 902 (Япония), используя наборы реагентов фирмы Vital Diagnostics (СПб). Концентрацию ионизированного кальция рассчи-т ывали и з с о д е р_ж_а н и я о б щ е г о кальция п о б е л к у
сыворотки [6]. Общий белок определяли биурето-вым методом.
В таблице 1 результаты представлены в виде среднего арифметического и стандартного отклонения. Достоверность различий показателей животных, полученных на сроках эксперимента, сравнивали с дооперационными значениями с помощью W-критерия Вилкоксона для независимых выборок. Достоверность межгрупповых различий определяли с помощью непараметрического критерия Крускала-Уоллиса с последующим множественным сравнением с использованием критерия Данна.
Результаты исследования
Исследование минерального обмена показало, что концентрация общего кальция в сыворотке крови собак 1-й группы в течение всего периода наблюдения была в пределах дооперационных значений (таблица 1). У животных 2-й группы уровень общего кальция был достоверно низким в середине дистракции и на 15-е сутки фиксации. У собак 3-й группы концентрация данного электролита достоверно снижалась к середине этапа дистракции и находилась в пределах этих значений до 15-х суток фиксации. При межгрупповом сопоставлении мы обнаружили достоверно низкую концентрацию общего кальция в конце дистракции и на 15-е сутки фиксации у животных 3-й группы по сравнению с животными 1-й группы.
При исследовании уровня ионизированного кальция в сыворотке крови собак 1-й группы было отмечено минимальное его значение в конце дистракции до 1,12±0,07 ммоль/л (р<0,05). Изменения концентрации данного показателя у животных 2-й и 3-й групп носили схожий характер, но были более продолжительными по времени: концентрация ионизированного кальция достоверно снижалась по сравнению с дооперационными значениями к середине дистракции и возвращалась к доопера-ционному уровню к концу фиксации. При этом в середине этапа дистракции и на 15-е сутки фиксации отмечались достоверные межгрупповые отличия: концентрация ионизированного кальция в сыворотке крови собак 3-й группы были ниже по сравнению с животными 1-й группы при р<0,05.
У животных 1-й группы на 15-е сутки фиксации был отмечен значительный рост уровня неорганического фосфата в крови. При этом концентрация данного аниона на этом сроке была достоверно выше по сравнению со значениями собак 2-й и 3-й групп (р<0,05). Уровень неорганического фосфата у собак 2-й группы в течение всего периода наблюдения был в пределах дооперационных значений. У животных 3-й группы концентрация фосфата была достоверно ниже исходных значений с середины периода дистракции и до 15-х суток фиксации.
серия «физиология, психология, медицина», выпуск 8
Таблица 1 - Показатели минерального обмена в сыворотке крови собак при удлинении костей голени в различных режимах (Х±а)
Срок Группа Ca, ммоль/л Са ион, ммоль/л P, ммоль/л Mg, ммоль/л
До операции 1,0х4 2,68±0,13 1,17±0,08 1,49±0,10 0,88±0,02
1,5х6 2,65±0,12 1,19±0,06 1,51±0,12 0,88±0,04
3,0х120 2,65±0,13 1,18±0,04 1,46±0,12 0,87±0,05
Начало дистракции 1,0х4 2,64±0,17 1,18±0,08 1,52±0,04 0,89±0,02
1,5х6 2,52±0,13 1,20±0,04 1,50±0,04 0,83±0,05
3,0х120 2,52±0,11 1,12±0,08 1,42±0,08 0,86±0,05
Середина дистракции 1,0х4 2,64±0,11 1,15±0,073 1,50±0,10 0,88±0,04
1,5х6 2,50±0,14* 1,09±0,09* 1,45±0,12 0,91±0,06
3,0х120 2,52±0,11* 1,08±0,04*1 1,39±0,07* 0,88±0,08
Конец дистракции 1,0х4 2,62±0,143 1,12±0,07* 1,61±0,15 0,87±0,02
1,5х6 2,54±0,14 1,08±0,08* 1,41±0,18 0,83±0,09
3,0х120 2,48±0,12*1 1,08±0,08* 1,36±0,16* 0,84±0,06
15-е сутки фиксации 1,0х4 2,65±0,113 1,15±0,063 1,72±0,12*23 0,89±0,023
1,5х6 2,51±0,10* 1,10±0,06* 1,45±0,121 0,87±0,063
3,0х120 2,49±0,09*1 1,05±0,06*1 1,24±0,08*1 0,79±0,06*12
Конец фиксации 1,0х4 2,73±0,09 1,17±0,07 1,55±0,16 0,85±0,04
1,5х6 2,59±0,14 1,13±0,11 1,50±0,06 0,76±0,08*
3,0х120 2,62±0,14 1,12±0,10 1,37±0,18 0,83±0,06
30-е сутки после снятия аппарата 1,0х4 2,67±0,05 1,19±0,07 1,55±0,16 0,89±0,02
1,5х6 2,58±0,12 1,16±0,10 1,50±0,12 0,90±0,02
3,0х120 2,66±0,04 1,15±0,04 1,37±0,13 0,97±0,08
Примечание: * - достоверность различий с дооперационными значениями при уровне значимости р<0,05; верхний индекс - достоверность различий с указанной группой при уровне значимости р<0,05. 1,0х4 - 1-я группа, удлинение 1 мм/сутки за 4 приема; 1,5х6 - 2-я группа, удлинение 1,5 мм/сутки за 6 приемов; 3,0х120 - 3-я группа, удлинение 3 мм/сутки за 120 приемов в автоматическом режиме.
Концентрация магния в сыворотке крови собак 1-й группы в ходе всего эксперимента была в пределах дооперационных значений, во 2-й группе - достоверно изменялась лишь однажды, в конце фиксации. У животных 3-й группы гипомагниемия наблюдалась на 15-е сутки фиксации, причем как по сравнению с дооперационными значениями, так и со значениями собак 1-й и 2-й групп (р<0,05).
На основании выше изложенного можно сделать вывод о том, что минеральный состав сыворотки крови в ходе эксперимента меньше всего изменялся у собак 1-й группы с темпом удлинения 1мм за 4 раза в сутки. Наиболее значительные изменения концентрации общего и ионизированного кальция, неорганического фосфата и магния наблюдались в группе животных, у которых темп удлинения, а следовательно, и интенсивность остеогенеза была выше (в данном случае - 3-я группа).
заключение
Проведенное исследование показало, что при равном объеме поврежденной кости нарушения минерального обмена были более существенны при увеличении интенсивности остеогенеза.
Список литературы
1 Кузнецова Л. С., Лунева С. Н, Ковинька М. А. и др. Использование интегральных показателей в травматологии и ортопедии // Клиническая лабораторная диагностика. 2002. № 10. С. 18.
2 Гребнева О. Л., Ковинька М. А., Силантьева Т. А. и др. Экспериментальная модель для изучения процессов репара-
тивного остеогенеза // Сибирский медицинский журнал (г. Томск). 2011. Т. 26. № 1-1. С. 135-139.
3 Стогов М. В., Кононович Н. А., Накоскин А. Н. Особенности остеорепаративных процессов при заживлении экспериментальных переломов с различной степенью травматизации костного мозга // Гений ортопедии. 2008. № 2. С. 5-8.
4 Долганова Т. И., Лунева С. Н, Колчерина В. В. и др. Функциональное состояние и обмен основных электролитов у человека при гипокинезии (обзор литературы) // Современные наукоемкие технологии. 2008. № 11. С. 6-10.
5 Ковинька М. А., Стогов М. В., Тушина Н. В. и др. Динамика биохимических показателей сыворотки крови у пациентов с посттравматическими укорочениями костей конечности в процессе лечения методом Илизарова // Гений ортопедии. 2011. № 4. С. 35-38.
6 Справочник по лабораторным методам исследования / под ред. Л. А. Даниловой. СПб.: Питер, 2003. 736 с.
120
Вестник КГУ, 2016. № 2
