Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,560

БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ И ОКИСЛИТЕЛЬНОЙ МОДИФИКАЦИИ БЕЛКОВ В СИНОВИАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ ПАЦИЕНТОВ С ЭНДОПРОТЕЗИРОВАНИЕМ КОЛЕННОГО СУСТАВА

Матвеева Е.Л. 1 Спиркина Е.С. 1 Талашова И.А. 1
1 ФГБУ РНЦ «ВТО» имени акад. Г.А. Илизарова» Минздрава России
Целью данной работы явилось проведение сравнительного анализа биохимического состава синовиальной жидкости больных с эндопротезированием коленного сустава, рандомизированных на группы со стабильным (n = 208) и нестабильным эндопротезом (n = 9). Материал исследования составили образцы синовиальной жидкости от 217 пациентов, полученные непосредственно перед проведением операции эндопротезирования коленного сустава. Горизонт исследования для выявления нестабильности эндопротеза составил 3 года наблюдения. Были определены биохимические показатели состава синовиальной жидкости: перекисного окисления липидов и окислительной модификации белков, липидный спектр, состав белковых фракций и активность каталазы. В определении продуктов пероксидации наиболее информативными показателями являются малоновый диальдегид и активность антиоксидантного фермента – каталазы, показатели которых изменяются разнонаправленно в группах пациентов со стабильным и нестабильным эндопротезом коленного сустава.
синовиальная жидкость
перекисное окисление липидов
окислительная модификация белков
белковые фракции
1. Абельцев В.П. Эндопротезирование тазобедренного сустава при диспластическом коксартрозе (оптимальные методы лечения): автореф. дис. … д-ра мед. наук: 14.00.22 / Абельцев Владимир Петрович. – М., 2004. – 49 с.
2. Вьюшин А.В. Процессы перекисного окисления белков у крыс, селективных по порогу возбудимости нервной системы / А.В. Вьюшин, А.И. Вайдо, И.А. Герасимова // Бюл. эксперимент. биологии и медицины. – 2002. – Т. 133, № 3. – С. 292–296.
3. Королюк М.А. Метод определения активности каталазы / М.А. Королюк, Л.И. Иванова, В.Е. Токарев // Лаб. дело. – 1988. – № 1. – С. 16–19.
4. Николаев В.И. Асептическая нестабильность ацетабулярного компонента эндопротезов: биофизические аспекты диагностики, лечение и профилактика (клиническое и экспериментальное исследование): автореф. дис. ... канд. мед. наук: 14.00.22 / Николаев Владимир Иванович. – Минск, 2000. – 21 с.
5. Орехович В.Н. Современные методы в биохимии / В.Н. Орехович. – Медицина, 1977. – С. 392.
6. Пинчук Л.С. Эндопротезирование суставов: технические и медико-биологические аспекты / Л.С. Пинчук, В.И. Николаев, Е.А. Цветкова. – Гомель: ИММС НАН Беларуси, 2003. – 308 с.
7. Drees P., Eckardt A., Gay S. et al. Molecular pathways in aseptic loosening of orthopaedic edoprothesis // Biomed. Technik. – 2008. – Vol. 53, № 3. – P. 93–103.

Известно, что при развитии нестабильности эндопротеза (НЭ) одним из самых ранних признаков является болевой симптом в области сустава, усиливающийся при нагрузке, ротационных движениях, изменении характера походки, появление хромоты [1, 4, 6]. После первичного эндопротезирования, по данным Drees и соавт., благоприятные результаты отмечаются в 85 % случаев при горизонте анализа в 3 года, однако, по мере изучения отдаленных результатов количество положительных исходов существенно снижается, и это снижение закономерно связано с длительностью срока наблюдения за прооперированными больными [7].

Целью данной работы является исследование синовиальной жидкости (СЖ) больных дегенеративно-дистрофическими изменениями суставов, которые были прооперированы по поводу первичного эндопротезирования коленного сустава.

Материалы и методы исследования

Материал исследования составили образцы СЖ от 217 пациентов из числа обследованных, которые были прооперированы по поводу первичного эндопротезирования коленного сустава. Из них 208 пациентов со стабильным эндопротезом: (мужчин – 96 и женщин – 112, средний возраст – 71,4 ± 2,8) и 9 пациентов с нестабильностью эндопротеза (мужчин – 2 и женщин – 7, средний возраст – от 67,4 ± 3,1 года). Забор и исследование СЖ проводился непосредственно перед оперативным вмешательством на коленном суставе. Контролем служили образцы СЖ внезапно погибших людей (30) обоего пола (22 мужчины и 8 женщин), средний возраст – 68,4 ± 1,92 года, не имевших зарегистрированной экспертом суставной патологии. СЖ была получена спустя 11/2–2 ч (в отдельных случаях 3–4, но не более 6 ч) с момента наступления смерти, до проведения каких-либо патологоанатомических мероприятий. Материал для исследования извлекался в соответствии с приказом Минздрава № 694 от 21 июля 1978 г. п. 2.24 «Инструкция о производстве судебно-медицинской экспертизы в СССР».

Общее количество белка (ОБ) определяли биуретовым методом, электрофоретическое разделение белковых фракций проводили без предварительной обработки синовии, используя прибор для электрофореза Helena («BioSciens Europe», Англия), производя расчет альбумин-глобулинового коэффициента, доли α-, β- и γ-глобулинов. Продукты окислительной модификации белков (ОМБ) СЖ определяли в белковом осадке по реакции 2,4-динитрофенилгидразином. Продукты реакции регистрировали при длинах волн 270 нм, первичные продукты – альдегиды (ОМБ270), 363 нм и 370 нм, вторичные продукты – кетоны (ОМБ363+370). Степень ОМБ выражали в единицах оптической плотности (ед. опт. пл.) на 1 мг белка [2]. Оценку процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) осуществляли путем измерения в СЖ содержания первичных (диеновые коньюгаты – ДК) и вторичных (малоновый диальдегид – МДА) продуктов ПОЛ. Содержание диеновых конъюгатов (ДК) определяли спектрофотометрически по разности оптической плотности между опытной и контрольной пробами при длине волны 232 нм [5]. Определение малонового диальдегида (МДА) проводили по реакции с тиобарбитуровой кислотой [5]. Концентрацию продуктов перекисного окисления рассчитывали на мг общих липидов (ОЛ) СЖ, которые, в свою очередь, определяли с помощью наборов фирмы «Lachema» (Чехия). Концентрации холестерина (ХЛ) и триглицеридов (ТГ) определяли с помощью наборов фирмы «Vital Diagnostic». О состоянии антиоксидантной защиты судили по активности в СЖ фермента каталазы, определение которой проводили спектрофотометрически при длине волны 410 нм согласно описанному методу, основанному на способности перекиси водорода образовывать с солями молибдена стойкий окрашенный комплекс [3].

Результаты исследования и их обсуждение

Сравнительный анализ биохимических показателей произведен в группах со стабильным эндопротезом и в группе с нестабильностью его компонентов. Данные представлены в табл. 1.

Как видно из табл. 1, биохимические показатели СЖ больных с НЭ статистически значимо отличаются как от значений нормы, так и от показателей в группе больных со стабильным эндопротезом. Концентрация ОЛ в группе больных с НЭ повышена относительно нормальных значений в 2 раза; статистически не значимы различия относительно группы стабильного эндопротеза. Анализ изменений спектра липидов показал повышение концентрации ХЛ (в 4 раза относительно нормы и более чем в 2 раза относительно группы стабильного эндопротеза). Концентрация ТГ снижена в 3,5 раза относительно нормы, но, тем не менее, она значимо выше, чем у пациентов со стабильным эндопротезом. При НЭ уровень содержания продуктов пероксидации липидов резко понижается по сравнению с группой стабильного эндопротеза (в 4,5 раза для ДК и в 6,5 раза для МДА). В сравнении с нормальными значениями наблюдалось повышение концентрации первичных продуктов ДК и достоверное понижение вторичных продуктов МДА. Расчетный коэффициент [ДК+МДА] также имел отличия между группами больных. Если в группе пациентов со стабильным эндопротезом накопление суммарных продуктов пероксидации липидов значительно (почти в 18 раз) превышало нормальные значения, то в группе пациентов, у которых в дальнейшем развивалась нестабильность, этот показатель не имел статистически значимых изменений от нормы. В группе с НЭ соотношение [ДК/МДА] статистически значимо возрастало относительно нормы. Анализ активности антиоксидантного фермента каталазы в группе со стабильным эндопротезом не показал статистически значимых отличий от нормы, а в группе с нестабильностью активность каталазы была повышена почти в 2 раза.

При прогнозировании НЭ необходимо также обратить внимание на показатели ОМБ и белкового спектра (табл. 2).

Показательно изменялась концентрация ОБ, которая последовательно возрастала относительно нормы в группах стабильного и НЭ (от нормы – на 40 %, от группы сравнения – на 22 %). Концентрация первичных продуктов ОМБ – альдегидов повышалась относительно нормальных значений (в 1,5 раза) и статистически значимо снижалась относительно группы сравнения (в 2 раза). Концентрация вторичных продуктов ОМБ – кетонов – была статистически значимо снижена (в 4 раза – от нормы). Расчетный коэффициент [альдегиды + кетоны] был в 2 раза снижен по сравнению с нормой и в 3 раза от группы сравнения. Соотношение [альдегиды/кетоны] статистически значимо возрастало относительно нормальных значений в обеих группах исследования (почти в 10 раз в группе со стабильным, и в 3 раза – в группе с НЭ); при этом в группе с НЭ это отношение было статистически значимо ниже, чем в группе сравнения.

Изменение состава белковых фракций было определено в понижении доли фракции α1- глобулинов и повышении процентного содержания β-глобулиновой фракции в обеих группах сравнения. Концентрация фракции α2-глобулинов была повышена относительно группы сравнения и не имела статистически значимых отличий от нормы. Фракция γ-глобулинов СЖ пациентов с нестабильностью не имела достоверных отличий в сравнении с нормой и группой стабильного эндопротеза.

Таблица 1

Биохимические показатели нестабильности эндопротеза по результатам определения липидного спектра и системы ПОЛ-АОС (медианы значений и интерквартильные размахи)

Показатель, ед. изм.

Норма (n = 30)

Стабильный эндопротез (n = 208)

Нестабильный эндопротез (n = 9)

Общие липиды (ОЛ), г/л

0,69

(0,60; 0,83)

1,23

(0,77; 1,83)

1,42

(1,30; 3,20)

Холестерин (ХЛ), ммоль/л

0,42

(0,29; 0,49)

0,68

(0,42; 111)

1,630,05 (1,30; 1,79)

Триглицериды (ТГ), ммоль/л

0,72

(0,38; 1,18)

0,13

(0,02; 0,30)

0,200,001

(0,11; 0,26)

Диеновые конъюгаты (ДК), нмоль/ г ол

5,91

(3,94; 13,03)

35,29

(28,79; 49,76)

7,570,001

(5,47; 10,62)

Малоновый диальдегид (МДА), нмоль/ г ол

5,91

(3,94; 13,03)

8,77

(3,80; 13,24)

1,340,01

(1,27; 2,51)

Каталаза мкатал/ г ОБ

5,00

(2,54; 12,08)

3,50

(2,26; 13,07)

9,040,05

(5,58; 12,04)

ДК + МДА

11,52

(5,20; 44,43)

309,49

(109,40; 658,82)

10,140,001

(6,94; 26,65)

ДК/МДА

3,02

(2,98; 3,82)

4,32

(3,12; 8,15)

5,91

(3,96; 10,71)

Примечание. Верхний индекс – уровень значимости (р) сравнение между группами; подчеркнуты результаты, отличающиеся от группы нормы.

Таблица 2

Биохимические показатели нестабильности эндопротеза по результатам определения ОМБ и белкового спектра (медианы значений и интерквартильные размахи)

Показатель, ед.изм.

Норма (n = 30)

Стабильный эндопротез (n = 208)

Нестабильный эндопротез (n = 9)

Общий белок (ОБ), г/ л

20,40 (12,30; 25,70)

22,90 (19,20; 38,80)

28,000,05 (22,90; 30,70)

ОМБ альдегиды

ед. опт. пл./ г ОБ

0,05 (0,04; 0,07)

0,18 (0,10; 0,37)

0,090,05 (0,06; 0,15)

ОМБ кетоны

ед. опт. пл./ г ОБ

0,08 (0,04; 0,12)

0,03 (0,01; 0,06)

0,02 (0,01; 0,05)

альдегиды + кетоны (10-3)

5,00 (1,00; 8,00)

5,41 (1,00; 6,01)

1,840,05 (0,61; 2,76)

альдегиды/кетоны

0,82 (0,49; 1,58)

9,090,05 (1,33; 20,63)

2,42 (1,54; 7,48)

Белковые фракции: альбумины, %

69,30 (66,90; 70,30)

70,40 (67,87; 71,95)

68,60 (65,72; 72,22)

α1-глобулины

3,70 (3,20; 5,80)

3,00 (2,55; 3,40)

2,75 (2,40; 2,80)

α2-глобулины

6,00 (5,30; 6,40)

4,00 (3,30; 4,55)

5,500,05 (4,85; 5,85)

β-глобулины

8,60 (7,50; 9,10)

10,25 (9,65; 11,60)

9,95 (9,37; 12,10)

γ-глобулины

11,50 (8,90; 15,30)

10,90 (10,47; 13,80)

12,50 (11,27; 14,92)

Примечание. Верхний индекс – уровень значимости (р) сравнение между группами; Подчеркнуты результаты, отличающиеся от группы нормы.

 

Оценивая прогностическую ценность проведенных исследований, мы, в первую очередь, выделили те биохимические тесты СЖ, изменения которых в группах сравнения были разнонаправленны. Такими тестами являются только показатели ПОЛ. Среди показателей ОБ, белковых фракций и продуктов ОМБ таких тестов мы не выделили. В определении продуктов липопероксидации таким показателем является МДА, концентрация которого при эндопротезировании была ниже у пациентов с развившейся нестабильностью. Учитывая, что в группе пациентов со стабильным эндопротезом его концентрация была более чем в 4 раза выше нормы, мы оцениваем его информативность как высокую. То же самое можно сказать и в отношении суммарного показателя продуктов липопероксидации [ДК + МДА]: у пациентов с НЭ он ниже нормы, а в группе со стабильным – значительно выше. Следует отметить также важную роль в прогнозе нестабильности повышение активности каталазы, которая не показала таких значений в группе сравнения. Следующими по вкладу в прогнозирование нестабильности мы выделили бы те показатели, которые изменялись однонаправленно, но наиболее существенно. Таким показателем является, прежде всего, первичный продукт ПОЛ – ДК, концентрация которого была в 4,5 раза выше в группе пациентов со стабильным эндопротезом, чем с нестабильным. Некоторый прогностический вклад вносят также показатели холестерина и альдегиды, концентрации которых различаются в 2 раза в группах сравнения.

Заключение

Таким образом, возможными критериями прогнозирования нестабильности при эндопротезировании коленного сустава были выделены показатели продуктов перекисного окисления липидов – МДА, суммарный показатель продуктов липопероксидации [ДК+МДА], а также активность антиокислительного фермента каталазы. Снижение показателей продуктов пероксидации ниже нормы, но повышение активности основного фермента АОС каталазы указывает на риск развития данного осложнения.



Библиографическая ссылка

Матвеева Е.Л., Спиркина Е.С., Талашова И.А. БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ И ОКИСЛИТЕЛЬНОЙ МОДИФИКАЦИИ БЕЛКОВ В СИНОВИАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ ПАЦИЕНТОВ С ЭНДОПРОТЕЗИРОВАНИЕМ КОЛЕННОГО СУСТАВА // Успехи современного естествознания. – 2015. – № 6. – С. 39-42;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=35451 (дата обращения: 13.11.2018).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252