Метод оперативного удлинения конечностей по Илизарову широко применяется у пациентов с врожденными и приобретенными дефектами конечностей. В последнее десятилетие часто выполняют удлинение нижних конечностей у соматически здоровых людей с косметической целью. Хирургическое вмешательство так же проводится чаще всего посредствам чрескостного дистракционного остеосинтеза по Илизарову [1].
В настоящее время установлено, что одним из общих молекулярных механизмов неспецифического ответа организма на внешние (в том числе и оперативные) травматические воздействия, является рост выработки факторов прооксидации (свободные радикалы, металлы и др.) и, как следствие, увеличение интенсивности реакций перекисного окисления липидов (ПОЛ) [7, 10]. Если активация ПОЛ после внешнего воздействия отмечается почти всеми исследователями и не зависит от вида действующего раздражителя, то литературные данные по изменению показателей антиоксидантной системы (АОС) противоречивы. Отмечены как повышения активности ферментов-антиоксидантов, концентрации неферментных антиоксидантов в крови после травм различного генеза, так и их снижение [3, 4, 9]. Такой интерес исследователей к процессам свободнорадикального окисления связан с тем, что данные механизмы существенно снижают устойчивость организма к воздействию неблагоприятных факторов внешней и внутренней среды, и создают условия для формирования и усугубления тяжести течения различных патологических состояний [5].
Имеющиеся литературные данные, в которых изучались особенности изменения показателей обмена сыворотки крови при лечении ортопедотравматологических пациентов, не касались изменений процессов ПОЛ-АОС (особенно неферментное звено АОС) [2, 6, 8].
Цель исследования – оценить интенсивность перекисного окисления липидов и состояние антиоксидантной защиты сыворотки крови у пациентов с косметическим удлинением костей нижних конечностей по методу Илизарова.
Материалы и методы исследования
Изучали биохимические показатели крови у 14 соматически здоровых людей, которым проводили косметическое удлинение костей голени (возраст от 20 до 35 лет) методом чрескостного дистракционного остеосинтеза по Илизарову. Изученные в динамике лечения показатели крови пациентов сравнивали со значениями 20 практически здоровых людей в возрасте от 20 до 35 лет и дооперационными значениями. Забор крови проводили до операции, на 10-е сутки дистракции в конце дистракции, через месяц фиксации и перед снятием аппарата.
На проведение клинических исследований получено разрешение комитета по этике при ФГБУ «РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова» Минздрава России.
Активность перекисного окисления липидов изучали по изменению в плазме крови концентрации диеновых конъюгат (ДК), малонового диальдегида (МДА), интенсивности спонтанной хемилюминесценции. Антиоксидантную систему (АОС) оценивали по активности супероксиддисмутазы (СОД) в эритроцитах и содержанию витаминов А и Е в сыворотке крови.
Концентрацию МДА определяли в плазме крови после депротеинизирования по реакции с тиобарбитуровой кислотой. Уровень диеновых конъюгат в плазме определяли в гептановой фазе гептан-изопропаноловой (1:1) смеси при длине волны 232 нм. Активность СОД в эритроцитах – по реакции, основанной на способности фермента конкурировать с нитросиним тетразолием за супероксидные анионы. Интенсивность хемилюминесценции и концентрацию витаминов Е и А определяли флуоресцентным методом на анализаторе «Флюорат-02-АБЛФ-Т» (Россия).
Биохимические показатели, полученные на сроках исследования, сравнивали с показателями практически здоровых людей и дооперационными значениями, достоверность различий при этом оценивали с помощью W-критерия Вилкоксона для независимых выборок. Данные представлены в виде средней арифметической и стандартного отклонения.
Результаты исследования и их обсуждение
Уровень спонтанной хемилюминесценции и концентрация продуктов ПОЛ в плазме крови обследованных пациентов перед началом лечения значимо от нормы не отличались (табл. 1).
Во время периода дистракции отмечено достоверное увеличение, по сравнению с нормой и дооперационным уровнем, средних значений всех изученных показателей, характеризующих активность процессов ПОЛ. Так, на 10-е сутки дистракции зафиксирована максимальная интенсивность хемилюминесценции 280 ± 102 ед. оп. пл. (р ≤ 0,05) и концентрация МДА в плазме крови – 2,78 ± 0,32 нмоль/мг липидов (р ≤ 0,05). В конце дистракции наблюдался значимый рост уровня ДК, в 2,8 раза превышающий дооперационные значения (р ≤ 0,05). Через месяц фиксации уровень изученных показателей, характеризующих ПОЛ, достоверно от нормы и значений, полученных у пациентов до начала лечения, не отличался.
Представленные данные показывают, что у пациентов с косметическим удлинением костей голени в ходе этапа дистракции происходила активация свободнорадикальных процессов и вызываемый ими рост реакций перекисного окисления липидов.
Концентрация витаминов Е и А в сыворотке крови, а также активность СОД в эритроцитах обследованных пациентов до начала лечения находились в пределах возрастной нормы (табл. 2).
Таблица 1
Уровень хемилюминесценции и концентрация продуктов перекисного окисления в крови пациентов в динамике удлинения костей нижней конечности (Хi ± σ)
|
Этап лечения |
Хемилюминесценция, ед.оп.пл. |
ДК, нмоль/мг липидов |
МДА, нмоль/мг липидов |
|
Норма |
118 ± 24 |
2,10 ± 0,26 |
1,20 ± 0,21 |
|
До операции |
97 ± 38 |
3,11 ± 1,41 |
1,29 ± 0,38 |
|
10-е сутки дистракции |
280 ± 102*# |
3,12 ± 1,43 |
2,78 ± 0,32*# |
|
Конец дистракции |
285 ± 69# |
8,82 ± 3,31*# |
2,08 ± 0,41*# |
|
1 месяц фиксации |
76 ± 39 |
3,59 ± 1,72 |
1,18 ± 0,46 |
Примечание. * – достоверность различий с дооперационными значениями при уровне значимости р ≤ 0,05; # – достоверные различия с нормой при уровне значимости р ≤ 0,05.
Таблица 2
Концентрация витаминов в сыворотке крови и активность супероксиддисмутазы в эритроцитах пациентов в динамике удлинения костей нижней конечности (Хi ± σ)
|
Этап лечения |
Витамин Е, мкг/мл |
Витамин А, мкг/мл |
СОД, мкМ НСТ-109 Эр/мин |
|
Норма |
3,32 ± 0,76 |
0,28 ± 0,10 |
21 ± 3 |
|
До операции |
3,46 ± 0,43 |
0,25 ± 0,08 |
19 ± 6 |
|
10-е сутки дистракции |
1,22 ± 0,59*# |
0,16 ± 0,05*# |
51 ± 11*# |
|
Конец дистракции |
0,73 ± 0,31*# |
0,16 ± 0,06*# |
40 ± 9 *# |
|
1 месяц фиксации |
7,80 ± 2,55*# |
0,28 ± 0,15 |
37 ± 17 |
|
Снятие аппарата |
5,01 ± 1,98 |
0,31 ± 0,07 |
23 ± 10 |
Примечание. * – достоверность различий с дооперационными значениями при уровне значимости р ≤ 0,05; # – достоверные различия с нормой при уровне значимости р ≤ 0,05.
На сроках удлинения отмечались значительные сдвиги показателей антиоксидантной системы, вызываемые, по всей видимости, ростом интенсивности реакций перекисного окисления. Так, у наблюдаемых пациентов на 10-е сутки дистракции и в конце дистракции на фоне увеличения концентрации продуктов ПОЛ в сыворотке крови наблюдалось достоверное снижение, по сравнению с нормой и дооперационными значениями, уровня витаминов Е и А в сыворотке крови и рост активности СОД в эритроцитах. Минимальный уровень неферментативных антиоксидантов – витаминов Е и А отмечен в конце дистракции, соответственно – 0,73 ± 0,31 мкг/мл (р ≤ 0,05 относительно нормы и до операции) и 0,16 ± 0,06 мкг/мл (р ≤ 0,05 относительно нормы и до операции). Максимальная активность СОД зафиксирована в середине дистракции – 51 ± 11 мкМ НСТ-109 Эр/мин (р ≤ 0,05 относительно нормы и до операции). Через месяц фиксации у данных пациентов отмечен значительный подъем концентрации витамина Е до 7,80 ± 2,55 мкг/мл, что в 2,25 раза превышало дооперационные значения. Содержание витаминов Е и А, а также активность СОД на момент окончания лечения (снятие аппарата) были в пределах дооперационных значений и от показателей нормы не отличались.
Выводы
Таким образом, результаты проведенного исследования показали активацию реакций ПОЛ у пациентов с косметическим удлинением костей голени. При этом рост реакций перекисного окисления компенсировался за счет активации ферментов-антиоксидантов и снижения концентрации субстратов неферментного звена АОС. Снятие дистракционных нагрузок приводило к восстановлению соотношения процессов про- и антиоксидации (продукты ПОЛ на этапе фиксации находились в границах нормы). Однако важно отметить следующее: нагрузка на систему антиоксидантной защиты в период дистракции, вызываемая активацией ПОЛ, у обследованных пациентов была значительной, а компенсаторные возможности АОС у пациентов с косметическим удлинением связаны лишь с их относительным соматическим здоровьем. Поэтому, поддержание механизмов антиоксидантной защиты на высоком уровне в ходе оперативного удлинения является актуальной задачей для соматически здоровых людей, которым удлинение проводили с косметическими целями.
Следовательно, учитывая наши данные, определение концентрации витаминов в сыворотке крови позволяет на ранних этапах выявлять нарушения функций антиоксидантной защиты, которые приводят к гиповитаминозам, тем самым, делая, возможным корректировку данных состояний.