Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

БИОХИМИЧЕСКИЕ МАРКЕРЫ ВОСПАЛЕНИЯ У СОБАК ПРИ УДЛИНЕНИИ КОСТЕЙ ГОЛЕНИ ПО ИЛИЗАРОВУ

Тушина Н.В. 1 Талашова И.А. 1 Кононович Н.А. 1 Попков А.В. 1
1 ФГБУ «Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» им. акад. Г.А. Илизарова» Минздрава России
В сыворотке крови беспородных собак, которым проводили удлинение костей голени методом чрескостного дистракционного остеосинтеза, определяли концентрацию общего белка, белковых фракций, С-реактивного белка, сиаловых кислот. Животные были разделены на 3 группы: в 1-й группе – собакам после закрытой флексионной остеоклазии проводили удлинение костей голени по Илизарову с режимом удлинения 1 мм/сутки за 4 приема вручную, во 2-й – собакам проводили удлинение костей голени по Илизарову с режимом удлинения 1,5 мм/сутки за 6 приемов вручную, в 3-й – собакам проводили удлинение костей голени по Илизарову с режимом удлинения 3 мм/сутки в автоматическом режиме за 120 приемов. У экспериментальных животных всех трех групп обнаружено увеличение уровня сиаловых кислот, общего белка и глобулиновых фракций на фоне гипоальбуминемии. На основании полученных результатов можно сделать вывод: воспалительная реакция – обязательный компонент дистракции, а ее интенсивность может определять дальнейший характер и исход репаративных процессов.
дистракционный остеосинтез
метод Илизарова
биохимия крови
воспалительная реакция
1. Биохимические исследования сыворотки крови и скелетных мышц при удлинении голени аппаратом Илизарова с темпом дистракции 3 мм в сутки в автоматическом режиме / С.А. Ерофеев, С.Н. Лунева, М.В. Стогов, Н.В. Тушина // Вестник новых медицинских технологий. – 2005. – № 3–4. – С. 89–91.
2. Камышников В.С. Справочник по клинико-биохимической лабораторной диагностике (в 2-х томах). – Минск, 2000. – 463 с.
3. Каплунов О.А. Косметическое увеличение роста // Анналы пластической, реконструктивной и эстетической хирургии. – 2002. – № 3. – С. 27–33.
4. Особенности энергетического метаболизма скелетных мышц собак в условиях удлинения голени по Илизарову / М.В. Стогов, Л.С. Кузнецова, С.Н. Лунева, С.А. Ерофеев // Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра СО РАМН. – 2002. – № 6. – С. 176–179.
5. Попков А.В. Оперативное удлинение нижних конечностей у взрослых больных методом Илизарова: дис. ... д-ра. мед. наук в форме науч. докл. – Иркутск, 1992. – 63 с.
6. Шевцов В.И. Удлинение конечности в автоматическом режиме / В.И. Шевцов, А.В. Попков // Ортопедия, травматология, протезирование. – 2002. – № 4. – С. 403–412.
7. Электрофорез в клинической лаборатории. I. – М.: Реафарм, 2006. – 160 с.

Удлинение костей конечностей остается одним из основных разделов реабилитации больных с аномалиями развития, последствиями травм и ортопедическими заболеваниями скелета [3]. Наиболее часто для оперативного удлинения костей конечностей используется метод чрескостного дистракционного остеосинтеза по Илизарову.

Способы уравнивания длины конечностей по методу Илизарова обеспечивают восстановление анатомии, строения и функции костного органа, но требуют много времени для трансформации сформировавшегося дистракционного регенерата в новую кость. Общий срок лечения больных в зависимости от величины удлинения колеблется от 4 до 18 месяцев [5].

В связи с этим в последние годы актуальна потребность в дополнительных воздействиях на процесс дистракционного костеобразования с целью ускорения консолидации, дифференцировки и созревания регенератов с последующим сокращением сроков лечения больных, а также для усиления вялотекущей регенерации у некоторых категорий пациентов.

Исследуются возможности использования новых режимов дистракции, в частности применение высокодробной круглосуточной автодистракции, которая позволяет увеличивать суточный темп дистракции до 3,0 мм [1, 4, 6].

Цель исследования – оценить динамику общего и С-реактивного белка, белковых фракций, сиаловых кислот как маркеров воспаления, в сыворотке крови собак, которым проводили оперативное удлинение костей голени.

Материал и методы исследования

Биохимические показатели изучали в сыворотке крови 38 беспородных собак (возраст 1–3 года). Животные были разделены на три группы. В 1-й группе – 19 взрослым беспородным собакам после закрытой флексионной остеоклазии проводили удлинение костей голени по Илизарову с режимом удлинения 1 мм/сутки за 4 приема вручную в течение 28 суток, во 2-й группе – 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, в 3-й группе – 10 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.

В сыворотке крови животных в динамике определяли концентрацию общего белка, белковых фракций, С-реактивного белка, уровень сиаловых кислот (СК). Биохимические показатели сравнивали со значениями, полученными до начала эксперимента.

Концентрацию общего белка, С-реактивного белка в сыворотке крови определяли на автоматическом биохимическом анализаторе Hitachi/BM 902 (Япония) (регистрационный № МЗ РФ 2000/564), используя наборы реагентов фирмы Vital Diagnostics (Россия). Содержание сиаловых кислот – наборами реагентов «Сиалотест 100» (Россия). Электрофоретическое разделение белковых фракций проводили на системе Paragon (Beckman, США) (регистрационный № 2005/282) с использованием реактивов и пластин этой же фирмы.

На проведение экспериментального исследования получено разрешение комитета по этике при ФГБУ «РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова» Минздрава России.

Результаты в таблицах представлены в виде средней арифметической и стандартного отклонения. Биохимические показатели, полученные на сроках эксперимента, сравнивали с дооперационными значениями, достоверность различий при этом оценивали с помощью W-критерия Вилкоксона для независимых выборок. Достоверность межгрупповых различий на сроках наблюдения определяли с помощью непараметрического критерия Крускала – Уоллиса, с последующим множественным сравнением с использованием критерия Данна.

Результаты исследования и их обсуждение

В сыворотке крови экспериментальных животных была изучена концентрация общего белка и его фракций (табл. 1).

Концентрация общего белка у животных всех групп на разных этапах эксперимента была увеличена: уровень общего белка в сыворотке крови собак 1-й группы был достоверно выше дооперационных значений в конце дистракции (74 ± 5 г/л, р < 0,05); во 2-й группе – в середине и в конце дистракции, соответственно 74 ± 5 г/л и 74 ± 4 г/л (р < 0,05); в 3-й группе – в середине дистракции и во время периода фиксации.

Таблица 1

Концентрация общего белка и белковых фракций (г/л) в сыворотке крови собак при удлинении костей голени в различных режимах (Хi ± σ)

Срок

Группа

Общий белок

Альбумин

Глобулины

α1

α2

β

γ

До операции

1

69 ± 7

37 ± 3

2,4 ± 0,8

6,7 ± 1,1

14,6 ± 2,9

7,7 ± 2,7

2

68 ± 2

38 ± 2

2,4 ± 0,6

6,5 ± 1,2

14,0 ± 1,1

7,4 ± 1,9

3

69 ± 5

37 ± 4

2,5 ± 0,8

7,1 ± 1,8

14,8 ± 1,5

7,3 ± 2,5

Начало дистракции

1

69 ± 6

30 ± 6*

4,8 ± 1,1*

10,2 ± 1,5*

16,1 ± 4,9

6,7 ± 1,4

2

66 ± 6

31 ± 3*

4,7 ± 1,3*

9,2 ± 0,7*

14,9 ± 2,1

7,5 ± 1,7

3

71 ± 6

32 ± 4*

3,7 ± 0,7*

10,4 ± 1,9*

16,2 ± 1,3

8,1 ± 2,4

Середина дистракции

1

72 ± 8

33 ± 4*

3,5 ± 1,2

8,8 ± 1,6*2,3

19,7 ± 3,1*

8,3 ± 1,7

2

74 ± 5*

33 ± 4*

3,0 ± 1,5

11,7 ± 1,8*1

16,1 ± 2,0*

9,1 ± 1,6*

3

74 ± 5*

30 ± 5*

4,2 ± 1,9*

11,3 ± 1,6*1

18,8 ± 2,5*

8,2 ± 1,3

Конец дистракции

1

74 ± 5*

32 ± 2*

7,2 ± 3,1*2,3

9,4 ± 1,2*3

18,3 ± 3,0*

10,1 ± 2,6

2

74 ± 4*

33 ± 3*

3,0 ± 1,01

10,9 ± 1,6*

18,1 ± 1,8*

11,7 ± 1,6*

3

72 ± 3

30 ± 3*

3,1 ± 1,11

12,4 ± 2,0*1

16,7 ± 2,2

10,0 ± 2,1*

15-е сутки фиксации

1

72 ± 5

34 ± 2*

2,1 ± 0,12

8,3 ± 1,0*

18,2 ± 3,4*

10,0 ± 1,0

2

71 ± 4

34 ± 4*

4,2 ± 1,3*1

9,8 ± 2,0*

16,2 ± 2,1*

9,0 ± 1,2

3

76 ± 5*

31 ± 3*

2,8 ± 1,1

10,3 ± 1,9*

18,6 ± 3,9*

11,6 ± 2,9*

Конец фиксации

1

74 ± 7

36 ± 33

2,0 ± 0,3

8,5 ± 2,4

17,8 ± 6,0

10,3 ± 4,4

2

72 ± 6

35 ± 5*

3,3 ± 0,7

9,5 ± 2,1*

17,2 ± 2,4*

7,7 ± 1,4

3

76 ± 6*

32 ± 6*1

2,0 ± 0,6

9,8 ± 1,3*

19,3 ± 1,9*

10,9 ± 0,9*

30-е сутки после снятия аппарата

1

70 ± 6

41 ± 2*

2,3 ± 0,1

5,2 ± 0,4*

14,8 ± 3,3

6,9 ± 1,3

2

69 ± 3

39 ± 2

2,2 ± 0,5

7,0 ± 0,7

14,0 ± 2,1

7,6 ± 1,1

3

73 ± 4

38 ± 4

3,3 ± 1,3

6,8 ± 0,6

15,2 ± 1,2

7,6 ± 1,3

Примечания:

* – 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-я группа – удлинение 1 мм в сутки за 4 приема; 2-я группа – удлинение 1,5 мм в сутки за 6 приемов; 3-я группа – удлинение 3 мм в сутки за 120 приемов в автоматическом режиме.

На фоне роста уровня общего белка на протяжении всего периода наблюдения у собак всех групп была отмечена гипоальбуминемия. Лишь в первой группе в конце фиксации концентрация альбуминов восстанавливалась до значений дооперационного уровня. Рост уровня общего белка у экспериментальных животных, при выраженной гипоальбуминемии, происходил за счет увеличения глобулиновых фракций. Во всех трех группах достоверный рост относительно исходных значений α1-глобулинов, представленных преимущественно α1-антитрипсином (α1-АТ), был отмечен уже в начале дистракции. Известно, что α1-АТ играет важную регуляторную роль в антивоспалительном ответе, являясь основным инактиватором сериновых протеаз в плазме человека, ингибируя трипсин, химотрипсин, плазмин, тромбин и др. Белок действует как первичный ингибитор эластазы полиморфоядерных лейкоцитов (PMN-эластаза) и секретируется во время воспаления, снижая протеолитическую активность PMN-эластазы в месте воспаления [2]. У собак 2-й группы это увеличение было максимальным по сравнению с другими сроками наблюдения. Максимальный рост концентрации α1-глобулинов у собак 1-й группы отмечался в конце дистракции, у животных 3-й группы – в середине дистракции.

Концентрация α2-глобулинов, состоящих из α2-макроглобулина (α2-МГ) и гаптоглобина, также достоверно возрастала у собак всех групп одновременно, в начале дистракции, и сохранялась высокой до середины фиксации; α2-МГ – ингибитор всех известных классов эндопептидаз (серин-, цистеин-, аспартатметаллопротеиназ); как острофазный белок защищает эндотелий от действия протеаз.

Гаптоглобин – специфический белок (острофазовый протеин, транспротеин), участвующий в связывании с гемоглобином и тем самым предохраняющий его от выделения с мочой, что сохраняет очень ценное для организма железо. Усиление гемолиза эритроцитов сопровождается падением уровня гаптоглобина крови, тогда как стрессовые, воспалительные и некробиотические состояния, наоборот, приводят к возрастанию его содержания. Увеличение уровня гаптоглобина в крови отмечается при острых воспалительных процессах, опухолях, нефротическом синдроме [7].

При этом можно отметить определенную тенденцию: на сроках дистракции и фиксации уровень α2-глобулинов крови был повышен в ряду 1 < 2 < 3 группы. У собак 2-й и 3-й групп восстановление уровня α2-глобулинов до исходных значений отмечено на 30-е сутки после снятия аппарата.

Бета-глобулины (трансферрин, С3- и С4- компоненты комплемента) также являются острофазными белками. Содержание β-глобулинов в крови животных всех групп достоверно возрастало с середины этапа дистракции и сохранялось до конца фиксации.

Уровень γ-глобулинов у собак 1-й группы в течение всего эксперимента достоверно от исходных значений не отличался. Во 2-й группе статистически значимое увеличение γ-глобулинов по сравнению с дооперационным уровнем было в середине и конце дистракции, а в 3-й группе – в конце дистракции и во время фиксации.

Таким образом, представленные данные говорят о развитии диспротеинемии в ходе оперативного удлинения костей голени на фоне гипоальбуминемии и наличии достаточно выраженной воспалительной реакции организма животных на удлинение, причем не зависящей от режима дистракции.

Для оценки воспалительной реакции дополнительно в сыворотке крови экспериментальных животных мы определяли концентрацию С-реактивного белка и сиаловых кислот (табл. 2).

Уровень С-реактивного белка был максимально увеличен у животных всех групп в начале дистракции. Затем в 1-й группе его содержание постепенно снижалось и к концу фиксации было в пределах дооперационных значений. У животных 2-й и 3-й групп отмечалось повторное резкое увеличение концентрации С-реактивного белка, соответственно в конце фиксации и на 15-е сутки фиксации. В безаппаратном периоде уровень С-реактивного белка у животных всех групп был в пределах дооперационных значений. Такое наблюдение однозначно свидетельствовало в пользу того положения, что поддержание определенного уровня воспалительной реакции – обязательный компонент дистракции, а интенсивность первичной воспалительной реакции (рост α-глобулинов и С-реактивного белка) может определять дальнейший характер репаративных процессов, поэтому определение данных показателей может использоваться для прогноза течения и мониторинга дистракционного остеогенеза.

Таблица 2

Концентрация С-реактивного белка и сиаловых кислот в сыворотке крови собак при удлинении костей голени в различных режимах (Хi ± σ)

Срок

Группа

СРБ, мг/л

СК, ммоль/л

До операции

1,0×4

0,1 ± 0,01

3,11 ± 0,46

1,5×6

0,1 ± 0,01

3,11 ± 0,21

3,0×120

0,1 ± 0,01

3,07 ± 0,44

Начало дистракции

1,0×4

3,5 ± 0,28*

3,81 ± 0,40*

1,5×6

2,7 ± 0,22*1

3,90 ± 0,78*

3,0×120

2,9 ± 0,23*

4,02 ± 0,67*

Середина дистракции

1,0×4

1,8 ± 0,14*

3,56 ± 0,40*2

1,5×6

1,5 ± 0,12*

4,59 ± 0,18*1

3,0×120

1,7 ± 0,14*

3,80 ± 0,44*

Конец дистракции

1,0×4

2,0 ± 0,16*

3,86 ± 0,26*2

1,5×6

1,9 ± 0,15*

4,31 ± 0,11*1

3,0×120

1,7 ± 0,14*

4,30 ± 0,48*

15-е сутки фиксации

1,0×4

0,6 ± 0,05*2,3

4,14 ± 0,66*

1,5×6

1,4 ± 0,11*1,3

3,90 ± 0,58*

3,0×120

2,7 ± 0,22*1,2

3,93 ± 0,52*

Конец фиксации

1,0×4

0,2 ± 0,012

4,00 ± 0,35*

1,5×6

2,5 ± 0,18*1,3

3,59 ± 0,49

3,0×120

0,2 ± 0,012

3,72 ± 0,38*

30-е сутки после снятия аппарата

1,0×4

0,1 ± 0,01

3,79 ± 0,30*

1,5×6

0,1 ± 0,01

3,90 ± 0,56*

3,0×120

0,1 ± 0,01

3,07 ± 0,57

Примечания: * – достоверность различий с дооперационными значениями при уровне значимости р ≤ 0,05; верхний индекс – достоверность различий с указанной группой при уровне значимости р ≤ 0,05. 1,0×4 – 1-я группа, удлинение 1 мм в сутки за 4 приема; 1,5×6 – 2-я группа, удлинение 1,5 мм в сутки за 6 приемов; 3,0×120 – 3-я группа, удлинение 3 мм в сутки за 120 приемов в автоматическом режиме.

В ходе исследования нами было обнаружено, что концентрация СК у животных 1-й группы была достоверно высокой на протяжении всего эксперимента, при этом максимум отмечался на 15-е сутки фиксации, составляя 4,14 ± 0,66 ммоль/л, что на 33 % (p ≤ 0,05) превышало дооперационный уровень 3,11 ± 0,46 ммоль/л.

У собак 2-й группы достоверно высокий уровень СК, как и у животных 1-й группы, был отмечен с начала периода дистракции. Максимальная концентрация СК у собак 2-й группы была зафиксирована в середине этапа дистракции – 4,59 ± 0,18 ммоль/л, что на 48 % (p ≤ 0,05) превышало исходные значения. Значимое увеличение уровня СК у собак данной группы сохранялось и после снятия аппарата.

Уровень СК у собак 3-й группы, как и в других группах, был достоверно высоким с начала периода дистракции. Максимальное значение данного метаболита было зарегистрировано в конце дистракции 4,30 ± 0,48 ммоль/л, что на 40 % (p ≤ 0,05) превышало дооперационный уровень, на 30-е сутки после снятия аппарата концентрация СК статистически значимо от нормы не отличалась.

У животных с темпом удлинения 1,5 и 3 мм в сутки наблюдалась гиперактивация воспалительных и защитных механизмов, что приводило к нарастанию интоксикации и быстрому истощению их резервов.

Выводы

Таким образом, в результате эксперимента выявлено у животных всех трех групп во время этапа дистракции увеличение концентрации в сыворотке крови С-реактивного белка, сиаловых кислот, а также общего белка, за счет роста уровня глобулинов на фоне гипоальбуминемии.

Проведенное исследование позволяет сделать следующее заключение: поддержание определенного уровня воспалительной реакции – обязательный компонент дистракции, а интенсивность первичной воспалительной реакции может определять дальнейший характер и исход репаративных процессов, в связи с чем определение показателей воспаления может использоваться для прогноза течения и мониторинга дистракционного остеогенеза.


Библиографическая ссылка

Тушина Н.В., Талашова И.А., Кононович Н.А., Попков А.В. БИОХИМИЧЕСКИЕ МАРКЕРЫ ВОСПАЛЕНИЯ У СОБАК ПРИ УДЛИНЕНИИ КОСТЕЙ ГОЛЕНИ ПО ИЛИЗАРОВУ // Успехи современного естествознания. – 2015. – № 8. – С. 48-52;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=35507 (дата обращения: 25.05.2022).

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 = 1.074