Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,570

ИЗМЕНЕНИЯ БИОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СЫВОРОТКИ КРОВИ ПОСЛЕ ОСТЕОТОМИИ КОСТЕЙ ГОЛЕНИ В ВЕРХНЕЙ ТРЕТИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВЕЛИЧИНЫ УДЛИНЕНИЯ ПО ИЛИЗАРОВУ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)

Кононович Н.А. 1 Киреева Е.А 1 Тушина Н.В. 1 Попков А.В. 1
1 ФГБУ «Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» им. акад. Г.А. Илизарова» Минздрава России
В работе проведен сравнительный анализ остеорепаративных и метаболических изменений в сыворотке крови у собак в ходе оперативного удлинения костей голени по Илизарову на величину 14–16 % (серия 1) и 9 % (серия 2) от исходной длины сегмента после остеотомии в верхней трети. Для оценки метаболического статуса у экспериментальных животных в сыворотке крови определяли концентрацию субстратов и активность ферментов всех звеньев обмена: белкового, углеводного, липидного, минерального, водно-солевого. Обнаружено, что у собак обеих серий в ходе дистракции в сыворотке крови увеличивалась активность щелочной фосфатазы и креатинкиназы, снижалась активность костного изофермента кислой фосфатазы. У собак 1-й серии, в отличие от животных 2-й серии, на этапах удлинения отмечалось более значительное снижение уровня общего белка и рост интенсивности его перекисного окисления. Обратимость наблюдаемых изменений, отсутствие серьезных нарушений других звеньев обмена, а также схожие сроки фиксации у собак 1-й серии (удлинение костей голени до 14–16 % от исходной длины сегмента) относительно животных 2-й серии позволяет заключить о возможности применения данной методики удлинения после остеотомии костей голени в верхней трети.
удлинение костей голени
метод Илизарова
биохимия крови
1. Абу Немер Джамаль А.М. Способ остеотомии костей голени при внутрикостном дистракционном остеосинтезе / А.М. Абу Немер Джамаль // Таврический медико-биологический вестник. – 2010. – том 13, № 3. – С. 63–68.
2. Изменения биохимических показателей сыворотки крови при удлинении голени в проксимальной трети методом чрескостного остеосинтеза по Илизарову / К.И. Новиков, М.В. Стогов, С.О. Мурадисинов, Э.С. Колесникова, Е.А. Киреева // Гений ортопедии. – 2015. – № 1. – С. 40–42.
3. 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.
4. Прогноз длительности созревания дистракционного регенерата / Н.В. Тушина, М.В. Стогов, Н.А. Кононович, А.А. Еманов // Травматология и ортопедия России. – 2012. – № 1. – С. 49–54.
5. Bone lengthening in children: how to predict the complications rate and complexity? / Antoci V, Ono CM, Antoci V Jr, Raney EM. // J Pediatr Orthop. – 2006. – Sep-Oct; 26(5) – Р. 634–40.
6. Dinah AF. Predicting duration of Ilizarov frame treatment for tibial lengthening. // Bone. – 2004. Vol. 34(5). – P. 845–8.
7. Tissue response during monofocal and bifocal leg lengthening in patients / Aarnes G.T., Steen H., Kristiansen L.P., Ludvigsen P., Reikerås O. // J Orthop Res. – 2002. – v. 20. – № 1. – Р. 137–141.
8. Tsujimura T., Kinoshita M., Abe M. Response of rabbit skeletal muscle to tibial lengthening // J Orthop Sci. – 2006. – № 11. – Р. 185–190.

В настоящее время у пациентов с дефектами и укорочениями костей конечности для коррекции их формы и увеличения длины предпочтение отдается остеотомии в верхней трети голени, в частности в области проксимального метафиза [6]. По всей видимости, это связано с тем, что репаративные возможности костной ткани при ее удлинении после остеотомии на данном уровне считаются более благоприятными в сравнении с областью диафиза.

Однако, помимо уровня остеотомии не последнюю роль в исходе оперативного удлинения костей конечности имеют режим дистракции и величина удлинения по отношению к исходной длине сегмента [1, 5]. Как правило при удлинении голени, в том числе по эстетическим показаниям, остеотомию выполняют в области проксимального метафиза. Классическим режимом дистракции принято считать 1 мм за 4 приема в сутки. Функционально-допустимой величиной удлинения является 20 % от исходной длины сегмента. Имеются работы, в которых показана взаимосвязь метаболических нарушений, развивающихся в тканях опорно-двигательного аппарата при оперативном удлинении костей конечностей, с интенсивностью дистракционного остеогенеза [3, 4, 7, 8].

В целом анализ литературных данных указывает на то, что успешность оперативного удлинения костей конечности по Илизарову зависит от множества как механических, так и биологических факторов. Поэтому для обоснования новых вариантов и методик удлинения костей конечностей необходимо учитывать состояние комплекса условий, при которых происходит дистракционный остеогенез.

Цель исследования – сравнительный анализ остеорепаративных и метаболических изменений у собак в зависимости от величины оперативного удлинения костей голени по Илизарову после остеотомии в верхней трети.

Материалы и методы исследования

Выполнено две серии экспериментальных исследований на 12 взрослых беспородных собаках обоего пола. Во всех случаях наркотизированным животным в условиях операционной выполняли открытую поперечную остеотомию долотом на уровне проксимального метафиза берцовых костей. Отломки фиксировали аппаратом Илизарова. Высота проксимального отломка костей голени от исходной длины сегмента составила 22,9 ± 0,6 %. Через 5 суток после операции начинали дистракцию с темпом 1 мм в сутки за 4 приема: в серии 1 (n = 6) – на величину 15,0 ± 0,8 %, в серии 2 (n = 6) – на 9,0 ± 0,6 % от исходной длины сегмента, что составило 28 суток и 17 суток удлинения соответственно. Фиксацию аппаратом прекращали на основании результатов рентгенографического исследования и клинической пробы.

Для оценки белково-азотистого обмена в сыворотке крови экспериментальных животных определяли концентрацию общего белка, альбуминов и мочевины. Изменения липидного обмена оценивали по уровню триглицеридов и общего холестерина. Углеводный обмен изучали по динамике изменения в крови содержания глюкозы и лактата. Минеральный и водно-солевой обмен оценивали по уровням общего кальция, неорганического фосфата, магния, калия, натрия, хлоридов. Активность перекисного окисления изучали по изменению концентрации продуктов перекисного окисления белков (ПОБ) в крови. Обмен органического компонента костного матрикса оценивали, изучая динамику активности щелочной (ЩФ) и тартратрезистентного изофермента кислой (ТрКФ) фосфатаз. Состояние скелетных мышц оценивали по сывороточной активности креатинкиназы (КК).

Активность ферментов, а также концентрации общего белка, альбуминов, мочевины, глюкозы, лактата, общего холестерина, триглицеридов, общего кальция, неорганического фосфата, магния, в сыворотке крови определяли на автоматическом биохимическом анализаторе Hitachi/BM 902 (F.Hoffmann-La Roche Ltd./ Roche Diagnostics GmbH), используя наборы реагентов фирмы Vital Diagnostics (Россия). Содержание натрия, калия и хлоридов – ионселективным методом на ионселективном блоке биохимического анализатора Hitachi/BM 902. Продукты ПОБ сыворотки крови определяли в белковом осадке по реакции с 2,4-динитрофенилгидразином. Продукты реакции регистрировали при длинах волн 270 нм (ПОБ270), 363 нм и 370 нм. Степень окислительной модификации белков выражали в единицах оптической плотности (ед. оп. пл.) на 1 мг белка.

На графиках результаты представлены в виде средней арифметической и стандартного отклонения. Достоверность различий между показателями, полученными на сроках эксперимента, сравнивали с дооперационными значениями с помощью W-критерия Вилкоксона для независимых выборок.

Эксперименты выполнены в соответствии с требованиями «Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей» и были одобрены Комитетом по этике ФГБУ «РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова».

Результаты исследования и их обсуждение

Результаты клинического и рентгенографического исследования показали, что формирование опороспособного участка диафиза у животных 1-й серии происходило через 34,4 ± 2,6 суток, во 2-й серии – через 33,6 ± 4,3 суток после прекращения удлинения. Данные сроки фиксации в обеих сериях опытов достоверных отличий между собой не имели. В проанализированных случаях на этапах эксперимента нами также не было выявлено факторов, способствующих нарушению течения репаративного костеобразования (неточная репозиция костных отломков, нестабильная фиксация, сосудистые расстройства, остеопороз и др.). Следовательно, репаративная активность, и, как следствие, клиническая эффективность обеих вариантов удлинения была одинакова.

Далее мы проанализировали биохимические отличия показателей сыворотки крови у животных экспериментальных серий. В обсуждение результатов включены данные только тех показателей, изменения которых в динамике эксперимента имели достоверные отличия относительно исходных дооперационных значений. В частности, нами обнаружено, что у собак 1-й серии наблюдалось значительное повышение активности ЩФ (на 66 % относительно дооперационного уровня, p < 0,05) в середине периода дистракции (14-е сутки удлинения) и снижение активности ТрКФ во второй половине дистракции (рис. 1, а).

У собак 2-й серии в ходе дистракции также отмечалось увеличение активности ЩФ (рост на 32 % относительно дооперационного уровня к концу дистракции, p < 0,05) на фоне достоверного снижения активности ТрКФ (рис. 1, б).

Значения показателей водно-солевого обмена у животных обеих серий на сроках эксперимента относительно дооперационных значений статистически значимо не отличались. Концентрация общего кальция в сыворотке крови собак всех серий на сроках эксперимента достоверно от дооперационных значений не отличалась, однако, наблюдалась общая тенденция к снижению уровня данного элемента в крови животных на этапе дистракции и в первой половине фиксации (рис. 2, а).

Активность КК – маркера повреждения скелетных мышц у животных обеих экспериментальных серий была достоверно повышена относительно дооперационного уровня в начале дистракции (рис. 2, б). У животных 1-й серии активность данного фермента снижалась к середине дистракции, тогда как у собак 2-й серии активность КК восстанавливалась к дооперационному уровню к концу этапа удлинения.

У собак 1-й серии к середине дистракции наблюдалось снижение концентрации общего белка в сыворотке крови, чего не наблюдалось у животных 2-й серии (рис. 3, а). При этом концентрация окисленно модифицированного белка в крови собак 1-й серии повышалась, а у животных 2-й группы, наоборот, отмечалось снижение уровня ПОБ (рис. 3, б).

kon1a.wmf kon1b.wmf

а) б)

Рис. 1. Активность фосфатаз ( % от дооперационных значений) в сыворотке крови собак 1-й (а) и 2-й (б) серий в динамике эксперимента. Примечание: * – достоверность различий с дооперационными значениями при уровне значимости р < 0,05. По оси ОХ сроки эксперимента: 0 – до операции; 1 – начало дистракции; 2 – середина дистракции; 3 – конец дистракции; 4 – 15-е сутки фиксации; 5 – конец фиксации; 6 – 30-е сутки без аппарата

kon2a.wmf kon2b.wmf

а) б)

Рис. 2. Концентрация общего кальция (а) и активность креатинкиназы (б) (% от дооперационных значений) в сыворотке крови собак I и II серии в динамике эксперимента. Примечание: * – достоверность различий с дооперационными значениями при уровне значимости р < 0,05. По оси ОХ сроки эксперимента: 0 – до операции; 1 – начала дистракции; 2 – середина дистракции; 3 – конец дистракции; 4 – 15-е сутки фиксации; 5 – конец фиксации; 6 – 30-е сутки без аппарата

kon3a.wmf kon3b.wmf kon3c.wmf

а) б) в)

Рис. 3. Концентрация общего белка (а), продуктов ПОБ270 (б) и триглицеридов (в) ( % от дооперационных значений) в сыворотке крови собак I и II серии в динамике эксперимента. Примечание: * – достоверность различий с дооперационными значениями при уровне значимости р < 0,05. По оси ОХ сроки эксперимента: 0 – до операции; 1 – начала дистракции; 2 – середина дистракции; 3 – конец дистракции; 4 – 15-е сутки фиксации; 5 – конец фиксации; 6 – 30-е сутки без аппарата

Концентрация триглицеридов в сыворотке крови животных обеих групп относительно дооперационных показателей снижалась в середине дистракции (рис. 3, в). У собак 2-й серии уровень триглицеридов восстанавливался до нормы и даже повышался на этапе фиксации. Концентрация глюкозы, лактата, альбумина и мочевины в сыворотке крови животных обеих групп достоверно относительно дооперационных значений на сроках эксперимента не отличалась.

В некоторых работах показано, что у пациентов процесс удлинения костей голени на 10 % и на 17 % не было отмечено значимых изменений системных и местных реакций организма, тогда как при удлинении на 20 % и более последние выражены сильнее [2].

В нашей работе были получены аналогичные результаты. При сравнительном анализе данных биохимического исследования сыворотки крови собак экспериментальных серий не выявлено значительных отличий метаболических процессов в зависимости от величины удлинения. Единственные различия касались белкового обмена: рост величины удлинения у собак 1-й серии сопровождался снижением уровня общего белка и увеличением интенсивности его перекисного окисления. Обратимость наблюдаемых изменений, отсутствие серьезных нарушений других звеньев обмена, а также схожие сроки фиксации у собак 1-й серии (удлинение костей голени на 15 % от исходной длины сегмента) относительно животных 2-й серии позволяет сделать заключение о возможности применения данной методики удлинения после остеотомии костей голени в верхней трети.

Выводы

Таким образом, анализ литературных данных и результаты проведенного исследования показали, что активность остеорепарации, состояние мягких тканей и системный уровень метаболизма в ходе дистракционного остеосинтеза костей голени по Илизарову после остеотомии на уровне верхней трети и удлинении на величину от 9 % до 15 % от исходной длины сегмента не имеют существенных отличий. Об этом косвенно свидетельствует отсутствие достоверной разницы сроков аппаратной фиксации при изучаемых величинах удлинения в эксперименте.


Библиографическая ссылка

Кононович Н.А., Киреева Е.А, Тушина Н.В., Попков А.В. ИЗМЕНЕНИЯ БИОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СЫВОРОТКИ КРОВИ ПОСЛЕ ОСТЕОТОМИИ КОСТЕЙ ГОЛЕНИ В ВЕРХНЕЙ ТРЕТИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВЕЛИЧИНЫ УДЛИНЕНИЯ ПО ИЛИЗАРОВУ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ) // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. – № 7-1. – С. 64-67;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=6962 (дата обращения: 15.09.2019).

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