Биохимическая оценка общего адаптационного ответа организма и скелетных мышц на удлинение конечности по Илизарову

Стогов, Максим Валерьевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Биохимическая оценка общего адаптационного ответа организма и скелетных мышц на удлинение конечности по Илизарову
ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Биохимическая оценка общего адаптационного ответа организма и скелетных мышц на удлинение конечности по Илизарову"

На правах рукописи

СТОГОВ Максим Валерьевич

БИОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ОБЩЕГО АДАПТАЦИОННОГО ОТВЕТА ОРГАНИЗМА И СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ НА УДЛИНЕНИЕ КОНЕЧНОСТИ ПО ИЛИЗАРОВУ (Экспериментальное исследование)

03.00.04 - биологическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Гг

Тюмень -2003 А' //

Работа выполнена в Государственном учреждении науки Российском научном центре «Восстановительная травматология и ортопедия» имени академика Г.А. Илизарова

Научные руководители: член-корр. РАМН, доктор медицинских наук,

профессор

Владимир Иванович Шевцов,

кандидат биологических наук Светлана Николаевна Лунева

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Ирина Викторовна Ральченко, кандидат биологических наук, доцент Виталий Николаевич Дубровский

Ведущая организация:

Челябинская государственная медицинская академия, г. Челябинск

Защита диссертации состоится « 3 » июля_2003 года

на заседании диссертационного совета ДМ 212.274.07 при Тюменском Государственном Университете (625043, г. Тюмень, ул. Пирогова, 3)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменского Государственного Университета (625003, г. Тюмень, ул. Семакова, 10)

Автореферат разослан « »_2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор биологических наук,

профессор

Е.А. Чирятьев

^ Общая характеристика работы

В последние десятилетия наиболее адекватным методом устранения нарушения длины и формы конечностей является лечение методом чрескостного дистракционного остеосинтеза (ЧДО), предложенного Г.А. Илизаровым (В.И. Шевцов и др., 1998; В.И. Шевцов и др., 2001). Несмотря на достигнутые успехи при лечении больных ортопедического профиля, продолжается усовершенствование этого метода в клинике и эксперименте (В.И. Шевцов и др., 2001; В.И. Шевцов и др., 2002). При этом остаются нерешенными вопросы о биохимических механизмах, лежащих в основе адаптационного ответа организма на удлинение конечности как на местном уровне, в пределах тканей оперированной конечности, так и на организменном.

Биохимические изменения, происходящие в организме в ответ на внешние воздействия, отражаются, прежде всего, на химическом составе сыворотки крови (В.В. Власов, 1994; C.JI. Соков, Л.П. Соков, 1999). В последнее время проводится значительное количество исследований, посвященных изучению изменений биохимических показателей сыворотки крови под действием различного рода раздражителей (Н.С. Немченко и др., 1991; В.В. Горанчук и др., 1997; В.В. Горанчук и др., 1999). Однако влияние оперативного стресса и дистракционных нагрузок, создаваемых при удлинении конечности, на обменные процессы до сих пор остается мало изученным.

Показано, что одним из факторов, влияющим на структурную перестройку кости при ее регенерации в условиях чрескостного дистракционного остеосинтеза является состояние скелетных мышц (В.А. Щуров и др., 1996), которое, в свою очередь, зависит от уровня энергетического метаболизма в ткани.

Исследования последних лет указывают также на то, что большое значение в развитии адаптационных реакций организма возникающих в ответ на внешнее воздействие может играть активация перекисного окисления липидов (ПОЛ) и антиоксидантной системы (АОС) (В.А. Барабой, 1993; K.R. Janicki, 1998; Е.Е. Дубинина, 2001). Многие эффекты связанные с механизмами адаптации, возникающие при активации перекисного окисления, реализуются за счет участия активных форм кислорода в качестве вторичных посредников (Y.J. Suzuki et al., 1997), влияя на такие ключевые звенья метаболизма как фосфорилирование белков (R. Gopalakrishna et al., 2000; О. Safa, 2001) и транскрипцию (Y.M. Janssen-Heininger et al., 2000; S.S. Brar et al., 2002).

Необходимо отметить, что изменения системы ПОЛ-АОС в

скелетных мышцах при различных возде^ствияхла,<йгакш№АК>|са мало

БИБЛИОТЕКА С. Петербург

о» т*>*ктЭ()/

изученными. Это, по-видимому, связано с меньшей практической значимостью исследований подобного рода по сравнению с таковыми для печени, сердца, мозга. Однако при чрескостном дистракционном остеосинтезе внешние нагрузки в большей мере направлены на костно-мышечную систему поэтому, в данном случае, изучение процессов перекисного окисления и АОС скелетных мышц представляет большой интерес.

Представленные данные определили направление предпринятых нами исследований. Их необходимость связана также с тем, что энергетический обмен, ПОЛ и состояние АОС скелетных мышц в условиях удлинения конечности остаются мало изученными (Е.Б. Трифонова, A.B. Осипенко, 1999). Такое исследование будет иметь не только теоретическое, но и прикладное значение. На основании полученных данных можно будет сделать вывод о характере изменения изучаемых процессов в ходе удлинения конечности и, соответственно, о целесообразности проведения их фармакологической коррекции.

Цель исследования. Охарактеризовать изменения биохимических показателей сыворотки крови, процессов энергетического обмена, перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы скелетных мышц в условиях удлинения конечности методом чрескостного дистракционного остеосинтеза.

Задачи исследования: 1. В динамике эксперимента исследовать изменения биохимических показателей сыворотки крови, отражающих процессы адаптационного ответа организма на удлинение конечности по методу Илизарова. 2. Определить состояние энергетического обмена скелетных мышц экспериментальных животных при удлинении конечности. 3. Исследовать процесс перекисного окисления липидов и антиоксидантную систему скелетных мышц собак в условиях удлинения конечности по Илизарову. 4. Предложить лабораторные способы оценки состояния скелетных мышц при удлинении конечности. 5. Оценить взаимосвязь между характером изменения системы ПОЛ-АОС и энергетическим обменом скелетных мышц при удлинении конечности.

Положения выносимые на защиту:

1. Удлинение конечности методом чрескостного дистракционного остеосинтеза вызывает в организме обратимые метаболические сдвиги, связанные с компенсаторно-приспособительными перестройками процессов обмена к дистракционным нагрузкам, выражающиеся в изменении белкового обмена, активации гликолиза и перекисного окисления липидов.

2. В основе адаптационных реакций скелетных мышц на

удлинение конечности лежит активация процессов анаэробного гликолиза, обеспечивающего адекватное внешним условиям растяжения энергообеспечение ткани, перекисного окисления липидов и ферментативного звена антиоксидантной системы.

Научная новизна. Впервые комплексно изучены изменения биохимических показателей сыворотки крови в ответ на оперативное вмешательство и удлинение голени методом Илизарова. Впервые исследованы процессы энергетического метаболизма скелетной мышечной ткани, связанные с течением репаративного процесса при удлинении конечности по Илизарову. Впервые изучено состояние антиоксидантной системы и перекисного окисления липидов скелетной мышечной ткани в условиях чрескостного остеосинтеза.

Практическая значимость исследования. Оценена информативность ряда биохимических показателей, динамика их изменения в процессе удлинения конечностей, что позволит в условиях клинико-диагностических лабораторий осуществлять контроль за течением репаративного процесса мышечной ткани при удлинении конечностей по Илизарову. Предложен к применению метод факторного анализа для статистической обработки результатов биохимических исследований.

Внедрение результатов исследования. По результатам работы в клинико-диагностическую лабораторию РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова внедрены методы исследования, характеризующие состояние скелетных мышц в условиях удлинения конечности. По теме диссертации оформлено одно изобретение: «Способ дифференциальной диагностики и мониторинга патологических состояний, протекающих с потерей костной массы». Выдана приоритетная справка №2002 129090 030791 от 05.11.2002.

Апробация и публикация работы. Результаты исследования доложены на: региональной конференции биохимиков Урала, Поволжья и Западной Сибири «Актуальные проблемы теоретической и прикладной биохимии», Ижевск, 2001; IV Зауральском фестивале научно-исследовательского, технического и прикладного творчества молодежи «Новые горизонты-2002», КГСХА, 2002; областном научном обществе ортопедов и травматологов, 2002. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ в республиканских и областных изданиях.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, главы результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения, выводов, списка литературы, включающего 187 работ (из них 106

отечественных, 81 зарубежных); изложена на 104 страницах машинописного текста, иллюстрирована 8 рисунками и 14 таблицами.

Диссертационная работа выполнена по плану НИР РНЦ «ВТО» имени академика Г.А. Илизарова (номер государственной регистрации 01.2.00 109163).

Содержание работы

Материалы и методы исследования. Исследования были выполнены на 60 беспородных взрослых собаках, которым проводили удлинение голени по Илизарову с режимом дистракции 1 мм в сутки за четыре раза в течение 28 дней; срок фиксации составил 30 дней, после чего собакам снимали аппарат. Объектом исследования была мышечная ткань удлиняемой конечности и сыворотка крови. Контролем служили мышцы интактных животных.

Материал для исследований (переднюю большеберцовую мышцу) брали сразу же после эвтаназии на 14-е, 28-е сутки дистракции, 15-е, 30-е сутки фиксации и через месяц после снятия аппарата. Ткань отмывали холодным 0,15 М раствором KCl, сушили фильтровальной бумагой. На аптечных равноплечих весах отвешивали 0,5 г сырой ткани. Взвешенную измельченную ткань помещали в стеклянный гомогенизатор Поттера и растирали с кварцевым песком в 0,15 М растворе KCl в течение 10-15 минут при 5°С. Конечное разведение гомогената составляло 1:10 (на 0,5г ткани добавляли 5 мл охлажденной среды выделения). Экстрагировали в течение 2-3 часов при 5°С, используя магнитную мешалку. После экстрагирования гомогенат центрифугировали при 14000g на ультрацентрифуге "Beckman" (США). Полученный таким образом супернатант использовали для исследований.

Для характеристики показателей энергетического метаболизма на автоматическом анализаторе Stat Fax® 1904 Plus (США), используя наборы фирмы Vital Diagnostic (Санкт-Петербург), в тканевом супернатанте и сыворотке изучали активность ферментов: лактатдегидрогеназы (ЛДГ; КФ: 1.1.1.27), креатинфосфокиназы (КК; КФ: 2.7.3.2) и концентрацию молочной кислоты (МК). Для ЛДГ и КК определяли изоферментный спектр. Электрофорез ЛДГ и КК проводили на анализаторе "Beckman", Paragon (США) с использованием реактивов и пластин этой же фирмы. Энергетический метаболизм оценивали также по содержанию в ткани и сыворотке пировиноградной кислоты (ПВК) по методу Umbright в модификации Бабаскина (1976).

Антиоксидантное звено оценивали по активности ферментов супероксиддисмутазы (СОД; КФ: 1.15.1.1.) и каталазы (КФ: 1.11.1.6.).

СОД в ткани и в эритроцитах определяли спектрофотометрически, по реакции основанной на способности фермента конкурировать с нитросиним тетразолием (HCT) за супероксидные анионы, образующиеся в результате аэробного взаимодействия НАДН и феназинметсульфата. За единицу активности СОД принимали количество фермента, необходимого для 50% ингибирования реакции восстановления HCT. В эритроцитах активность выражали в мкмоль HCT на 109 эритроцитов в минуту. Ферментативную активность каталазы определяли по методу М.А. Королюка с совт. (1988). Активность тканевых энзимов рассчитывали на мг саркоплазматического белка. Белок определяли по методу Лоури.

ПОЛ оценивали по содержанию промежуточных продуктов -диеновых конъюгатов (ДК) и конечного метаболита ПОЛ - малонового диальдегида (МДА). Содержание МДА определяли по реакции с тиобарбитуровой кислотой при длине волны 532 нм (И.Д. Стальная, Т.Г. Гаришвили, 1977). Уровень диеновых конъюгатов определяли в гептановой фазе гептан-изопропаноловой (1:1) смеси при длине волны 232 нм и коэффициентом молярной экстинкции равного 2,20-105смч •М-1 (И.Д. Стальная, 1977). Концентрацию продуктов обмена выражали в моль на грамм сырой ткани.

В сыворотке крови на анализаторе Impact 400, Gilford (England) определяли также основные клинические показатели: общий белок, альбумин, глобулин, креатинин, мочевую кислоту, мочевину, глюкозу, общий холестерин, триглицериды, активность аланинаминотрансферазы (АлАТ; КФ: 2.6.1.2.), аспартатаминотрансферазы (АсАТ; КФ: 2.6.1.1.)» гидроксибутиратдегидрогеназы (ГБДГ; КФ: 1.1.1.61.). Забор крови проводили венепункцией из оперированной конечности в следующие сроки: сутки до операции, трое, пять суток после операции; одна, две, три, четыре недели дистракции; 7, 15 и 30 дней фиксации, 30 дней после снятия аппарата. Сыворотку отделяли центрифугированием на ЦЛР-1 при 1500 об/мин.

Для оценки характера гликолитического процесса нами был предложен интегральный показатель - системный индекс гликолиза (СИГ): СИГ=ЛДГ*(МК/ПВК)/Н:М. Рост численных значений СИГа относительно нормы свидетельствовал об активации анаэробного гликолиза, и наоборот, снижение этого показателя - следствие преобладания аэробного гликолиза над анаэробным. На использование индекса подана заявка на изобретение.

Результаты исследований обработаны методом вариационной статистики, применяемым для малых выборок (Е.В. Гублер, A.A. Генкин, 1973; М.Б. Славин, 1989). Определяли среднюю

арифметическую, среднее квадратичное отклонение, доверительный интервал, ошибку средней арифметической. Достоверность различий между группами проверяли с помощью непараметрического критерия U (критерий Вилкоксона-Манна-Уитни) и F-критерия Фишера. Для оценки связи между исследуемыми показателями, согласно рекомендации Е.В. Гублера с соавт. (1973), для выборок объемом больше 10 определяли коэффициент корреляции по Пирсону, а при выборках от 4 до 10 находили коэффициент ранговой корреляции по Спирману. В динамике эксперимента между полученными временными рядами находили коэффициент корреляции по формуле предложенной в руководстве М.Б. Славина (1987), в которой используются не конкретные полученные числовые значения, зафиксированные в процессе наблюдения, а их отклонения от уровней, выровненных кривой, отображающей тренд. Для проведения факторного анализа использовали оригинальную программу Factor Analysis for Exel, разработанную в ИВЦ РНЦ «ВТО» им. акад. Илизарова И.П. Гайдышевым.

Результаты исследования и их обсуяедение. Изменение концентрации белков и небелковых азотистых компонентов сыворотки крови в динамике удлинения конечности методом чрескостного дистракционного остеосинтеза. Проведенные нами исследования показали, что оперативное вмешательство на скелете в условиях дистракционного остеосинтеза приводило к достоверному снижению концентрации общего белка и альбуминов сыворотки в послеоперационный период (таблица 1). В период дистракции наряду с сохраняющейся гипоальбуминемией, отмечалось статистически значимое снижение уровня мочевины в сыворотке. Содержание мочевой кислоты падало в течение первых суток после операции и сохранялось сниженной до конца дистракции.

Причиной наблюдаемой постоперационной гипопротеинемии, по нашему мнению, явилось усиление белкового катаболизма, вызванного активацией гипоталамо-гипофизарно-адренокортикоидной системы (ГГАС) и выбросом в кровеносное русло адренокортикотропного гормона (АКТГ) в этот период (A.A. Свешников, Н.В. Офицерова, 1986). Сопоставляя динамику содержания альбуминов с уровнем мочевины и мочевой кислоты в период дистракции можно сделать вывод о том, что на данном этапе проявлялась выраженная тенденция к задержке азота в организме, обусловленного интенсификацией анаболических реакций белкового и пуринового обмена. Такие перестройки метаболизма были связаны с усиливающейся в эти сроки продукцией соматотропного гормона (СТГ), рост концентрации в крови которого наблюдали A.A. Ларионов и Н.В. Офицерова (1994).

Таблица 1.

Динамика изменения концентрации общего белка, альбуминов и небелковых

азотистых компонентов сыворотки крови собак в ходе удлинения голени методом дистракционного остеосинтеза с темпом дистракции 1 мм за 4 раза в

Общий белок (г/л) Альбумины (г/л) Мочевина (ммоль/л) Мочевая кислота (мкмоль/л)

М±ш М±т М±т М±ш

до операции 103,83±6,38 45,79±2,17 6,01±0,33 296,01±34,87

3 сутки после операции 83,50±4,74*(*) 36,50±5,42* 6,15±0,87# 94,19±20,59**

5 сутки после операции 87,83±5,53*(#) 36,00±3,90* 6,05±0,23 89,25±15,11**

7 сутки дистракции 83,92±5,59*(#) 38,90±3,30* 3,81±0,28*** 88,54±9,88**#

14 сутки дистракции 91,29±6,45 37,75±3,78* 3,44±0,35*** 152,74±67,41*

21 сутки дистракции 77,92±3,70** 35,00±2,59** 4,42±0,34*** 147,92±25,82**

28 сутки дистракции 85,73±5,65*(#) 37,82±2,75* 4,95±0,22** 169,99±49,74*

7 сутки фиксации 102,25±8,98 49,20±1,60 5,40±0,98 200,81±61,52

15 сутки фиксации 88,00±5,73 48,00±6,07 5,83±0,85 230,09±28,68

30 сутки фиксации 105,67± 10,03 57,67±3,35* 5,24±1,16# 246,93±16,12#

30 суток после снятия аппарата 90,67± 10,62 39,33±6,18 5,23±0,63 184,45±68,60

Здесь и далее:*- уровень значимости различий по сравнению с дооперационными значениями по и-критерию Вилкоксона-Манна-Уитни при ри<0.05-*; ро<0.01 -**; ри<0.005-***. (#) - уровень значимости различий по сравнению с дооперационными значениями по Р-критерию Фишера при рР<0.05 .

В связи с представленными выше данными, нельзя не отметить того обстоятельства, что развивающаяся на этапе дистракции гипоальбуминемия может вызвать ряд негативных последствий, которые нужно учитывать в клинической практике. Следствием выраженного снижения уровня альбуминов в сыворотке может явиться перераспределение внеклеточной жидкости, связанное со снижением онкотического давления плазмы с клиническими проявлениями в виде

отеков. Кроме того, длительное снижение концентрации альбумина, являющегося переносчиком многих лекарственных препаратов, может вызывать серьезные последствия их применения связанных с риском проявления их токсичности. Отмеченная в ряде работ гипокальциемия на этапе дистракции (В.К. Камерин и др., 1999; В.И. Шевцов и др., 2000) также может быть связана с гипоальбуминемией, т.к. известно, что половина кальция плазмы находится в связанном с альбумином состоянии.

Показатели углеводного обмена сыворотки крови собак при удлинении конечности по Илизарову. Концентрация субстратов углеводного обмена в сыворотке крови на различных этапах эксперимента представлена в таблице 2.

Таблица 2.

Изменение показателей углеводного обмена сыворотки крови собак при удлинении голени методом ЧДО с темпом дистракции 1 мм за 4 раза

МК (ммоль/л) ПВК (ммоль/л) МК/ПВК Глюкоза (ммоль/л)

М±ш М±ш М±ш М±т

до операции 1,60±0,10 0,13±0,02 12,30±0,42 5,08±0,45

3 сутки после операции 3,18±0,51*(#) 0,15±0,04* 21,72±0,86*** 7,43±0,50***

5 сутки после операции 3,12±0,16** 0,15±0,01 21,34±1,01*** 7,41±0,36***

7 сутки дистракции 2,67±0,15** 0,18±0,01* 15,03±0,46** 5,87±0,72

14 сутки дистракции 2,40±0,13* 0,17±0,01* 14,10±0,54* 5,57±1,53(#)

21 сутки дистракции 2,65±0,12** 0,19±0,01* 14,01±0,42* 7,46±0,67**

28 сутки дистракции 2,40±0,19* 0,19±0,02* 12,60±0,55 6,87±0,98*

7 сутки фиксации 2,77±0,15** 0,19±0,04# 15,58±0,29* 6,55±0,64*

15 сутки фиксации 1,96±0,10* 0,16±0,06 12,20±0,73 3,99±0,16*(#)

30 сутки фиксации 1,90±0,21 0,15±0,02 12,60±0,84 4,57±0,48

30 суток после снятия аппарата 1,98±0,13* 0,17±0,01* 11,60±0,78 5,51±0,25

Обозначения как в табл. 1.

Согласно представленным в таблице данным, к 3-м суткам после

операции происходил рост концентрации МК в сыворотке на 98,8% (ри<0.05), глюкозы - на 46,3% (ри<0.005). Далее в течение всего этапа дистракции наблюдалась гиперлактатемия, достоверно возрастал и уровень ПВК в крови. При этом соотношение МК/ПВК в течение первых трех недель дистракции было повышенным, а к 28-м суткам его значения достоверно от нормы не отличались. Во второй половине этапа развивалась также гипергликемия.

Отмеченные изменения концентрации субстратов углеводного обмена свидетельствовали об активации в послеоперационный период и в период дистракции процесса анаэробного гликолиза. Такая перестройка углеводного метаболизма на данных этапах была обусловлена последовательным системным действием гормонов надпочечников, затем СТГ и инсулина. Так гипергликемическая реакция на оперативный стресс была связана с активацией ГГАС и симпатоадреналовой системы. Динамика последующих изменений содержания глюкозы в крови связаны с началом дистракции, когда изменяется характер гормональной регуляции: происходит рост уровня СТГ в сыворотке (A.A. Ларионов, Н.В. Офицерова, 1994), который в свою очередь способствует синтезу инсулина. Известно, что СТГ и инсулин вызывают вначале понижение, а затем последующую нормализацию и рост уровня глюкозы в крови (А.Ш. Зайчик, Л.П. Чурилов, 2000). Такое изменение связано с эффектом стимуляции этими гормонами поглощения глюкозы инсулинзависимыми органами (прежде всего мышцами). Следствием этого является некоторое снижение уровня глюкозы в крови собак в первые две недели дистракции и рост концентрации глюкозы к третьей неделе дистракции. Поддержание высоких концентраций глюкозы крови на данном этапе имеет важный физиологический смысл, заключающийся в обеспечении регенерирующих органов энергетическим субстратом, необходимым для восстановительных процессов.

Показатели липидного обмена сыворотки собак в условиях удлинения конечности методом чрескостного дистракционного остеосинтеза. Наиболее выраженные изменения в концентрации изучаемых показателей липидного обмена в ходе эксперимента мы наблюдали для общего холестерина (табл. 3). Его достоверный рост в сыворотке отмечался на третьи сутки после операции. В течение первых двух недель дистракции уровень общего холестерина оставался повышенным. Содержание триглицеридов и общих липидов на всех этапах эксперимента находилось в пределах нормы. Однако для каждого из показателей можно было выделить определенную закономерность. Так, концентрация триглицеридов имела тенденцию к

снижению в послеоперационный период и тенденцию к росту в период дистракции. Уровень общих липидов в сыворотке мало изменялся в послеоперационный период и на этапе фиксации, но имел тенденцию к незначительному снижению на этапе дистракции.

Таблица 3.

Изменение показателей липидного обмена в сыворотке крови собак при

удлинении голени методом ЧДО с темпом дистракции 1 мм за 4 раза в сутки

Общий холестерин (ммоль/л) Триглицериды (ммоль/л) Общие липиды (г/л)

М±ш М±ш М±т

до операции 5,21±0,23 1,34±0,13 5,05±0,37

3 сутки после операции 5,92±0,42* 1,10±0,12 5,08±0,71

5 сутки после операции 6,19±0,62* 1,10±0,11 4,98±0,26

7 сутки дистракции 6,28±0,46* l,36±0,07w 5,41±0,59

14 сутки дистракции 5,72±0,18* 1,55±0,12 4,67±0,17

21 сутки дистракции 5,54±0,26 1,45±0,17 4,57±0,49

28 сутки дистракции 5,34±0,48 1,51±0,14 4,20±0,32

7 сутки фиксации 5,76±0,95 1,47±0,07 4,78±0,57

15 сутки фиксации 5,87±l,49w 1,20±0,23 4,62±0,35

30 сутки фиксации 5,62±0,82 1,19±0,19 4,58±0,18

30 суток после снятия аппарата 4,05±0,31* 1,23±0,12 4,69±0,13

Обозначения как в табл. 1.

Полученные нами данные позволяют сделать вывод о том, что влияние операционного стресса и удлинения конечности на липидный метаболизм у собак в большей мере направлены на обмен холестерина. Однако в целом операция, дозированное растяжение с темпом 1мм в сутки за 4 раза не вызывают значительных изменений показателей липидного обмена сыворотки крови собак. Такая картина, по-видимому, связана с тем, что влияние основных гормонов, регулирующих процессы катаболизма и анаболизма липидного обмена, вырабатываемых в условиях удлинения конечности, в сумме сбалансировано.

Анализируя динамику изменения показателей белкового, углеводного и липидного обмена сыворотки крови в период фиксации необходимо отметить тенденцию к их восстановлению на данном этапе к дооперационному уровню, что связано с прекращением воздействия дистракционных нагрузок в этот срок эксперимента.

Изменение концентрации продуктов перекисного окисления липидов в сыворотке крови и активности СОД эритроцитов собак при удлинении конечности по Илизарову. Результаты определения содержания МДА, ДК в сыворотке и СОД в эритроцитах на различных этапах эксперимента представлены в таблице 4. Из таблицы следует, что уровень МДА в сыворотке достоверно возрастал на 76,8% (ри<0.05) к 3-м суткам после операции. К этому же сроку отмечался и статистически значимый рост активности СОД в эритроцитах. На 5-е сутки после операции и через неделю дистракции показатели ПОЛ и активность СОД достоверно от нормы не отличались. Однако с увеличением срока дистракции концентрация продуктов перекисного окисления нарастала. К 21-м суткам дистракции достоверный рост концентрации зафиксирован для МДА, а к 28-м для ДК. Ко второй неделе этапа происходило значимое повышение активности СОД. Обнаружилось также, что в период фиксации уровень МДА в сыворотке сохранялся достоверно повышенным, при этом однако отмечался и рост уровня СОД в эритроцитах.

Таблица 4.

Динамика изменения продуктов ПОЛ в сыворотке и активности СОД эритроцитов собак при удлинении голени методом ЧДО с темпом дистракции _ 1 мм за 4 раза в сутки__

ДК (нмоль/ мг липидов) МДА (нмоль/ мг липидов) сод (мкМ НСТ*109 Эр/мин)

М±ш М±ш М±т

до операции 3,85±0,30 1,25±0,10 10,30±0,61

3 сутки после операции 2,97±0,96w 2,21±0,51* 12,99±1,04*

5 сутки после операции 3,49±0,34 1,38±0,13 10,61±0,69

7 сутки дистракции 3,28±0,97w 1,16±0,14 11,15±I,90W

14 сутки дистракции 3,35±0,49 1,38±0,11 12,61±0,93*

21 сутки дистракции 3,77±0,54 1,68±0,07* 19,78±1,05***

28 сутки дистракции 6,38±1,49* 1,79±0,10** 11,97±0,72

7 сутки фиксации 4,53±0,14* 1,50±0,06* 12,63±0,35*

15 сутки фиксации 4,96±0,66* 1,64±0,04* 13,88±1,13*

30 сутки фиксации 3,20±0,41 1,62±0,14* 13,41±2,97w

30 суток после снятия аппарата 3,50±0,57 1,66±0,12* 15,88±0,80*

Обозначения как в табл. 1.

Наблюдаемое накопление конечных продуктов перекисного окисления в послеоперационный период, в конце этапа дистракции и в период фиксации в сыворотке указывают на активацию на данных

сроках эксперимента процесса ПОЛ. Причиной этому может быть как высокий уровень собственно реакций перекисного окисления, так и снижение активности фермента антиоксидантной защиты - СОД, отмеченное к концу дистракции.

Необходимо отметить, что между концентрацией МДА в сыворотке крови и уровнем триглицеридов наблюдалась сильная обратная зависимость, коэффициент корреляции был равен -0,78 (р<0.05). Такая взаимосвязь может быть связана с тем, что одним из субстратов для перекисного окисления могли явиться триглицериды.

Таким образом, проведенное исследование динамики изменения биохимических показателей сыворотки крови при чрескостном дистракционном остеосинтезе показало, что оперативное вмешательство на скелете вызывало активацию процессов ПОЛ, белкового катаболизма, приводило к росту концентрации энергетических и пластических субстратов в сыворотке. Такие изменения мы сочли возможным рассматривать как проявление неспецифической ответной реакции организма на повреждение, т.к. подобные изменения наблюдали и другие авторы при стрессорных воздействиях иного рода (Н.С. Немченко и др., 1991; В.В. Горанчук и др., 1997, 1999; О.П. Тимошенко, 1997; М.А. Гераськина, 1997; М. ТосЫ§1 е1 а1., 2002).

В свою очередь процесс адаптации организма к удлинению конечности сопровождался перестройкой белкового обмена в пользу анаболических реакций, ростом анаэробного гликолиза и ПОЛ. При этом с увеличением сроков дистракции процессы перекисного окисления нарастали, а активность анаэробного гликолиза снижалась. Важным компонентом адаптационного процесса являлся также сохраняющийся в данный период высокий уровень энергетических и пластических субстратов обмена (глюкоза, холестерин, триглицериды) в сыворотке крови.

Энергетический метаболизм скелетных мышц при удлинении конечности. Проведенные исследования процессов метаболизма скелетной мышцы удлиняемой конечности показали, что адаптационные реакции ткани на удлинение конечности были связаны с изменениями в системе энергетического обмена.

Согласно представленным в таблице 5 данным при дистракционном остеосинтезе в скелетных мышцах происходит активация анаэробного гликолиза. На это указывает высокая ферментативная активность ЛДГ в ходе всего эксперимента, накопление на этапе дистракции МК в ткани и рост в этот период соотношения МК/ПВК. В пользу этого предположения свидетельствует и тот факт, что в изоферментном спектре ЛДГ возрастала активность ЛДГ5 фракции.

Активность КК в ходе всего эксперимента также значительно превышала норму и была представлена ММ-формой.

Пусковым механизмом активации процесса анаэробного гликолиза, по-видимому, явилось снижение концентрации АТФ (табл. 4) и рост кислых продуктов в ткани, которое приводило к активации как ферментов гликолиза, так и КК. Действительно, проведенный нами корреляционный анализ показал, что активность ЛДГ в динамике эксперимента находилась в обратной зависимости от концентрации АТФ в ткани: г (ЛДГ/АТФ) = -0,82 (р<0.05); а креатинкиназы в прямой от уровня МК: г (КК/МК) = +0,92 ■ (р<0.01).

В дальнейшем высокий уровень гликолитических реакций сохранялся как за счет постоянного недостатка АТФ, так и из-за дальнейшего закисления саркоплазмы метаболитами гликолиза (лактат, пируват).

Активация анаэробного гликолиза при дистракционном остеосинтезе могла быть связана и с недостаточной емкостью аэробных окислительных механизмов скелетных мышц, о чем свидетельствовало снижение уровня АТФ и накопление ПВК в ткани.

Таблица 5.

Динамика изменения показателей энергетического обмена в передней болыпеберцовой мышце удлиняемой по методу Илизарова голени с темпом ___ дистракции 1 мм за 4 раза в сутки __

Интактные животные 14 сутки дистракции 28 сутки дистракции 15 сутки фиксации 30 сутки фиксации месяц после снятия аппарата

ЛДГ, нкат/мг белка 5,04±0,35 11,52±0,29** 8,17±0,45* 7,13±0,43* 6,83±0,46* 6,37±0,45

Н:М 0,4б±0,02 0,38±0,04 0,33±0,02* 0,39±0,02 0,38±0,03 0,34±0,02*

КК, нкат/мг белка 0,72±0,14 3,91±0,31** 4,14±0,21** 3,49±0,25* 3,06±0,21* 3,25±0,23*

МК, Ммоль/г ткани 5,07±0,62 8,21±0,50** 7,90±0,53* 6,43±0,40 6,60±0,36 7,55±0,19*

ПВК, ммоль/г ткани 0,35±0,01 0,45±0,02* 0,36±0,01 0,44±0,02* 0,50±0,03* 0,48±0,02*

МК/ ПВК 14,48±0,98 18,24±0,77* 21,94±1,44* 14,61±0,97 13,20±1,05 15,73±1,10

АТФ, ммоль/г ткани 4,05±0,21 2,24±0,22** 2,09±0,22** 2,53±0,17* 2,97±0,29* 3,12±0,42

Обозначения как в табл. 1.

Необходимо отметить, что интенсивность гликолитического процесса в ткани поддерживалась также за счет сохранения высокого уровня глюкозы в крови в ходе эксперимента. Нами была выявлена высокая достоверная прямая корреляционная зависимость между концентрацией МК в мышцах и в сыворотке крови г = 0,98 (р<0.05).

Значение анаэробного гликолиза для процессов адаптации мышечной ткани к удлинению конечности, по нашему мнению, не ограничивалось его ролью как поставщика АТФ. Промежуточные метаболиты гликолиза (фосфотриозы) могли являться исходными продуктами для синтеза липидов, ПВК участвовать в связывании токсичного продукта обмена белков - аммиака с образованием аланина - аминокислоты, которая может использоваться для синтеза белка.

Таким образом, изменения энергетического обмена скелетных мышц удлиняемой конечности при адаптации к дистракционным нагрузкам в условиях удлинения конечности направлены на интенсификацию анаэробных процессов энергообеспечения ткани (гликолиз и креатинкиназная система). Такие изменения, по нашему мнению, связаны с тканевыми особенностями энергообмена мышц, и являются для них естественной физиологической реакцией на внешнее воздействие. При этом энергетические возможности гликолиза определяются наличием и доступностью основных исходных субстратов процесса - глюкозы и гликогена. Если запасы гликогена в скелетных мышцах ограничены, то поддержание достаточного уровня глюкозы в крови является основным требованием для сохранения нормального протекания процесса восстановления мышечной ткани при чрескостном дистракционном остеосинтезе.

ПОЛ и ферментативное звено АОС скелетных мышц при удлинении конечности. Наши исследования системы ПОЛ-АОС в скелетных мышцах при удлинении конечности показали, что создаваемое при дистракционном остеосинтезе в скелетных мышцах растяжение приводит к активации в них процессов ПОЛ, следствием чего явилось накопление в ткани МДА на этапе дистракции и ДК в период фиксации (табл.6). Такой рост перекисного окисления в условиях ЧДО, по-нашему мнению, несет в себе положительную роль, обеспечивая высокий уровень обмена липидного компонента мембран, увеличивая их проницаемость и текучесть.

Таблица 6.

Динамика изменения концентрации продуктов ПОЛ и активности антиоксидантных ферментов в передней большеберцовой мышце удлиняемой по

Интектные животные 14 сутки дистракции 28 сутки дистракции 15 сутки фиксации 30 сутки фиксации месяц после снятия аппарата

МДА, нмоль/г ткани 19,47±2,50 26,94±1,62* 49,81±4,40* 29,48±7,43 24,13±3,43 19,46±2,21

дк, нмоль/г ткани 13,47±1,39 16,54±2,06 25,39±5,17* 26,54±4,99* 26,21±3,37* 3,37±1,31*

Каталаза, мккат/мг белка 65,2±15,7 118,7±9,9* 248,6±17,9* 198,8±41,8* 170,8±19,1* 100,5±34,8

сод, от.ед./мг белка 10,63±1,80 10,84±2,62 12,61±3,87 20,05±3,63* 17,30±1,45* 18,43±2,21"

Обозначения как в табл. 1.

Изменения в процессах перекисного окисления сопровождались активацией ферментов АОС в мышцах (табл. 6). Сравнивая динамику изменения активности каталазы и СОД в ходе эксперимента можно отметить следующую особенность: рост уровня каталазы в ткани в период дистракции сопровождался сохранением исходного уровня СОД, и наоборот, снижение активности каталазы на этапе фиксации сопровождалось активацией СОД. Благодаря этому в течение всего эксперимента в ткани поддерживалась общая высокая активность ферментного звена АОС. Такая активация ферментов АОС, по-нашему мнению, ограничивала развитие процесса перекисного окисления в ткани в условиях удлинения конечности, и обеспечивала более гибкую регуляцию и надежное поддержание оксидантно-антиоксидантного равновесия. Представленные данные свидетельствуют также в пользу того, что существенную роль в антирадикальной защите скелетных мышц среди ферментативных антиоксидантов играет каталаза.

Можно предположить, что более длительное по срокам удлинение будет вызвать дальнейшую активацию ПОЛ, что при истощении антиоксидантных резервов может приводить к неконтролируемому росту перекисного окисления. В таких условиях возможна фармакологическая коррекция наблюдаемых изменений антиоксидантными препаратами.

Поэтому для нахождения оптимальных режимов дистракции возникает необходимость в дальнейшем изучении состояния процесса ПОЛ и АОС скелетных мышц в условиях удлинения конечности.

Таким образом, подводя оценку полученным данным можно сделать следующий вывод: активация анаэробного звена углеводного обмена, перекисного окисления липидов и ферментного звена АОС, происходящие в ответ на удлинение конечности, являются универсальными компонентами адаптационных реакций, возникающие как на местном, в пределах тканей удлиняемой конечности, так и на системном (организменном) уровне.

Для установления внутренней взаимосвязи между показателями энергетического обмена и системы ПО Л-АОС скелетных мышц, а также для нахождения количества факторов, определяющих изменение этих показателей, нами был проведен факторный анализ. Учитывали только факторные нагрузки, превышающие по модулю 0,5, когда действие фактора на переменную является сильным. Результаты факторного анализа представлены в таблице 7.

Таблица 7.

Факторные нагрузки показателей энергетического обмена, ПОЛ и АОС в скелетных мышцах собак при удлинении голени по Илизарову с темпом _дистракции 1 м за 4 раза в сутки_

Признак Фактор

1 2 3

Активность ЛДГ +0,91

Концентрация МК +0,96

Активность КК +0,83

Концентрация АТФ -0,81 -0,59

Концентрация МДА +0,83

Концентрация ДК +0,81

Активность каталазы +0,94

Концентрация ПВК +0,84

Активность СОД +0,95

Выделенные дисперсии (в %) 51,44 22,73 16,97

Примечание. Факторные нагрузки признаков, значения которых не превышают по модулю 0,5, не показаны.

Из таблицы видно, что выделяются 3 фактора, которые на 91,14% определяют изменения всех исследуемых признаков. Первый фактор, определяющий изменения изучаемых признаков на 51,44%, объединяет показатели энергетического обмена. Второй фактор, определяющий изменения изучаемых признаков на 22,73%, связан с уровнем ПВК и

активностью СОД в скелетных мышцах. Третий фактор, определяющий изменения изучаемых признаков на 16,97%, связан с показателями перекисного окисления липидов.

Можно также видеть, что первый и третий факторы связаны друг с другом концентрацией АТФ в ткани. Данное обстоятельство лишний раз свидетельствует в пользу того, что одним из механизмов активации гликолитических реакций в скелетных мышцах при ЧДО является снижение тканевых запасов АТФ. В свою очередь возможный механизм активации ПОЛ при снижении уровня АТФ в ткани может быть связан с изменением в функционировании ксантиноксидазной системы, активность которой сопряжена с генерацией супероксидного радикала (D. Chambers et al., 1985; S. Zeki et al. 2002). Реализации этого механизма роста перекисного окисления способствует также активация симпатоадреналовой системы при ЧДО (А.А. Ларионов, Н.В. Офицерова, 1994). Исходя из выше изложенного, можно сделать вывод о том, что снижение уровня АТФ в мышцах при удлинении конечности является одним из внутренних факторов, обеспечивающим наблюдаемые в ходе эксперимента изменения ПОЛ и энергетического обмена.

Лабораторная оценка состояния энергетического обмена скелетных мышц при удлинении конечности по методу Илизарова. Для определения сывороточных показателей, позволяющих осуществлять лабораторный контроль за состоянием скелетных мышц при удлинении конечности нами было проведено изучение ферментативной активности ЛДГ, КК, АсАТ и АлАТ в сыворотке крови. Дня ЛДГ и КК был изучен также изоферментный спектр. Динамика их изменения в ходе эксперимента представлена в таблице 8. Нами также было проведено исследование активности гидроксибутиратдегидрогеназы в сыворотке. Активность этого энзима в ходе эксперимента незначительно колебалась около дооперационных значений, поэтому ее результаты в таблице не представлены.

Согласно полученным данным сывороточная активность АсАТ и АлАТ в ходе эксперимента значительно не изменялась, тогда как активность ЛДГ и КК была повышена на протяжении всего эксперимента. При этом КК сыворотки крови была представлена только ММ-изоформой, а высокая ферментативная активность ЛДГ в сыворотке в ходе эксперимента была связана с мышечными изоформами энзима - ЛДГ4 и ЛДГ5 (таблица 8).

Обнаруженные результаты указывают на то, что рост активности ЛДГ и КК в сыворотке в ходе эксперимента был связан с увеличением в кровеносном русле доли ферментов мышечного происхождения.

Таблица 8.

Динамика изменения активности некоторых ферментов в сыворотке крови собак в условиях удлинения конечности методом ЧДО при темпе

ЛДГ (Е/л) КК (Е/л) %М-субъ-единиц ЛДГ АлАТ (Е/л) АсАТ (Е/л)

М±ш М±гп М±ш М±т

до операции 276,0±19,2 14,4±1,2 36,76 36,0±3,6 29,8±1,6

14 сутки дистракции 600,0±31,8*** 34,8±1,5** 43,48 22,2±4,3* 28,6±5,1

28 сутки дистракции 510,0±15,0*** 36,0±1,5** 50,00 53,6±12,4 30,4±4,7

15 сутки фиксации 468,0±17,4** 25,2±1,8* 41,67 33,9±5,0 29,2±3,0

30 сутки фиксации 420,0±19,2* 24,0±1,9* 37,74 41,2±9,0 27,9±1,9

30 суток после снятия аппарата 205,2±28,2 18,0±2,1 37,04 34,0±2,6 30,3±10,2

Обозначения как в табл. 1.

Наблюдаемая гиперферментемия, по-видимому, является следствием увеличения в условиях удлинения конечности проницаемости мембран мышечных клеток, вызываемая ростом в ткани ПОЛ и приводящая к выходу ферментов из органа, при сохранении, однако, их усиленного тканевого биосинтеза. В пользу этого свидетельствуют и данные корреляционного анализа. Так, между активностью ЛДГ и КК в скелетной мышце удлиняемой конечности и сыворотки крови нами была обнаружена прямая зависимость: для ЛДГ г = 0,89 (р<0.05), для КК г = 0,91 (р<0.05). Необходимо отметить, что прямая корреляционная зависимость была выявлена также между концентрацией МК в мышцах и в сыворотке крови: г = 0,95 (р<0.01). Представленные данные позволяют использовать значения сывороточных показателей ЛДГ, КК в качестве биохимических тестов, отражающих степень повреждения скелетных мышц в процессе удлинения конечности в условиях дистракционного остеосинтеза.

Для лабораторной оценки процесса гликолиза в скелетных мышцах в условиях дистракционного остеосинтеза, мы также предлагаем к использованию разработанный нами интегральный индекс - системный индекс гликолиза (СИГ). Сравнительная динамика изменения этого индекса в ткани и в сыворотке крови представлена на рисунке 1.

в ткани —♦— в сыворотке

Рисунок 1. Динамика изменения СИГа в мышечной ткани и сыворотки крови собак в условиях удлинения конечности по Илизарову с темпом дистракции 1 мм за 4 раза в сутки (по оси абсцисс сроки эксперимента: 1-здоровые животные; 2-14 сутки дистракции; 3-28 сутки дистракции; 4-15 сутки фиксации; 5 -30 сутки фиксации; 6-30 сутки после снятия аппарата).

Как видно из рисунка динамика колебания системного индекса в ткани и сыворотки совпадает, что также позволяет с высокой степенью надежности использовать значения сывороточного СИГа для оценки уровня гликолиза в скелетной мышечной ткани.

ВЫВОДЫ

1. Удлинение конечности в условиях чрескостного дистракционного остеосинтеза вызывает в организме обратимые метаболические изменения, связанные с активацией процессов белкового анаболизма, гликолиза и перекисного окисления липидов.

2. В скелетных мышцах удлиняемой конечности происходит перестройка энергетического метаболизма, направленная на активацию анаэробного гликолиза, который лежит в основе биохимической адаптации системы энергообеспечения ткани к воздействию внешнего фактора растяжения.

3. Изменение типа энергетического обмена скелетной мышечной ткани в условиях удлинения конечности сопровождается ростом в ней процессов перекисного окисления липидов, приводящего, в свою очередь, к компенсаторной активации ферментного звена антиоксидантной системы.

4. Изменение характера энергетического обмена в скелетной мышце при удлинении конечности отражается на биохимическом составе сыворотки крови, что позволяет использовать значения сывороточной активности лактатдегидрогеназы и креатинкиназы для оценки состояния скелетных мышц в процессе лечения ортопедотравматологических больных методом чрескостного дистракционного остеосинтеза.

5. Использование факторного анализа при статистической обработке результатов биохимических исследований позволяет выявить и оценить взаимосвязь между отдельными звеньями метаболизма.

Основные материалы исследования опубликованы в следующих работах:

1. Взаимосвязь процессов энергетического метаболизма и перекисного окисления липидов в скелетных мышцах собак// IV Зауральский фестиваль научно-исследовательского, технического и прикладного творчества молодежи и студентов: Тез. докл. обл. науч.-практ. конференции. - Курган, 2002. - С. 104 -105.

2. Антиоксидантные свойства биологически активной добавки «Пектибон»// XXXIV Обл. научн.-практ. конф., посвященная 60-летию образования Курганской области: Тез. докл. - Курган, 2002. -С. 44-45. (в соавт. с Т.Н. Ерофеевой, С.Н. Луневой, С.А. Романенко).

3. Использование интегральных показателей в травматологии и ортопедии // Клин. лаб. диагностика. - 2002. - № 10. - С. 18. (в соавт. с Л.С. Кузнецовой, С.Н. Луневой, М.А. Ковинька).

4. Оценка состояния перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы в условиях гипербарической оксигенации // Клин. лаб. диагностика. - 2002. - № 10. - С. 19. (в соавт. с Т.Н. Ерофеевой, С.Н. Луневой, Е.В. Николайчук).

5. Обменные процессы в мышечной ткани собак в процессе удлинения голени в эксперименте// Актуальные проблемы теоретической и прикладной биохимии: Мат конф. биохимиков Урала, Поволжья и Зап. Сибири. - Ижевск, 2001. - С. 57-58. (в соавт. с Л.С. Кузнецовой и К.С. Десятниченко).

6. Перекисное окисление липидов, антиоксидантная система организма в условиях дистракционного остеосинтеза//Аюуальные вопросы орт., травм, и нейрохирургии: Мат. итоговой научно-практ. конф. - Казань, 2001. - С. 145-146. (в соавт. с Т.Н. Ерофеевой и С.Н. Луневой).

Изобретение: Заявка на изобретение № 2002129090 РФ, МПК7 А 61 В 17/56 «Способ дифференциальной диагностики и мониторинга патологических состояний, протекающих с потерей костной массы»/ РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова (РФ). - Заявл. 05.11.2002. (в соавт. с С.Н. Луневой, М.А. Ковинька, Л.С. Кузнецовой).

»12510

Отпечатано в типографии ООО «Мак энд Мак», заказ № 1305, лицензия № А 001931, г. Курган, ул. Кирова, 108.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Стогов, Максим Валерьевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Изменение биохимических показателей сыворотки крови в ответ на действие на организм внешних раздражителей

1.2. Энергетический метаболизм скелетных мышц в норме и в условиях внешнего воздействия

1.3. Перекисное окисление липидов и антиоксидантная система организма в норме и в условиях внешнего воздействия

1.4. Взаимосвязь процессов энергетического метаболизма и перекисного окисления липидов

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Материалы исследования.

2.2. Методы исследования

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Изменение биохимического состава сыворотки крови при удлинении конечности в эксперименте

3.2. Энергетический метаболизм, перекисное окисление липидов и антиоксидантная система скелетных мышц удлиняемой конечности в условиях чрескостного дистракционного остеосинтеза

3.3. Лабораторная оценка состояния энергетического обмена скелетных мышц при удлинении конечности по методу Илизарова.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Биохимическая оценка общего адаптационного ответа организма и скелетных мышц на удлинение конечности по Илизарову"

Актуальность проблемы. В последние десятилетия наиболее адекватным методом устранения нарушения длины и формы конечностей является лечение методом чрескостного остеосинтеза, предложенного Г.А. Илизаровым [102, 104]. Несмотря на достигнутые успехи при лечении больных ортопедического профиля, продолжается усовершенствование этого метода в клинике и эксперименте [101, 103]. При этом остаются нерешенными вопросы о биохимических механизмах, лежащих в основе адаптационного ответа организма на удлинение конечности как на местном уровне, в пределах тканей оперированной конечности, так и на организменном.

Биохимические изменения, происходящие в организме в ответ на внешние воздействия, отражаются, прежде всего, на химическом составе сыворотки крови [17, 88]. В последнее время проводится значительное количество исследований посвященных изучению изменений биохимических показателей сыворотки крови под действием различного рода раздражителей [10, 11, 27, 74]. Однако влияние оперативного стресса и дистракционных нагрузок, создаваемых при удлинении конечности, на обменные процессы до сих пор остается мало изученными.

Показано, что одним из факторов, влияющим на структурную перестройку кости при ее регенерации в условиях чрескостного дистракционного остеосинтеза является состояние скелетных мышц [95], которое, в свою очередь, зависит от уровня энергетического метаболизма в ткани.

Исследования последних лет указывают также на то, что большое значение в развитии адаптационных реакций организма в ответ на внешнее воздействие может иметь активация перекисного окисления липидов (ПОЛ) и антиоксидантной системы (АОС) [7, 32, 147]. Изменения процессов ПОЛ и АОС в скелетных мышцах при действии различных раздражителей остаются пока мало изученными. Это, по-видимому, связано с меньшей практической значимостью исследований подобного рода по сравнению с таковыми для печени, сердца, мозга. Однако при чрескостном дистракционном остеосинтезе внешние нагрузки в большей мере направлены на костно-мышечную систему. Поэтому в данном случае изучение перекисного окисления и АОС скелетных мышц представляет большой интерес.

Представленные данные определили направление предпринятых нами исследований. Их необходимость связана также с тем, что энергетический обмен, ПОЛ и состояние АОС скелетных мышц в условиях удлинения конечности остаются не изученными [94]. Такое исследование будет иметь не только теоретическое, но и прикладное значение. На основании полученных данных можно будет сделать вывод о характере изменения этих процессов в скелетных мышцах в ходе удлинения конечности и, соответственно, о целесообразности проведения их фармакологической коррекции.

Задачи исследования:

1. В динамике эксперимента исследовать изменения биохимических показателей сыворотки крови, отражающих процессы адаптационного ответа организма на удлинение конечности по методу Илизарова.

2. Определить состояние энергетического обмена скелетных мышц экспериментальных животных при удлинении конечности.

3. Исследовать процесс перекисного окисления липидов и антиоксидантную систему скелетных мышц собак в условиях удлинения конечности по Илизарову.

4. Предложить лабораторные способы оценки состояния скелетных мышц при удлинении конечности.

5. Оценить взаимосвязь между характером изменения системы ПОЛ-АОС и энергетическим обменом скелетных мышц при удлинении конечности.

Положения выносимые на защиту:

2. В основе адаптационных реакций скелетных мышц на удлинение конечности лежит активация процессов анаэробного гликолиза, обеспечивающего адекватное внешним условиям растяжения энергообеспечение ткани, перекисного окисления липидов и ферментативного звена антиоксидантной системы.

Объекты исследования. Работа выполнена на базе лаборатории биохимии Государственного учреждения науки Российского научного центра «Восстановительная травматология и ортопедия» имени академика Г.А. Илизарова. Объектами исследований явились собаки (60 - животных). Материалом исследования служили: мышечная ткань, периферическая кровь. В ходе выполнения данной работы использовались биохимические методы, методы математической обработки результатов исследований.

Научная новизна исследования. Впервые комплексно изучены изменения биохимических показателей сыворотки крови в ответ на оперативное вмешательство и удлинение голени методом Илизарова. Впервые исследованы процессы энергетического метаболизма скелетной мышечной ткани, связанные с течением репаративного процесса при удлинении конечности по Илизарову. Впервые изучено состояние антиоксидантной системы и перекисного окисления липидов скелетной мышечной ткани в условиях чрескостного остеосинтеза.

Практическое значение, область внедрения. Оценена информативность ряда биохимических показателей, динамика их изменения в процессе удлинения конечностей, что позволит в условиях клинико-диагностических лабораторий осуществлять контроль за течением репаративного процесса мышечной ткани при удлинении конечностей по Илизарову. Предложен к применению метод факторного анализа для статистической обработки результатов биохимических исследований. По результатам работы в клинико-диагностическую лабораторию центра внедрены методы исследования, характеризующие состояние скелетных мышц при дистракционном остеосинтезе. По теме диссертации оформлено одно изобретение «Способ дифференциальной диагностики и мониторинга патологических состояний, протекающих с потерей костной массы». Выдана приоритетная справка №2002 129090 030791 от 05.11.2002.

Материалы работы доложены на: региональной конференции биохимиков Урала, Поволжья и Западной Сибири «Актуальные проблемы • теоретической и прикладной биохимии», Ижевск, 2001; IV Зауральском фестивале научно-исследовательского, технического и прикладного творчества молодежи «Новые горизонты-2002», КГСХА, 2002; областном научном обществе ортопедов и травматологов, 2002.

Публикации: по теме диссертации опубликовано 6 печатных работ в республиканских и областных изданиях.

Объем и структура работы: диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов исследований, заключения, выводов, списка литературы, включающего 187 работ (из них 106 отечественных, 81 зарубежных); изложена на 104 страницах машинописного текста, иллюстрирована 8 рисунками и 14 таблицами. Диссертационная работа выполнена по плану НИР РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарова (номер гос. регистрации 01.2.00 109163).

Заключение Диссертация по теме "Биохимия", Стогов, Максим Валерьевич

выводы

1. Удлинение конечности в условиях чрескостного дистракционного остеосинтеза вызывает в организме обратимые метаболические сдвиги, связанные с активацией процессов белкового анаболизма, гликолиза и перекисного окисления липидов.

4. Изменение характера энергетического обмена в скелетной мышце при удлинении конечности отражается на биохимическом составе сыворотки крови, что позволяет использовать значение сывороточной активности лактатдегидрогеназы и креатинкиназы для оценки состояния скелетных мышц в процессе лечения ортопедотравматологических больных методом чрескостного дистракционного остеосинтеза.

Заключение

Широкое применение метода чрескостного дистракционного остеосинтеза в ортопедической практике требует более глубокого изучения теоретических основ этого метода [101-105]. Одной из интересной, но мало изученной остается проблема молекулярных основ адаптационных реакций возникающих в ответ на удлинение конечности, как на тканевом уровне, в пределах тканей удлиняемой конечности, так и на организменном уровне, изменения которого, в свою очередь, отражаются на химическом составе сыворотки крови. Показано, что немаловажную роль в процессе репаративной регенерации костной ткани в условиях дистракционного остеосинтеза играет состояние параоссальных тканей удлиняемой конечности, и, прежде всего, скелетных мышц [95]. В связи с этим изучение обменных процессов в скелетных мышцах и изменение биохимических показателей сыворотки крови в условиях удлинения конечности являлось целью проведенных нами исследований.

Биохимические исследования были выполнены на 60 беспородных взрослых собаках, которым проводили удлинение голени по Илизарову с режимом дистракции 1 мм за 4 раза в сутки в течение 28 дней. Объектом изучения была мышечная ткань удлиняемой конечности и сыворотка крови. Исследовали изменения биохимического состава сыворотки крови, энергетического метаболизма, процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантную систему скелетных мышц в динамике удлинения конечности.

Проведенные исследования показали, что в условиях чрескостного дистракционного остеосинтеза оперативное вмешательство вызывало перестройку всех звеньев метаболизма, которая выражалась в изменении показателей белкового, углеводного, липидного обмена сыворотки крови. На третьи сутки после операции нами был отмечен рост концентрации глюкозы на 46% (Ри<0.005), МК - на 99% (ри<0.05), МДА на 77% ри<0.05), общего холестерина на 14% (ри<0.05). Наряду с этим на 24% (Ри<0.05) снижался уровень общего белка. Представленные данные с одной стороны говорят о неспецифическом характере наблюдаемых ответных реакций организма на операционный стресс, а с другой - о низкой травматичности используемого оперативного метода, т.к. по мнению ряда авторов, неблагоприятным фактором, свидетельствующим о тяжести травмы, является значительное, на 73 снижение уровня общего белка сыворотки, рост концентрации мочевины и креатинина, увеличение содержания МК и глюкозы в крови более чем на 100%, рост активности аминотрасфераз [51, 92, 121].

Нами установлено, что в период дистракции происходили дальнейшие изменения биохимических показателей сыворотки. На данном этапе отмечалось снижение концентрации альбуминов, мочевины, мочевой кислоты. Обнаруженные результаты свидетельствовали о том, что процесс адаптации к удлинению конечности был связан с задержкой азота в организме, что являлось следствием активации в этот период реакций белкового анаболизма. Наблюдаемые перестройки метаболизма были вызваны усиливающейся в эти сроки эксперимента продукцией СТГ, рост концентрации в крови которого отмечено в [54]. Для показателей липидного обмена на этапе дистракции были обнаружены незначительные изменения, которые говорят в пользу того, что действие гормонов, регулирующих процессы катаболизма и анаболизма липидного обмена на данном сроке в сумме сбалансировано.

Наиболее значительные изменения на этапе дистракции нами были отмечены для показателей углеводного метаболизма сыворотки крови, в которой накапливалась глюкоза и продукты гликолиза, что было связано с активацией в организме анаэробного звена энергетического обмена. Такая перестройка процесса энергообмена обусловлена комплексным влиянием гормонов надпочечников, СТГ, инсулина [84], и является проявлением адаптации систем энергетического обеспечения к условиям дозированного растяжения темпом 1 мм за 4 раза в сутки.

Наши исследования показателей системы ПОЛ и АОС сыворотки крови показали, что период дистракции сопровождался, с одной стороны, интенсификацией перекисного окисления, с другой - компенсаторной активацией ферментного звена АОС. При этом в системе ПОЛ-АОС сохранялось равновесие, которое нарушалось к 28 суткам дистракции, когда снижалась активность СОД, что в конечном итоге приводило к резкому росту реакций перекисного окисления.

Суммируя полученные данные можно сделать вывод, что процесс адаптации организма к удлинению конечности на этапе дистракции сопровождался активацией белкового анаболизма, гликолиза и ПОЛ. При этом с увеличением сроков дистракции процессы перекисного окисления нарастали, а активность анаэробного гликолиза снижалась. Важным проявлением адаптации процессов метаболизма явилось сохранение в данный период высоких концентраций энергетических и пластических субстратов обмена (глюкоза, холестерин, триглицериды) в сыворотке.

Наблюдаемая нами тенденция к восстановлению измененных показателей белкового, углеводного и липидного обмена сыворотки крови к дооперационному уровню в период фиксации связано с прекращением воздействия дистракционных нагрузок. Поэтому такой процесс, по-нашему мнению, можно рассматривать как процесс реадаптации.

Проведенные в нашем центре морфологические исследования скелетной мышцы удлиняемой конечности показали, что адаптационные реакции ткани на удлинение конечности связаны с гипертрофией и ростом мышечных волокон [42, 50, 97, 98, 105]. Хорошо известно, что на молекулярном уровне эти процессы обеспечиваются непрерывной генерацией энергии в форме АТФ. Как показано нашими исследованиями, при дистракционном остеосинтезе в скелетных мышцах происходит активация анаэробного звена углеводного метаболизма, связанная с накоплением МК, увеличением соотношения МК/ПВК, ростом активности ферментов - КК, ЛДГ. Такие тканевые реакции, по нашему мнению, лежат в основе адаптации процессов энергетического обмена скелетных мышц к условиям удлинения конечности.

Нами было выявлено, что изменение энергетического метаболизма скелетных мышц сопровождалось активацией процессов ПОЛ в них, и соответствующей по времени компенсаторной активацией ферментативного звена АОС. Такая активация ферментов АОС ограничивала развитие процесса перекисного окисления в ткани в условиях удлинения конечности, и обеспечивала более гибкую регуляцию и надежное поддержание оксидантно-антиоксидантного равновесия. При этом однако, мы считаем, что в данном случае активация ПОЛ несла в себе положительную роль, обеспечивая высокий уровень обмена липидного компонента мембран, увеличивая их проницаемость и текучесть. Такой рост перекисного окисления, также как и изменение энергетического метаболизма скелетных мышц является компонентом адаптации ткани к удлинению конечности, пусковым звеном которого является снижение уровня АТФ в ткани.

Необходимо также отметить обнаруженную нами лабильность изученных звеньев метаболизма: при прекращении дистракционных нагрузок на этапе фиксации уровень анаэробных процессов, ПОЛ и АОС в ткани имел тенденцию к снижению к уровню здоровых животных.

Проведенный корреляционный анализ выявил наличие положительной зависимости между уровнем МК и активностью ЛДГ и КК в ткани и сыворотки крови, что позволяет использовать эти показатели для оценки метаболических изменений, происходящих в скелетных мышцах в условиях чрескостного остеосинтеза. При этом для более точной оценки наблюдаемых изменений мы предлагаем применять интегральный индекс -СИГ, объединяющий все эти показатели, и отражающих характер энергетического метаболизма скелетных мышц.

Таким образом, активация анаэробного звена углеводного обмена, перекисного окисления липидов и ферментативного звена АОС, происходящие в ответ на удлинение конечности, являются универсальными компонентами адаптационных реакций, возникающих как на местном, в пределах тканей удлиняемой конечности, так и на системном (организменном) уровне.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Стогов, Максим Валерьевич, Курган

1. Абрамова Ж.И., Оксигендлер Г.И. Человек и противоокислительные вещества. - Л.: Наука, 1985. - 230 с.

2. Амдий Э.М., Иванов И.И., Коровкин Б.Ф. Изоферментные спектры лактатдегидрогеназы в белых и красных мышцах кролика в норме и при их денервации// Тез. докл. 2-го Всесоюзного биохимического съезда. Ташкент, 1969. - С. 26-27.

3. Антиоксидантная система тканей крыс при гипотермии и введении даларгина / С.П. Львова, Е.М. Абаева, А.Г. Гасангаджиева и др.// Вопр. мед. химии. 2002. - № 3. - С. 189-195.

4. Антиоксидантные компоненты эритроцитов и пищеварительных секретов при гастродуоденальной патологии у детей/ И.А. Переслегина, Е.А. Жукова, Л.А. Беленцова и др.// Вопр. мед. химии. 1993. - №2.-С.45-48.

5. Аршавский И.А. Физиологические механизмы и закономерностииндивидуального развития. М.: Наука, 1982. - 270 с.

6. Бабаскин Б.С. Определение пировиноградной кислоты модифицированным методом Умбрайта// Лаб. дело. 1976.- № 3.- С. 76.

7. Барабой В.А. Перекисное окисление, биоэнергетика в механизме стресса// Нарушение биоэнергетики в патологии и пути их восстановления: Сб. мат. симпозиума. М., 1993. - С. 27-32.

8. Барабой В.А. Роль перекисного окисления в механизме стресса// Физиол. журн. АН УССР. 1989. - №5. - С.85 - 97.

9. Биохимические аспекты регуляции дистракционного остеогенеза/ В.И. Шевцов, К.С. Десятниченко, О.П. Березовская и др.// Вест. РАМН. 2000. - № 2. - С. 30-34.

10. Биохимические детерминанты и механизмы развития экстремальной гипоксической гипоксии/ В.В. Горанчук, Е.Б. Шустов, Л.И. Андреева и др. // Физ. человека. 1999. - № 4. - С. 118-129.

11. Биохимические показатели при экстремальной воздушной гипотермии/ В.В. Горанчук, Е.Б. Шустов, Л.И. Андреева и др. //Физ. человека. 1999. - № 6. - С. 96-104.

12. Вайну Я.Я.-Ф. Корреляция рядов динамики. М.: Статистика, 1977. -119 с.

13. Вилкинсон Д. Принципы и методы диагностической энзимологии: Пер. с англ. М.: Медицина, 1981. - 624 с.

14. Н.Владимиров Ю.А. Кальций-транспортные АТФазы// Энциклопедия современного естествознания, т.8. М.: Наука, 2000. - С. 201.

15. Владимиров Ю.А. Свободно-радикальное окисление липидов и физические свойства липидного бислоя биологических мембран// Биофизика.- 1987.-№5- С.830-834.

16. Владимиров Ю.А., Арчаков А. П. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. М.: Медицина, 1972. - 252с.

17. Власов В.В. Реакция организма на внешние воздействия: общие закономерности развития и методические проблемы исследования. -Иркутск: Из-во Иркут. ун-та, 1994. 344 с.

18. Влияние невесомости и ограничения подвижности на структуру и метаболизм m. soleus у обезьян после космического полета/ Б.С. Шенкман, И.Н. Белозерова, П. Ли и др. // Росс, физиол. журнал. -2002. -№3. С. 340-347.

19. Внутрикостный металлоостеосинтез и жировая эмболия / Б.Г. Апанасенко, А.И. Куницын, В.А. Телешева и др.// Ортопед., травматол. и протезирование. 1973. - № 7. - С. 64-66.

20. Гаркави Л.Х. и др. Адаптационные реакции и резистентность организма/ Л.Х. Гаркави, Е.Б. Квакина, М.А. Уколова. Ростов-н/Д.: Изд-во Рост, ун-та, 1977. - 120 с.

21. Гаркави Л.Х. и др. Антистрессорные реакции и активационная терапия. Реакции активации как путь к здоровью через процессы самоорганизации/ Л.Х. Гаркави, Е.Б. Квакина, Т.С. Кузьменко. -М.: Имедис, 1998.-654 с.

22. Герасимов A.M., Фурцева Л.Н. Биохимическая диагностика в травматологии и ортопедии. М.: Медицина, 1986 . - 240 с.

23. Гераськина М.А. Изменение уровня перекисного окисления липидов крови при длительной гиподинамии// Вест. Морд. Ун-та. 1996. - № 3. - С. 59-61.

24. Гераськина М.А. Перекисное окисление липидов и антиоксидантная система в печени и слизистой кишечника кроликов в условиях гиподинамии//Вопр. мед.-биол. наук. 1997. - № 2. - С. 77-81.

25. Голиков С.Н. и др. Общие механизмы токсического действия/ С.Н. Голиков, И.В. Саноцкий, Л.А. Тиунов Л.А. Л.: Медицина, 1986 . -157 с.

26. Горанчук В.В., Шустов Е.Б. Биохимические показатели при развитии экстремальной гипертермии// Физ. человека. 1997. - № 4. - С. 98105.

27. Горкин В.З. Аминооксидазы и их значение в медицине. М.: Медицина, 1980. - 335 с.

28. Григорьев А.И., Ларина И.М. Содержание соматотропина и других регуляторов мышечного метаболизма в крови человека при длительных космических полетах и гипокинезии// Физ. человека. -1999. № 4. - С. 89-96.

29. Гублер Е.В., Генкин А.А. Применение непараметрических критериев статистики в медико-биологических исследованиях. Л.: Медицина, 1973. - 141 с.

30. Дубинина Е.Е. Роль активных форм кислорода в качестве сигнальных молекул в метаболизме тканей при состояниях окислительного стресса// Вопр. мед. химии. 2001. - № 6. - С. 561581.

31. Журавлев А.И. Развитие идей Б.Н. Тарусова о роли цепных процессов в биологии// Биоантиокислители в регуляции метаболизма в норме и патологии М.: Наука, 1982. - С. 3-36.

32. Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П. Основы общей патологии. Часть 1. Основы общей патофизиологии. СПб.: Элби, 1999. - 624 с.

33. Зайчик А.Ш., Чурилов Л.П. Основы общей патологии. Часть 2. Основы патохимии. СПб.: Элби, 2000. - 688 с.

34. Иванов И.И. и др. Биохимия мышц/ И.И. Иванов, Б.Ф. Коровкин, Г.П. Пинаев- М.: Медицина, 1977.- 344 с.

35. Изучение аддитивного антиокислительного действия суммы природных антиоксидантов липидов/ Е.Б. Бурлакова, Н.М. Сторожок, Н.Г. Храпова и др.// Вопр. мед. химии. 1990. - №4. -С. 72-74.

36. Инициирование перекисного окисления липидов мембран липосом активированными полиморфноядерными лейкоцитами крови/ Г.И. Клебанов, Ю.А. Владимиров, Л.Ц. Бенов и др.// Бюл. экспер. биол. и медицины. 1988. -№6. - С.674-677.

37. Каган В.Е., Архипенко Ю.В., Козлов Ю.П. Са2+-АТФаза при перекисном окислении липидов в саркоплазматическом ретикулуме// Биоантиокислители в регуляции метаболизма в норме и патологии. -М.: Наука, 1982. С.50-58.

38. Калинский М.И., Рогозкин В.А. Биохимия мышечной деятельности. -Киев.: Здоровье, 1989. 142 с.

39. Камерин В.К., Кузнецова Л.С., Васильев В.И. Динамика рентгеноморфологических и биологических показателей при удлинении конечности методом дистракционного эпифизеолиза в эксперименте// Гений ортопедии. 1999. - № 2. - С. 76-79.

40. Камскова Ю.Г. Изменение антиоксидантного статуса и уровня перекисного окисления липидов в крови и печени в динамике 30суточной гипокинезии// Бюлл. эксперим. биологии и медицины. -2001.-№ 10.-С. 387-389.

41. Кизиченко Н.В., Архипенко Ю.В. Защитные эффекты адаптации к стрессу от повреждений, вызванных геморрагическим шоком: роль антиоксидантной системы// Бюлл. эксперим. биологии и медицины. -1998. -№ 9. С. 270-273.

42. Косолапое В.А., Островский О.В., Спасов А.А. Антиоксидантная защита и перекисное окисление липидов в тканях крыс после гипобарической гипоксии// Бюлл. эксперим. биологии и медицины. -1998. -Хо И. С. 270-273.

43. Кочутина JI.H., Кудрявцева И.П. Гистогенетические особенности регенерации скелетной мышцы при дистракционном остеосинтезе по Илизарову// Гений ортопедии. 1996. - № 2-3. - С. 135-136.

44. Кулагин В.К. Патологическая физиология травмы и шока. Д.: Медицина, 1978.- 296 с.

45. Лабори А. Регуляция обменных процессов. М.: Медицина, 1970. -384 с.

46. Лавринович Т.С. и др. Липиды и свертывание крови после повреждения костей/ Т.С. Лавринович, М.Э. Лиепа, Л.И. Слуцкий. -Рига: Зинтане, 1979.- 190 с.

47. Ларионов А.А., Офицерова Н.В. Некоторые аспекты нейро-гормональной регуляции костеобразования при чрескостном остеосинтезе// Травм, и ортопедия России. 1994. - № 2.- С.121-129.

48. Лебкова Н.П. Современные представления о внутриклеточных механизмах обеспечения энергетического гомеостаза в норме и патологии// Вест. РАМН. 2000. - № 9. - С. 16-22.

49. ЛогоШа С.А., Морозов В.И., Рогозкин В.А. Влияние углеводного рациона и физической нагрузки на активность супероксиддисмутазы и концентрацию диеновых конъюгатов в крови и цитозоле скелетной мыщцы крыс// Физиол. журнал. 1996. - №2. - С.55-60.

50. Лукьянова Л.Д. Биоэнергетическая гипоксия: понятие, механизмы и способы коррекции// Бюлл. эксп. биол. и медицины. 1997. - № 9. -С. 244-255.

51. Лукьянова Л.Д. и др. Кислородзависимые процессы в клетке и ее функциональное состояние/ Л.Д. Лукьянова, Б.С. Балмуханов, А.Т. Уголев. М.: Наука, 1982. - 300с.

52. Лызлова С.Н. Некоторые аспекты энергетического обеспечения развивающихся мышц// Проблемы миогенеза/ Под ред. Г.П. Пинаева, В.Б. Ушакова. Л.: Наука, 1984. - С. 115-125.

53. Лытаев С.А. и др. Адаптивные механизмы системы движения / С.А. Лытаев, Ю.Н. Шанин, С.Б. Шеченко. СПб.: ЭЛБИ, 2001. - 270 с.

54. Львова С.П., Горбунова Т.Ф., Абаева Е.М. Влияние гипотермии и даларгина на перекисное окисление липидов в тканях крыс// Вопр. мед. химии. 1993. - № 3. - С. 21-24.

55. Маршалл В.Дж. Клиническая биохимия. М.- СПб.: Из-во «Бином» -«Невский диалект», 2000. - 386 с.

56. Масютин В.А., Вашетко Р.В., Широков Д.М. Возможность оценки функциональных резервов организма в раннем посттравматическом периоде// Трав., орт. России. 1994.- № 6. - С. 86-95.

57. Маянский А.Н., Маянский Д.Н. Очерки о нейтрофиле и макрофаге. -Новосибирск: Наука, сиб. отд-ние, 1989. 344с.

58. Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г. Адаптация к стрессорным ситуациям и физическим нагрузкам. М.: Медицина, 1988. - 256 с.

59. Меныцикова Е.Б., Зенков Н.К. Антиоксиданты и ингибиторы радикальных окислительных процессов// Успехи совр. биологии-1993.- №4.- С. 442-455.

60. Метод определения каталазы/ М.А. Королюк, Л.И. Иванова, И.Г. Майорова и др.//Лаб. дело. 1988. - № 1.- С. 16-19.

61. Методические приемы исследования креатинина/ В.Н. Титов, М.Г. Творогова, А.В. Тарасов и др.// Лаб. дело. 1989. - № 9. - С. 4.

62. Методы биохимических исследований (липидный и энергетический обмен)/ Под ред. М.И. Прохоровой. Д.: Из-во Ленингр. ун-та, 1982. -С. 168-171.

63. Наквасина М.А., Попова Л.И. Структурно-функциональные свойства ЛДГ в условиях воздействия некоторых физико-химических агентов // XVIII съезд физиол. общества имени Павлова: Тез. Докладов. -Казань, 2001. С. 555-556.

64. Нарушение белкового обмена при экспериментальном синдроме длительного сдавливания / А.В. Ефремов, А.Р. Антонов, Ю.В. Начаров и др.// Пат. физиол. и эксперим. терапия. 2001. - № 3. - С. 21-23.

65. Немировская Т.Л., Шенкман Б.С. Является ли гипоксия стимулом для структурно-метаболических изменений в скелетной мышце?// Физ. человека. 1997. - № 1. - С. 123-130.

66. Немировская Т. Л., Шенкман Б.С., Кошелев В.Б. Влияние воздействия различных режимов гипобарической гипоксии на структурно-метаболические характеристики скелетных мышц// Физиол. мех-мы развития экстр, состояний: Мат. конф. СПб., 1995. -С. 61.

67. Немченко Н.С., Ерюхин И.А., Шанин В.Ю. Постагрессионный обмен веществ при тяжелой механической травме// Вест, хирургии. 1991. -№4.-С. 53-57.

68. Об особенностях нарушений энергетического обмена при травматическом шоке и возможности их фармакологической коррекции/ Л.Д. Лукьянова, Н.Н. Михайлова, Д.В. Фоменко и др.// Бюлл. эксп. биол. и медицины. 2001. - № 9. - С. 263-267.

69. Пахомова В.М. Основные положения современной теории стресса и неспецифический адаптационный синдром у растений// Цитология.-1995.- № 1-2.-С. 66-91.

70. Перекисное окисление липидов и антиоксидантная система при ингаляционной травме/ П.П. Голиков, С.В. Смирнов, С.Б. Матвеев и др.// Кл. лаб. диагностика. 2000. - №11. - С. 42-43.

71. Показатели липидного обмена в сыворотке крови в зависимости от репаративных процессов при травме/ С.Г. Горев, Е.П. Еликова, О.А. Тукмачев и др.// Вест, новых мед. технологий. 2002.- № 2.- С. 31-32.

72. Процесс перекисного окисления липидов и активность сукцинатдегидрогеназы мозга при черепно-мозговой травме в эксперименте/ M.JI. Демчук, А.Е. Медведев, М.Ш. Промыслов и др. // Вопр. мед. химии. 1993.- №2. - С. 23-25.

73. Регуляция аргинином активности цитохрома Р-450 и перекисное окисление липидов в печени и семенниках крыс при гипоксии/ B.C. Шугалей, А.А. Ананян, Н.П. Милютина и др.// Вопр. мед. химии. -1991. №4. - С.51-54.

74. Роль индивидуальных фосфолипидов в функциональной активности КК сердечной мышцы человека/ Г.О. Мелекситян, И.М. Зарафян, З.С. Мкртчан и др.//Вопр. мед. химии.-1991.- №5.- С.68-70.

75. Руководство по клинической лабораторной диагностике/ Под ред. В.В. Меньшикова. М.: Медицина, 1982. - 576 с.

76. Свешников А.А., Офицерова Н.В. Радиоиммунологический метод в познаний гормональной регуляции репаративного костеобразования // Орт., травматол., протезирование. 1986. - № 2. - С. 67-70.

77. Свободные радикалы в биологии/ Под ред. И.В. Фридовича М.: Мир, 1979.

78. Славин М.Б. Методы системного анализа в медицинских исследованиях. М.: Медицина, 1989.- С. 72-77.

79. Современные методы в биохимии/ Под ред. В.Н. Ореховича- М.: Медицина, 1977.-С. 62-68.

80. Соков C.JL, Соков Л.П. Информационное моделирование адаптационных синдромов травматических стресс ситуаций// Вестник РУДН. Серия Медицина. - 1999. - № 1.- С. 91-99.

81. Состояние процессов перекисного окисления липидов при энтеральной коррекции экспериментальной кровопотери/ С.Б. Матвеев, В.В. Марченко, Т.С. Попова и др.// Вопр. мед. химии. -1999.-№ 2.-С. 140-144.

82. Степуро И.И. Антиоксидантные свойства витаминов и их комплексов с белками крови// Вопр. мед. химии.- 1992.- №4.- С.26-33.

83. Тимошенко О.П. Стресс и его роль в генезе ортопедических заболеваний// Орт., травмат. и протезирование. 1997. - № 3. - С. 2324.

84. Травматическая болезнь/ Под ред. И.И. Дерябина, О.С. Насонкина. -Л.: Медицина, 1987. 303 с.

85. Транспорт Na+ и К+ и перекисное окисление липидов / М.К. Цильмер, Т.Э. Вихалемм, Т.Т. Салум и др.// Транспорт ионов и механизм его регуляции: Тез. докл. междунар. симпозиума-Тбилиси, 1989.-С.83.

86. Трифонова Е.Б., Осипенко А.В. Значение окислительного метаболизма скелетных мышц в оценке течения их регенерации при удлинении конечности // Гений ортопедии. 1999. - № 2. - С.47-50.

87. Функциональное состояние мышц как фактор, опосредующий стимулирующее влияние напряжения растяжения на процессы регенерации и роста / В.А. Щуров, Е.Н Щурова, Т.И. Менщикова и др. // Гений ортопедии. 1996. - № 2-3. - С. 152-153.

88. Чернега Л.И. Роль противоперекисной системы эритроцитов в патогенезе нейроциркуляторной дистонии у ликвидаторов аварии на ЧАЭС// Вест, научных иссл. 1997. - № 6-7. - С. 11-14.

89. Чикорина Н.К. Об источниках роста и регенерации скелетных мышц в условиях дозированного растяжения// Структура и биомеханика скелетно-мышечной и сердечно-сосудистой систем позвоночных: Тез. докл. респ. конф. Киев, 1984. - С. 160-161.

90. Чикорина Н.К., Ерофеев С.А., Шрейнер А.А. Морфологические изменения в скелетных мышцах голени при различной дробности дистракции// Тез. докл. науч.-прак. конференции «Новые технологии в медицине». Курган, 2000.- С. 106.

91. Швинка Ю.А. Образование супероксидных радикалов в бактериальных мембранах// Биомембраны: структура, функции, медицинские аспекты. -Рига: Зинтане,1981. С.232-256.

92. Шевцов В.И. Новые технологические подходы в травматологии и ортопедии с позиций чрескостного остеосинтеза// Современные проблемы травматологии и ортопедии: Материалы науч. конф. М., 2001.-С. 62-69.

93. Шевцов В.И., Попков А.В. Оперативное удлинение нижних конечностей. М.: Медицина, 1998. - 198 с.

94. ЮЗ.Шевцов В.И., Попков А.В., Попков Д. А. Дистракционный остеосинтез в автоматическом режиме// VII съезд травматологов-ортопедов России: Тез. докл. Т. 2. Новосибирск, 2002. - С. 319.

95. Allen R.G., Balin A.K. Oxidative influence on development and differentiation: an overview of a free radical theory of development // Free Radic. Biol. Med. 1989. - v. 6. - № 6. - P. 631-661.

96. An NAD(P)H oxidase regulates growth and transcription in melanoma cells / S.S. Brar, T.P. Kennedy, A.B. Sturrock et al. // Am. J. Physiol. Cell Physiol. 2002. -v. 282. - № 6. - P. 1212-1224.

97. Benov L., Sage H., Fridovich I. The copper- and zinc-containing superoxide dismutase from Escherichia coli: molecular weight and stability // Arch. Biochem. Biophys. 1997. - v. 340. - № 2. - P. 305310.

98. Biochemical and antioxidant changes in plasma and erythrocytes of pentathlon horses before and after exercise / N. Balogh, T. Gaal, P.S. Ribiczeyne et al. // Vet. Clin. Pathol. 2001. - v. 30. - № 4. - P. 214-218.

99. Biochemical and biomolecular aspects of oxidative stress due to acute and severe hypoxia in human muscle tissue / G.G. Corbucci, R. Sessego,

100. С. Velluti et al. // Int. J. Tissue React. 1995. - v. 17. - № 3. - P. 125127.

101. Biological variability of superoxide dismutase, glutathione peroxidase, and catalase in blood / L. Guemouri, Y. Artur, B. Herbeth et al. // Clin. Chem. — 1991. v. 37. - № 11.-P. 1932-1937.

102. Blokhina O., Virolainen E., Fagerstedt K.V. Antioxidants, Oxidative Damage and Oxygen Deprivation Stress: a Review // Ann. Bot. (Lond). -2002.-v. 91. -№ 2. P. 179-194.

103. Bowen D.A., Sycamore E.M., McKim E. Traumatic air embolism // Med. Sci. Law.- 1976. v. 16. - № 1. - P. 56-58.

104. Caiozzo V.J., Green S.A. The effect of limb lengthening upon muscle satellite cells // Abstr. of the First A.S.A.M.I. International Meeting. -New Orleans, 1998. P. 6.

105. Cell transformation by the superoxide-generating oxidase Moxl / Y.A. Suh, R.S. Arnold, B. Lassegue et al. // Nature. 1999. - № 401. - P. 7982.

106. Chance В., Oshino N. Kinetics and mechanisms of catalase in peroxisomes of the mitochondrial fraction//Biochem. J. 1971. - v. 122. - № 2. - P. 225-233.

107. Chavez Moreno J., Bickhardt K. Demonstration of tissue lesions after intramuscular injection by determination of creatinekinase in blood // Dtsch. Tierarztl. Wochenschr. 1997. - v. 104. - № 12. - P. 512-515.

108. Chubzicki R. Bestimmung des Fettgehaltes im Blut bie Eingriffen am Knochensystem// Arch. Orthop., Unfall-Chir. 1958. - v. 49. - № 5. - P. 544-548.

109. Cuthbertson D.P. Alterations in metabolism following injury // Brit. J. Acc. Surg. 1980.-v. 11. - № 3. - P. 175-189.

110. Dau M.K., Allen D.N., Mohajerani L. Adaptations of human skeletal muscles fibers to space flight // J. of Gravitat. Physiol. 1995. - v. 2. - № 1. - P. 47.

111. DeDeyene P.G., Paley D., Herzenberg J.E. Muscle and its connective tissue adaptation to distraction osteogenesis // Abstr. of the First A.S.A.M.I. International Meeting. New Orleans, 1998. - P. 3.

112. Early increases in blood lactate following injury / T. J. Coats, J.E. Smith, D. Lockey et al. // J. R. Army Med. Corps. 2002. - v. 148. - № 2. - P. 140-143.

113. Early onset of lipid peroxidation after human traumatic brain injury: a fatal limitation for the free radical scavenger pharmacological therapy? / L. Cristofori, B. Tavazzi, R. Gambin et al. // J. Investig. Med. 2001. -v. 49. -№5.-P. 450-458.

114. Effects of hypobaric hypoxia on antioxidant enzymes in rats / F. Tajima, A. Nakamura, Y. Shigeyuki et al. // J. Physiol. 1995. - v. 489. - № 3. -P. 869-876.

115. Electron spin resonance characterization of the NAD(P)H oxidase in vascular smooth muscle cells / D. Sorescu, M.J. Somers, B. Lassegue et al. // Free Radic. Biol. Med. 2001. - v. 30 - № 6. - P. 603-612.

116. Enzymatic markers of reperfusion in acute myocardial infarct. With data from the ISAM study / S. Walter, J. Carlsson, R. Schroder et al. // Herz. 1999. - v. 24. -№ 6. - P. 430-439.

117. Fang Y.Z., Yang S., Wu G. Free radicals, antioxidants, and nutrition // Nutrition. -2002. v. 18. - № 10. - P. 872-884.

118. Fridovich I. Oxygen toxicity: a radical explanation // J. Exp. Biol. -1998.-v. 201.-№8.-P. 1203-1209.

119. Fridovich I. Superoxide anion radical (02-.), superoxide dismutases, and related matters // J. Biol. Chem. 1997. - v. 272. - № 30. - P. 1851518517.

120. Fridovich I. The trail to superoxide dismutase // Protein Sci. 1998. - v. 7. -№ 12.-P. 2688-2690.

121. Gamaley I.A., Klyubin I.V. Roles of reactive oxygen species: signaling and regulation of cellular functions // Int. Rev. Cytol. 1999. - v. 188. -P. 203-255.

122. Ginn-Pease M.E., Whisler R.L. Redox signals and NF-kappaB activation in T cells // Free Radic. Biol. Med. 1998. - v. 25. - № 3. - P. 346-361.

123. Girotti A.W. Lipid hydroperoxide generation, turnover, and effector action in biological systems // J. Lipid. Research. v. 39. - P. 1529-1542.

124. Glutatione in human skeletal muscle: Effects of food intake, surgical trauma and critical illness / J.-L. Luo, F. Hammrqvist, K. Andersson et al.//J. Clin.Nutr. 1997.-v. 16.-№3.-P. 141-143.

125. Gopalakrishna R., Jaken S. Protein kinase С signaling and oxidative stress // Free Radic. Biol. Med. 2000. - v. 28. - № 9. - P. 1349-1361.

126. Halliwell B. Biochemical mechanisms accounting for the toxic action of oxygen on living organisms: the key role of superoxide dismutase // Cell Biol. Int. Rep. -1978. v. 2. - № 2. - P. 113-128.

127. HO.Hess M., Manson N., Okabe E. Involvement of free radicals in the pathophysiology of ischemic heart disease // Canad. J. Physiol. Pharmacol. 1982.-v. 60.-№ 11.-P. 1382-1389.

128. Hydrogen peroxide is a novel inducer of connective tissue growth factor / S.K. Park, J. Kim, Y. Seomun et al. // Biochem. Biophys. Res. Commun. -2001. v. 284. - № 4. - P. 966-971.

129. Inactivation of NADP(+)-dependent isocitrate dehydrogenase by nitric oxide / E.S. Yang, C. Richter, J.S. Chun et al. // Free Radic. Biol. Med. -2002. v. 33. - № 7. - P. 927-937.

130. Iron supplementation and oxidative damage to DNA in healthy individuals with high plasma ascorbate / A.R. Proteggente, T.G. England, C.A. Rice-Evans et al. // Biochem. Biophys. Res. Commun. -2001. v. 288. - № 1. - P. 245-251.

131. Jacobs R.R. Fat embolism syndrome: a comparison of hematologic coagulation and lipid changes in two animal models// Clin. Orthop. -1976. -№ 114. P. 240-247.

132. Janicki K.R. The influence of normobaric hyperoxide process on antioxidant enzymes activity and on lipid peroxidations process in the rats liver//Ann. UMCS D. 1998. - v. 53. - P. 107-113.

133. Janssen-Heininger Y.M., Poynter M.E., Baeuerle P.A. Recent advances towards understanding redox mechanisms in the activation of nuclear factor kappaB // Free Radic. Biol. Med. 2000. - v. 28. - № 9. - P. 1317-1327.

134. Jenkins R.R. Exercise, oxidative stress and antioxidants: a review // Sports Nutrition. 1993. - v. 3,- № 4. - P. 356-375.

135. Jockers-Wretou E., Giebel W., Pfleiderer G. Immunohistochemical localization of creatinkinase isoenzymes in human tissue// Histochemistry. 1977. - v. 54. - № 1. - P. 83-95.

136. Kim B.Y., Han M.J., Chung A.S. Effects of reactive oxygen species on proliferation of Chinese hamster lung fibroblast (V79) cells // Free Radic. Biol. Med. 2001. - v. 30. - № 6. - P. 686-698.

137. Lepisto P.V. Post-traumatic blood lipid changes and fat metabolism. Relation of post-traumatic blood lipid changes and fat metabolism syndrome // J. Trauma. 1976. - v. 16. - № 1. - P. 52-57.

138. Liochev S.I., Fridovich I. Superoxide and iron: partners in crime // IUBMB Life. 1999.-v. 48. -№2.-P. 157-161.

139. Liochev S.I., Fridovich I. The relative importance of HO* and ONOO-in mediating the toxicity of O*- // Free Radic. Biol. Med. 1999. - v. 26. -№ 5-6. - P. 777-778.

140. Lipid oxidation enhances the function of activated protein С / О. Safa, К. Hensley, M.D. Smirnov et al. // J. Biol. Chem. 2001. - v. 276. - № 3. -P. 1829-1836.

141. Marklund S.L., Karlsson K. Extracellular-superoxide dismutase, distribution in the body and therapeutic applications // Adv. Exp. Med. Biol. 1990.-v. 264.-P. 1-4.

142. McClelland G.B., Brooks G.A. Changes in MCT 1, MCT 4, and LDH expression are tissue specific in rats after long-term hypobaric hypoxia. // J. Appl. Physiol. 2002. - v. 92. - № 4. - P. 1573-1584.

143. Paper I. The effect of oxidants on biomembranes and cellular metabolis // Molec. and Cell Biochemistry. 1989. - v.91 - P. 149-157.

144. Rao P., Cohen M., Mueller H. Production of free radicals and lipid peroxides in early experimental myocardial ischemia // J. Molec. Cell. Cardiol. 1983.-v,15.-№ 10.-P. 713-714.

145. Ras proteins induce senescence by altering the intracellular levels of reactive oxygen species / A.C. Lee, B.E. Fenster, H. Ito et al. // J. Biol. Chem. 1999. - v. 274. - № 12. - P. 7936-7940.

146. Reactive oxygen species activate human peripheral blood dendritic cells / K. Rutault, C. Alderman, B.M. Chain et al. // Free Radic. Biol. Med.1999. v. 26. - № 1-2. - P. 232-238.

147. Rincon M., Flavell R.A., Davis R.A. The JNK and P38 MAP kinase signaling pathways in T cell-mediated immune responses // Free Radic. Biol. Med. 2000. - v. 28. - № 9. - P. 1328-1337.

148. Role of mitochondria in oxidative stress and aging / G. Lenaz, C. Bovina, M. D'Aurelio et al. // Ann. N. Y. Acad. Sci. 2002. - v. 959. - P. 199-213.

149. Rubanyi G.M. Vascular effects of oxygen-derived free radicals // Free Radic. Biol. Med. 1988. - v. 4. - № 2. - P. 107-120.

150. Saggau W.W. Changes of coagulations and fat metabolism following pulmonary microembolism after trauma and hemorrhage // Thromb. Diath. Haemorrh.- 1975.- v. 33. № 3. - P. 477-488.

151. Samchukov M., Makarov A., Cherkashin J. Birch Mechanism of skeletal muscle adaptation to gradually increasing length // 2nd International Meeting of ASAMI: Scientific Abstracts. Rome, 2001. - P. 73.

152. Serum cholesterol, uric acid and cholinesterase in victims of the Tokyo subway sarin poisoning: a relation with post-traumatic stress disorder / M. Tochigi, T. Umekage, T. Otani et al. // Neuro. sci. Res. 2002. - v. 44. -№3.-P. 267-272.

153. Serum lactate, not base deficit, rapidly predicts survival after major burns / J.C. Jeng, K. Jablonski, A. Bridgeman et al. // Burns. 2002. - v. 28. -№2.-P. 161-166.

154. Superoxides from mitochondrial complex III: the role of manganese superoxide dismutase / S. Raha, G.E. McEachern, A.T. Myint et al. // Free Radic. Biol. Med. 2000. - v. 29. - № 2. - P. 170-180.

155. Suzuki Y.J., Forman H.J., Sevanian A. Oxidants as stimulators of signal transduction // Free Radic. Biol. Med. 1997. - v. 22. - № 1-2. - P. 269285.

156. Swaroop A., Ramasarma T. Inhibition of H202 generations in rat liver mitochondria by radical quenchers and phenolic compounds // Biochem. Int.- 1981.-v. 2.- P.85-94.

157. The site of production of superoxide radical in mitochondrial Complex I is not a bound ubisemiquinone but presumably iron-sulfur cluster N2 / M.L. Genova, B. Ventura, G. Giuliano et al. // FEBS Lett. 2001. - v. 505.-№3.-P. 364-368.

158. Toyokuni S. Reactive oxygen species-induced molecular damage and its application in pathology // Pathol. Int. 1999. - v. 49. - № 2. - P. 91102.

159. Xanthine oxidase-derived oxygen radicals play significant roles in the development of chronic pancreatitis in WBN/Kob rats / S. Zeki, S. Miura, H. Suzuki et al. // J. Gastroenterol. Hepatol. 2002. - v. 17.- № 5. - P. 606-616.

160. Xantine oxidase as a source of free radicals damage in myocardial ischemia / D. Chambers, D. Parks, G. Patterson et al. // J. Molec. Cell. Cardiol. 1985.- v.17.-№ 2.- P. 145-152.

161. Zanma A., Matsumoto Y., Masuho Y. Conjugates of superoxide dismutase with the Fc fragment of immunoglobulin G // J. Biochem. (Tokyo). 1991.-v. 110. -№6.-P. 868-872.

162. Zhang L., Yu L., Yu C.A. Generation of superoxide anion by succinate-cytochrome с reductase from bovine heart mitochondria // J. Biol. Chem. 1998. - v. 273. - № 51. - P. 33972-33976.

Информация о работе

Стогов, Максим Валерьевич
кандидата биологических наук
Курган, 2003
ВАК 03.00.04

Диссертация

Биохимическая оценка общего адаптационного ответа организма и скелетных мышц на удлинение конечности по Илизарову - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы