Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Роль тканевой гидратации в вегетативном обеспечении конечности при чрескостном остеосинтезе

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Роль тканевой гидратации в вегетативном обеспечении конечности при чрескостном остеосинтезе"

На правах рукописи

ДОЛГАНОВ Дмитрий Владимирович

РОЛЬ ТКАНЕВОЙ ГИДРАТАЦИИ В ВЕГЕТАТИВНОМ ОБЕСПЕЧЕНИИ КОНЕЧНОСТИ ПРИ ЧРЕСКОСТНОМ 0СТЕ0СИНТЕЗЕ

03.00.13 - "йгаиологмя человека и швотньп

АВТОРЕФЕРАТ диссертации »а соискание ученой степени кандидата биологических наук

Челябинск - 1997

Работа выполнена в Российском научном центре "Восстановительная травматология и ортопедия" имени академика Г.А.Илизарова.

Научные руководители:

Заслуженный деятель науки, д.м.н.,проф. Шевцов В.И.,

д.м.н. Щуров В.А.

Официальные оппоненты:

- доктор биологических наук, профессор Попова Т.В.

- доктор медицинских наук, профессор Шорин Г.А.

Ведущее учреждение:

Тюменский государственный университет

Защита. состоится " ЛО " ИРЯ^/) ■ 1997 года з 7Р часов на заседании диссертационного совета X 113.13.04 по присуждении ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.13 -физиология человека и животных

в Челябинском государственном педагогическом университете по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. Ленина,69

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки Челябинского государственного педагогического университета.

Автореферат разослан 1/17, 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук, доцент

Шибкова Д.З.

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛВИ. Согласно современным представлениям функциональное взаимодействие жизнеспособных структур реализуется только в водных средах, поэтому от особенностей и интенсивности водного обмена во многом зависит функциональный статус соматических и вегетативных систем организма. Вместе с тем, хорошо изученная в отдельных отраслях биологии роль водного обмена у низших животных и растительных организмов (Голдовский А.М., 1977) недостаточно освещена в научной литературе по человеку. Особенно остро дефицит знаний в этой сфере обнаружился в клинической практике чрескостного остеосинтеза и коснулся вопросов тканевого водного обмена при реконструктивном восстановлении анатомических параметров опорно-двигательного аппарата. Оказалось, что имею-циеся в арсенале методы и методики исследования тканевого водного обмена совершенно не приспособлены для потребностей клиники. Они инва-зивны, сло.кны в техническом исполнении и пригодны только к условиям эксперимента (Поленов С.А..Дворецкий Д.П.,1976).

Из-за отсутствия доступных и эффективных методов исследования гранскапиллярного обмена жидкости в вопросах теории чрескостного ссте-эсинтеза образовались значительные пробелы. Практически не изучено состояние тканевого водного обмена. Отсутствуют систематизированные введения и целостные представления относительно злияния тканевой гидратации на транспортные, функциональные, биомеханические сзсйстза тка-1ей ~л зегэтатжнуи регуляции. Не установлены принципы л механизмы зегуляции гзпрсстатггееского состояния тканей з :«зрме л при остесс:ште-зе. Не разработаны критерии оценки тяжести и степени гидростатических нарушений, отсутстзует интерпретация их функциональной значимости з зтнсшении межклеточного и ^ежтканевого постоянства. Кроме традиционных )екомендаций (Никитин С.Е.,1989) не определены показания и эффективные :пособы коррекции отеков особенно на этапах остеосинтеза.

Недостаток или полное отсутствие знаний о функциональной целесо->бразности изменений в тканевом водном балансе при репаратявном косте->бразовании привели и серьезным разногласиям в отношении функшюналь-юй природы их происхождения и компенсаторно-приспособительной значи-юсти.

Зчастности, общепризнанные в клинической практике бесспорные до-:тоинства метода Илкзарова- его физиологмчность и атравматичность яи з гоей мере не согласуются со столь же устоявшимися з клинике представ-юниями об абсолютном патологическом характере всех формирующихся оте-гов (В.М.Вуянов,А.А.Алексеев,1990;Я.Н.Зайко и соавт.,1994; А.Д.Адо и :оавт.,1994). Так как,практически з 100£ случаев остессинтез протекает

на фоне более или менее выраженной тканевой гипергидратации, возникает серьезное противоречие в представлениях между выраженными патологическими нарушениями в тканях конечности к получаемыми клиническими, рентгенологическими и анатомо-функциональными результатами.

В связи с актуальность» вышесказанного били сформулированы следующие цель и задачи исследования.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ: Изучить влияние гидростатических и структурно-анатомических изменений голени на транспортные, функциональные и биомеханические характеристики костной и мягких тканей.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:

1. Разработать приемы и способы изучения тканевого водного обмена при чрескостном остеосингезе.

2. Исследовать гемодинамические механизмы, регулирующие транскапиллярный обмен жидкости и гидростатическое состояние мягких тканей.

3. Установить взаимосвязь между компенсаторно-приспособительными изменениями в мягких тканях голени и регионарной гемодинамикой при ре-паративном костеобразовании.

4. Определить участие и выявить значение тканевой гидратации в сократительной способности мшц, репаративной и костеобразовательной активности.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВШОСЯЖЕ НА ЗАЩИТУ

1. Методики прижизненного биомеханического тестирования (тонометрия, зластометрия) могут успешно применяться для регистрации изменений в уровне гидратации и изучения тканевого водного обмена, которые являются важными неспецифическими регуляторами тканевого гомеостаза.

2. Наблюдаемые при чрескостном остеосингезе изменения в гидратации и тканевом тургоре имеют выраженный компенсаторно-приспособительный характер и участвуют в гомеостатической организации процессов, обеспечивающих структурно-анатомическое и функциональное восстановление конечности.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые с помощь» методик биомеханического тестирования кожи и мывц оценивалось гидростатическое состояние мягких тканей голени и изучался тканевой годный обмен в условиях чрескостного остеосинтеза. Представлены данные, характеризующие неспецифическое влияние изменений з уровне гидратации на биомеханические, акустические, денситометрическме и функциональные свойства исследуемых костной и мягких тканей. Установлена компенсаторно-приспособительная природа регистрируемых изменений в состоянии тканей голени и регионарной гемодинамики, наблюдаемых при репаративиом костеобразовании. Определена их

функциональная целесообразность в отношении регуляции и поддержания тканевого гомеостаза.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ. Результаты проведенного исследования пополнит расширить представления относительно неспецифического влияния тканевого водного обмена на биомеханические, гемодинамические, денси-тометрические, акустические и функциональные свойства костной и мягких •каней. Описаны гемоданамические механизмы, регулирующие тканевой тур-•ор в норме и при чресксстном остеоситезе. Выявлен параболический ха->актер зависимости сократительной, костеобразовательной и ростовой 'темпы продольного естественного роста) активности от уровней тканевой ■эдратации. Установлено компенсаторно-приспособительное значение авто-омного режима регуляции транспортной функции сосудистого русла и гид-юстатичесюсс изменений в тканях голени при репаративном костеобразо-ании.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Разработаны способы оценки гидростати-еского состояния тканей и адекватности реакции мышц голени на дис-ракционные воздействия при чрескостнои остеосинтезе, включающие ис-ользование методик биомеханического тестирования кожи и мышц, с опре-елением расчетных значений тургора и величины соответствия его пара-етров гемодинамичесхим показателям и резервным возможностям сосудис-ого русла. Предложены лсследовательские алгоритмы, которые по совокупности параметров позволяют прогнозировать изменения з функциональ-см статусе тест:1руемых тданей л устанавливать диагностические крите-ии, необходимые при контролировании реабилитационного процесса.

Результаты исследования зклмчены з программу теоретических лек-ий кафедры усовершенствования зрачей при РШГЗТО" им. акад. Г.А. Ипи-арова, способ оценки галростаичесхого состояния мягких тканей приме-яется в диагностических и научных целях при исследованиях в РНЦ**ЗТО"

1987 года.

Основные положения исследования доложены: на Международной конфе-енции, посвященной памяти Г.А.Илизарова (Курган, 1993); на 25 юбилей-ой научно-практической конференции врачей курганской области, посвя-енной 50-летим Курганской области (Курган, 1993); на юбилейной науч-ой конференции, посвященной 75-лети» НИЦ "ВТО" Татарстана (Казань, 394); на VII Республиканской школе с участием специалистов СНГ "Био-эгая опорно-двигательного аппарата" (Украина, Харьков, 1994); на 27 аучно- практической конференции врачей Курганской области (Кур-зн,1395); на юбилейной международной конференции, посвященной 25-лево РНЦ "ВТО" (Курган, 1996); на 29 Областной научно-практической конвенции "Современные проблемы медицины л биологии" (Курган,1997).

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ. Диссертация изложена на ,146 страницах, состоит из введения,пяти глав,выводов и списка литературы. Первая глава отражает состояние изучаемого вопроса. Во второй главе даются общая характеристика материала и методы исследования. В третьей, четвертой и пятой главах излагаются результаты исследований автора и их обсузде-ние. В тексте диссертации содержится 22 таблицы и 35 рисунков. Список литературы включает 150 отечественных и 53 зарубежных работ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ОБЪЕМ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Обследованы 139 адоровых добровольца в возрасте от 9 до 52 лет (контрольная группа), а также группа людей (134 человека) с анатомическими нарушениями костей голени (8-63 лет) до, после и в процессе реконструктивного восстановления анатомических и функциональных параметров конечности по методу Илизарова. У всех обследуемых комплексно изучалось гемодинамическое и функциональное состояние обеих конечностей.

В состав контрольной группы вошли представители мужского (68 человек) и женского пола (14 человек) в возрасте 16-52 лет, обследованные поперечным методом и 57 детей (31 мальчик и 25 девочек) 9-16 лет, обследованные продольным методом с двухразовым ежегодным контролем на протяжении пяти лет.

В зависимости от характера нарушений опорно-двигательного аппарата все обследуемые с анатомическими расстройствами костей голени были распределены на три группы. Первую группу (62 человека) составили лица со свежими травматическими нарушениями анатомической целостности берцовых костей в возрасте от 13 до 61 года. Вторую группу (65 человек) -лица с посттравматическими дефектами костей голени в возрасте от 8 до 63 лет. В третьи группу вошли 25 человек с сохраненной целостностью берцовых костей, но анатомическим укорочением длины сегмента до 5 сантиметров и деформациями берцовых костей от 10 да 25 градусов.

Статистическая обработка полученного материала проведена с использованием регрессионного и корреляционного анализов, а также методов вариационной статистики.

Оценка локомоторной функции у обследуемых со структурно-анатомическими расстройствами голени осуществлялась комплексно с учетом применения вспомогательных средств опоры по линейной скорости передвижения на контрольном 100 метровом отрезке пути в привычном и произвольно

ускоренном темпе. Для оценки локомоторного стереотипа и среднесуточной двигательной активности применялись механические инерционные шагомеры фирмы "Заря". Опорная функция конечностей оценивалась раздельным взве-циванием при стоянии (по Николаеву). Величина статической нагрузки на гораженнум конечность выражалась в X относительно показателя здоровой.

Динамометрическое обследование мышц голени проводилось при произ-зольном максимальном сокращении в изометрическом режиме на специально ¡конструированном в РНЦ "ВТО" стенде (Б. И. Кудрин и соавт., 1985).

Биомеханическое тестирование мягких тканей предусматривало определение поперечной твердости икроножных мышц и упруго-эластических :зойств кожных покровов, расположенных со стороны задней поверхности *олени. Измерение поперечной твердости мышц проводилось с помощью раз->аботанного в РНЦ"ВТО" миотонометра (В.А.Щуров, Б.И.Кудрин,1981), вы-юлненного на базе индикатора перемещения часового типа ИЧ-05 (цена [еления 0,01 мм). А измерение упруго-эластических свойств кожных по-;ровов - с помощь» разработанного в Р1Щ"ВТ0" эластометра (Б.И.Кудрин и оавт.,1980). Принцип работы последнего основан на измерении степени ютации кожи, вызываемой приложением тангенциально направленного вращательного момента силы.

Для изучения показателей периферической гемодинамики использовал-я метод зенозной окклнзионной плетизмографии. Исследования проводили помощь« окклюзионного плетизмографа .модели - 2500" (Шве-

ия). В процессе обследования регистрировались: кровоток покоя, пико-ый кровоток, скорость венозного оттока, коэффициент капиллярной риль-рации, а также показатели системного и регионарного давлений крови.

Исследование состояния костной ткани включало эхоостеометрическу» денситометричесиую оценку ее плотности. Тестирование акустической потности диафизарных фрагментов большеберцовой кости проводилось с-^пользованием эхоастеаметра Э0М-01-Ц. Ультразвуковые измерения осу-гствлялись по средней линии медиальной поверхности большеберцовой эсти на пораженной и интактной конечностях. База измерений в области «афиза составляла 402 от анатомической длины голени. Денситометричес-зя оценка минерального состава берцовых костей и костного регенерата зоне остеобластичесиой активности производилась в радиологической Моратории центра (зав. - док.мед.наук, профессор А.А.Свешников) на «хроматическом костном денситометре фирмы "Норлэнд" (СМ).

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Проведенные исследования показали, что из оценивавшихся структур-

но-анатомических расстройств (остеопороз, деформации, дефекты, укорочения, отсутствие целостности берцовых костей и т.д.) наибольшие изменения в функциональном и темодннамическом статусе конечности наблюдались при травматическом и оперативном нарушении целостности берцовых костей. Под влиянием травматической и оперативной альтерации изменялись не только количественные характеристики исследуемых показателей, но и качественные отношения между ними. При альтерации гемодинамичес-кое обеспечение конечности осуществлялось обратно пропорционально степени сохранения ее функциональной дееспособности и такая тенденция сохранялась на протяжении всего остеосинтеза. В этот же период времени при наличии рентгенологических признаков костеобразовательной активности регистрировались достоверно значимые корреляционные отношения между транспортными параметрами сосудистого русла голени и денсягомет-рическими характеристиками костного регенерата (таблица 1).

Таблица 1

СИЛА КОРРЕЛЯЦИОННЫХ СВЯЗЕЙ МЕЯДУ ДЕНСИТОМЕТРЯЧЕСХОЙ ПЛОТНОСТЬЮ КОСТНОГО РЕГЕНЕРАТА (г/см2) И ГЕМОДИНАМИЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ СОСУДИСТОГО РУСЛА В ПРОЦЕССЕ ОСТЕОСИНТЕЗА.

| Гемодинамический показатель т-г 1 Г 1 ] 5 п т— ----- 1 | надежность)

¡Кровоток покоя (мл/мин*100мл ткани) 1-0,515 1 51 | Р<0,001 |

1 Индекс пикового кровотока 1 1

I (относительные единицы) 1 0,413 | 50 1 Р< 0,01 |

¡Скорость зенозного оттока 1 1

| (мл/мин*100мл ткани) 1-0,416 1 51 | р< 0,01 1

|Кровоток пиковый 1 1

| (мл/мии*100мл ткани) | 0,044 | | | а) | р> 0,05 I

| АД регионарное (им. рт. ст.) ■ 1-0,176 | 1 1 49 | р> 0,05 | Л__1

До остеосинтеза у обследуемых с отсутствием целостности берцовых костей и без признаков костеобразовательной активности такие отношения не обнаруживались, а гемодинамнческие показатели конечности статистически достоверно возрастали пропорционально ее функциональной дееспособности.

Анализ обстоятельств и условий, связанных с костеобразовательной активностью показал, что кроме гемодинамических и функциональных особого внимания на этапах остеосинтеза заслуживают изменения з биомеханическом статусе тканей. В однородных возрастных группах здоровых людей варьирование биомеханических показателей значительно ниже, чем транспортных (таблица 2), однако,в процессе чрескостного остеосинтеза

Таблица 2

ВАРИАТИВНОСТЬ НЕКОТОРЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ (2) В ОДНОРОДНЫХ ПО ВОЗРАСТУ ГРУППАХ ПРАКТИЧЕСКИ ЗДОРОВЫХ ЛЮДЕЙ

I-1-1

Коэффициенты вариации для возрастных групп!Диапазон

\

т

т

т

Т"

т

1оказатель 10 лет 11 лет 12 лет 13 лет 14 лет|

n=S8 11=72 л=56 п=114 п=54 1

{лина тела

(см) 3,9 4,5 3,5 3.9 3,9 I

Скорость ультра-

шука (м/сек) 2.5 3,5 4,1 5.5 3,9 |

(лина

■олени (см) 7,4 6.7 5.0 5,1 6,3 |

)кружность

'олени (см) 7,8 7,1 6.6 10,5 5.6 I

\Д систол, на

1лече (ым.рт.ст.) 7,9 9,5 9,4 9,0 9.0 1

Д систолич. на

олени(мм. рт,ст.) - 9,9 11,3 13,8 9,6 |

lacca тела

(Кг) 12,5 11,0 11,9 13,2 11,71

Д диастол, яа

яече (мм.рт.ст.) 14,5 15,2 13,3 15,3 16.Ц

Юмент салы мышц

азггш. стопы (Н**0 О* О UX I«i 29,0 20,3 18,3 19,3|

Д пульсовое на

лече (мм.рт.ст) 27.4 24,1 25,4 27,3 22,61

пругость кол«

(Н/см*град) 25,1 34,0 25,5 24,3 23,5]

омент силы ыышц

гибат.стопы(Н*м) 44,4 24,9 25,5 27,0 25.21

опереч.твердость

шц (усл.ед) 20,0 24.0 28,0 22,9 28,5|

ЙНОЗНЫЙ отток

кл/мин*100мл) - 28,5 42,3 33.1 25,31

кковый кровоток

чл/мин*100мл) 65.0 38,4 42,3 30,9 33,4|

ровоток покоя

*Л/МИН*100ЫЛ) 52.0 51.2 58,5 50.7 63,8|

чдекс пикового

эовотска(отл.ед.) 81.0 54,0 105,3 44,3 48,4|

15 лет |варьиро-п=37 | вания

4.7 |130 - 181

I

5,9 |17Б4-2454

I

5,4 125-44

I

7,7 |23-40

I

7,7 180 - 145

5,8 |70 1

12,5121

- 160 - 72

12,3(40 - S5 1

27,3{9,3 -58,3

I

17,5)20 - 75

I

44,0|0,02-0,10

I

29,4|23 - 345

I

28,4120 - 173

I

41,8| 14 - 92

I

43,5(2,3 -25,5

I

68,3|0,13 -7,3

I

97,310,3 - 56

математически ожидаемые значения биомеханических параметров на оперированной голени изменялись столь значительно, что превышали диапазон флуктуация этих показателей не только в норме, но и на интактной конечности в период реконструктивного воссганавления анатомических нарушений во всех обследовавшихся группах пропорционально степени альтерации. Из последнего следует, что травматическое и оперативное нарушение анатомической целостности костей в значительно большей степени оказывало влияние не на транспортные, а на биомеханические параметры тканей. Максимальное увеличение показателя поперечной твердости мышц у обследованных первой группы составило в среднем относительно контрлатеральной конечности +3517. и зарегистрировано на втором месяце периода дистракции. А максимальное увеличение показателя упругости кожных покровов зарегистрировано на первом месяце фиксации и, по сравнению со здоровой конечностью, составило в среднем +2792. У обследованных с дефектами костей голени, несмотря на продолжительный период дистракции с соответствующей адаптивной реакцией на растяжение и мягких тканей, биомеханические показатели последних были все же ниже, чем у обследованных с острой травмой. То есть, максимальные изменения и в биомеханическом статусе мягких тканей регистрировались в группе обследованных с травматическим нарушением целостности берцовых костей. Анализ изменений з биомеханических свойствах кожи и мышц у обследованных со структурно-анатомическими нарушениями костей голени показал, что они з наибольшей степени обусловлены изменением уровня тканевсй гидратации.

8 обследованных группах поперечная твердость мышц л упруго-зла-стические свойства кокных покровов увеличивались пропорционально величине отека, причем схла коррелирования между поперечной твердостью мышц и упругость» кожи под влиянием гипергидратации возрастала, и у больных первой группы составила: на здоровой конечности - г = 0,202 (п= 103, р<0,05), на травмированной конечности - г=0,285 (п = 103, р<0,01).

Проведенный анализ показал, что ори увеличении периметра конечности более чем на 20X поперечная твердость мышц в отдельных случая? относительно контрлатеральной здоровой конечности увеличивалась более, чем в 5 раз , а максимальное увеличение упруго-эластических свойств кожи - более, чем в 3 раза.

В норме функциональная асимметрия не превышала 59% уровня для показателя поперечной твердости мышц и 482 уровня для показателя упругости кожных покровов. Кроме того влияние индивидуальных особенностей (различий пола, возраста я антропометрических показателей) не рас прост-

занялось га пределы диапазона физиологических флуктуаций этих же пока-¡ателей. Принимая во внимание существенное участие тканевой гидратации $ регуляции биомеханических характеристик тканевого тургора дале при ;табилизирущем нейтральном остеосинтезе, правомерно утверждать, что тестируемые механические параметры кожи и мышц в состоянии физического гокоя практически полностью определяются уровнем гидратации и эндоген-го регулируются водно-электролитным обменом.

Характерные изменения в пропорциональности между показателями уп-|угссти кожи и поперечной твердости мышц под влиянием тканевой гидра-ации оказались хорошим и достаточно специфическим критерием при ка-естзенной и количественной оценке гидростатических нарушений. Анализ ариантов различных математических выражений для количественной харак-еристики изменений в тканевой гидратации показал, что наиболее удсб-ой расчетной формулой для инструментальной оценки тканевого тургора вляется выражение следующего вида:

де Т- показатель тургора (усл.ед.),

П- показатель поперечной твердости мияц(усл. ед.). Е- показатель упруго-эластических свойств кожи (Н/см*г?адус)

у здоровых детей одинакового зсзраста корреляционный анализ между темезани"ес:сво1 л другпмя определявшимися показателями достоверных зюкшмсстей не зыявил. Однако, специально рассчитываемый ло лопереч-зй твердости мышц я упругости кожи показатель тканевого тургора (спе-«фичный к изменениям з уровне гидратации) оказался в статистически зстоверной зависимости от веса тела (г =» 0.292, при л-114 и р<0.01). окружность« голени показатель тургора коррелировал а меньшей стеяе-но имел такой же уровень значимости (г =■ 0.227, при п =» 114 и со. 01). Поскольку, жесткие константы з гомеостатнческих иерархиях шяпт с меньшей определенностью аа поведение более лабильных парамет->в, то наблюдаемая связь показателей тканевого тургора с весом тела и гружностьн голени объясняется особенностями влияния гравитации на пв-»распределение кидкости з условиях ортостатяки. Депонируемая в конеч-кггях жидкость достоверно (р<0.001) проявляла свое влияние на биаме-шические свойства тканей при ортостатачесхих отеках у обследуемых с правильно-сростимися переломами з процессе остеосинтеза. У обследо-1нных этой группы величина отека х концу дня з среднем увеличивалась I 4:, а прирост биомеханических показателей относительно здорового гмента увеличивался на 291 для упруго-эластнчесаих сзойстз ножи я на

47% для поперечной твердости мышц. Путем перераспределения жидкостных сред гравитация оказывает выраженное влияние не только на биомеханические характеристики мягких тканей, но и в значительных пределах определяет волемические изменения в сегментах конечнссти. В процессе остеосинтеза при продолжительном вынужденном пребывании обследуемых в ортостатике (до 4 и более часов) величина отека у отдельных лиц 3 группы, возрастала до 112. В этой связи становится совершенно ясным и тот факт, что путем перераспределения жидкостных сред организм имеет возможность оперативно и с достаточно высокой степень» точности регулировать и координировать тканевой водный баланс, а, следователь но, и любые изменения в биомеханическом статусе тканей, обусловленные различными возмущающими обстоятельствами.

В норме связанные с гидратацией биомеханические характеристики тканевого тургора определяются не только постуральными влияниями и антропометрическими параметрами, но и регулируются системами, осуществляющими транспорт гуморальных сред. По итогам проведенного анализа установлено, что регуляция тургора мягких тканей осуществляется в результате сложного взаимодействия между показателями артериального давления крови и параметрами, характеризующими степень нарушения соответствия между притоком (кровоток покоя) и венозным оттоком крови. У здоровых детей одного возраста организация механизмов гемодинамическо-го взаимодействия обнаруживалась в том, что при отклонении показателем давления крови от установочного уровня регуляции (соответствующего значениям возрастной нормы) возникают характерные (напоминающие параболу) изменения з гемодинамическом баланса, от направленности и выраженности которых зависят и регистрируются транскапиллярные перемещения жидкости между сосудист» и интерстициальным пространствами. Вызванные системной и регионарной гемодинамикой перераспределения жидкостных сред отслеживаются соответствующими однонаправленными изменениями в тургоре тканей. Объединение отдельных звеньев взаимодействия между исследуемыми параметрами с учетом их влияния на биомеханические характеристики тканей позволило с известной степенью приближения смоделировать процессы гемодинамкческой коррекции тургора (в виде функции нескольких переменных) и определить удельный "вес" гемодинамики в общем объеме регуляции. По результатам моделирования (математические модели для пяти однородных возрастных групп практически здоровых детей) долевое участие гемодинаыических параметров в общем объеме регуляции составило около одной трети.

В процессе остеосинтеза у обследуемых со структурно-анатомически-

ми нарушениями костей голени на здоровой конечности и у активно растущих детей (по данным анализа прироста длины тела в ближайике 3-4 месяца после обследования) с повышением тонуса вегетативной нервной системы (увеличение индекса Кердо в послеоперационный период до 36 ед.) установочные уровни регуляции смещались к более высоким значениям АД крови, а с параметрами тканевого тургора более тесные корреляционные взаимоотношения проявляли показатели псстшемического гемодинамическо-го дисбаланса.

До остессинтеза характер регуляции тургора у больных на здоровой конечности был таким же, как и в норме.

Коренным образом взаимоотношения между транспортными характеристиками сосудистого русла и параметрами тканевого тургора менялись в процессе остеосинтеза на оперированной конечности. Гемодинамические показатели, проявлявшие участие в регуляции тургора у практически здоровых людей, своего влияния в условиях гипергидратации не обнаруживали. Мало того, гидростатические нарушения сами по себе оказывали выраженное и статистически достоверное влияние на большую часть показателей периферического кровообращения.

Блокировка гемодинамической регуляции тканевого тургора при осте-осинтезе физиологически вполне оправдана. Благодаря ей стабилизируется транспортное обеспечение вегетативных функций,участвующих з реализации репаратявных и ксстеобразовательных процессов, а также полностью исключаются неблагоприятные для остеоетнтеза резкие изменения в тканевом гомеостазе под злиянием возможных эмоциональных, постуральных и физических стрессовых воздействий.

Специальное изучение влияния отеков на вариационные характеристики транспортных и биомеханических параметров показало, что с увеличением величины отека (до 16-202 уровня) коэффициенты вариации на оперированной конечности для основных транспортных параметров возрастают, а цля биомеханических показателей падают. Вариационные характеристики гоказателей на здоровой конечности при остеосинтезе вели себя противо-юложным образом. Поскольку, с увеличением отеков возрастали не только вариационные, но и математически ожидаемые значения показателей, то, следовательно, варьирование транспортных параметров расширялось за :чет сужения диапазона варьирования механических.

Компенсаторно-приспособительное значение обнаруженных отношений выявилось при анализе обследуемых с посттравматическими дефектами когтей голени. Непроявлявшиеся до лечения корреляционные связи между гранспортными я структурными характеристиками в процессе остеосинтеза

на фоне выраженных гидростатических нарушений стали статистически достоверными. Проявилась корреляционно значимая связь между кровотоком и скоростью распространения ультразвука в зоне костного регенерата (г=-0.404,при п=24 и р<0.05), а также корреляционно значимые связи между денситометричеснсй плотностью регенерата и некоторыми другими параметрами регионарной гемодинамики (таблица 1). То есть, возросшие потребности в транспортном обеспечении костеобразовательной активности удовлетворялись за счет реализации адаптационного биомеханического ресурса мягких тканей и увеличения растяжимости интерстация. Подтверждение этому обнаружилось и в том, что различные характеристики тканевой гипергидратации по-разному оказывали свое влияние на транспортные параметры сосудистого русла. Изменения в сторону увеличения объемов межтканевых пространств сопровождались снижением гемодинамических показателей относительно здоровой конечности, а аналогичные изменения в приросте тургора - их увеличением.

Из результатов исследований, основанных на данных регрессионного и корреляционного анализов следует, что вегетативное значение показателей объемной скорости кровотока в отношении костеобразовательной активности возрастает я обнаруживается только при наличии признаков тканевой гипергидратации. И, хотя, по сравнению с транспортными параметрами прямее корреляционное отношение между тургором и минеральным составом костного регенерата проявилось з меньшей степени (г=-0.364; при л=49 и р<0,01), вез ,*е со значений тургора выше 2СО эзинш доверительная вероятность падения количества минералов становилась не ниже 0,95.

Влияние тканевого тургора на минеральный состав большеберцовой кости у больных на здоровой конечности в проведенном исследовании не обнаружено, однако, с увеличением этого показателя в однородных возрастных группах практически здоровых людей скорость распространения ультразвука по больше<5ерцсвай кости изменялась параболически,а кривые зависимостей скорости распространения ультразвука от величины тканевого тургора наиболее хочю описывались уравнениями регрессии вида:

СРУЗ - -а*!2* в*Т + с, где СРУЗ - скорость распространения ультразвука по бодьшеберцпжзй кости (м/с), Т- показатель тургора мягких тканей (усл. ед), а,з,с - эмпирически рассчитываемые коэффициенты для данного возраста и пола.

Согласно полученным результатам, наибольшие значения акустической плотности регистрировались лишь в небольшом диапазоне значений тканевого тургора, присущих данному возрасту. Отклонения от этих "оптимальных" значений тургора (в том числе и при остеосинтезе) сопровождались падением показателей акустической плотности большеберцовой кости, а экстраполированные по показателям тургора значения СРУЗ достаточно близко приближались к фактически регистрируемым данным особенно на этапах дистракции. Вместе с тем, если в процессе остеосинтеза при высоких значениях тканевого тургора усиливалось влияние объемной скорости кровотока на минеральный ссстаз костного регенерата, то в условиях нормы существеннее влияние на СРУЗ выявлено со стороны системного и регионарного давлений крови.

Участие многочисленных систем гуморального транспорта в регулиро-зании водно-электролитного баланса тканей и их тургора не случайно, юскольку, при отклонении расчетных показателей тургора от значений установочного уровня регуляции по параболической кривой меняются не только акустические свойства большеберцовых костей, но и уменьшаются ;иловые характеристики тестируемых групп мышц голени. Кроме того, в триод интенсификации ростовых процессов у здоровых детей, когда настилаются онтогенетические смещения установочных уровней регуляции :з.Д.Дильман.1587) зарегистрирована тесная корреляционная езязь между »асчетяыми значениями тургора л темпами последующего прироста длины :ела (г = 0,391, при л = 34 л р<0,001).

При остеосинтезе такле, с ростом тканевого тургора до определенных шачений (180 условных единиц), увеличивается растяжимость интерстиция [ повышается вегетативная значимость транспортных показателей з отно-юнии минерального обмена скелета и костеобразовательной активности. 1о результатам исследований достоверное влияние гидратации установлено ia биомеханические, биохимические, биоэлектрические.золемические, ■ранспортные, акустические, денситометричесяие и функциональные харак-■еристики тканей.

Поскольку, костеобразование, как и любой другой сложноорганизо-анный процесс жизнедеятельности есть результат взаимодействия целой овокупности гомеостатичесхи скоординированных и иерархически взаимо-зязанных систем, то, следовательно, при остеогенной активности должно роявляться специфическое звено, являющееся источником организации моих транспортно-функциональных и сомато-зегетативных отношений А.3.Анохин,1975).

ГсйЩЕкП

Ш

ЛД сястоянчесжае (ШУ.) [*♦" (101Х) Н—

АД звасюлЕгмсхое

и

| АД пупьсовоа ТЬеразсгь ньавд <25?И | Упругость

Вглглпчп сггкж. (ЗСЖ)

X

| ГДВ -1 Пистыя гроиатс*. {42.43'.)

| Вегетативная нервная

£

2

а ?

а.

СРУЗ (42%) (.

| АД аидголичешшс | .Щ регдгшадяое ЦОЛ.Т,

ДП -шшгтоличесхое |'14££>

лД пултопипя '24.1%1

1 Твердость зддшд *

Упругость тажи

.-! йртигптад атлас )34Д2>

Рис. 1. Организация взаимоотношений между параметрами з норме - "А" и при чрескостном эстеосштезе - "3".

В скобках указаны коэффициента вариации для обозначенных показателей, среди которых СРУЗ - скорость распространения ультразвука по тестируемому отрезку болшеберцовой кости (м/с). а ГДЕ - регжжарный гемодинамичесгсий бадане (мл/чин*100мл ткани).

При изучении гомеостатической иерархии и организации различных звеньев взаимодействия между функциональными, транспортными и структурно-анатомическими характеристиками мы руководствовались критерием вариативности тестируемых параметров и показателей. Суть его заключается в том, что в зависимости от того, на поддержание каких констант и параметров внутренней среды ориентированы те или иные системы,будет зависеть вариативность показателей, характеризующих их функциональное состояние. Иными словами,чем на более жесткие константы сориентирована функциональная система, тем меньшим флюктуациям будут подвержены показатели, отражающие ее функциональный статус. Следовательно,определяя вариативность показателя,характеризующего функциональное состояние системы,можно судить об ее адаптационном резерве и занимаемом месте в гомеостатической иерархии.

На представленной схеме (рис.1) в общем виде показано иерархичес-<ое взаимодействие между показателями, участвующими в регулировании скорости распространения ультразвука (СРУЗ) по большеберцовой кости у фактически здоровых людей (рис. 1-А) и у больных в процессе остеосин-геза (рис. 1-В). Стрелками отмечены показатели,на которые оказываются статистически значимые влияния других переменных отранжированных в порядке возрастания их коэффициентов зариации. В норме, как следует из федставленнсй сземы, акустическая плотность большеберцовой кости, определяемая по скорости распространения ультразвука, регулируется тка-<евым тургсром, регионарным гэмодинамическим балансом (ГДЕ) и показателями артериального давления лрови (АД).

При остеосинтезе,(см. рис. 1-3),под влиянием тканевой гипергидра-гации существующий в норме порядок взаимодействия между параметрами вменяется и определяющими величинами в регулировании акустической шотности костного регенерата становятся показатели кровоснабжения шерированной конечности. Во всяком случае,в процессе остеосинтеза (остоверное влияние показателей артериального давления крови на аку-тические свойства костного регенерата не выявляется.

Принимая зо внимание многостороннее влияние гидратации на акусти-[еские, денситометрические, гемодинамические, различные функциональные [, особенно, биомеханические показатели, правомерно утверждать, что юдно-электролитным обменом, по-видимому, регулируются не только меха-ические величины напряжения л процессы клеточного деления,но и целый пектр вегетативных функций и процессов, определяющих метаболические ютребности л энергетическую производительность обменных процессов.

ВЫВОДЫ

1. Альтерация тканей голени оказывает большее влияние на биомеханические свойства кожи и мышц, гемодинамику и функциональное состояние конечности, чем структурно-анатомические расстройства, развивающиеся при заболеваниях и травмах опорно-двигательного аппарата.

2. Данные обследований свидетельствуют, что репаративная и косте-образовательная активность при чрескостном остеосинтезе сопровождается тканевой гипергидратацией с увеличением объёма тканей до 25 -30Z и выраженными изменениями биомеханических свойств кожи и мышц с приростом их показателей в 4-5 раз.

3. Изменения в биомеханическом статусе кожи и мышц пропорциональны тканевой гипергидратации и достоверно коррелируют с величиной отека. Гидростатические изменения в большей степени влияют на биомеханические свойства мягких тканей, чем дозированные растягивающие воздействия при дистракционноы остеосинтезе.

4. Результаты исследования практически здоровых людей показали, что при нормальном артериальном давлении регистрируются максимальные значения акустической плотности большеберцовой кости и силовых характеристик мышц сгибателей и разгибателей стопы, свидетельствующие о наибольшей степени минерализации костной ткани и функциональной дееспособности скелетных мшц.

5. При краткосрочной и долгосрочной адаптация^ к психо-эмоцио-нальным стрессам и средним физическим нагрузкам наблюдается переход параболических форм зависимости от давления крови исследуемых показателей к линейным.

6. Корреляционный анализ показал, что в процессе остеосинтеза с увеличением гипергидратэцни влияние регионарной гемодинамики на биомеханические свойства тканей снижается, а транспортная функция сосудистого русла переходит на автономный режим регуляции: объём гипергидратации уменьшает кровоток, а прирост тургора его повышает.

7. Тканевая гидратация участвует в минеральном обмене костей голени и изменяет сократительную способность скелетных жвщ. В диапазоне значений тургора сгг 150 ло 250 условных единиц и при увеличении объема тканей на 15 -20Z гиперплратация стимулирует остеогенную активность костного регенерата, но угнетает сократительную функцию мышц вплоть до её исчезновения при значениях тургора выше 350 условных единиц.

ОСНОВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Гидростатические нарушения в сомато-вегетативном обеспечении конечности при лечении по Илизарову больных с неправильно сросшимися переломами диафиза костей голени //Материалы 25 юбилейной научно-практической конференции врачей Курганской области,посвященной 50-летим Курганской области.-Курган,1992.-С.64-66. В соавторстве с Шевцовым В.И., Бородайкевичем Р.Д.

2. Диагностика нарушений гидростатического состояния мягких тканей у больных с дефектами костей нижней конечности // Биомеханика на защите жизни и здоровья человека: Тез. докладов Всероссийской конференции - Нижний Новгород, 1992. - С.68-69. В соавторстве с Макушным В.Д..Куфтыревым Л.М.

3. Применение биомеханического тестирования мягких тканей в оценке тяжести гидростатических нарушений и ортостатических отеков //Биомеханика на защите жизни и здоровья человека: Тез.докладов Всероссийской конференции. - Нижний Новгород, 1992. - С.236-237. В соавторстве с Шевцовым В.И., Бородайкевичем Р.Д. ,

4. Функциональная роль гидростатических нарушений в гемодинами-геском обеспечении костеобразования при лечении по Илизарову неправильно сросшихся переломов диафиза костей голени //Материалы 8 съезда гравматологов-ортопедов СНГ, Ярославль,1993.-С.381. В соавторстве с Певцовым З.'Л. .Бородайкевичем Р.Д.

5. Возможности диагностики нарушений трансхапиллярного обмена кидкости л гидростатического состояния мягких тканей з клинике чрес-гостного остеосинтеза //Метод Илизарова - достижения и перспективы: Гез.докл.международной конференции посзященной памяти акад. Г.А. Или-гарова,- Курган. 1993.- С.403-404. В соавторстве с Шевцовым В.И.

6. Гносеологический алгоритм для изучения природы гидростатичес-мх нарушений при чрескостном остеосинтезе //Клиника и эксперимент в травматологии и ортопедии: Тез. докл. научи, конф. НИЦТ "ВТО",- Ка-гань.1994- С.209-211. В соавторстве с Шевцовым В.И.

7. Вегетативное обеспечение нижних конечностей при лечении больных : последствиями травм методиками чрескостного остеосинтеза //Ортопе-(ия,травматология и протезирование.-1994,- N 4,- С.85. В соавторстве с ¡евцовым З.Я. .Макушиным В.Д..Долгановой Т.Н.

8. Методологические аспекты изучения транскапиллярного обмена жид-;ости в клинике чрескостного остеосинтеза с применением биомеханичес-;ого тестирования мягких тканей //Бюллетень Восточно-Сибирского науч-гаго центра Сибирского отделения Российской Академии медицинских наук,

выпуск 1-2,Иркутск, 1994-С. 126-128. В соавторстве с Шевцовым В.И.

9. Вегетативное значение гемодинамических и биомеханических изменений в различные периода реабилитационного процесса у больных с множественными переломами костей голени // Материалы 27 научно-пракгичес-кой конференции врачей Курганской области,- Курган,-1935,- С. 157-158. В соавторстве с Карасевым А.Г.

10. Гемодинамические механизмы регуляции тканевого тургора в норме и при чресксстном остеосинтезе по Илизарову // Гений ортопедии. -N2-3,-С.38-39. В соавторстве с Долгановой Т.И.

11. Исследовательский опыт в определении вегетативной значимости транспортных характеристик сосудистого русла // Гений ортопедии. -Ы2-3,-С. 165-166. В соавторстве с Шевцовым В.И.

12. Электропроводность тканей при нарушениях их гидростатического состояния //Проблемы медицины и биологии: Матер.28 юбилейной областной научно-практической конференции, посвященной 50-летию Курганской областной клинической больницы.-Курган,1996.- С. 122-124.

13. Транспортные характеристики сосудистого русла при билокальном возмещении костей бедра и голени //Проблемы медицины и биологии: Матер. 28 юбилейной областной научно-практической конференции, посвященной 50-летию Курганской областной клинической больницы - Курган, 1SS6, - С. 120-122. В соавторстве с Долгановой Т. И., Куфтырезым Л.М., Макушным В.Д. .Борзуновым Д.Э.

14. Участие тканевой гидратации в регуляции ксстесЬразсвательлси активности // Гений Ортопедии.- 1996.- Я 4.- С.47-51. 3 соавторстве со Свешниковым А. А.

СПИСОК ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ НА УРОВНЕ РАЦИОНАЛИЗАТОРСКИХ ПРЕДЛОЖЕНИЙ И ИЗОБРЕТЕНИЙ.

1. Заявка на патент РФ "Способ диагностики адекватности реакции мышц голени в условиях чрескостного остеосннтеза" N 94037137/14 приоритет от 30.09.94. В соавторстве с Долгановой Т.И., Макушным В.Д.

2. Удостоверение на рационализаторское предложение M 11/87 "Способ определения гидрастагического состояния мягких тканей"

3. Удостоверение на рационализаторское предложение N 25/88 "Способ ультразвуковой диагностики функциональных и патологических перестроек костной ткани"

4. Удостоверению на рационализаторское предложение Я 26/88 "Способ функциональной оценки сократительной способности мышц"