Динамика показателей перекисного окисления липидов и антиоксидантной активности у пациентов с деформирующим остеоартрозом тазобедренного сустава после тотального эндопротезирования при благоприятном течении и возникновении нестабильности

В патогенезе развития нестабильности эндопротеза тазобедренного сустава играют роль биомеханические факторы, функциональная нагрузка, местная реакция тканей на материалы протеза, ошибки в оперативной технике, изменение уровня минерализации костной ткани на границе с эндопротезом, замедление скорости кровотока, гиперкоагуляция, поражение сосудистой стенки, вазоконстрикторная реакция, усиливающаяся после операции на пораженной конечности, синовиит, играющий ведущую роль в прогрессировании заболевания с массивным выбросом провоспали- тельных цитокинов [1, 6, 7, 8, 10].

Асептический воспалительный процесс может провоцироваться наличием в полости сустава после операции продуктов деградации протеогликанов, коллагеновых волокон, хрящевых частиц, провоспалительных цитокинов, продуктов износа материалов эндопротеза, нарушенным иммуно-биохимическим фоном основного заболевания и другими факторами [11].

Таким образом, создаются все условия для интенсификации процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ), особенно на фоне снижения ак- тивности антиоксидантной системы (АОС) [9].

Многокомпонентная АОС ограничивает повреждающие эффекты ПОЛ на клеточном и внеклеточном уровнях. Уровень антиокисли-тельной активности тканей является интегральным показателем, отражающим содержание в ней различных антиоксидантов [4].

Исходя из этого, нами была предпринята попытка проанализировать показатели липоперок-сидации и антиокислительной активности у пациентов с деформирующим остеоартрозом тазобедренного сустава после тотального эндопротезирования (ТЭП) при благоприятном течении и при возниконовении нестабильности.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Биохимические исследования проведены у 301 пациента, из них 248 пациентов имели благоприятное течение с отсутствием клиникорентгенологических признаков нестабильности в период до 5 лет, 53 пациента с нестабильностью. 248 пациентов с благоприятным течением обследованы в сроки до операции, через 1-3 дня после операции, через 10-14 дней после операции, через 3 месяца обследованы 140 пациентов из этой группы. Все 53 пациента с нестабильностью обследованы непосредственно перед операцией ревизионного вмешательства, 18 из них обследованы в сроки до операции первичного эндопротезирования, через 1-3 дня после операции, через 10-14 дней после операции, 10 обследованы через 3 месяца.

Произведено исследование первичных, вторичных, конечных изопропанолрастворимых и гептанрастворимых продуктов липопероксида-ции в сыворотке крови пациентов.

Произведено исследование антиокислитель-ной активности 1 (АОА 1), антиокислительной активности 2 (АОА 2), соответствующих уровню первичных и вторичных липопероксидов в сыворотке крови пациентов.

Контрольная группа здоровых составила 25 человек.

В работе применялись следующие методики исследования:

• 1.    Определение продуктов ПОЛ в гептан-изопропанольных экстрактах биологического материала производилось спектрофотометрическим методом по И.А. Волчегорскому с соавт. (2000) [2].

• 2.    Определение конечных продуктов перекисного окисления липидов спектрофотометрическим методом по Е.И. Львовской с соавт. (1991) [3].

• 3.    Определение интенсивности антиокисли-тельной системы по Е.И. Львовской (1998) [5].

Результаты рассчитывалия в виде так называемых индексов окисления – Е232/Е220 и Е278/Е220, которые отражали относительный уровень первичных и вторичных продуктов ПОЛ соответственно, Е232/Е220 - относительное содержание диеновых конъюгатов, Е278/Е220 - уровень кетодиенов и сопряженных триенов.

Относительное содержание шиффовых оснований рассчитывали по отношению поглощения при 400 нм к оптической плотности при 220 нм. (Е 400 /Е 220 ). Последняя величина являлась функцией содержания изолированных двойных связей в экстрагированных липидах, которые являются субстратами ПОЛ.

Окисляемость липидных экстрактов оценивали по соотношению величин оптических плотностей Е232/Е220, Е278/Е220, определяемых до и после внесения инициирующей ПОЛ смеси и выражали в процентах по отношению к исходному уровню.

Статистическая обработка материала включала вычисление среднего арифметического (М), ошибки средней (m). Показатель достоверности различий (р) определялся с помощью коэффициента Стьюдента при нормальном распределении. Если наблюдаемый количественный признак не подчинялся нормальному распределению, то использовали непараметрические критерии с использованием коэффициента Уилкоксона.

Вычислялся показатель линейной корреляционной связи Пирсона (г). Обработка материала производилась с помощью лицензионных программ STAT, Microsoft Excel на персональном компьютере. Различия считались значимыми при р<0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Содержание изопропанолрастворимых продуктов ПОЛ при благоприятном течении после тотального эндопротезирования по поводу деформирующего остеоартроза тазобедренного сустава и при нестабильности имплантов представлено в таблицах 1 и 2.

Как видно из таблиц 1 и 2, в результате проведённого исследования было выявлено повы- шение показателей всех категорий изопропа-нолрастворимых липопероксидов у пациентов с деформирующим остеоартрозом тазобедренного сустава не менее чем в 2,52 раза по сравнению с группой контроля. При этом имеется выраженная разница в динамике показателей липоперок-сидации у пациентов с благоприятным течением и развитием нестабильности в последующем.

Таблица 1

Содержание первичных, вторичных и конечных изопропанолрастворимых продуктов перекисного окисления липидов в сыворотке крови у пациентов с благоприятным течением после тотального эндопротезирования по поводу деформирующего остеоартроза тазобедренного сустава

Продукты ПОЛ	Контрольная группа	Пациенты с благоприятным течением
		До операции ТЭП	После операции ТЭП
			на 1-3 сутки	на 10-14 сутки	через 3 месяца
ИРПП	0,415±0,03 100 % n=25	1,047±0,048 252±12,6 % n=248	1,129±0,063 272±13,6 % n=248	0,879±0,042 212±10,6 % n=248	0,689±0,028 166±8,3 % n=140
ИРВП	0,317±0,04 100 % n=25	1,029±0,054 324±16,2 % n=248	1,391±0,052 438±21,9 % n=248	0,867±0,04 274±13,7 % n=248	0,374±0,038 118±5,9 % n=140
ИРКП	0,023±0,001 100 % n=25	0,069±0,028 300±15,01 % n=248	0,108±0,003 469±23,45 % n=248	0,053±0,004 230±11,5 % n=248	0,041±0,005 178±8,9 % n=140

Примечание: содержание изопропанолрастворимых продуктов (ИРПП) выражали в единицах индексов окисления - отношение оптических плотностей в изопропанольной фазе Е232/Е220; изопропанолрастворимых вторичных продуктов (ИРВП) - отношение оптических плотностей в изопропанольной фазе Е278/Е220; изопропанолрастворимых конечных продуктов (ИРКП) - отношение оптических плотностей в изопропанольной фазе Е400/Е220. Различия во всех группах сравнения достоверны (р <0,05), кроме р 2-з >0,05 (для ИРПП); р 1-5; р 2-4 >0,05 (для ИРВП); р 1-5 >0,05 (для ИРКП).

Таблица 2 Содержание первичных, вторичных и конечных изопропанолрастворимых продуктов перекисного окисления липидов в сыворотке крови у больных с нестабильностью после тотального эндопротезирования по поводу деформирующего остеоартроза тазобедренного сустава

Продукты ПОЛ	Контрольная группа	Пациенты с нестабильностью
		До операции ТЭП	После операции ТЭП			Нестабильность после ТЭП
			на 1-3 сутки	на 10-14 сутки	через 3 месяца
ИРПП	0,415±0,03 100% n=25	1,052±0,036 253±12,65 % n=18	1,367±0,054 329±16,45 % n=18	1,544±0,036 372±18,6 % n=18	1,234±0,032 297±4,85 % n=10	1,382±0,052 333±16,65 % n=53
ИРВП	0,317±0,04 100% n=25	0,978±0,037 309±15,45 % n=18	1,046±0,023 330±16,5 % n=18	1,625±0,032 513±26,65 % n=18	1,16±0,038 366±18,3 % n=10	1,571±0,072 496±24,8 % n=53
ИРКП	0,023±0,001 100% n=25	0,08±0,015 348±17,4 % n=18	0,122±0,004 530±26,5 % n=18	0,148±0,003 643±32,15 % n=18	0,098±0,003 426±21,3 % n=10	0,162±0,012 704±35,2 % n=53

Примечание: содержание ИРПП выражали в единицах индексов окисления - отношение оптических плотностей в изопропанольной фазе Е232/Е220;. ИРВП - отношение оптических плотностей в изопропанольной фазе Е278/Е220; ИРКП - отношение оптических плотностей в изопропанольной фазе Е400/Е220. Различия во всех группах сравнения достоверны (р < 0,05), кроме р з-5; р з—б >0,05 (для ИРПП); р 4—б >0,05 (для ИРВП).

При благоприятном течении без осложнений уровень повышения всех категорий липоперок-сидов снижался к 10-14-м суткам ниже доопе-рационного уровня и далее продолжал снижаться к третьему месяцу после операции, сохраняясь пониженным по сравнению с дооперацион-ным уровнем, но все еще повышенным по отношению к группе контроля.

У пациентов с последующим развитием нестабильности эндопротеза содержание в сыворотке крови всех категорий липопероксидов было выше во все изучаемые сроки наблюдения, чем у пациентов с благоприятным течением послеоперационного периода. Содержание первичных, вторичных и конечных продуктов перекисного окисления липидов продолжало нарастать до 10-14-х суток с незначительным снижением к третьему месяцу после операции. При развитии нестабильности компонентов эндопротеза уровень содержания всех категорий липопероксидов в сыворотке крови повышался в динамике и превышал доопе- рационный. Наибольшее повышение отмечалось в отношении конечных изопропанолрастворимых липопероксидов - в 7,04 раза по сравнению с группой контроля.

Проанализировав динамику изменения после тотального эндопротезирования гептанраствори-мых продуктов ПОЛ нами была выявлена идентичная направленность изменений содержания гептанрастворимых продуктов в сыворотке крови изопропанолрастворимым при благоприятном течении послеоперационного периода и нестабильности. Но изменения содержания гептанрс-творимых продуктов были менее значительны, процентное повышение их содержания по сравнению с группой контроля было менее выраженное, чем у изопропанолрастворимых ПОЛ.

Исследование антиокислительной активности произведено у тех же групп пациентов, на тех же сроках. Как представлено в таблицах 3 и 4, уровень АОА также отличался у пациентов при благоприятном течении и развитии нестабильности.

Таблица 3

Уровень антиокислительной активности сыворотки крови у больных с благоприятным течением после тотального эндопротезирования по поводу деформирующего остеоартроза

АОА	Контрольная группа	Пациенты с благоприятным течением
		До операции ТЭП	После операции ТЭП
			на 1-3 сутки	на 10-14 сутки	через 3 месяца
АОА I	97±4,85 100 % (n=25)	114±5,7 118±5,9 % (п=248)	144±7,2 148,5±7,46 % (п=248)	166±8,3 171±8,55 % (п=248)	120±6,03 123±6,15 % (п=140)
АОА II	91,5±4,58 100 % (n=25)	110±5,5 120±6,1 % (п=248)	195±9,75 213±10,65 % (п=248)	258±12,9 282±14,11 % (п=248)	162±8,11 177±8,85 % (п=140)

Примечание: содержание АОА 1 выражали в единицах индексов окисления - отношение оптических плотностей в изопропаноль-ной фазе Е232/Е220;. Содержание АОА 2 - отношение оптических плотностей в изопропанольной фазе Е278/Е220. Различия во всех группах сравнения достоверны (р<0,05), кроме р т-2; р_2-5>0,05 (для АОА I); р_1-2; р_3-5>0,05 (для АОА II).

Таблица 4

Уровень антиокислительной активности сыворотки крови у больных с нестабильностью после тотального эндопротезирования по поводу деформирующего остеоартроза

АОА	Контрольная группа	Пациенты с нестабильностью
		До операции ТЭП	После операции ТЭП			Нестабильность после ТЭП
			на 1-3 сутки	на 10-14 сутки	через 3 месяца
АОА I	97±4,85	113±5,65	138,1±6,91	105,5±5,28	110±5,5	64±3,2
	100 % (п=25)	116±5,8 % (n=18)	142,3±7,12 % (n=18)	109±5,45 % (п=18)	113,4±5,67 % (п=48)	66±3,3 % (п=53)
АОА II	91,5±4,88	108±5,4	186,6±9,33	124±6,2	150±7,5	65±3,25
	100 % (п=25)	118±5,9 % (n=18)	204±10,2 % (n=18)	135,5±6,78 % (п=18)	155±7,75 % (п=10)	67±3,35 % (п=53)

Примечание: содержание АОА 1 выражали в единицах индексов окисления - отношение оптических плотностей в изопропаноль-ной фазе Е232/Е220;. Содержание АОА 2 - отношение оптических плотностей в изопропанольной фазе Е278/Е220. Различия во всех группах сравнения достоверны (р<0,05), кроме р 1-2; рм ; Р 1-5; Р 2-4; Р 2-5; р 4-5 > ,05 (для АОА I); р 1-2 >0,05 (для АОА II).

Согласно полученных нами данных, при исследовании как АОА 1, так и АОА 2 сыворотки крови у пациентов обеих групп до операции данные показатели превышали соответствующие значения в группе здоровых (группа контроля).

Выявлена различная динамика уровня анти-окислительной активности в постоперационном периоде у пациентов с благоприятным течением и с развитием нестабильности компонентов эндопротеза в последующем: повышение уровня АОА на 10-14 сутки наблюдалось при благоприятном течении послеоперационного периода; у пациентов с нестабильностью компонентов эндопротеза повышение уровня антиокислительной активности выявлялось на 1-3 сутки и носило кратковременный характер с последующим быстрым снижением. При развитии нестабильности уровень антиокислительной активности резко падал даже по сравнению с группой контроля - в 1,49 раз для АОА 1 и в 1,47 для АОА 2.

Выявленные нами изменения в системе «ПОЛ-АОС» после операции первичного тотального эндопротезирования как при благоприятном течении, так и при развитии нестабильности компонентов эндопротеза на ранних сроках после операции, вероятно, связаны с влиянием операционной травмы и являются общебиологической реакцией на операционную травму как «стресс-фактор». В дальнейшем же при благоприятном течении послеоперационного периода мощность антиоксидантной системы достаточна для подавления гиперпродукции изопропанолрастворимых и гептанраство-римых липопероксидов, в результате чего не происходит тотального повреждения клеточных мем- бран и восстановительные процессы протекают более интенсивно, что приводит к восстановлению равновесия в системе. При хронической травмати-зации периартикулярных тканей происходит нарастание выраженности асептического воспалительного процесса, развивается фагоцитарная активация с гиперпродукцией активных форм кислорода, гиперпродукцией провоспалительных цитокинов. В этих условиях мощности антиоксидантной системы «не хватает», чтобы подавить «лавинообразный» рост всех категорий липопероксидов в результате чего отсутствует стабилизация в системе «ПОЛ-АОС» и развивается «окислительный стресс», приводящий к суммации повреждающего действия активных кислородных субстанций, нарастанию необратимых повреждений клеточных мембран, гипоксии и прогрессированию асептического воспалительного процесса, что, вероятно, и приводит к развитию нестабильности имплантатов. Исследование динамики изменения содержания всех категорий липопероксидов на фоне параллельного изучения суммарной антиокислительной активности как до, так и на протяжении длительного срока после тотального эндопротезирования, при благоприятном и осложненном нестабильностью имплантов течении в сроки до 5 лет после операции ранее не проводились в России и за рубежом. Данное исследование имеет для практической медицины большое не только диагностическое значение, но и необходимо для разработки рекомендации по созданию схем антиоксидантной терапии в послеоперационном периоде с целью профилактики этого осложнения тотального эндопротезирования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

Таким образом, полученные нами данные показали, что у пациентов с деформирующим остеоартрозом тазобедренного сустава значительно повышен уровень липопероксидации. Выявлена зависимость развития нестабильности компонентов эндопротеза после тотального эндопротезирования у больных деформирующим коксартрозом на фоне прогрессивно нарастающего значительного увеличения содержания первичных, вторичных и конечных продуктов липопероксидации, снижения аскорбатиндуцированного ПОЛ.

При развитии нестабильности компонентов эндопротезов мощности АОА I и АОА II сыворотки крови было недостаточно для блокирования лавинообразного нарастания ПОЛ:

• -    уровень содержания всех категорий липо-пероксидов в сыворотке крови повышался в динамике до 333-704 % по отношению к группе контроля;

• -    активность аскорбат-индуцированного ПОЛ снижалась, составляя лишь 66 %, (АОА I) и 67 % (АОА II) от группы контроля.

ВЫВОДЫ

• 1.    Сдвиги содержания продуктов ПОЛ, АОС достоверно различаются у пациентов с благоприятным течением, у пациентов с последующим развитием нестабильности и у пациентов при клинико-рентгенологически доказанной нестабильности эндопротеза.

• 2.    Сопоставительный анализ клиникорентгенологических и биохимических признаков показал их высокую значимость при сочетанном

• 3.    Разработанные биохимические критерии позволяют в совокупности с клинико-рентгенологическими данными достоверно установить наличие нестабильности компонентов эндопротеза после их имплантации по поводу деформирущего коксартроза.

применении для повышения уровня ранней диагностики нестабильности эндопротеза тазобедренного сустава.