Особенности перекисного окисления липидов при чрескостном дистракционном остеосинтезе на внутрикостном стержне в эксперименте

В последние десятилетия наиболее адекватным методом устранения нарушения длины и формы конечностей является лечение методом чрескостно-го остеосинтеза, предложенного Г.А. Илизаровым. Несмотря на достигнутые успехи при лечении больных ортопедического профиля, продолжается усовершенствование этого метода в клинике и эксперименте. В последние годы для удлинения конечностей используются интрамедуллярные штифты различных конфигураций в сочетании с чреско-стными аппаратами. Известно, что любое вмешательство на скелете вызывает существенные изменения во внутренней среде организма, связанные с проявлениями процессов адаптации к внешнему фактору [4]. При всем разнообразии различных по силе и качеству раздражителей в организме в ответ на их действие происходят общие неспецифические изменения всех звеньев метаболизма, при этом значительная роль в развитии ответных реакций отводится перекисному окислению липидов (ПОЛ). Перекисное окисление индуцируется высокореактивными свободными радикалами - активизированными кислородными метаболитами [8, 10]. Свободнорадикальное окисление в незначительной степени происходит во всех клетках в норме, обес- печивая быструю модификацию структуры и свойств мембран, изменяя мембранозависимые процессы [3]. При развитии любой стресс-реакции отмечается существенный рост свободнорадикального окисления и активации ПОЛ, что, по мнению многих авторов, имеет важное адаптивное значение в начальной стадии реакции адаптации [1, 5]. Однако в итоге длительного стрессорного воздействия ПОЛ может превращаться в общее звено патогенеза [6]. Поэтому в организме существует защитная система, ограничивающая развитие перекисного окисления - антиоксидантная система (АОС), которая включает в себя специализированные ферментные и неферментные антиоксиданты, что позволяет отнести АОС к одной из стресс-лимитирующих систем организма [6]. Постоянное образование активизированных кислородных метаболитов в живых организмах уравновешено дезактивацией антиоксидантами, поэтому для поддержания гомеостаза необходима непрерывная регенерация антиоксидантной способности [7]. Цель настоящего исследования состояла в том, чтобы изучить особенности, происходящие в системе ПОЛ–АОС при чрескостном дистракционном остеосинтезе на внутрикостном стержне.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Изучались показатели ПОЛ и АОС у 25 беспородных собак, разделенных на 3 группы: 1-я группа – удлинение плеча на стержне (n=11); 2-я – удлинение плеча без стержня (n=7); 3-я – удлинение плеча после разрушения костного мозга (n=7). Для сравнительной оценки использовали группу животных с удлинением голени (4-я группа).

Объектом исследования служили плазма и эритроциты крови. Забор крови проводили до операции, на 5-е сутки после операции, 14-е, 28-е сутки дистракции, 30-е сутки фиксации. Оценку интенсивности процессов ПОЛ осуществляли путем измерения в плазме крови содержания первичных (диеновые конъюгаты ДК) и вторичных (малоновый диальдегид МДА) продуктов ПОЛ. Содержание ДК определяли спектрофотометрически по разности оптической плотности между опытной и контрольной пробами при длине волны 232 нм [9]. Определение МДА проводили методом Стальной [9]. Концентрацию ДК и МДА выражали в нмоль/мг липидов плазмы крови. Содержание общих липидов определяли с помощью наборов реактивов фирмы «Лахема» (Чехия). АОС оценивали, изучая активность фермента супероксиддисму-тазы (СОД; КФ. 1.15.1.1) модифицированным методом Nishikimi N. [2]. Для нахождения достоверности различий с нормой использовали непараметрические критерии рандомизации (R; для малых выборок n<12) и Вилкоксона (W; выборки умеренной численности n>12) для независимых выборок. Для нахождения межгрупповых различий использовали непараметрический критерий Крускала-Уоллиса (KW).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В таблицах 1-3 представлены результаты исследования системы ПОЛ-АОС в процессе эксперимента.

Изменение концентрации диеновых конъюгат представлено в таблице 1. Достоверные различия содержания ДК в плазме крови между экспериментальными группами прослеживались на 28-е сутки дистракции. Так, их уровень в 1-й, 2-й, 4-й группах статистически значимо отличался от 3-й группы соответственно на 150 % (p R =0,03), 166 % (p R =0,02) и 454 % (p R =0,02). На 30-е сутки фиксации концентрация диеновых конъюгат во всех группах животных достоверно не отличалась.

Таблица 1

Динамика диеновых конъюгат (нмоль/мг липидов) в плазме крови собак в ходе эксперимента (медиана; 0,25-й  0,75-й процентиль; объем выборки;

уровень значимости)

Срок	1 группа	2 группа	3 группа	4 группа
до операции	1,54 (0,90 2,80) n=19
5-е сутки после операции	1,92 1,54 7,54 n=7	2,64 1,89 3,48 n=7	1,67 1,01 3,98 n=6	3,58 2,74 4,17 n=9
14-е сутки дистракции	1,59 1,44 2,10 n=9	2,65 1,46 3,78 n=7	1,80 1,65 2,54 n=6	5,491,3 3,33 5,86 n=7 p R =0,011,3
28-е сутки дистракции	2,843 1,72 3,29 n=8 p R =0,03	2,983 2,43 3,37 n=6 p R =0,02	1,12 0,83 2,45 n=6	6,213 5,61 6,94 n=4 p R =0,02
30-е сутки фиксации	2,76 1,20 4,80 n=4	2,23 1,61 3,96 n=4	2,45 1,43 2,57 n=3	2,93 1,92 2,94 n=3

Примечание: верхний индекс указывает на достоверные различия между группами при отмеченных уровнях значимости.

Сравнение динамики концентрации малонового диальдегида в плазме крови животных всех групп (табл. 2) показало, что в целом уровень МДА в ходе эксперимента между группами не отличался. Незначительные межгрупповые различия были отмечены в постоперационный период. Так, у животных 1-й и 4-й групп содержание МДА в плазме крови на пятые сутки после операции было выше, чем в 3-й группе. К 28-м суткам дистракции во всех группах наблюдалось повышение содержания малонового диальдегида плазмы. На 30-е сутки фиксации уровень МДА находился в пределах дооперационных значений.

Таблица 2

Динамика малонового диальдегида (нмоль/мг липидов) в плазме крови собак в ходе эксперимента (медиана; 0,25-й  0,75-й процентиль; объем выборки;

уровень значимости)

Срок	1 группа	2 группа	3 группа	4 группа
до операции	0,95 (0,68 1,15) n=19
5-е сутки после операции	1,603 1,02 2,10 n=7 p R =0,023	1,30 0,67 2,29 n=7	0,84 0,49 1,04 n=6	1,683 1,41  1,69 n=9 p R =0,0023
14-е сутки дистракции	0,88 0,74 1,14 n=9	1,00 0,73 1,41 n=7	1,36 1,09 1,41 n=6	1,55 1,15 2,00 n=7
28-е сутки дистракции	1,21 0,98 1,51 n=8	1,25 1,12 1,62 n=6	1,52 1,37 1,85 n=6	1,70 1,45 1,80 n=4
30-е сутки фиксации	0,71 0,50 1,03 n=4	1,03 0,95 1,27 n=4	0,93 0,77 1,22 n=3	1,37 1,11  1,63 n=3

Примечание: верхний индекс указывает на достоверные различия между группами при отмеченных уровнях значимости.

Существенные различия между группами были отмечены для активности СОД в эритроцитах (табл. 3). Отличительной особенностью изменения данного показателя явилось выраженное снижение фермента в эритроцитах животных 1-й группы. Так, на 14-е сутки дистракции содержание СОД в эритроцитах 1-й группы животных было статистически значимо ниже по сравнению с тремя другими (pKW=0,05). Уровень фермента в первой группе был достоверно ниже уровня 2-й и 3-й групп и на 28-е сутки дистракции. Наиболее стабильной в ходе всего эксперимента сохранялась активность СОД в эритроцитах животных 3-й группы. На 30-е сутки фиксации значимых различий уровня супероксиддисмутазы между группами и контролем не было.

На наш взгляд, снижение активности СОД в ходе дистракции в 1-й группе животных могло быть вызвано тремя причинами: 1) расходованием этого фермента в условиях повышенного образования свободных радикалов в результате постоянного травмирующего воздействия внутрикостного стержня; 2) ингибированием СОД, как металлопротеида, компонентами вещества, из которого состоит стержень; 3) ингибированием каталитической активности супероксиддисмута-зы продуктами реакции дисмутирования [11].

Таблица 3

Динамика ферментативной активности (мкМ НСТ–1*10⁹ Эр/мин) супероксиддисмутазы в эритроцитах крови собак в ходе эксперимента (медиана; 0,25-й  0,75-й процентиль; объем выборки;

уровень значимости)

Срок	1 группа	2 группа	3 группа	4 группа
до операции	34,1 21,0 48,9 n=10
5-е сутки после операции	9,23 8,1 12,7 n=5 p R =0,023	13,7 13,0 19,8 n=5	31,9 15,1 51,0 n=5	9,43 6,9 11,6 n=9 p R =0,0083
14-е сутки дистракции	13,4 7,7 13,8 n=9	31,11 24,8 38,6 n=5 p R =0,0081	28,91 18,9 29,9 n=5 p R =0,041	16,21,2 11,8 19,5 n=7 p R =0,031
28-е сутки дистракции	12,8 10,4 18,2 n=8	44,91 34,6 45,3 n=4 p R =0,051	30,11 11,6 50,4 n=5 p R =0,041	18,4 13,6 23,8 n=3
30-е сутки фиксации	23,1 17,5 28,7 n=4	27,2 22,7 31,4 n=4	42,3 24,4 45,3 n=3	24,2 23,6 25,9 n=3

Примечание: верхний индекс указывает на достоверные различия между группами при отмеченных уровнях значимости.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, сравнительный анализ концентрации продуктов перекисного окисления, отражающих интенсивность ПОЛ, не выявил отличий в их динамике при дистракции и фиксации во всех группах. Это еще раз подтверждает точку зрения о том, что активация ПОЛ является неспецифичным проявлением адаптационной реакции организма в ответ на стресс любого генеза. Однако, как показали проведенные исследования, активация перекисного окисления по-разному сказывалась на состоянии АОС. Осо- бенно ярко это отмечалось в первой экспериментальной группе, где использование внутрикостного стержня явилось дополнительным травмирующим фактором, что, в отличие от других групп, привело к выраженному ингибированию ферментативного звена АОС. Данное обстоятельство, по нашему мнению, надо учитывать при планировании длительности сроков дистракции и фиксации на внутрикостном стрежне. Кроме того, возникает необходимость использования антиоксидантов в процессе лечения.