Влияние ГБО на минеральную плотность костей в месте перелома

Анализ клинических и экспериментальных исследований отечественных и зарубежных ученых указывает на полное отсутствие научных работ, посвященных изучению роли гипербарической оксигенации в комплексном лечении травматологических больных с закрытыми диафизарными переломами костей конечностей в условиях чрескостного остеосинтеза по Илизарову.

Значительный вклад в обоснование клинического использования ГБО при травматических повреждениях конечностей принадлежит А.Ф. Краснову и Н.Ф. Давыдкину (1991). По их мнению, включение гипербарической оксигенации в комплекс лечения пострадавших с переломами показано в тех случаях, когда по локализации, тяжести и характеру перелома предполагается замедленное формирование костной мозоли. Применение ГБО у больных с переломами костей конечностей, по их данным, сни-

жает выраженность общей воспалительной реакции на травму. При этом улучшаются условия для репаративных процессов, что обеспечивает статистически достоверное сокращение сроков заживления мягких тканей, сращения костных отломков, более раннее восстановление трудоспособности больных. В то же время в данных работах отсутствует объективная и достоверная информация, подтверждающая воздействие ГБО на костный регенерат.

Наше исследование проводилось с целью количественной оценки влияния гипербарической оксигенации на сращение костных отломков и включало анализ денситометрической плотности области регенерата на рентгеновском двухэнергетическом костном денситометре фирмы «Gen-eral Electric Medical Systems/Lunar» серии DPX, модель NT с программой enCoreTM2002 у больных с переломами костей голени в условиях лечения по методу Илизарова.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Наблюдения проведены на 23 мужчинах и женщинах 20-50 лет, имевших диафизарные переломы костей голени. Чрескостный остеосинтез осуществляли по Г.А. Илизарову. Контролем служила группа больных с такими же переломами, не проходивших курс ГБО.

ГБО-терапия проводилась в барокамере БЛКС-303МК один раз в сутки под давлением 1,4-1,8 Ата. Продолжительность сеанса 60 минут, время изопрессии – 40 минут. Общее количество сеансов – 5 или 10. ГБО назначали на 3-й, 15-й или 20-25-й дни после перелома при наличии повышенного исходного уровня адреналина.

Измерения минеральной плотности (МП) выполняли в стандартных точках: во всем теле и поясничном отделе позвоночника. После обсле-

дования всего тела методом локального анализа выделяли область перелома и симметричный участок на противоположной конечности. В позвоночнике, наряду с МП (г/см2), определяли суммарное содержание минералов в граммах в каждом позвонке, а также общее их количество в L2-L4. Затем производился автоматический обсчет результатов. Все сравнения результатов производили, используя суммарное количество минералов, так как оно более точно отражает изменения, чем МП.

В качестве инструмента вычислений использован пакет статистического анализа и встроенные формулы расчетов компьютерной программы Microsoft® Excell (Microsoft® Office 1997 – Professional Runtime).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Контрольная группа. В нее было отнесено аналогичное количество больных с диафизарными переломами костей голени, не получавших сеансы ГБО. В конечности, противоположной той, где имелся перелом, МП не изменялась в течение всего времени наблюдения. В месте перелома на третий день МП была снижена на 8 % (табл. 1). На восьмой день (он соответствует завершению пяти сеансов ГБО) деминерализация составила 14 %. Через 3 месяца МП была меньше нормы на 7 %.

Группа больных, получивших пять сеансов ГБО. Перед началом сеансов ГБО в конечности, противоположной травмированной, плотность не изменена по сравнению с контрольной группой, а в области перелома на травмированной конечности МП снижена на 7 % (табл. 1). После пятого сеанса ГБО отмечено снижение МП до 11 %, но в течение следующих трех месяцев она существенно возросла (деминерализация составила только 4 %).

Группа больных, получивших 10 сеансов ГБО. В интактной конечности МП была стабильной и не отличалась от контрольной группы. В травмированной конечности на третий день после перелома МП меньше противоположной на 9 %, с 10-го сеанса – на 8 %. В течение последующих трех месяцев МП полностью восстановилась (табл. 1).

Таким образом, ГБО на протяжении пяти сеансов вследствие усиления обменных процессов в тканях ускоряло процесс деминерализации, которая является необходимым моментом для начала регенерации (без обнажения органической основы перелом не может начать срастаться). После наступления этого момента регенерация протекает быстрее: после 10 сеансов ГБО стимулировался как процесс деминерализации, так и регенерации, в силу чего сразу после окончания сеансов де-

фицит минералов составил 8 %, а через 3 месяца после сеансов ГБО полностью восстановился.

Применение ГБО на 7-15-й день после перелома. В конечности, противоположной травмированной, МП была без изменений. В больной конечности в месте перелома накануне сеансов ГБО МП снижена на 23 % (табл. 2). Это закономерное явление после переломов. Можно предположить, что убыль такого количества минералов вполне достаточна для соприкосновения органической основы и ГБО стимулирует главным образом репаративное костеобразование, в силу этого сразу после завершения сеансов ГБО дефицит минералов составил 13 %, а через 3 месяца – 7 %. Эти результаты указывают на устойчивый эффект ГБО на репаративный процесс.

Применение ГБО на 20-25-й день после перелома. Это время, когда концы костных фрагментов были максимально деминерализованы (по данным нашего исследования на 30 %). На таком фоне эффект от ГБО оказался максимальным, а МП после завершения сеансов близкой к норме (95 %). Через 3 месяца МП не отличалась от нормы (табл. 2).

Влияние ГБО на содержание минеральных веществ в позвоночнике. Эффективность применения ГБО на 3-й день после перелома. В контрольной группе на 3-й день после перелома содержание минеральных веществ (СМВ) в поясничном отделе позвоночника было снижено на 5 % (у здорового человека суммарное содержание минералов в L₂–L₄ составляет 60,777 2,289 г, МП – 1,273 0,036 г/см²). На 8-й день (соответствует пятому сеансу ГБО) СМВ было снижено на 10 %. Через 3 месяца эта величина составила 3 %. После пяти сеансов ГБО СМВ в позвоночнике, по сравнению с контрольной группой, было меньше на 5,6 %. Через 3 месяца не отличалось от контроля (табл. 3).

После 10 сеансов наблюдалось увеличение СМВ на 8,3 %.

Эффективность применения ГБО на 20-25-й день после перелома. В контроле в эти дни уже намечается тенденция к увеличению СМВ (2,6 %). В течение последующих 10 дней оно увеличивается на 4,1 %. Через три месяца минералов было больше на 3,8 %. Применение ГБО на фоне сниженного СМВ привело к увеличению СМВ на 10,4 % по сравнению с контролем. Через три месяца СМВ было нормальным.

Таким образом, ГБО не только стимулирует репаративный процесс, но и нормализует МП в деминерализованных костях.

Эффективность применения ГБО на 7-15-й день после перелома. В контрольной группе на 7-15-й день после травмы СМВ в позвоночнике было меньше, чем на третий день, на 11 %. На протяжении последующих десяти дней СМВ продолжало снижаться до 83 %. По сравнению с данным контролем после десяти сеансов ГБО наблюдалась отчетливо выраженная тенденция к нормализации – СМВ больше на 14,4 % (табл. 4). Эффект оказался стойким.

Минеральная плотность (г/см2) в месте перелома в зависимости от числа сеансов ГБО (М±SD)

Таблица 1

Время обследования	n	Контроль		Больные
				5 сеансов ГБО		10 сеансов ГБО
		Перелом	Противоположная конечность	Перелом	Противоположная конечность	Перелом	Противоположная конечность
До ГБО	13	1,448 0,035	1,574 0,032	1,444 0,038	1,553 0,053	1,377 0,020	1,513 0,069
После последнего сеанса	12	1,346 0,059	1,565 0,022	1,404 0,044	1,577 0,031	1,437 0,013	1,562 0,037
Через 3 месяца после травмы	12	1,442 0,040	1,551 0,044	1,487 0,022	1,549 0,074	1,538 0,033	1,543 0,041

Примечание: контроль – больные, не получавшие сеансы ГБО

Таблица 2

Минеральная плотность (г/см2) в месте перелома в зависимости от дня начала сеансов ГБО (число сеансов 10; М±SD)

Время обследования	n	Контроль		День после перелома
				7-15		20-25
		Перелом	Противоположная конечность	Перелом	Противоположная конечность	Перелом	Противоположная конечность
До ГБО	6	1,212 0,055	1,574 0,032	1,168 0,072	1,516 0,055	1,085 0,037	1,558 0,028
После последнего сеанса	7	1,362 0,034	1,565 0,022	1,328 0,024	1,529 0,034	1,473 0,024	1,541 0,057
Через 3 месяца после травмы	6	1,427 0,040	1,551 0,044	1,411 0,038	1,533 0,042	1,519 0,042	1,528 0,035

Примечание к таблицам 2 и 3: контроль – больные, не получавшие сеансы ГБО; n число пациентов во всех группах.

Таблица 3

Минеральная плотность (г/см2) поясничного отдела позвоночника (L2-L4) в зависимости от числа сеансов ГБО (М±SD)

Время обследования	n	Контроль		Больные
				5 сеансов ГБО		10 сеансов ГБО
		Всего минералов (г)	МП (г/см2)	Всего минералов (г)	МП (г/см2)	Всего минералов (г)	МП (г/см2)
До ГБО	13	57,738 2,774	1,209 0,044	57,621 2,281	1,195 0,034	57,211 2,317	1,176 0,051
После последнего сеанса	12	54,693 2,701	1,146 0,038	51,630 1,283	1,031 0,041	59,240 2,289	1,238 0,060
Через 3 месяца после травмы	12	58,954 2,853	1,235 0,025	58,785 2,111	1,198 0,029	59,920 2,342	1,241 0,032

Таблица 4

Минеральная плотность поясничного отдела позвоночника (L2-L4) в условиях применения ГБО (10 сеансов; М±SD)

Время обследования	n	Контроль		7-15 день после перелома
		Всего минералов (г)	МП (г/см2)	Всего минералов (г)	МП (г/см2)
До ГБО	6	51,386 2,343	1,076 0,034	51,471 2,172	1,056 0,038
После последнего сеанса	7	47,923 2,701	1,003 0,048	54,825 2,036	1,147 0,041
Через 3 месяца после травмы	6	57,675 1,853	1,203 0,025	58,900 2,001	1,246 0,037

Примечание к таблицам 4 и5: контроль – больные, не получавшие сеансы ГБО

Таблица 5

Состояние минеральной плотности (МП, г/см2) поясничного отдела позвоночника (L2-L4) в условиях применения ГБО (10 сеансов; М±SD)

Время обследования	n	Контроль		20-25 день после перелома
		Всего минералов (г)	МП (г/см2)	Всего минералов (г)	МП (г/см2)
До ГБО	6	52,722 1,626	1,104 0,094	52,486 1,123	1,179 0,087
После последнего сеанса	7	53,492 1,701	1,119 0,098	59,100 4,667	1,235 0,024
Через 3 месяца после травмы	6	53,338 1,853	1,117 0,125	60,732 3,782	1,206 0,124

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Нами обнаружено, что стимулирующий репаративный процесс эффект ГБО отчетливо выявляется при 10 сеансах. Наиболее отчетливая стимуляция костеобразования наблюдалась, если сеансы назначали на 7-15-й и 20-25-й дни после перелома. Как показали наши многочисленные наблюдения [1] в условиях чрескостного остеосинтеза МП у концов костных отломков непрерывно снижается и достигает минимального значения (70 %) на 21-й день, что создает максимально благоприятные условия для соприкосновения органической основы и активного течения репаративного процесса. Действие ГБО при пяти сеансах было направлено в основном на ускорение деминерализации.

Вопрос о механизме действия гипербарической оксигенации (ГБО) до сих пор остается до конца не изученным, хотя и имеется ряд основополагающих работ [2-7]. Ведущая роль в происходящих изменениях принадлежит специфическим и неспецифическим адаптационным реакциям организма [3-5]. В большей мере изучены прямые влияния на здоровый и больной организм. Неспецифические реакции обусловлены деятельностью симпатоадреналовой системы [5-7].

Изменение кровообращения и уменьшение скорости лимфотока после травмы приводили к дополнительному (помимо гематомы) сдавлению тканей отечной жидкостью. В силу этого остеогенные клетки находились в условиях гипоксии, которая сопровождалась гликолизом – обменом веществ, менее выгодным в энергетическом отношении. Это отражалось на скорости перестройки костных отломков, так как нормальная функция остеобластов возможна лишь при хорошей их оксигенации. ГБО положительно влияла на общую гемодинамику, снимала спазм сосудов в зонах ишемии, улучшала капиллярный кровоток, способствовала развитию коллатералей [7].

Нормализация местного кровообращения под влиянием ГБО приводила к снятию гипоксии, усилению интенсивности обмена веществ в тканях места перелома, что способствовало нормализации репаративного процесса [7].

Пролиферация клеток и синтез коллагена зависят от активности биоэнергетических процессов. В первые три дня после травмы она увеличивалась под влиянием повышенной концентрации цАМФ, происходило напряжение адренергических механизмов, что сопровождалось ингибированием деления клеток [8]. После третьего сеанса ГБО содержание цАМФ снижалось, увеличивалось цГМФ, что сопровождалось подключе-

нием холинергических механизмов.

Рефлекторные механизмы, включающиеся в нейрогуморальную систему посредством гипе-роксического раздражения нейрорецепторов (механо-, хемо- и адренорецепторов), распространяют регуляторное и/или ингибирующее влияние на функциональную, метаболическую и морфогенетическую активность клеток-мишеней.

Гипербарическая оксигенация усиливала анаболические процессы в поврежденных тканях и снижала активность катаболических. Нормализация фосфорно-кальциевого обмена способствовала перестройке формирующейся костной мозоли в кость в оптимальные сроки. В силу этого при переломах происходила нормализация репаративного остеогенеза [7].

При ГБО повышается резистентность к повреждающим факторам и поддерживается жизнеспособность целостного организма. Это достигается путем изменения нейрогуморальной регуляции, ферментативной активности, воздействия на противовоспалительные механизмы и иммунореактивный статус в целом; приближения разбалансированных параметров гомеостаза и метаболизма к физиологической норме [7].

При первых сеансах ГБО нами отмечен отчетливо выраженный стрессорный эффект в силу чего активнее происходила деминерализация. На это указывало увеличения концентрации гормонов стресс-группы, но уже после четвертого сеанса выявлен стресспротекторный эффект [7]. Он обусловлен активацией анти-окислительной активности и оптимизацией основных газовых показателей крови.

Образованию органической основы регенерата способствовала повышенная концентрация соматотропина, стимулирующего анаболические процессы. При одновременном действии соматотропина и паратирина активизировалась пролиферация остеогенных клеток, превращение клеток-предшественников в остеобласты, усиливалась биосинтетическая активность для образования костной ткани [1].

В предыдущих наших исследованиях [1, 7, 9] мы наблюдали увеличение цГМФ, который стимулировал освобождение лизосомальных энзимов и гистамина, приводил в движение клеточный пул и стимулировал пролиферацию клеток костного мозга. Индукторы пролиферации клеток, взаимодействуя с рецепторами мембран, усиливали транспорт ионов внутрь клеток.

Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект 04-07-96030.