Автореферат и диссертация по медицине (14.03.03) на тему:Антиоксидантная коррекция окислительного стресса при резекционных дефектах костей и ее роль в репаративной регенерации

00504990** Ндправах рукописи

ДЖАФАРОВ АЛТАЙ АХВЕРДИ ОГЛЫ

АНТИОКСИДАНТНАЯ КОРРЕКЦИЯ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА ПРИ РЕЗЕКЦИОННЫХ ДЕФЕКТАХ КОСТЕЙ И ЕЕ РОЛЬ В РЕПАРАТИВНОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ

(экспериментально-клиническое исследование)

14.03.03 - Патологическая физиология 14.01.15 — Травматология и ортопедия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва - 2013

14 ФЕВ 2013

005049964

Работа выполнена в отделении костной патологии Азербайджанского научно-исследовательского института травматологии и ортопедии, проблемной лаборатории биологического факультета Бакинского государственного университета и Башкентском Университете Турецкой Республики.

Научный руководитель:

Доктор медицинских наук, профессор,

Заслуженный деятель науки Вердиев Вагиф Гамбай оглы

Официальные оппоненты: Морозов Сергей Георгиевич

Доктор медицинских наук, профессор, член- корреспондент РАМН

заведующий лабораторией нейроиммунохимии Федерального государственного бюджетного учреждения «НИИ общей патологии и патофизиологии» РАМН Ярыгин Николай Владимирович доктор медицинских наук,

профессор, заведующий кафедрой медицины катастроф Московского государственного медико-стоматологического университета им. А.И. Евдокимова

Ведущая организация: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Российский университет Дружбы Народов.

Защита диссертации состоится «Л*» февраля 2013 года на заседании Диссертационного совета Д001.003.01 при Федеральном государственном бюджетном учреждении «Научно- исследовательском институте общей патологии и патофизиологии » Российской Академии Медицинских Наук, по адресу: 125315. Москва. Балтийская ул. 8

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института

Автореферат разослан » января 2013 года

Ученый секретарь Диссертационного совета

кандидат медицинских наук Скуратовская Лариса Николаевна

Актуальность темы. Изучению диагностики и лечения доброкачественных опухолей и дисплазии костей посвящено немало отечественных и зарубежных работ (Волков, 1985; Вердиев, 1990, 1993; Нестеров, 1996; Бурдыгин и др., 1998; Бережный и др., 1999; Ковалев и др., 1999; Грунтов-ский, Колесниченко, 2000; Lichtenstein 1977). Но, несмотря на достигнутые успехи в этой области следует признать, что пока распознавание костных опухолей на ранних стадиях заболевания представляется довольно трудоемким и сложным процессом, что приводит к высоким диагностическим ошибкам.

При лечении больных с опухолевыми и предопухолевыми заболеваниями костей, удаление опухолевых очагов в пределах здоровой ткани часто приводит к возникновению обширных костных дефектов, нередко требующих замещения (Петров, 1992; Тенилин и др., 1998).

У всех способов замещения дефекта, возникающего после удаления доброкачественных опухолей (ДО) и дисплазий костей (ДПК), имеется ряд серьезных недостатков: они весьма травматичны, дают высокий процент гнойных осложнений и отторжений трасплантата, а также характеризуются длительностью общего срока лечения (Каплунов А.Г., Каплунов O.A., 1997 Windhager et al., 1998).

Известно, что при переломах, травмах, удалении доброкачественных опухолей и опухолеподобных образований костей, а также после замещения дефектов в тканях создается гипоксия, нередко ишемия, в результате которых накапливается биогенные амины, недоокисленные метаболиты -пируваты, лактаты и масляная кислота. Данные промежуточные продукты метаболизма способствуют развитию местного ацидоза с накоплением ионов водорода, фосфата и аденозина, активации ксантин-ксантинок-сидазной реакции и генерации лейкоцитами свободных радикалов кислорода (Корж, 1979; Биленко, 1989; Словентатор и др., 1996; Бритвин и др., 1998; De Cavanah et al., 2002).

Вышеперечисленные условия создают предпосылки к интенсификации перекисного окисления липидов (ПОЛ) и накоплению его продуктов в поврежденных тканях (Jones et al., 2003).

Все сказанное дает серьезное основание предполагать, что накопление продуктов ПОЛ при дефектах, образующихся после удаления ДО и ДПК, может быть существенным звеном в механизме повреждения тканей, развития постоперационных осложнений и отторжения трансплантатов.

Анализ имеющихся в литературе данных показывает, что систематические исследования по изучению особенностей развития ПОЛ в тканях при дефекте костей, возникающем после удаления ДО и ДПК еще не проводились.

Поэтому для получения более полной информации о механизме повреждения разных тканей при дефекте костей создалась необходимость

в проведении исследований и в эксперименте. Во время экспериментов у животных с моделированным дефектом возможно было изучить изменение структурной динамики интенсивности ПОЛ, АОА в разных тканях, испытание действия природных и синтетических антиоксидантов, влияние их на остеогенез. Результаты этих исследований помогут разработать меры, улучшающие восстановительные процессы при дефекте костей,ускоряющие сращивание трансплантатов и предотвращающие послеоперационные осложнения.

Цель и задачи исследования: Целью являлось изучение изменений интенсивности перекисного окисления липидов (ПОЛ) и его регуляторных систем при дефекте костей у подопытных животных и у больных, а также определить значение коррекции ПОЛ антиоксидантами в репаративной регенерации костей.

В соответствии с поставленной целью необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить кинетику изменения интенсивности ПОЛ в тканях у подопытных животных с моделированным дефектом костей без замещения и с замещением аутотрансплантатом.

2. Исследовать особенности изменения интенсивности ПОЛ в крови у больных после резекции ДО и дисплазий костей без замещения и с замещением аутотрансплантатом.

3. Изучить нарушение эндогенного аутоокислительного статуса при дефекте костей без замещения и с замещением аутотрансплантатом.

4. Исследовать действие различных антиоксидантов на нарушение интенсивности ПОЛ у экспериментальных животных при моделированном дефекте и у больных при резекционном дефекте костей.

5. Изучить влияние антиоксидантов на репаративную регенерацию у подопытных животных при моделированном дефекте костей.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Моделирование дефекта бедренной кости без замещения и с замещением трансплантатом у экспериментальных животных вызывает усиление интенсивности ПОЛ в тканях на месте дефекта, а также в крови и печени. Более резкое усиление интенсивности ПОЛ и ускорение накопления его продуктов установлено в крови у больных с дефектом костей, образовавшимся после резекции доброкачественных

опухолей и дисплазий костей. При дефекте костей с замещенным трансплантатом накопление продуктов ПОЛ происходит значительно интенсивнее, чем без замещения.

2. При моделированном дефекте у экспериментальных животных и резекционном дефекте костей у больных после удаления ДО и ДПК происходит уменьшение антиокислительной активности липидов тканей.

3. В процессе замещения моделированного дефекта трансплантатом интенсификация ПОЛ у экспериментальных животных приводит к ослаблению формирования регенерационной мозоли, что замедляет консолидацию концов ложа и трансплантата.

4. Антиоксидантная коррекция интенсивности ПОЛ при дефекте костей у экспериментальных животных и у больных обусловливает усиление остеогенеза и ускорение репаративной регенерации в стыке трансплантата с материнской костью.

Научная новизна. У экспериментальных животных впервые изучены особенности изменений интенсивности ПОЛ и активности антиокислительной защитной системы в тканях надкостницы, костного мозга, печени и крови при моделированном дефекте без замещения и с замещением аутопластикой. Полученные данные показывают резкое усиление ПОЛ в исследуемых тканях, особенно при замещении дефекта аутотрансплантатом.

Впервые показано, что у экспериментальных животных дефекты костей приводят к уменьшению величин активности СОД и ГПО, антирадикальной активности и содержания эндогенных токоферолов.

Впервые изучено состояние ПОЛ в крови у больных после резекции доброкачественных опухолей и дисплазий костей без замещения и с замещением образовавшегося дефекта трансплантатом. Полученные данные свидетельствуют о резком усилении ПОЛ и накоплении его продуктов, ослаблении антиокислительной активности липидов в крови у больных при дефектах костей, что более резко выражено при замещении дефекта аутопластикой.

Изучены закономерности изменений состояния эндогенной антиокислительной защитной системы при дефектах костей у больных и у экспериментальных животных.

Установлена возможность коррекции ПОЛ и антиокислительной активности (АОА) в тканях и организме различными антиоксидантами при дефектах костей. Впервые исследовано действие таких антиокси-дантов, как оксипиридин (ОПб), селенцистеин и фенозан калия на регуляцию ПОЛ при дефекте костей у животных.

На основе полученных результатов разработан новый комплекс

антиоксидантов, эффективно регулирующий уровни ПОЛ и АОА в организме и тканях при дефекте костей без и с замещением трансплантатом.

Впервые изучено влияние комплекса антиоксидантов на репара-тивную регенерацию и на остеогенез при моделированном дефекте.

Практическая значимость. Результаты проведенных исследований дают возможность выяснить механизм повреждения тканей при дефекте костей с последующим замещением трансплантатом.

Определение содержания продуктов ПОЛ и компонентов антиокислительной защитной системы в крови у больных после удаления ДО и ДПК имеет прогностическое значение о ходе репаративных процессов и поможет своевременному предотвращению ожидаемых постоперационных осложнений.

Разработанный в работе комплекс антиоксидантов эффективно корректирующих ПОЛ и антиокислительную активность (АОА) могут успешно применяться в клинике для ускорения сращивания трансплантатов.

Полученные результаты позволяют рекомендовать включение антиоксидантов в схему медикаментозного лечения больных после удаления ДО и ДПК.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывали на: Республиканской научной конференции, Баку, 1996; Всероссийской научно-практической конференции, Москва, 1998; Республиканской научной конференции, Баку, 1998; Международной научно-практической конференции, посвященной 60-летнему юбилею научно-исследовательского института травматологии и ортопедии, Баку, 2007; Научно-практической конференции, посвященной 85-летнему юбилею общенационального лидера Гейдара Алиева, Баку, 2008.

Структура диссертации. Работа состоит из введения, 4-х глав (обзора литературы, описания материалов и методов исследования, собственных результатов, обсуждения полученных результатов), выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы.

Диссертация содержит страницы машинописного текста, включает 94 рисунка и 17 таблиц. Список литературы включает в себя 369 источников, из которых 279 опубликованы в зарубежных изданиях.

Материалы и методы исследования

Общий план исследования. Работа носит экспериментально-клинический характер. Экспериментальная часть работы выполнена на 238 кроликах-самцах весом 3,0-3,5 кг, породы серая шиншилла. В эксперименте у подопытных животных с моделированным дефектом бедренной кости без замещения и с замещением аутотрансплантатом в

крови, печени, надкостнице и костномозговой ткани исследованы динамика интенсивности ПОЛ и величины АОА а также коррекция их изменений антиоксидантами и ее роль в репаративной регенерации костей.

Подопытным животным на 7, 14, 27, 28, 30, 42, 49, 60 дни опыта вначале провели остеоденситометрию, а затем забивали, после чего брали образцы тканей на исследование изменений интенсивности ПОЛ, величины антиокислитсльной активности. В исследуемых образцах об интенсивности ПОЛ судили по изменению содержания диеновых коньюгатов, гидроперекисей и малонового диальдегида.

Величина АОА оценивалась по изменению активности антиокси-дантных ферментов — глутатионпероксидазы и супероксиддисмутазы, антирадикальной активности и содержания эндогенных токоферолов.

В качестве антиоксидантов в эксперименте использовались а-токоферол, фенозан калия, оксипиридин-6, селенцистеин, СОД.

Клинический материал базируется на 156 больных с доброкачественными опухолями и дисплазиями костей, проходивших обследование в отделении костной патологии Азербайджанского научно-исследовательского института травматологии и ортопедии. Для диагностики ДО и ДПК у больных были использованы клинические, рентгенологические и морфологические методы. У больных проведено исследование по изучению динамики ПОЛ и антиокислительной активности крови, по такой же схеме как в эксперименте на животных. У больных с дефектом костей для коррекции ПОЛ использовались а-токоферол и аскорбиновая кислота.

Больные были распределены по частоте ДО и ДПК различных локализаций, а также по частоте ДО и ДПК различных нозологических форм в зависимости от пола и возраста. Лечение больных ДО и ДПК проводилось оперативным вмешательством. При лечении образовавшиеся дефекты костей устранялись замещением ауто-аллотранс-плантатами (деминерализованным костным матриксом) и методом чрекостного компрессионно-дистракционного остеосинтеза.

Материалы исследования

Методика воспроизведения моделированного дефекта у подопытных животных. В качестве модели, нарушения целостности кости, у наркотизированных подопытных животных создавали стандартный дефект, заключающийся в воспроизведении отверстий диаметром 0,5 см в области внутренней поверхности бедра на границе средней верхней ее трети.

В варианте замещения дефекта аутотрансплантатом на отмеченном сегменте бедренной кости сперва вырезали на всю толщину ком-

пактного слоя пластинку диаметром 0,5 см, а затем она, как трансплантат, обратно вставлялась на свое место и фиксировалась. Введение антиоксидантое. В эксперименте вначале изучалось действие антиоксидантов при раздельном введении их, а затем при комплексном. Из антиоксидантов а-токоферол ацетат в дозе 22мг/кг, ОПб -18, фенозан калия - 26 мг/кг вводили ежедневно внутримышечно, селенцистеин вводился в дозе 2 мг/кг также внутримышечно но через день. В эксперименте СОД животным давали peros в дозе 1500 Маккорд единиц ежедневно. Антиоксиданты подопытным животным вводились в течение 25 дней.

В клинике для коррекции интенсивности ПОЛ больным вводились - токоферолацетат в дозе 600 мг в сутки через день, аскорбиновая кислота в дозе 400 мг в сутки ежедневно внутримышечно в течение 25 дней.

Методы исследования

Определение продуктов ПОЛ. Как указывалось выше, для оценки интенсивности ПОЛ в исследуемых тканях проводили определение содержания диеновых коньюгатов, гидроперекисей и малонового диальдегида.

Для обнаружения продуктов диеновых коньюгатов (ДК) проводили спектрофотометрическую регистрацию УФ поглощения растворов липидов, в 3-х мл смеси метанолгептана. Оптическую плотность регистрировали при 232нм.

Содержание гидроперекисей и малонил диальдегида (МДА) в пробах определяли по методу Asakawa, Matsushita (1980). Активность фермента супероксидцисмутазы определяли по методу, приведенному в работе Михеевича (1994), активность глутатионпероксидазы - по методике Pagliya, Valentine, антирадикальную активность тканей - методом Glevind'a (1963) с использованием стабильного свободного радикала а-дифенил-а-пикрилгидрозила (ДФПГ). Содержание токоферолов определялось по методу de Lumen (1978).

Регистрация остеоденситограммьи В нашей работе для измерения плотности (массы) зоны дефекта и аутотрансплантата, замещающего дефект, использовали двуэнергетический рентгеновский абсорбционный денситометр "HOLOGIC Discover". Участок измерения денситометрии был выбран в виде субрегиона дефекта, замещенного аутотрансплантатом. Для оценки результатов денситометрии использовали следующий критерий: минеральное содержание кости - bonemineral content (ВМС), выраженное в граммах в поперечном срезе кости, костная минеральная плотность — bonemineral dencity (BMD), выраженная в граммах на единицу площади (area - грамм/см2).

Гистологическое исследование.Из декальцинированного материала бедренной кости на всех сериях опыта были взяты кусочки из

следующих зон: зона стыка краев аутотрансплантата с краями дефекта, зона аутотрансплантата, зона регенератов моделированного дефекта без замещения. Микротомные срезы окрашивались гемотоксили-ном-эозином, пикрофуксином по ван Гизону, смесью тионина-пикриновой кислоты и уранином - для определения темпов и характера репарации в различных участках и зонах; метиловым зеленым-пиронином — для оценки интенсивности синтеза и содержания рибо-нуклеотидов.

Статистическая обработка полученных результатов. Статистическую обработку полученных данных проводили с применением интегрированного пакета прикладных программ "Statistica 6" для Windows. Определение достоверности различий средних значений проводилось с помощью t критерия Стьюдента и U критерия Уилкокосона-Манна-Уитни. Достоверными считали различие при р<0,05.

Результаты исследований Общие закономерности изменений интенсивности пере-кисного окисления липидов тканей при дефектах костей. Кинетика накопления продуктов ПОЛ в тканях у экспериментальных животных при моделированном дефекте костей.

Моделированный дефект бедренной кости у экспериментальных животных вызывал заметное усиление интенсивности ПОЛ в исследуемых тканях, о чем свидетельствовало накопление ДК, ГП и МДА в надкостнице, костном мозге, крови и печени. Содержание диеновых коньюгатов после моделированного дефекта в надкостнице через две недели увеличивалось с 0,150 до 0,450 Дгзг/мг липида без замещения, а с замещением до 0,760; в костном мозге без замещения содержание ДК через две недели с 0,095 увеличивалось до 0,320, с замещением до 0,410 Д232/МГ липида.

Моделированный дефект бедренной кости в исследуемых тканях приводил к заметному усилению образования ГП. В надкостнице содержание ГП при моделированном дефекте без замещения в максимуме увеличивалось в 4,4 раза, в костном мозге - в 7,6 раза; в печени - в 2 раза; в крови - в 2,8 раза (рис. 1).

Установлено, что моделированный дефект кости приводил и к увеличению содержания МДА в исследуемых тканях. Характер накопления МДА, выявленный в опытах с моделированным дефектом идентичен тому, что наблюдался при изучении накопления ГП.

Изменение антиоксилительной активности тканей при моделированном дефекте костей у экспериментальных животных.

При моделированном дефекте бедренной кости снижалась ак-

тивность антиокислительных ферментов. Активность СОД в надкостнице в случае без замещения в течение 2-х недель уменьшалась с 280 до 92 мкг/г ткани, при замещении до 62 мкг/г ткани. В костном мозге активность СОД при этом в течение двух недель без замещения уменьшалась с 400 до 180, с замещением до 128 мкг/г ткани.

01234567?

Время, недели

Рис. 1. Изменение содержания ГП в надкостнице у кроликов при моделированном дефекте бедренной кости:

1 - содержание ГП в интактной надкостнице;

2 - содержание ГП к надкостнице при моделированном дефекте костей без замещения;

3 - содержание ГП в надкостнице при моделированном дефекте костей замещенного аутотрансплантатом.

В надкостнице на фоне моделированного дефекта величина активности ГПО за 2 недели без замещения уменьшалась с 65 до 22,8, в случае замещения до 16 нмоль НАДФ/мг белка/мин. При моделированном дефекте костей активность СОД и ГПО в крови и печени изменялась по такой же закономерности как в надкостнице и в костном мозге.

Моделированный дефект вызывал снижение содержания токоферолов в тканях. В случае без замещения дефекта содержание их в течение 3-х недель в надкостнице уменьшалось до 10 мкг/г, в костном мозге до 20, в крови - 18, в печени - 21 мкг/г, а при замещении дефекта аутотрансплантатом в надкостнице уменьшалось от 21 до 6,5 мкг/г, в костном мозге от 33 до 13, в крови с 26 до 16, в печени от 35 до 16 мкг/г. После воспроизведения дефекта величина АРА также в исследуемых тканях значительно уменьшалась.

В случае без замещения дефекта, по сравнению с исходной величиной АРА, в надкостнице за 4 недели уменьшилась в 1,5; в костном мозге - 1,4; в крови - 1,8; в печени - 2,0 раза. При замещении дефекта она в исследуемых тканях уменьшалось в следующих пределах: в надкостнице от 8,4 до 3,8; в костном мозге от 15,1 до 8,6; в крови от 11 до 4,7; в печени от 13 до 6,1 мкмоль/мкэкв.

Изучение особенностей изменений интенсивности перекис-ного окисления липидов и антиокислительной активности крови у больных при дефектах, образовавшихся после резекции опухолей и опухолеподобных образований костей. Клиника, диагностика и лечение больных доброкачественными опухолями и дисплазиями костей.

Следующим этапом нашего исследования было определение закономерности развития процесса ПОЛ и факторов его регуляции в крови больных после удаления ДО и ДПК

Решение этого вопроса было неразрывно связано с установлением точного диагноза у обследованных больных, распределением их по различным нозологическим формам ДО и ДПК; проведением хирургического лечения больных, входящих в различные нозологические группы ДО и ДПК.

Исследования показали, что из различных нозологических форм ДО и ДПК остеобластокпастома (ОБК) выявлена у 41 больных; остеома у 3; остеоидная остеома у 6, хондрома у 13; хондробластома у 5; костно-хрящевой экзостоз у 39; костная киста у 29; дисхондроплазия у 6; фибродисплазия у 14.

У обследованных больных наиболее часто встречались ОБК (26,3%), костно-хрящевой экзостоз (КХЭ) (25%), костная киста (18,5%), хондрома (8,4%), фибродисплазия (8,6%). ДО и ДПК наиболее часто поражались преимущественно длинные трубчатые кости и при этом чаще

кости нижней конечности. В отличие от ОБК и КХЭ костная киста чаще наблюдалась на плечевой кости.

Из статистики различных нозологических форм ДО и ДПК следовало, что из обследованных больных у женщин ОБК, хондрома, хондробластома встречались чаще, чем у мужчин, остеоидная остеома, костно-хрящевой экзостоз, костная киста среди мужчин чаще, чем у женщин. Остеома, остеоидная остеома, хондрома, хондробластома, костная киста и костно-хрящевой экзостоз наиболее часто развивались в возрастной группе до 12-30 лет, дисхондроплазия, фибродисплазия у детей до 15 лет.

Рентгенологические исследования показали, что для больных с ОБК было характерно резкое истончение и ячеистая форма кортикального слоя и развитие опухоли в эпиметафизарном конце длинных трубчатых костей.

Осмотр макропрепарата, удаленного из опухоли больных с ОБК показал, что опухолевая ткань красновато-бурого, реже коричнево-белесоватого цвета, твердой или мягкой консистенции.

Гистологические исследования опухоли ОБК характеризовались наличием большого количества клеток овальной формы с укрупненными гиперхромными ядрами, нередко пронизанных множеством многоядерных симбластов.

Из рентгенограммы больных с КХЭ видно, что он, в основном, развивался из кортикального слоя в виде конуса, локализовался либо в метафизах, либо в эпифизарной пластинке трубчатых костей.

При гистологическом исследовании КХЭ на поверхности опу-холеподобных образований имелся толстый хрящевой слой и гиалиновый хрящ с активным ростом на внутренней стороне, губчатая кость и краевая пластинка переходили в гиалиновый хрящ с гиперплазией хрящевых клеток.

На рентгеновских снимках у больных костной кистой хорошо видна резорбция костей, веретенообразное вздутие и истончение кортикального слоя, деструкция костно-мозговой части кортикального слоя и лизис губчатого вещества. В костных образцах, удаленных из кист микроскопически было установлено, что губчатая кость подверглась песестройки, уплотнением фиброзными костно- мозговыми клетками.

Содержимое костной кисты кровянистая или белесоватого цвета жидкость в которой микроскопически не обнаруживались кистозные элементы.

Обычным местом локализации костных кист являются метафи-зы длинных трубчатых костей.

Из рентгенограммы видно, что при фибродисплазии опухоль локализуется в метафизе и диафизе, пораженные костные трабекулы замещаются фиброзной и остеоидной тканью.

Осмотр макропрепаратов больных с фибродисплазией показывает, что удаленный из нее материал имеет хрящевую природу, образованную из фиброзной ткани и новообразованных костных трабекул.

Лечение больных с различными нозологическими формами ДО и ДПК проводилось оперативным вмешательством

В зависимости от места локализации, опухолевая ткань иссекалась краевой, внутриочаговой и сегментарной резекцией. В ряде случаев у одних и тех же больных проводили краевую и внутриочаговую резекцию. После иссечения опухоли и опухолеподобных образований для замещения дефекта использовали аутотрансплантат, деминерализованные костные матриксы или наложение аппарата Илизарова.

Нередко биохимические и биофизические процессы на месте дефекта создают неблагоприятный фон для консолидации фрагментов и репаративной регенерации. Согласно литературе, одним из таких процессов может быть усиление ПОЛ и накопление его токсических продуктов.

Кинетика накопления продуктов перекисного окисления липи-дов в крови больных при пострезекционных дефектах доброкачественных опухолей и опухолеподобных образований костей.

Установлено, что у больных после удаления ДО и ДПК заметно усиливалась интенсивность ПОЛ в крови, о чем свидетельствовало резкое накопление гидроперекисей (ГП) и МДА. У больных в случае без замещения дефекта, образовавшегося после удаления ОБК костей, увеличение содержания ГП в крови через неделю достигало первого максимума, равного 12 нмоль/мг липида, и через 5 недель доходило до второго максимума при значении 6,2 нмоль/мг липида. При замещении дефекта аутотранс-плантатом содержание ГП через одну неделю устанавливалось при значении 15 нмоль/мг липида, а 5 недель при значении 18,4 нмоль/мг липида.

После удаления ОБК изменение содержания МДА в крови характеризовалось той же кинетикой, что и ГП: обнаружение 2-х максимумов содержания МДА, в случае без замещения дефекта первый максимум установлен через 1 неделю при значении 9,6 нмоль/мг белка, а второй максимум на 5-ой неделе при значении 4,18 нмоль/мг белка. При замещении дефекта уровень первого максимума МДА достигал до 11,4 и второго максимума до 14,4 нмоль/мг белка.

У больных при удалении костной кисты увеличение содержания ГП в крови более заметно было, чем при ОБК. На фоне замещения дефекта первый максимум содержания ГП наблюдался через неделю, а второй -через 5 недель при значениях 17,8 и 19,9 нмоль/мг липида соответственно. Содержание МДА в крови больных после резекции костной кисты в максимумах было 10,2 и 6,2 нмоль/мг белка соответственно. При замещении дефекта содержание МДА через одну неделю в первом максимуме было

13 нмоль/мг протеина, через 5 недель во втором максимуме - 15,8 нмоль/мг протеина. У больных удаление фибродисплазии, костно-хрящевого экзостоза также вызывали существенное усиление интенсивности ПОЛ в крови.

Вышеприведенные данные свидетельствовали о том, что у больных с дефектом костей, образующимся после резекции опухолей и дисплазий, отмечалось заметное усиление интенсивности ПОЛ и накопление его продуктов в крови. При дефекте костей после удаления ДО и ДПК более заметное усиление интенсивности ПОЛ наблюдалось при замещении дефекта костей аутотрансплантатом.

Изменение антиокислительной активности крови у больных при пострезекционных дефектах доброкачественных опухолей и опухолеподобных образований костей.

После удаления ОБК в крови у больных заметно снижалась антиокислительная активность. При пострезекционном дефекте наблюдалось уменьшение активности антиоксидантных ферментов - СОД и ГПО. Активность СОД после удаления ОБК в случае без замещения и с замещением дефекта аутопластикой резко уменьшаясь, к концу 4-ой недели доходила до 220 и 130 мкг/г ткани соответственно. Активность СОД крови у больных к концу опыта так и не смогла подняться до исходного уровня. В этих условиях активность ГПО в случае без замещения дефекта после удаления ОБК в течение 3-х недель уменьшаясь, устанавливалась на уровне 62 нмоль НАДФ/мг белка/мин, что в 1,8 раз ниже активности крови у донора. После этого активность ГПО непрерывно увеличиваясь, через 8 недель доходила до уровня здорового. При замещении дефекта аутотрансплантатом активность ГПО уменьшалась до 30, а затем увеличивалась и через 8 недель устанавливалась на уровне 81 против 111 нмоль НАДФ/мг белка/мин у здоровых.

После удаления ОБК происходило уменьшение содержания токоферолов в крови. В случае без замещения до 4-ой недели содержание токоферолов снижалось с 36 до 19 мкг/г ткани, а при замещении дефекта до 12,2 мг/г ткани.

Удаление ОБК у больных вызывало и снижение антирадикальной активности крови у больных. Антирадикальная активность крови без замещения в течение 4-х недель доходит до 7,2 мкмоль/мк экв, а через 7 недель до уровня здоровых. Замещение дефекта, образовавшегося после удаления ОБК, аутопластикой вызывало значительно большее снижение АРА (до 4,0 мкмоль/мк экв). В этих условиях величина АРА лишь в конце 8 недель устанавливалась на уровне 11 мкмоль/мк экв, что значительно ниже уровня здоровых людей.

Изменение величин компонентов антиокислительной активности крови больных с костной кистой, фибродисплазией и костно-хрящевым эк-

зостозом сходно с наблюдаемыми при удалении ОБК. Уменьшение активности СОД, ГПО, АРА и содержания токоферолов после удаления фибро-дисплазий и костной кисты носят более выраженный характер.

Коррекция перекисного окисления липидов и антиокислительной активности тканей при дефектах костей. Коррекция перекисного окисления липидов у экспериментальных животных при моделированном дефекте костей.

При моделированном дефекте бедренной кости без замещения, раздельно введенные антиоксиданты заметно подавляли накопление ГП в тканях; фенозан калия в надкостнице в максимуме содержание ГП снизил до 6 нмоль/мг липида против 9,6 в контроле. Токоферол-ацетат в этой ткани снизил уровень ГП до 6,4; ОП6 - 6,6; селенцистеин - 7,3 нмоль/мг липида. Комплексное введение антиоксидантов на фоне моделированного дефекта костей без замещения вызывало значительно большее торможение накопления ГП по сравнению с раздельно введенными антиоксидантами.

Аналогичные результаты были получены и на других исследуемых тканях: костном мозге, печени и крови. На фоне моделированного дефекта без замещения усиление образования ГП во всех исследуемых тканях корректировалось и через 6 недель опыта его содержание возвращалось к уровню интактных тканей. При моделированном дефекте без замещения в тканях на месте дефекта, а также в печени и крови накопление вторичных продуктов ПОЛ-МДА также подвергалось корректирующему действию раздельно и комплексно введенных антиоксидантов. Под действием фенозана калия (ФК) в надкостнице содержание МДА в максимуме подавлялось в 1,9 раз; в костном мозге 2,7; печени - 1,7; крови - 1,7 раза. Содержание МДА на фоне моделированного дефекта без замещения после раздельно и комплексно введенных антиоксидантов через 6 недель опыта достигало значения интактных тканей.

Было обнаружено, что антиоксиданты при моделированном дефекте бедренной кости с замещением аутотрансплантатом заметно задерживают снижение величин АРА, содержание эндогенных токоферолов, активность СОД и ГПО в исследуемых тканях. Раздельно введенный ФК с 3-ей недели опыта в надкостнице минимальное значение АРА (в 2 мкмоль/мк экв) увеличивал до 4,0, в костном мозге так же на 3-ей неделе с 4,1 до 7,4; в крови с 5,0 до 9,0; в печени с 4,2 до 7,8 мкмоль/мк экв. На фоне моделированного дефекта антиоксиданты задерживали снижение токоферолов. В надкостнице раздельно введенный ФК на 4-ой неделе опыта содержание токоферолов увеличивал с 8,0 мк/г до 20,9; в костном мозге с13,7 до 22,8; в крови - с 16,1 до 22,1; в печени - с 16 до 25,8 мк/г.

Комплексное введение антиоксидантов у всех исследуемых тканей

заметно увеличивало содержание токоферолов при моделированном дефекте с замещением аутотрансплантатом.

При моделированном дефекте, замещенном аутотрансплантатом раздельно введенный ФК в надкостнице минимальное значение активности СОД - 62 мкг/г ткани на 3 -й неделе опыта увеличивал до 154; ТФА - 134; ОП6 - 124; СЦ - 164; комплексное введение - до 182 мкг/г ткани.

Аналогичные результаты были получены в других тканях при введении ФК, ТА, ОПб и СЦ. В тканях на фоне моделированного дефекта под действием антиоксидантов активность ГПО также увеличивалась: в надкостнице на 3- й неделе опыта после введения СОД активность ГПО увеличивалась с 16 до 21, ФК до 28, ТФА до 25; ОП6 - 22; СЦ - 35; комплексное введение 37 нмоль НАДФ/мг белка/мин.

Таким образом, при моделированном дефекте костей наивысшая эффективность коррекции ПОЛ и АОА обнаруживалась при введении комплекса антиоксидантов, состоящего из фенозана калия, селенцистеина, токоферолацетата и оксипиридина.

Коррекция перекисного окисления липидов крови при дефектах костей у больных после резекции доброкачественных опухолей и дисплазии костей.

Опыты показали, что при пострезекционных дефектах введение антиоксидантов заметно подавляет накопление продуктов ПОЛ в крови больных. Введение а-токоферола после резекции ОБК вызывало снижение содержания ГП в первом максимуме с 15,5 до 9,1, а во втором максимуме с 18,4 до 12,6 нмоль/мг липида. При этом раздельно введенная аскорбиновая кислота понизила содержание ГП в крови в первом максимуме с 15,3 до 11,3; во втором максимуме с 18,5 до 14 нмоль/мг липида. Раздельно введенные антиоксиданты у больных после резекции ОБК с замещением дефекта заметно подавляли и накопление МДА в крови.

После введения комплекса антиоксидантов больным с ОБК содержание ГП в первом максимуме снизилось до 7,7, во втором максимуме до 8,5 нмоль/мг липида, а содержание МДА при этом в первом максимуме снизилось с 11,8 до 6,0, во втором с 14,8 до 7,2 нмоль/мг белка.

После удаления ОБК и замещения дефекта раздельно введенный а-токоферол повышал уровень АРА с минимального значения 4,2 мкмоль/мк экв до 7,9. При этом после введения аскорбиновой кислоты минимальное значение АРА возрастало с 2,0 до 6,7 мкмоль/мкэкв.

При комплексном введении антиоксидантов у больных с удалением ОБК и замещением дефекта аутопластикой величина АРА в конце опыта доходила до уровня интактного. Раздельное введение а-токоферолацетата больным после удаления ОБК с последующим замещением дефекта при-

водило к увеличению содержания эндогенных токоферолов; до 20 мкг/г ткани против 28 мкг/г ткани зафиксированных в контроле. Введение токоферола увеличивало и минимальную активность СОД в крови с 145 мкг/г ткани до 290. Такая же закономерность наблюдалась в активности ГПО -минимальная активность ее 30 нмоль НАДФ/мг белка/мин на 3-ей неделе после введения а-токоферола возрастала до 60.

Аскорбиновая кислота при раздельном введении увеличивала активность СОД до 156 мкг/г ткани, а активность же ГПО до 66 нмоль НАДФ/мг белка/мин.

При комплексном введении антиоксидантов, наблюдаемое минимальное значение величины АРА увеличивалось до 8,5мк моль/мкэкв. Содержание эндогенных токоферолов до 29 мкг/г ткани, активность СОД до 204 мкг/г ткани, а активность ГПО до 71 нмоль НАДФ/мг белка/мин.

Вышеизложенный материал позволяет сделать следующее заключение: Ни один из раздельно введенных антиоксидантов в течение 8ми недель полностью не предотвращал нарушение интенсивности ПОЛ и антиокислительной активности в крови у больных при дефекте костей, возникающем после удаления ДО и ДПК в последующем без замещения и с замещением аутотрансплантатами.

Введение комплекса антиоксидантов после удаления ОБК и замещение дефекта аутотрансплантатами эффективно корректировало в крови у больных усиление ПОЛ и уменьшение величин АОА уже в конце 8-й недели, что приводит значение показателей почти до нормы.

Исследование влияния различных антиоксидантов на ос-теогенез при замещении моделированного дефекта костей аутотрансплататами

В данной серии остеогенез изучался двумя методами: остеоденси-тометрическим и гистологическим. При денситометрии течение репара-тивной регенерации оценивалось количественным измерением площади и плотности регенерата. Общепринятыми гистологическими, гистохимическими методами изучались характер репаративного процесса.

Исследование влияния антиоксидантов на минеральную плотность костей зоны дефекта при замещении аутотрансплантатами.

В опытах установили, что в контрольной группе экспериментальных животных, начиная с 6 по 16 день после замещения дефекта аутотрансплантатом резко уменьшается плотность имплантата и прилегающей ткани костного ложа. В конце указанного срока у контрольных животных bone mineral content (ВМС) составлял в среднем 0,0745 г, a bone mineral dencity (BMD) - 0,2610 г/см2, что на 58 и 57% соот-

ветственно меньше исходного. После 20-го дня операции приостанавливается уменьшение плотности субрегиона бедренной кости, наступает увеличение ее. К 40-му дню опыта, несмотря на то, что минеральное содержание ВМС замещенного аутотрансплантатом доходило до исходного уровня, но ВМЭ не достигала площади регенерата соответственного субрегиона контралатеральной бедренной кости (0,6590 г/см2). При введении а-токоферола плотность и площадь регенерата костей в зоне дефекта также, как в контроле, уменьшались с 6 по 12-ый день операции. При этом ВМС и ВМБ уменьшались на 46 и 43% соответственно.

На фоне введения ФК уменьшение ВМЭ происходило с 6-го по 10-ый день операции всего на 20%. После введения ОПб - с 6-го по 10-ый день операции ВМБ уменьшилась на 30%. Интенсивно возросла площадь и плотность регенератов субрегиона. После введения указанного комплекса антиоксидантов плотность и площадь субрегионов в конце опыта полностью соответствовали контралатеральному уровню ВМС (0,1780г) и ВМЭ (0,6790г/см2) (рис. 2).

Итак, полученные результаты подтверждают, что раздельно введенные антиоксиданты, а в большей степени введенные комплексно увеличивают минеральное содержание трансплантата и прилегаю-

Рис2

Влияние антиоксидантов на костную минеральную плотность зоны дефекта бедренной кости замещенного аутотрансплантатом (дг/см ).

до операции В 8 10 12 1Б 20 30

Дни после замещения дефекта аутотрансплантатом

1 - замещение дефекта без введеній антиоксидантов

2 - замещение дефекта с введением - токоферола (ТК)

40

---т---3 - замещение дефекта с введением фенозана каши (ФК)

----V----------4 - замещение дефекта с введением - токоферсша + манитола (М)

--■ — 5 - замещение дефекта с введением фенозана калия - ОПб

---п------б - замещгние дефекта с введением -ТК + ФК + М + ОПб

щей ткани костного ложа, а также заметно увеличивают площадь регенерата зоны дефекта. Эти факты однозначно указывают на усиление остеогенеза под действием антиоксидантов.

Влияние антиоксидантов на регенерацию в зоне моделированного дефекта без замещения.

В серии контрольной группы первые восемь суток после моделирования дефекта у животных преобладают явления нарастающей альтерации, некробиоза и некроза всех гистологических компонентов бедренной кости в зоне непосредственного дефекта. В течение последующей недели (14-е сутки после моделирования) гистологическая картина зоны дефекта остается без существенных изменений, хотя появляются ранние признаки регенерационной активности окаймляющей её зоны периоста. К 28-м суткам эксперимента, после моделирования дефекта появляется примитивный грубоволокнистый (ретикуло-фиброзный) костный каркас.

К 35-м суткам после моделирования дефекта преобладают процессы активного замещения соединительно-тканного каркаса грубо-волокнистой и пластинчатой костными тканями.

В серии эксперимента с введением витамина Е в течение первых восьми суток после моделирования дефекта в диафизе бедренной кости микроскопическая картина зоны повреждения и прилегающих участков характеризуется некробиозом и некрозом.

К 14-м суткам после моделирования дефекта зона повреждения заполнена грануляционной массой, состоящей из остатков некротизи-рованных костных структур. К 28-м суткам экспериментов, в отличие от животных контрольной группы, регистрируется картина полностью развернувшейся регенерации в зоне дефекта. Активно формируются пласты примитивной грубоволокнистой кости. К 35-40-м суткам данной серии опытов зона замещения дефекта занята грубоволокнистой и примитивной пластинчатой костными тканями.

У животных в опытах с введением фенозана калия через 8 суток принципиальных различий в динамике альтерации, последующего очищения от некротических масс (8-14 сутки), замещения грануляционными разрастаниями (14-28 сутки) и последующей оссификации зоны дефекта бедренной кости от ранее описанных серий не обнаружено. Основные отличия сводятся к составу формирующейся грануляции в зоне замещения дефекта и степени её васкуляризации к 28-м суткам.

К 35-м суткам экспериментов в условиях введения фенозана калия, выявлена картина почти полностью восстановленной дефинитивной пластинчатой кости с дифференцированными остеоновыми, вставочными и общими пластинками.

При введении комплекса антиоксидантов (витамин Е + фенозан калия + оксипирадан 6) на 8-е сутки после моделирования дефекта в диафизе бедренной кости зона повреждения подвержена некрозу. На 14-е сутки опытов, в отличие от животных контрольной группы и серии с раздельным

введением витамина Е, фенозана калия, после введения комплекса антиок-сидантов регистрируется интенсивное заполнение центральных участков дефекта грануляционной «тканью». Уже к данному сроку наблюдений у части животных сформирован волокнистый соединительно-тканный каркас в центре дефекта.

К 28-м суткам опытов после моделирования дефекта констатировано активное заполнение дефекта регенерационной массой, что не было характерным для предыдущих серий. К 35-40-м суткам от начала опытов гистологическая картина диафиза бедренной кости полностью восстановлена. Сформирована пластинчатая костная ткань с характерным остеоновым строением.

Влияние антиоксидантов на регенерацию в зоне моделированного дефекта, замещенного аутотрансплантатом.

Установлено, что у животных контрольной группы на 8-е сутки после замещения дефекта аутотрансплантатом в зоне стыка трансплантата с ложем имеют место механически обусловленные повреждения надкостницы, параостального фасциально-мышечного пласта, компактного и губчатого веществ кости. Гистохимически интенсивность отека после замещения дефекта аутотрансплантатом варьирует в пределах 2,0-4,0-х баллов. Содержание рибонуклеопротеидов (РНП) -достаточно низкое.

Спустя примерно 14 суток после воспроизведения дефекта у животных контрольной группы в зоне стыка трансплантата с ложем сформирована смешанная фиброзно-хрящевая мозоль без четко обозначенной надкостницы или надхрящницы. При гистохимическом изучении имеет место резкое повышение содержания кислых гликозаминог-ликанов (КГАГ) как в регенерационной мозоли, так и в прилегающих зонах. Содержание РНП возросло (около 3,0-х баллов).

Спустя примерно 30 суток после дефекта у животных контрольной группы в зоне стыка трансплантата с ложем четко обозначена костная мозоль. Здесь же сформирована надкостница. Гиалиновый хрящ почти полностью замещен первичной костной тканью.

Не выявлена четкая гистологическая картина компактного и губчатого веществ пластинчатой кости. При визуальном и количественном гистохимическом анализе даже спустя 30 суток регенерацион-ная мозоль и отдельные прилегающие к ней микроучастки кости остаются слегка-отечными (1,0-2,0 балла).

К данному сроку наблюдений увеличено также содержание РНП в рассмотренных зонах кости.

Таким образом, спустя 30 суток после замещения моделированного дефекта аутотрансплантатом, зона непосредственного стыка замещена первичной функциональной незрелой грубоволокнистой ко-

стной тканью без признаков окончательной перестройки, без дефинитивного периоста.

При изучении действия антиоксидантов через 3 дня на фоне замещения дефекта аутотрансплантатом подопытным животным ввели витамин Е и оксипиридин 6. Спустя 10 дней в зоне пересадки трансплантата сформирована регенерационная мозоль. В составе регенера-ционной мозоли выявлены мозаично чередующиеся поля фиброзной, гиалиново-хрящевой и грубоволокнистой костной тканей.

Резко увеличено содержание РНП. В зоне стыка трансплантата с ложем и регенерационной мозолью спустя 22 дня после моделирования с последующим замещением обнаружен костный пролиферат преимущественно дефинитивного пластинчатого и, отчасти - грубоволокнистого (ре-тикуло-фиброзного) гистологического строения. К рассматриваемому сроку наблюдений у животных данной серии опытов фибриллогенез завершен. Также почти завершен активный остеоидогенез. Гистохимически все ещё сохраняется мукоидное набухание (поверхностная дистрофия) надкостницы.

В отличие от животных контрольной группы, после введения витамина Е и ОПб репарация кости в зоне дефекта, замещенного аутотрансплантатом в прилегающих концах трансплантата ускорена, имеет характер преимущественно прямого остеогенеза на месте соединительной ткани, а не на первичном гиалиново-хрящевом базисе.

В серии опытов с введением комплекса антиоксидантов, также как и в предыдущей, через 3 дня после моделирования дефекта, замещенного аутотранстплантатом, животным ввели комплекс антиоксидантов, состоящего из витамина Е, ОПб и фенозана калия.

К началу наблюдений (на 7 сутки), как и прежде, выявлены нарушения целостности пара-периоста, компактного и губчатого веществ в зоне дефекта. Развился отек, особенно сильно выраженный в краях трансплантата и ложа. Спустя 14 суток у животных данной серии опытов в зоне дефекта и контакта ложа и трансплантата сформирована регенерационная мозоль, состоящая из примитивной грубо-волокнистой костной ткани.

Очень высока (4,0 балла) активность остеогенеза в зоне воздействия, что проявляется повышенной «клеточностыо», обилием периферических остеобластов в регенерационной мозоли. Интенсивность отека уменьшена до минимума. Заметно увеличено также содержание РНП(3,0-4,0 балла).

Спустя примерно 22 дня от начала опытов в условиях введения комплекса антиоксидантов обнаружена микроскопическая картина обычной дефинитивной (зрелой) кости пластинчатого варианта гистологического строения с полностью восстановленной надкостницей, параостальным волокни-сго-мышечным пластом и адекватной микрососудистой сетью (34,0-

44,0/мм2).

В отличие от предыдущих серий, в группе с введением комплекса антиоксидантов репарация кости почти завершается уже к третьему сроку (22 день наблюдения). Регенерационная мозоль подверглась окостенению по механизмам прямого остеогистогенеза на месте волокнистой соединительной ткани.

Полученные результаты позволяют сделать заключение: при моделированном дефекте костей без замещения, а также с замещением ауто-трансплантатами у экспериментальных животных, антиоксиданты, особенно их комплекс, заметно усиливают репаративную регенерацию, ускоряют остеогенез, закрытие дефекта и приживление аутотрансплантата.

Выводы

1. Установлено, что у экспериментальных животных при моделированном дефекте бедренной кости происходит заметное усиление интенсивности ПОЛ, приводящее к накоплению его продуктов в исследуемых тканях. Показано, что усиление интенсивности ПОЛ более выраженно протекает при замещении дефекта аутотрансплантатом, чем без замещения.

2. При моделированном дефекте кости у экспериментальных животных накопление эндогенных продуктов ПОЛ сопровождается снижением величины антиокислительной активности тканей, выражающемся уменьшением активности СОД, ГПО, антирадикальной активности и содержания эндогенных токоферолов.

3. У обследованных больных различают следующие нозологические формы ДО и ДПК:

а) остеобластокластома (ОБК) - 26,3% (41 больной), остеома -1,9% (3), остеоидная остеома - 3,8% (6), хондрома - 8,3% (13), хонд-робрастома - 3,2% (5), костнохрящевой экзостоз (КХЭ) - 25% (39), костная киста - 18,5% (39), фибродисплазия - 8,6% (14), дисхондро-плазия - 3,8% (6);

б) ОБК локализуется в метафизе длинных трубчатых костей: хондрома - в диафизарных отделах, остеоидостеома ассиметрично поражает диафизарные отделы; КХЭ- либо в метафизе, либо в эпифи-зарной пластинке трубчатых костей. Костная киста локализуется в метафизе длинных трубчатых костей;

в) по результатам гистологических исследований ОБК характеризуется наличием большого количества клеток овальной формы ги-похромными ядрами. Для макропрепарата КХЭ характерно наличие в гиалиновом хряще гиперплазированных хрящевых клеток; в костных образцах кист выявляется уплотненная фиброзными костномозговыми клетками губчатая кость. Для фибродисплазии характерны

новообразованные костные траберкулы и остеобласты с эксцентрическим расположением.

4. У больных резекционный дефект при удалении ДО и ДПК вызывает более резкое усиление интенсивности ПОЛ и уменьшение активности СОД, ГПО, АРА и содержания токоферолов, чем моделированный дефект у экспериментальных животных.

5. Установлено, что на фоне дефекта костей введением антиок-сидантов корректируется усиление интенсивности ПОЛ и уменьшение величины компонентов АОА в тканях. На основании результатов, полученных при изучении действия антиоксидантов на развитие ПОЛ при различных дефектах костей разработан новый комплекс с большей эффективностью, предотвращающей последствия окислительного стресса.

6. При дефектах костей введение комплекса антиоксидантов у экспериментальных животных нормализует минерализацию костей пораженных участков, стимулирует репарационную регенерацию тканей на месте дефекта, ускоряет перестройку и сращивание трансплантата.

7. При дефекте костей в контрольной группе не получивших антиоксиданты, остеогенез происходит сравнительно медленно, и на первичном гиалиново-хрящевом базисе. В случае введения антиоксидантов на фоне дефекта репарация костей имеет характер преимущественно прямого остеогенеза на месте соединительной ткани.

8. Обобщение и анализ полученных в работе результатов позволяют рекомендовать включение комплекса антиоксидантов в схему лечения больных после резекции ДО и ДПК.

Практические рекомендации

1. Определение уровня продуктов ПОЛ в крови в различные сроки после резекции доброкачественных опухолей и предопухолевых образований костей может иметь прогностическое значение в эффективности лечения.

2. В свете полученных данных можно рекомендовать применение комплекса антиоксидантов в ортопедии и онкологии в качестве профилактических и лечебных средств при доброкачественных опухолях и предопухолевых заболеваниях костей.

3. Для усиления репаративной регенерации и ускорения перестройки трансплантатов, особенно аллопластики, замещающих дефект костей, необходимо длительное подавление интенсивности ПОЛ в организме ферментативными (СОД, ГПО) и неферментативными (природными и синтетическими) антиоксидантами.

Список опубликованных работ

1. Джафаров A.A. Динамика перекисного окисления липидов при оперативном лечении доброкачественных опухолей и дисплазий скелета // Лечение повреждений и заболеваний опорно-двигательного аппарата, Сборник научных трудов, Баку, 1995, в. XXIX, с.57-59 (сооавт. Вердиев В.Г.).

2. Джафаров A.A. Применение деминерализованных костных алло-трансплантатов при оперативном лечении доброкачественных опухолей и дисплазий костей // Здоровье, Баку, 1997, №5, с. 19 (соавт. Вердиев В.Г., Садыхов А.Г.).

3. Джафаров A.A. Антиоксидантная терапия при хирургическом лечении дефектов и деформаций конечностей диспластического и опухолевого происхождения // Современные достижения медицинской науки и практического здравоохранения Азербайджана, Сборник научных трудов, Баку, 1997, с.117 (соавт. Вердиев В.Г., Садыхов А.Г., Расулов М.М., Ахмедов Ф.К.).

4. Джафаров A.A. Динамика перекисного окисления липидов и антиоксидантная терапия при оперативном лечении дисплазий скелета //- Наследственные заболевания скелета, Материалы научно - практической конференции, М., 1998, с.83 (соавт. Вердиев В.Г., Садыхов А.Г.).

5. Джафаров A.A. Хирургическое лечение вторичных деформаций скелета при хрящевых дисплазиях у детей и подростков с применением компрессионно-дистракционного остеосинтеза // Наследственные заболевания скелета, Материалы научно - практической конференции,М., 1998, с. 103 (соавт. Вердиев В.Г., Мирджавадова А.Г.).

6. Джафаров A.A. Новые способы костной пластики в оперативном лечении доброкачественных опухолей и дисплазий // Азербайджанский журнал травматологии и ортопедии, 1998, с.43-46 (соавт. Вердиев В.Г.).

7. Джафаров A.A. Клинико-рентгенологическая характеристика вторичных деформаций при хрящевых дисплазиях скелета и их оперативная коррекция методом компрессионно-дистракционного остеосинтеза // Достижения медицинской науки и практического здравоохранения Азербайджана,Сборник научн. трудов, Баку, 1998, с. 18 (соавт. Вердиев В.Г., Садыхов А.Г., Расулов М.М.).

8. Джафаров A.A. Исследование влияния различных антиоксидантов на остеогенез при замещении моделированного дефекта костей ау-тотрансплантатами // Доклады. Национальной Академии Наук Азербайджана, Баку, 2006, №5-6, с. 148 (соавт. Вердиев В.Г).

9. Джфаров A.A. Роль коррекции окислительного стресса при дефектах костей в остеогенезе // Мат. научн.-практич. конф., посвящ. 60

летию Азербайджанского НИИ травматологии и ортопедии, Баку, 2007, с. 18 (соавт. Вердиев В.Г.).

10. Джафаров A.A. Изучение изменений активности антиоксидантной защитной системы при моделированном дефекте бедренной кости //Мат. научн.-практич. конф., посвящ. 60 летию Азербайджанского НИИ травматологии и ортопедии, Баку, 2007, с. 16 (соавт. Вердиев В.Г.).

11. Джафаров A.A. Влияние антиоксидантовна репаративную регенерацию костей при моделированном дефекте у экспериментальных животных // Здоровье, Баку, 2007, №8, с.118.

12. Джафаров A.A. Изучение особенностей изменений интенсивности перекисного окисления липидов при замещении дефекта костей аутотрансплантатами у больных с доброкачественными опухолями и дисплазиями костей //Азербайджанский журнал травматологии и ортопедии, Баку, 2007, июль-декабрь,2, с.5 (соавт. Вердиев В.Г.).

13. Джафаров A.A. Вторичные деформации при хрящевых дисплазиях скелета и их оперативная коррекция методом компрессионно-дистрак-ционного остеогенеза// Мат. научн.-практич. конф., посвящ. 85 летнему юбилею общенационального лидера Г.А.Алиева, Баку, 2008, с.93 (соавт. Вердиев В.Г.).

14. Джафаров A.A. Коррекция перекисного окисления липидов и антиокислительной активности тканей и экспериментальных животных при моделированном дефекте костей // Здоровье, Баку, 2008, №9, с.119.

15. Джафаров A.A. Изучение изменений активности антиокислительной защитной системы в тканях у экспериментальных животных при моделированном дефекте костей // Доклады Национальной Академии Наук Азербайджана, Баку, 2008, т. LXIV, №3, с. 100.

ALT AY AKHVERDI oglu DJAFAROV

ANTI-OXIDANT CORRECTION OF OXIDATIVE STRESS UNDER RESECTION DEFECTS OF BONES AND ITS ROLE IN REPARATIVE REGENERATION

SUMMARY

Peculiarities of changes in lipoperoxidation (LPO) intensity and its regulator systems have been studied in various tissues under bone defects. It is show than the experimentally modeled defects in animals and the defects observed in patients after operative removal of bening tumors as well as bone dysplasia cause an expressed acceleration of LPO intensity and suppression of the lipids' anti-oxidative activity. Replacement of the bone defects increases oxidative stress intensity.

As a result, the accumulation of LPO products is accompanying with suppression of antioxidant ferments' activity and decrease of the content of endogenous tocopherols and lipids' anti-radical activity, and also reduction of the bone's mineral density in the defect zone. It was established that the correction of oxidative stress in the studied tissues is possible through introduction of different antioxidants. Potassium fenozan, a-tocopherol and a complex of anti-oxidants were highly effective in LPO regulation among the tested antioxidants.

It is concluded that suppression of LPO intensity after bone's defect by antioxidants leads to the increase of regenerate area, its density and mineral content. This fact demonstrated acceleration of osteogenesis by antioxidants in the defect zone.

Актуальность темы. Изучению диагностики и лечения доброкачественных опухолей и дисплазии костей посвящено немало отечественных и зарубежных работ (Волков, 1985; Вердиев, 1990, 1993; Нестеров, 1996; Бурдыгин и др., 1998; Бережный и др., 1999; Ковалев и др., 1999; Грунтовский, Колесниченко, 2000; ЫсЫш^ет 1977). Но, несмотря на достигнутые успехи в этой области следует признать, что пока распознавание костных опухолей в ранних стадиях заболевания представляет значительные трудности, что приводит к высоким диагностическим ошибкам.

При лечении больных с опухолевыми и предопухолевыми заболеваниями костей, удаление опухолевых очагов в пределах здоровой ткани часто приводит к возникновению обширных костных дефектов, нередко требующих замещения (Петров, 1992; Тенилин и др., 1998).

Все способы замещения дефекта, возникающие после удаления доброкачественных опухолей (ДО) и дисплазий костей (ДНК), имеют ряд серьезных недостатков: они весьма травматичны, дают высокий процент гнойных осложнений и отторжении трасплантата, а также характеризуются длительностью общего срока лечения (Каплунов А.Г., Каплунов О.А., 1997 \¥тс11^ег е1 а1., 1998).

Известно, что в тканях при переломах, травмах, удалении доброкачественных опухолей и опухолеподобных образований костей, а также после замещения дефектов в тканях создается гипоксия, в ряде случаев ишемия, которые приводят к накоплению биогенных аминов, недоокисленных метаболитов - пирувата, лак-тата и масляной кислоты, способствующих развитию местного ацидоза с накоплением ионов водорода, фосфата и аденозина, активации ксантин-ксантинок-сидазной реакции и генерации лейкоцитами свободных радикалов кислорода (Корж, 1979; Биленко, 1989; Словентатор и др., 1996; Бритвин и др., 1998; Бе СауапаЬ ег а1., 2002).

Вышеперечисленные условия создают предпосылки к интенсификации перекисного окисления липидов (ПОЛ) и накоплению его продуктов в поврежденных тканях (Jones et al., 2003).

Все сказанное дает серьезное основание предполагать, что накопление продуктов ПОЛ при дефектах, образующихся после удаления ДО и ДПК, может быть существенным звеном в механизме повреждения тканей, развития постоперационных осложнений и отторжения трансплантатов.

Анализ имеющихся в литературе данных показывает, что систематических исследований по изучению особенностей развития ПОЛ в тканях при дефекте костей, возникающих после удаления ДО и ДПК еще не предпринималось.

Для получения более полной информации о механизме повреждения разных тканей при дефекте костей необходимо было проведение этих исследований и в эксперименте. В эксперименте у животных с моделированным дефектом возможно было изучить изменение структурной динамики интенсивности ПОЛ, АОА в разных тканях, испытание действия природных и синтетических антиок-сидантов, влияние их на остеогенез. Результаты этих исследований помогут разработать меры, ускоряющие сращивание трансплантатов, улучшающие восстановительные процессы при дефекте костей, предотвращающие послеоперационные осложнения.

Цель и задачи исследования: Целью являлось изучение изменений интенсивности перекисного окисления липидов (ПОЛ) и его регуляторных систем при дефекте костей у экспериментальных животных и у больных, а также выяснить значение коррекции ПОЛ антиоксидантами в репаративной регенерации костей.

В соответствии с поставленной целью необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить кинетику изменения интенсивности ПОЛ в тканях у экспериментальных животных с моделированным дефектом костей без замещения и с замещением аутотрансплантатом.

2. Исследовать особенности изменения интенсивности ПОЛ в крови у больных после резекции ДО и дисплазий костей без замещения и с замещением аутотрансплантатом.

3. Изучить нарушение эндогенного аутоокислительного статуса при дефекте костей без замещения и с замещением аутотрансплантатом.

4. Исследовать действие различных антиоксидантов на нарушение интенсивности ПОЛ у экспериментальных животных при моделированном дефекте и у больных при резекционном дефекте костей без замещения и с замещением аутотрансплантатом.

5. Изучить влияние антиоксидантов на репаративную регенерацию у экспериментальных животных при моделированном дефекте костей.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Моделирование дефекта бедренный кости без замещения и с замещением трансплантатом у экспериментальных животных вызывает усиление интенсивности ПОЛ в тканях на месте дефекта, а также в крови и печени. Более резкое усиление интенсивности ПОЛ и ускорение накопления продуктов его установлено в крови у больных с дефектом костей, образовавшегося после резекции доброкачественных опухолей и дисплазий костей. При дефекте костей с замещенным трансплантатом накопление продуктов ПОЛ происходит значительно интенсивнее, чем без замещения.

2. При моделированном дефекте у экспериментальных животных и резекционном дефекте костей у больных после удаления ДО и ДНК происходит уменьшение антиокислительной активности липидов тканей.

3. Усиление интенсивности ПОЛ в процессе замещения моделированного дефекта аутотрансплантатом у экспериментальных животных приводит к ослаблению формирования регенерационной мозоли, что замедляет консолидацию концов ложа и трансплантата

4. Антиоксидантная коррекция интенсивности ПОЛ при дефекте костей у экспериментальных животных и у больных обусловливает усиление остеогенеза и ускорение репаративной регенерации в стыке трансплантата с материнской костью.

Научная новизна. У экспериментальных животных впервые изучены особенности изменений интенсивности ПОЛ и активности антиокислительной защитной системы в тканях надкостницы, костного мозга, печени и крови при моделированном дефекте без замещения и с замещением аутопластикой. Полученные данные показывают резкое усиление ПОЛ в исследуемых тканях, особенно при замещении дефекта аутотрансплантатом.

Впервые показано, что у экспериментальных животных дефекты костей приводят к уменьшению величин активности СОД и ГПО, антирадикальной активности, и содержания эндогенных токоферолов

Впервые изучено состояние ПОЛ в крови у больных после резекции доброкачественных опухолей и дисплазий костей без замещения и с замещением образовавшегося дефекта трансплантатом. Полученные данные свидетельствуют о резком усилении ПОЛ и накоплении его продуктов, ослаблении антиокислительной активности липидов в крови у больных при дефектах костей, что более резко выражено при замещении дефекта аутопластикой.

Изучены закономерности изменений состояния эндогенной антиокислительной защитной системы при дефектах костей у больных и у экспериментальных животных.

Установлена возможность коррекции ПОЛ и антиокислительной активности (АОА) в тканях и организме различными антиоксидантами при дефектах костей. Впервые исследовано действие таких антиоксидантов, как ок-сипиридин (ОП6), селенцистеин и фенозан калия на регуляцию ПОЛ при дефекте костей у животных.

На основе полученных результатов разработан новый комплекс антиоксидантов, эффективно регулирующий уровни ПОЛ и АОА в организме и тканях при дефекте костей без и с замещением пластикой.

Впервые изучено влияние комплекса антиоксидантов на репаративную регенерацию и на остеогенез при моделированном дефекте.

Практическая значимость. Результаты проведенных исследований дают возможность выяснить механизм повреждения тканей при дефекте костей с последующим замещением трансплантатом.

Определение содержания продуктов ПОЛ и компонентов антиокислительной защитной системы в крови у больных после удаления ДО и ДПК имеет прогностическое значение о ходе репартивных процессов и поможет своевременно предотвратить ожидаемых постоперационных осложнений.

Разработанный в работе комплекс антиоксидантов эффективно корректирующих ПОЛ и антиокислительную активность (АОА) могут успешно применяться в клинике для ускорения сращивания трансплантатов.

Полученные результаты позволяют рекомендовать включение антиоксидантов в схему медикаментозного лечения больных после удаления ДО и ДПК.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывали на: Республиканской научной конференции, Баку, 1996; Всероссийской научно-практической конференции, Москва, 1998; Республиканской научной конференции, Баку, 1998; Международной научно-практической конференции, посвященной 60-летнему юбилею научно-исследовательского института травматологии и ортопедии, Баку, 2007; научно-практической конференции, посвященной 85-летнему юбилею общенационального лидера Гейдара Алиева, Баку, 2008.

ВЫВОДЫ

1. Моделирование дефектов костей у экспериментальных животных приводит к интенсификации и накоплению продуктов перекисного окисления продуктов (ПОЛ) в тканях надкостницы, костного мозга, крови и печени, кинетика которых характеризуется одним максимумом. Замещение дефектов аутопластикой обусловливает усиление окислительных процессов и появление в кинетике ПОЛ вторичного максимума у надкостницы и крови.

2. Дифференцировка нозологических форм доброкачественных опухолей (ДО) и дисплазии костей (ДПК) показывает, что из общего числа обследованных больных по частоте поражения ОБК составляет 26,3%, часто локализуются в дистальном эпиметафизе бедренной большой и малоберцовой, плечевой, лучевой и лопаточной костей; костно-хрящевой экзостоз встречается в 25%, поражает, как в проксимальном, так и дистальном отделе эпифизарной пластинки бедренной большой и малоберцовой, и плечевой костей; костная киста у больных 18,5% и локализуется в проксимальном метафизе бедренной большой и малоберцовой, и плечевой костей; фибродисплазия составляет 8,6% и обычно локализуется в проксимальном отделе мета и диафиза бедренной большой и малоберцовой, и плечевой костей.

У обследованных больных остеома, остеоидная остеома, хондрома, хондро-бластома, дисхондроплазия составляет 20,2%. При хирургическом лечении ДО и ДПК образующиеся дефекты после краевой, внутриочаговой резекции устраняются аутопластикой, а при сегментарной - наложением аппарата Илизарова.

3. В крови у больных при дефектах костей после удаления ДО и ДПК наблюдается повышение накопления продуктов ПОЛ.

У больных с резекционным дефектом костей, в отличие от экспериментальных животных, на кинетических кривых накопление продуктов ПОЛ у надкостницы и крови, как при замещении, так и без замещения, установлено наличие двух максимумов, укорочение времени появления первого максимума, резкое увеличение показателей ПОЛ.

4. У экспериментальных животных и у больных с ДО и ДНК при дефектах костей интенсификация ПОЛ в тканях сопровождается заметным уменьшением значений показателей антиокислительной защитной системы (СОД, ГПО, токоферолов и антирадикальной активности тканей). Наибольшее снижение обнаруживается в величине активности антиоксидантных ферментов (СОД и ГПО), нежели в содержании эндогенных токоферолов и антирадикальной активности тканей.

5. Усиление интенсивности ПОЛ и уменьшение величины компонентов АО системы при дефекте костей подвержено регулирующему действию антиоксидантов. Установлено, что как раздельное, так и комплексное введение различных антиоксидантов (фенозан калия, оксипиридин (ОПб), СОД, токоферол, ацетат, селенцистеин и аскорбиновая кислота) заметно подавляет ПОЛ и предотвращает снижение показателей антиокислительной защитной системы в тканях у экспериментальных животных и больных с дефектом костей.

На экспериментальных животных с дефектами костей изучена эффективность различных антиоксидантов. Показано, что эффективность воздействия зависит от вида антиоксидантов, способа их введения и от специфики исследуемых тканей. При раздельном введении оксипиридина (ОП6) и фенозана калия наиболее эффективны для надкостницы и костного мозга, а селенцистеин и а-токоферол - для печени и крови. На основе полученных материалов разработан специальный комплекс антиоксидантов более эффективно корректирующих усиление ПОЛ и уменьшение показателей АОА тканей при дефектах костей.

6. Введение комплекса антиоксидантов при дефектах костей, как больным с дефектами костей, так и экспериментальным животным с моделированным дефектом нормализует минерализацию костей пораженных участков, стимулирует репарационную регенерацию тканей на месте дефекта, ускоряет перестройку и сращивание трансплантата, ограничивает случаи постоперационных осложнений.

7. При дефекте костей в контрольной группе, не получивших антиоксидан-ты, остеогенез происходит на первичном гиалиново-хрящевом базисе. В случае введения антиоксидантов после возникновения дефекта репарация кости имеет характер преимущественно прямого остеогенеза на месте соединительной ткани.

8. Обобщение и анализ полученных в работе результатов позволяют рекомендовать включение комплекса антиоксидантов в схему лечения больных с доброкачественными опухолями и дисплазиями костей.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Определение уровня продуктов ПОЛ в крови в определенные сроки после резекции доброкачественных опухолей и предопухолевых образований костей может иметь прогностическое значение об эффективности лечения.

2. В свете полученных данных можно рекомендовать применение комплекса антиоксидантов в ортопедии и онкологии в качестве профилактических и лечебных средств при доброкачественных опухолях и предопухолевых заболеваниях костей.

3. Для усиления репаративной регенерации и ускорения перестройки трансплантатов, особенно гомо-аллопластики, замещающих дефект костей, необходимо подавление интенсивности ПОЛ в организме ферментативными (СОД, ГПО) и неферментативными (природными и синтетическими) антиоксидантами.