Автореферат и диссертация по медицине (14.00.22) на тему:Повреждающее действие стафилококкового альфа-токсина на ткани опорно-двигательной системы и его значение в генезе некоторых ортопедических заболеваний (клинико-экспериментальное исследование)

I" А О •л г! ' • :

, р да

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И СОЦИАЛЬНОГО . ОБЕСПЕЧЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ ГРУЗИЯ

ТБИЛИССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи КАЧАРАВА Николай Николаевич

ПОВРЕ1ДАЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ СТАФИЛОКОККОВОГО -ТОКСИНА НА ТКАНИ ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ И ЕГО ЗНАЧЕНЬЕ В ГЕНЕЗЕ НЕКОТОРЫХ ОРТОПЕДИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ (Кливико-экспариаантальноа исследование)

14.00.22 - Травматология и ортопедия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации й соискание ученой степени доктора медицинских наук

ТЕШ1СИ - 1991

Работа выполнена в Республиканском научно-педагогическом и клшшко-зксперимеятальном центре травматологии и ортопедии министерства здравоохранения и социального обеспечения Республики Грузия

Научные консультанты - академик АН Республики Грузия,лауреат

Ленинской и Государственной премий ССС1 доктор медицинских наук,профессор О.Н.ГУДУШАУРИ

доктор биологических наук,профессор Г.К.ГОШЧДЦЗЕ

Официальные оппоненты - член-корр.АН Республики Грузия,

доктор медицинских наук,профессор

В.И.БАХУТАШВИЛИ

доктор медицинских наук,профессор {¿¡.Л.КУПАРАДЗЕ

доктор медицинских наук,профессор

Р. Г. ХЕ ЦУРИ АНИ ■

Ведущая организация - институт экспериментальной морфологии им.А.Натишвили,Академии наук Республика Грузия

Защита диссертации состоится 1992 г. в/^час.

на заседании специализированного Совета Д 078.1)1.04 в Тбилисском государственном медицинском институте (380077, г.Тбилиси, пр.Вака Пшавела, 33).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного Совета л А

профессор Р. Ж/ Т.й.АХшЕТЕЛИ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В отечественной и зарубежной литературе нет сведений, посвященных изучаемому вопросу. Проблема дегенеративно-дистрофических поражений опорно-двигательной системы является одной из главных проблем современной ортопедии. Это связано, в первую очередь, с отсутствием четкого представления об этиологии и патогенезе, отсутствием надежных методов диагностики, профилактики и лечения, распространенностью и тяжестью заболеваний, приводящих к инвалидности наиболее молодой и работоспособный контингент (И.В.Шумада, О.Я.Суслова, 1979). Последнее свидетельствует о социальной значимости проблемы. Все это ставит вопрос о необходимости углубленного изучения причин дегенеративно-дистрофических поражений опорно-двигательной системы с целью разработки более современных методов лечебно-профилактических мероприятий. В последние года появилось ряд теорий, в которых трактуются причины поражений с позиции нарушения метаболизма генетической природы (Э.Ф.Лордкшанидзе, 1991). Однако и другие факторы имеют отношение к этиологии и патогенезу дегенеративно-дистрофических поражений опорно-дЕИгательного аппарата (О.Н. Гудуиаури, Г.К.Гогичадзе, Н.Н.Качарава, М.В.Сакварелидзе, 1986). Такими факторами могут быть механические, физические, химические, алиментарные и др., которые если и не являются непосредственной причиной возникновения дегенеративно-дистрофических поражений опорно-двигательной системы, то создают предпосылки для их развития. К последним могут быть отнесены и различные инфекционные заболевания (В.И.Стецула, 1979). Анализ данных литературы показывает, что инфекционные процессы могут привести к патологии плода,

в том числе и его опорно-двигательной системы (йаеи1еаси А., 1961). Роль указанных факторов в определенных условиях очевидна, однако они, невидимому, не являются единственными, имеющими отношение к этиопатогенезу, ибо их наличие не во всех случаях приводит к реализации аномальных развитей (М.В.Волков, 1969).

Проблема кислородной недостаточности представляет значительный интерес для клиницистов. Заболевания крови, сердечно-сосудистой и дыхательной систем часто сопровождается развитием гипоксии. Однако и тепловая энергия является фактором, который пронизывает все уровни организации живой материи.

Вышеуказанные факторы возникают вследствие трудовой деятельности, интенсивного освоения аридных территорий и т.д. Однако влияние кислородной недостаточности и высокой температуры на ткани опорно-двигательной системы изучены в недостаточном объеме.

В литературе широко освещен вопрос о влиянии микробных токсинов на нарушение деятельности различных систем и органов (В.И.Гусихина, С.А.Анатолий, Н.С.Сапронов, Т.А.Олецкая, 1976, 1978). Однако специальных исследований, посвященных особенностям действия токсинов стафилококка и стрептококка на структурное и функциональное состояние опорно-двигательной системы на сегодняшний день не имеется. Между тем опыт показывает, что нередко! у больных с врожденными аномалиями в анамнезе наблюдаются инфекционные заболевания. С другой стороны, при введении бактериальных токсинов экспериментальным животным нами был;; обнаружены морфологические изменения в тканях опорно-двигательной системы. Все это навело на мысль о возможной патогенной роли бактериальных токсинов в развитии дегенеративно-дистрофических поражений опорно-двигательной системы.

С целью оптимального проявления действия патогенных факторов наш в работе были использованн такие экстремальные факторы, как гипертермия и гипоксия. Данные литературы позволяют рассматривать гипертермию и гипоксию, приводящих к ослаблению защитных сил организма и повышению восприимчивости к возбудителям инфекции (С.Н.Зологуев, 1981), в том числе и к представителям собственной флоры, формирующих условия, особенно в период новорожденности, для возможного возникновения различных патологических процессов.

Все это указывает на необходимость изучения изменений в тканях опорно-двигательной системы (кость, хрящ, мениск, костный мозг, мышца) в эксперименте как при изолированном действии токсических агентов и экстремальных факторов, так и при соче-танном их действии.

Цель исследования. Использовав современные методы гистологического, субыикроскопического, иммуноморфологического анализа исследовать роль стафилококкового -токсина в генезе дегенеративно-дистрофических поражений опорно-двигательного аппарата.

Задачи исследования:

1. Изучить специфичность морфологических изменений структур опорно-двигательной системы при воздействии на организм токсина стафилококка и стрептококка.

2. Разработать методики экспериментальной управляемой гипертермии и гипокскческой гипоксии.

3. Выявить изолированное влияние гипертермии и гипокси-ческой гипоксии на ткани опорно-двигательной системы.

4. Изучить микроструктурные изменения опорно-двигательной системы при сочетанном действии токсического агента и экст-

ремальных факторов.

5. Изучить ультраструктурные особенности клеток хрящевой, костной и мышечной ткани, а также клеток костного мозга при воздействии на организм стафилококкового токсина в сочетании

с гипертермией и гипоксической гипоксией.

6. Изучить субмикроскопическую картину костной ткани и костного мозга у больных с дегенеративно-дистрофическими поражениями опорно-двигательной системы.

7. Определить наличие стафилококкового ¿^-токсина в сыворотке крови у больных с заболеваниями опорно-двигательной системы и у экспериментальных животных в условиях экстремальных воздействий.

Научная новизна.

1. Впервые доказана роль стафилококковых токсинов в этиологии дегенеративно-дистрофических заболеваний суставов.

2. Определены закономерности микроструктурных изменений опорно-двигательной системы при действии бактериальных токсинов изолированно и в сочетании с гипертермией и гипоксической гипоксией.

3. Выявлена более высокая резистентность суставного хряща в сравнении с эпифизарной хрящевой пластинкой, костным мозгом

и мышцами как к изолированному бактериальному токсическому воздействию, так и при его сочетании с экстремальными факторами.

4. Установлена прямая корреляционная связь между наличием -токсина стафилококка в костной ткани и сыворотке крови, тяжестью ультраструктурных изменений и возрастом больных дегенеративно-дистрофическими заболеваниями опорно-двигательной системы.

5. Впервые установлено сочетание 4—токсина стафилококка в сыворотке крови этих больных и соответствующего антигена в

костной ткани.

Практическое значение. Впервые выявлены изменения опорно-двигательной систем при действии стафилококкового токсина в эксперименте.

Указанные данные подчеркивают роль токсинов и открывают новые пути в профилактике и лечении дегенеративно-дистрофических заболеваний опорно-двигательной системы.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Стафилококковый токсин вызывает поражение тканей опорно-двигательной системы преимущественно в зонах роста, что приводит к развитию дегенеративно-дистрофических процессов.

2. Гипертермия и'гшоксическая гипоксия увеличивают риск повреждающего действия А- -токсина стафилококка на ткани опорно-двигательной системы.

3. Сочетанное действие экстремальных факторов и ^— токсина стафилококка вызывают поражение клеточных структур зоны роста кости, костного мозга и ккпщ опорно-двигательной системы. Суставной хрящ является более резистентным к этим воздействия.!.

4. При дегенеративно-дистрофических заболеваниях опорно-двигательной системы наличие -токсина стафилококка в костной ткани и сыворотке крови, а также степень ультраструктурных изменений в тканях сустава коррелирует с возрастом больного.

Апробация работы проведена в научно-педагогическом и клияи-ко-экспериментальнсм Центре травматологии и ортопедии на совместном заседании сотрудников кафедр травматологии, ортопедии и военно-полевой хирургии Тбилисского государственного медицинского института и сотрудников курса ортопедии и травматологии кафедры хирургии Тбилисского института усовершенствования врачей Минздрава СССР 28 мая 1986 года.

Материалы диссертации доложены на УЩ-ом съезде травматологов-ортопедов Украины (Киев, 1979); на Ш научной конференции изобретателей Тбилисского государственного медицинского института (Тбилиси, 1979); на заседании научного общества травматологов и ортопедов Минздрава ГССР (Тбилиси, 1986) и на заседании, посвященном вопросу механизма старения и долголетия (Сухуми, 1986).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 30 научных работ, получено одно авторское свидетельство на изобретение. Оформлены и внедрены 4 рационализаторских предложений.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, 6 выводов и указателя литературы.

173 страницы машинописного текста иллюстрированы 28-ю рисунками и 9-ю таблицами. Список литературы содержит 208 работ, в том числе 88 иностранных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования. Материал основан на результатах изучения 750 неполовозрелых белых крыс, а также обследования 296 больных с врожденными заболеваниями опорно-двигательной системы и 23 практически здоровых людей.

Для выполнения поставленных задач проводились клинические, рентгенологические, иммунологические, светомикроскопические и электронномикроскопические исследования.

Экспериментальная часть работы проведена на 750 неполовозрелых белых крысах весом 100-120 г. Животные содержались в условиях вивария на стандартном пищевом режиме. Эксперимент по

изучению морфологических и субмикроскопических изменений тканей опорно-двигательного аппарата проведен в два этапа.

На первом этапе'изолированное действие токсических субстанций на ткани опорно-двигательной системы изучалось в 3-х сериях по 10 животных на каждый срок выживания. В первой серии (60 животных) производились инъекции токсина стрептококка группы А (тип.5). Во второй серии (60 животных) производились инъекции токсина стафилококка 209. В третьей контрольной серии (60 животных) вводился чистый бульон, служивший питательной средой для культур указанных микроорганизмов.

На втором этапе изучали влияние токсина стафилококка штамма 209 на 'ткани опорно-двигательной системы как изолированно, так и в сочетании с экстремальными факторами. Всего осуществлено 360 экспериментов в шести сериях по 60 животных в каждой серии. В первой серии второго этапа животных подвергали однократному введению токсина стафилококка О^. Во второй серии животных подвергали ежедневной гипертермии (ректальная температура 39_40°С) в течение I часа на протяжении 30 дней. В третье!* се рии второго этапа животных подвергали ежедневной гипоксии в течение 2-х часов на протяжении 30 дней. В четвертой серии введение токсина стафилококка 0^ сочетали с гипертермией в течение I часа на протяжении 30 дней. В пятой серии животных подвергали инъекции токсина стафилококка О-^ в сочетании с ежедневной 2-х часовой гипоксией на протяжении 30 дней. В шестой серии (контрольной) животным вводили чистый бульон, служивший питательной средой для стафилококка О^.

Для выявления деформаций костей конечностей животные обследованы клинико-ректгенологически. Гистологическому исследованию подвергались тканевые компоненты суставов нижних конечностей:

суставной хрящ, кость, мышца, связки, мениск и костный мозг.

Наличие стафилококкового -токсина в сыворотке крови у экспериментальных животных исследовалось на 180 крысах. В первой серии животным вводился только -токсин стафилококка. Во второй серии на фоне воздействия -токсина стафилококка животные подвергались гипертермии ежедневно в течение I часа на протяжении 30 дней. В третьей серии на фоне воздействия ^.-токсина стафилококка животные подвергались гипоксической гипоксии ежедневно в течение 2-х часов на протяжении 30 дней.

Крысы во всех сериях выводились из эксперимента декапит-а-цией в сроки I, 5 и 7 дней, а затем через 14, 21 и 30 суток.

Приготовление бактериальных токсинов. Использованный в качестве нативного токсина фильтрат готовили по следующей методике: бактерии стрептококка А группы (тип -5) и стафилококк штамма 209 пассировались через организм белых крыс и выращивались в 0,4$ мартеновском бульоне с глюкозой (для стрептококка) или в бульоне Хоттингера (для стафилококка) при рН 7,2-7,4. Бульон с микроорганизмами в продолжении 72 ч ставили в термостат при 37°С с последующей фильтрацией через фильтр Шамберлана. Изготовленные таким образом токсины вводили белым крысам на уровне верхней трети икроножной мышцы.

На втором этапе экспериментов применялся стандартный токсин стафилококков Ojg, приготовленный в НИИ эпидемиологии и микробиологии им. И.Ф.Гамалеи, который вводили животным тем же путем в количестве одной трети минимальной летальной дозы.

Гипоксическая гипоксия вопроизводилась методом ререспира-ции, позволяющим точно дозировать количество газов во вдт^аемой смеси (рац.предложение № 84, виданное Тбилгосмединститутом).

Для гипертермии была создана термокамера собственной конструкции, обеспечивающая равномерность температур во всех рабочих отсеках камеры (рац. предложение № 41, выданное Тбшггосмединсти-тутом).

Перегревание осуществляли в условиях относительной влажности 35-40$ до повышения ректальной температуры до 40°. Температура повышалась со скоростью 0,5°С в мин. Ректальную температуру измеряли с помощью электротермометра. На достигнутом уровне температура поддерживалась в течение 40-60 мин. (время экспозиции). В ответ на гипертермию возникало общее возбуждение животных, хотя в процессе подъема температуры отмечалось некоторое снижение двигательной активности, но уже в начале экспозиции и на всем протяжении этого периода у них наблюдалось беспокойство в виде приступов повышенной двигательной активности; в конце эксперимента резко падала двигательная активность - животные лежали, отмечалось усиленное слюноотделение и учащенное дыхание.

Для морфологических исследований тканевые компоненты суставов нижних конечностей (суставной хрящ, костная ткань, костный мозг, мышщ;, сухожилия и мениск) фиксировались в 10%-ном формалине, декальцинировались в 15% азотной кислоте. Целлоидиновые срезы окрашивали гематоксилин-эозином и пикрофуксином по Ван-Ги-зону. Импрегнацию проводили по Футу. Гистометряческие измерения проводили окулярмикрсметром с предварительным вычислением его делений по объектмикрометру.

Для электронномпкроскопического исследования костную ткань декальцинировали в 0,1 М растворе триллона Б, содержащего 4% глутаральдегида (рН - 7,4) с последующей дофиксацией в забуфе-ренном (рН-7,4) 2%-вст растворе четырехокиси осмия (50 минут). Затем материал обезвоживали, проводили его инфильтрирование в сме-

си ацетона и эпона, а затем в чистом эпоне. Материал заливали в

о

эпон. Ульгратонкие срезы толщиной в 500-700 А приготавливали на ультрамикротоме ТЕСЛА 490 А. Срезы обычно контрастировали^ в уранил-ацетате и цитрате свинца после чего просматривались и фотографировались в электронном микроскопе ТЕСЛА БС-500 при инструментальном увеличении 3000-50000.

При обработке костей в эксперименте основное вмешательство осуществлялось при помощи разработанного нами специального инструмента (авторское свидетельство Я 694187).

Клиническая часть работы: Исследованы сыворотки крови у 296 больных с различными заболеваниями опорно-двигательной системы (контрольная группа состояла из 23 здоровых лиц): дисплазия тазобедренного сустава - 24 больных, врожденный вывих бедра - 50 больных, коксартроз - 51 больной, варусная деформация шейки бедра - 30 больных, сколиоз - 45 больных, остеохондроз позвоночника - 55 больных, косолапость - 21 больной и кривошея - 20 больных . Лля выявления в сыворотке крови больных -токсина использовали эритроцитарный антительный диагностикум. Формалинизиро-ванные эритроциты барана сенсибилизировали противостафилококко-вым антитоксическим иммуноглобулином, полученным из соответствующей сыворотки спиртовым фракционированием. Жидкий препарат растворяли в желатозо-сахарозной среде и высушивали. Готовый диагностикум проверяли по активности, специфичности и другим параметрам. Препарат может выявлять в сыворотке крови или другой исследуемой жидкости 0,007 мкг ^-токсина.

Антитоксические противостафилококковые антитела определяли в реакции пассивной гемагглютинации с использование эр'.^троц!;тарного антигенного диагностикума. В качестве сенситина применяли неадсорбированный нативный анатоксин (активность - 20 ЕС произ-

водства ИЭМ та. Н.Ф.Гамалеи). Определяли оптимальную сенсибилизирующую дозу и готовили микросерии диагностического препарата.

Наряду с исследованием -токсина у большое проводилось также определение его прямым методом Кунса с помощью меченной ФИТЦ антителами. В работе проведено иммуноморфологическое изучение хряща, взятого во время операции из головки бедра, суставной впадины, приводящих мышц бедра, позвонков и т.д.

У 36 больных в возрасте от 2-х до 80 лет, у которых в сыворотке крови обнаружен ^-токсин стафилококка с помощью электронной микроскопии нами исследованы клетки костной ткани и костного мозга, взятые во время оперативных вмешательств; 12 человек были с врожденным вывихом бедренной кости, 10 больных - с диспла-зией тазобедренного сустава и 14 - с деформирующим артрозом тазобедренного сустава.

У 319 больных и 23 здоровых лиц (контрольная группа) проведен микробиологический анализ материала из носа и зева, а также полное клинико-лаборагорное обследование.

Гистологическое, электронномикроскопическое и серологическое изучение материала, взятого у больных с заболеваниями опорно-двигательной системы и у лиц контрольной группы, проводили теми же методами, что и в экспериментальной части работы.

Статистическая обработка материала производилась с вычислением взвешенной средней арифметической величины, среднеквадрати-ческой ошибки. На основании величины и числа наблюдений по таблице Стьюдента определяли вероятность различий "Р". Различия считали достоверными при Р-^-0,05.

Результаты исследования и их обсуждение. При изолированном введении токсинов наибольшие изменения как рентгенологически,гак и гистологически были выявлены у экспериментальных животных в слу-

чае введения токсина стрептококка группы А (тип-5). У этих животных в первую же неделю эксперимента на фоне резко выраженного воспаления развивались во всех компонентах сустава дистрофически-деструктивные изменения. С увеличением сроков эксперимента дистрофически-деструктивные изменения усугублялись при сохраняющемся воспалительном фоне, особенно в мягких тканях и костном мозге, в которых отмечалось замещение их значительной массы фиброзно-жировой тканью. Некроз большинства клеток зоны роста приводил к гофрировке, неравномерности и искажению формы, а асинхронность перестройки костей с резким истончением отдельных балок и утолщением других -к деформации конечностей. В суставном хряще также имелись изменения, выражающиеся в поверхностных эрозиях и локальной гипертрофии отдельных участков глубоких слоев суставного хряща.

При изолированных инжекциях токсина стафилококка-209 рентгенологические изменения в костях не наблюдались. Микроскопические изменения в компонентах опорно-двигательного аппарата выявлялись в умеренной форме и не во всех случаях. Эпифизарная пластинка повреждалась незначительно, хотя процессы перестройки в костях с преобладанием процессов рассасывания были усилены и в конечные сроки эксперимента в суставном хряще отмечалось нарушение зонального строения.

С целью более углубленного изучения действия бактериальных токсинов на ткани опорно-двигательной системы, а также выявления факторов, способствующих их повреждающему действию, мы поставили серии опытов, в которых использовали токсины стафилококка как изолированно, так и в сочетании с экстремальными факторами.

Изучение данного материала показало, что изолированное воздействие на организм гипоксической гипоксии или гипертермии в тканях опорно-двигательной системг внзквает лишь незначительнее отк-

лонения от нормы, касающиеся преимущественно зонн роста.

Сочетанное действие токсина стафилококка О^с гипоксичес-кой гипоксией и особенно с гипертермией вызывает патологические сдвиги в тканях опорно-двигательной системы.

Изменения дегенеративно-дистрофического характера в данных случаях касаются не только зоны роста, но и всех других компонентов сустава, включая и суставной хрящ.

Данные экспериментального материала указывают, что экстремальные факторы в виде общей гипоксической гипоксии и общей гипертермии в сочетании с токсином усугубляют дегенеративно-дистрофические процессы и выраженность морфологических изменений, различающихся степенью, распространенностью и тяжестью патологического процесса во всех изученных компонентах сустава.

Субмикроскопическое изучение воздействия стафилококковых токсинов на экспериментальном материале показало, что в костной ткани белых крыс дегенеративно-дистрофические изменения "аступа-ли с 7-го дня после введения токсина 0^. В цитоплазме остеобластов и остеоцитов нередко в значительном количестве обнаруживались вакуоли, а также липидные включения. Сходные изменения наблюдались и в конце эксперимента, т.е. на 30-й день после начала опыта. С 14-го дня после введения токсина дегенеративно-дистрофические изменения, выражающиеся в вакуолизации и липидной дистрофии цитоплазмы были выявлены и в хондроцитах. Признаки деструкции в хондроцитах отмечались и в конце опыта, т.е. на 30-й день после введения токсина.

В клетках костного мозга крыс.деструктивные признаки наступали с 7-го дня в клетках лимфоидного происхождения и особенно резко в плазмоцитах.

Приведенные результаты подчеркивают роль стафилококкового

токсина в развитии деструктивных изменений в клеточных элементах опорно-двигательной системы и костного мозга.

Электронномикроскопическое изучение материала показало, что в первые дни после введения экспериментальным животным стафилококкового токсина в сочетании с высокими температурами и гипокси-ческой гипоксией, в структуре хряща и костной ткани, как в основном веществе, так и в клетках, отклонение от нормы не наблюдалось. •Первые признаки деструктивных изменений, такие как вакуолизация цитоплазмы, разрыв мембраны появились на 5-й день после введения токсина. Данные изменения сохраняются до конца эксперимента.

Б мышцах, б миофибриллах, в миоцитах первые признаки деструктивных изменений отмечались с 5-го дня после введения токсина.

Олектронномикроскопическое изучение клеточных элементов костного мозга показало, что субмикроскопические изменения наблюдались уже в начальные сроки эксперимента, т.е. с 1-го дня; эти изменения прогрессивно нарастали. Особо существенные ультраструктурные изменения наблюдались в клетках эритроидного и грану-лоцитарного ростков. Б элементах лимфоидного и мегакариоцитарно-го ростков данные морфологические изменения выявлялись в меньшей степени.

Электронномикроскопическое изучение клеток костной и хрящевой ткани, а также костного мозга оперированных больных с различной патологией опорно-двигательной системы выявило существенные морфологические изменения в соответствующих клетках.Саше значительные морфологические изменения проявлялись в цитоплазме клеток. Из деструктивных изменений, в первую очередь, следует отметить интенсивную вакуолизацию цитоплазм!1, дегрануляцию, разрнвг плазматических мембран, липидную инфильтрацию, пикноз, кариорексмс, вакуолизацию ядер. В некоторых случаях морфологические изменения на-

столько существенны, что становятся сложным установить гистоге-нетическую принадлежность тех или иных клеточных элементов.

В первой группе, где воздействие стафилококкового токсина на организм животных не сопровождалось дополнительным воздействием физических факторов; титр токсина стафилококка достигал своего максимума к 7-му дню (62,3*12,02), затем происходило его постепенное снижение. К 14-му дню титр токсина стафилококка составлял 16,9+1,19; Р^0,01, к 21-му дню - 10,0+1,6; р^.0,001, а на 30-й день не регистрировался вовсе. Полученные данные, по нашему мнению, свидетельствуют о нарастании защитных сил организма в отношении стафилококкового токсина до полной его нейтрализации к 30-му дню эксперимента.

Во второй группе, где животные подвергались воздействию стафилококкового токсина на фоне гипертермии, титр токсина в крови животных достигал максимума уже на 5-й день - 182,4+31,21; р 0,1. Затем, в последующие сроки эксперимента также происходило его монотонное снижение. Однако к 30-му дню титр токсина стафилококка в крови сохранялся и составлял 4,5+0,82; Р-^.0,01.

В третьей группе, где животные подвергались воздействию ста-филококкого токсина на фоне гипоксической гипоксии, титр токсина в крови достигал максимума к 7-му дню - 113,0+19,6, Р^О,05. Монотонно затем снижаясь, к 30-му дню титр составлял 9,5+1,56, Р-с.0,001. Как видно, уровень токсина в крови подопытных животных с увеличением времени, статистически достоверно (Р-^-0,05).

В четвертой группе животных (контрольной) на протяжении тех же сроков эксперимента токсин стафилококка в крови не регистрировался.

Таким образом, проведенные исследования показали, что под влиянием экстремальных факторов усугубляется действие стафилоко-

кового токсина на организм, что проявляется в увеличении его титров как в количественном отношении, так и длительности выявления их в крови. Особенно это выраженно в случае гипоксической гипоксии. Полученные факты позволяют предполагать патологическое воздействие токсинов стафилококка на опорно-двигательную систему, усиливаицийся экстремальными факторами, что подтверждается дальнейшими нашими исследованиями. Результаты экспериментальной работы дают обоснованный повод осуществить поиск стафилококкового сА. -токсина в сыворотке крови ортопедических больных с различными формами заболеваний опорно-двигательной системы. Одновременно целесообразно было бы выяснить состояние реактивности организма в случае наличия изучаемого токсина. Для этого определяли уровень антитоксических тел в тех же сыворотках крови. В группе больных и в контрольной группе здоровых лиц проводили микробиологический анализ материала из носа и зева, а также клинико-лабораторные исследования. Как было отмечено 'выше, больные страдали различными формами поражений опорно-двигательной системы: дисплазия тазобедренного сустава, врожденный вывих головки бедра, коксартроз, ва-русная деформация шейки бедра, сколиоз, остеохондроз, косолапость, кривошея.

Результаты серологических исследований показали, что при всех формах заболевания опорно-двигательного аппарата у определенной части больных имеется -токсин стафилококка. Количество больных в исследуемых группах, у которых был выявлен токсин, в процентном отношении не отличалось друг от друга. В случаях остеохондроза и дисплазии тазобедренного сустава титр токсина был значительно выше, чем при других заболеваниях (Р^-0,05), в то время как уровен- антитоксических антител в указанных двух группах был снижен по отношению к норме (1:20).

Более чем у половины обследованных нами больных был высеян Staphylococcus aureus при этом у 80% больных отмечалось увеличение числа лимфоцитов. В 22,3% всех обследованных сывороток ортопедических больных, стафилококковый токсин содержался в диапазоне его титра от 4,5 до 30,9. Вместе с тем, антитоксические антитела регистрировались в пределах нормы (за исключением указанного их понижения у больных с дисплазией тазобедренного сустава и остеохондроза), и существенно не отличались от таковых у ортопедически больных, в крови которых стафилококковый токсин не был выявлен.

Эти факты согласуются с данными литературы о том, что несмотря на проникновение <!■—токсина через слизистые оболочки, уровень соответствующих антител в крови у носителей staphylococcus аигзиа практически не отличается от такового у ненооителей. Причина этому может заключаться, по-видимому, либо в хроническом скрытом очаге стафилококковой инфекции на фоне сниженной реактивности организма, либо в длительной (возможно годами) циркуляции токсина в крови, приведшей к адаптации организма к гемолизу по типу низкодозовой толерантности.

Дисплазия тазобедренного сустава: у обследованных 24 больных, от шести месяцев до 2 лет с этой патологией, стафилококковый токсин выявлен в 25% случаях. Титр ск -токсина варьировал в пределах от 1:6 до 1:100 и в среднем составлял 30,9+5,4. Антитоксический титр в норме не более 1:20 составил при этой патологии 9,8+1,1.

Врожденный вывих головки бедра. Всего обследовано 50 больных, в возрасте от 2 до 15 лет. Стафилококковый токсин обнаружен в 24$ случаях. Его титр варьировал в пределах от 1:6 до 1:80 и в среднем составил 16,1+1,8. Антитоксические единицы находились у этих больных, в среднем, в пределах 18,2+3,3.

Коксартроэ. Обследован 51 больной в возрасте от 16 до 70 лет, стафилококковый токсин обнаружен в 25,5% случаях. Титр стафилококкового токсина варьировал в пределах от 1:4 до 1:12 и в среднем составил 8,1+1,6. Антитоксическая единица в среднем составила 26,7+2,6.

Варусная деформация шейки бедра. Было обследовано 30 больных в возрасте от 3 до 15 лет ,с этой патологией и в 26,7$ случаях обнаружен стафилококковый токсин. Его титр варьировал в пределах от 1:2 до 1:24 и в среднем составил 9,0+0,7. Антитоксическая единица в среднем составила 12,6+1,4.

Сколиоз. Всего обследовано 45 больных в возрасте от 2 до 60 лет. Из этого числа стафилококковый токсин обнаружен в 20$ случаях. Тигр токсина варьировал от 1:4 до 1:20 и в среднем составил 12,7+1,4. Антитоксическая единица в среднем составила 2,3 + + 3,0.

Остеохондроз. Всего обследовано 55 больных (возраст от 28 лет до 60 лет). Из этого числа стафилококковый токсин выявлен в 20% случаях. Его тигр колебался в пределах от 1:8 до 1:40 и в среднем составил 24,0+2,3. Антитоксическая единица в среднем составила 34,6+3,2. Среди 21 больного с косолапостью в возрасте от 2 до 13 лет стафилококковый токсин выявлен в 14,3$ случаях. Его титр варьировал в пределах от 1:4 до 1:12 и в среднем составил 7,7+0,9. Антитоксическая единица в среднем составила 26,3+2,0.

Кривошея. Из обследованных в возрасте от 4 до 13 лет 20 больных с этой патологией стафилококковый токсин выявлен в 20% случаях. Титр токсина варьировал в пределах от 1:2 до 1:8 и в среднем составил 4,5+0,8. Антитоксическая единица в среднем составила 28,0+4,1.

В контрольной группе стафилококковый токсин не был обнаружен.

Полученные данные по всем видам патологии суммированы в таблице, где продемонстрировано, что различия в группах больших как для наличия стафилококкового токсина, так и антитоксических единиц, по критерию Стьюдента статистически достоверны.

Таким образом, из общего числа 296 больных с дегнеративно-дистрофическиш заболеваниями опорно-двигательной системы, в 22,3$ случаях выявлено наличие стафилококкового токсина. При этом, средняя величина титра токсина различна для разных видов патологии, также как и соотношение между титром токсина и величиной антитоксической единицы в каждом виде патологии. Наибольшие величины титра токсина стафилококка получены при дисплазии тазобедренного сустава и остеохондроза, а наименьшие для кривошеи и косолапости.

Для коксартроза, варусной деформации шейки бедра, сколиоза, остеохондроза, косолапости и кривоеш характерно количественное преобладание антитоксических единиц над титром стафилококкового токсина, тогда как при дисплазии тазобедренного сустава титр стафилококкового токсина количественно значительно превосходит величину антитоксической единицы, а для врожденного вывиха бедра эти соотношения практически равны.

Представленные результаты экспериментальных исследований, а также клинико-лабораторные данные позволяют отвести существенную роль в патогенезе дегенеративно-дистрофических заболеваний опорно-двигательнсй системы воздействию токсинов стафилококка. Экстремальные физические факторы (гипертермия и гипоксическал гипоксия) способствуют и усугубляют патологическое воздействие токсинов стафилококка на ткани опорно-двигательной системы.

Результаты иглцуноморфологических исследований показали, что в обработанном меченной антисызороткой суставном хряще наблюдает-

пп

Больные с различными повреждениями опорно-двигательной системы

Количество больных

I. Дисплазия тазобед-

ренного сустава 24 6

2. Врожденный вывих головки бедра 50 12

3. Коксартроз 51 13

4. Варусная деформация шейки бедра 30 8

5. Сколиоз 45 . 9

6. • Остеохондроз 55 II

7. Косолапость 21 3

8. Кривошея 20 4

Таблица

Титп токсина Антитоксическая

1итр токсина единица

М+ т/при М+т /при

з норме О/ а норм0 0:20/

25,0 63,0 30,9+5,4 53 9,8+1,1

24,0 82,8 16,1+1,8 87,3 18,2+3,3

25,5 41,4 ' 8,1+1,0 136,6 26,7+2,6

26,7 46,3 9,0+0,7 45,0 12,6+1,4

20,0 71,3 12,7+1,4 128,2 22,3+3,0

20,0 120,9 24,0+2,3 177,7 34,6+3,2

14,3 38,9 7,7+ 0,9 131,3 26,3+2,0

20,0 25,0 4,5+ 0,8 159,5 28,0+4,1

м го

ся свечение, обусловленное антигеном - -токсином. Специфическая люминесценция в хряще проявляется в виде округлых пятен, несколько отличающихся друг от друга по размерам, которые в основном расположены беспорядочно, хотя в некоторых участках, где свечение более слабое, намечается тенденция к вертикальной упорядоченности, а в других - оно вообще отсутствует. При сопоставлении серийных гистологических срезов с иммунофлюоресцентннм методом, вышеуказанные светящиеся пятна оказались хрящевыми лакунами, содержащими дистрофически измененные клетки (претерпевающие вакуолизацию, кариопииноз, кариорексис и пр.). В участках, в которых флюоресцирующие пятна отсутствовали, располагались морфологически неизмененные хсндроцигы, либо наблюдалось разрежение хрящевых клеток, с появлением полей, не содержащих названные клетки. /

В межклеточном веществе хряща, между люминеспирующими пятнами наблюдается сравнительно слабое, беспорядочно расположенное зернистое свечение. В участках разволскнения и трещин в межклеточном веществе суставного хряща отмечаются более интенсивно светящиеся полосы, обычно направленные перпендикулярно суставной поверхности. На границе с костной тканью, что соответствует базо-фильной пограничной линии обызвествления, наблюдается интенсивное свечение, которое полностью повторяет строение названной линии. Поэтому светящаяся полоска различной толщины, извитая, с многочисленными петлями. В местах прорыва базофильной линии флюоресценция отсутствует.

Специфическое свечение било отмечено п в поперечнополосатой мышце. Флюоресценция, в виде полосок, наблюдаласт в соединительно-тканной строив скелетных мгшц, претерпевающих атрофические изменения и в стенках мелких кровеносных сосудов в виде колец.

Результаты морфологических исследований показали, что при дисплазии тазобедренного сустава, врожденном вывихе бедра и дис-пластическог/ коксартрозе «к -токсин стафилококка находится в поврежденных участках суставного хряща и скелетных мышц. Следовательно, он должен иметь определенную причастность к формированию этих изменений.

Суммируя результаты проведенных исследований можно отметить, что «Л^-токсин стафилококка принимает участие в альтернативных изменениях суставов при формировании изученных ортопедических заболеваний. Таким образом, процесс повреждения «к -токсином элементов опорно-двигательной системы является одним из звеньев патогенеза ряда врожденных ортопедических заболеваний.

Таким образом, важность изучения проблемы дисплазии тазобедренного сустава, врожденного вывиха бедра, деформирующего артроза тазобедренного сустава, сколиоза, остеохондроза, кривошеи, косолпаосги и т.д., определяется теоретическими и практическими аспектами, включающими в себя выявление особенностей этиологии, патогенеза и путей рационального лечения вышеуказанных заболеваний, вызывающих большой процент инвалидности среди' этих больных.

ВЫВОДЫ

I. Изолированное действие стафилококкового ¿^-токсина на организм экспериментальных животных вызывает в тканях опорно-двигательного аппарата (суставной хрящ, субхондриальная кость, костный мозг, зона роста, шлицы, сухожилие) микроструктурнне -изменения воспалительно-дистрофическо-деструктивного характера, что наиболее рано и резко выражено в зонах роста и не затрагивает суставной хрящ. При сочетанном действии стафилококкового А-. -токсина,

гипертермии к гипоксической гипоксии, микроструктурные изменения, усугубляются и приводят к дегенеративно-дистрофическим поражениям всех изучаемых компонентов сустава.

2. При воздействии на организм экспериментальных животных стафилококкового -токсина, по данным электронной микроскопии, дегенеративно-дистрофические изменения, проявляющиеся в вакуолизации и липидной инфильтрации межклеточного пространства и цитоплазмы, остеобластов и остеоцитов и клеток лимфоидного происхождения костного '.мозга выявляются с 7-го дня, а в хрящевых клетках - с 14-го дня от начала воздействия.

3. При сочетанном действии на организм экспериментальных животных стафилококкового -токсина, гипертермии и гипоксичес-кой гипоксии, по данным электронной микроскопии, субмикроскопического изменения дегенеративно-дистрофического характера в костной ткани, костном мозге и мышцах выявляются с первого дня воздействия, а в хрящевой ткани - с 5-го.

4. При сочетанном действии на организм подопытных животных гипертермии или гипоксической гипоксии и стафилококкового -токсина последний определяется в сыворотке крови более длительное время, чем при изолированном егс введении.

5. Стафилококковый ^-токсин с одновременным нахождением данного антигена в костной ткани обнаруживается у 22,3% больных с дегенеративно-дистрофическими заболеваниями опорно-двигательной системы.

6. Результаты иммуноморфологических исследований у ортопедических больных показали, что при дисплазии тазобеяренного сустава, врожденном вывихе бедра, коксартрозе, варусной деформации шейки бедра, сколиозе, остеохондрозе, косолапости и кривошее,

^ -токсин стафилококка находится в поврежденных участках сустав-

ного хряща, костной ткани и скелетных мышц и тем самым поражение -токсином элементов опорно-двигательной системы может являться одним из звеньев патогенеза ряда ортопедических заболеваний.

СШСОК НАУЧНЫХ ТРУДОВ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТИЛЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Способ лечения Соха уага // К. "Травматология, ортопедия и протезирование", 1977, JS 6, стр.74-75. Д.А.Омиадзе, Ц.А. Марсагшвили, Н.Н.Качарава.

2. Роль токсического агента в развитии дегенеративно-дистрофических поражений в опорно-двигательном аппарате // УШ-ой съезд травматологов-ортопедов Украины, г.Киев, 1979, стр.74-75. О.Н.Гудушаури, Т.С.Кереселидзе, Л.Р.Гонгадзе, Н.Н.Качарава, Б.М. Тогонкдзе.

3. К вопросу о нарушениях роста верхней конечности // В кн.: "Изобретательство и рационализаторство в травматологии и ортопедии". М., 1979, ч.1, стр.44-45. О.Н.Гудушаури, Н.Н.Качарава.

4. К патогенезу дистрофически-деструктивных заболеваний опорно-двигательного аппарата // Известия АН ГССР "Серия биологическая", 1979, т.5, стр.426-430: О.Н.Гудушаури, Т.С.Кереселидзе, Л.Р.Гонгадзе, Н.Н.Качарава, Б.М.Тогонидзе.

5. Инструмент для костных операций // Автор.свид. 694187, бюллетень 40. Н.Н.Качарава, М.Ф.Ящвили, Ч.А.Какителашвили,

Ц.А.Марсагишвили.

6. Ультраструктура костной ткани при действии бактериальных токсинов в эксперименте // Сообщения АН ГОСР, 1980, 97, № I, стр.201-204. О.Н.Гудушаури, З.Г.Цагарели, Н.Н.Качарава, Б.М.Тогонидзе, Л.Р.Гонгадзе.

7. Особенности морфо-гистохимических изменений опорно-двигательного аппарата при общем перегревании организма // Сообщение АН ГССР, 1981, 102, Л 3, стр.713-716. 0\:0. Гудушаури, Б.М.Тогонидзе, Л.Р.Гонгадзе, Н.Н.Качарава, Р.М.Гугушвили.

8. Гистологическое и гистохимическое изучение опорно-двигательного аппарата при общей гипоксии организма // Сообщения АН ГССР, 1981, 103, Л I, стр.193-196. Л.Р.Гонгадзе, Б.М.Тогонидзе, Р.М.Гугушвили, Н.Н.Качарава.

9. О морфологических последствиях синхронного действия токсического агента и гипоксической гипоксии в опорно-двигательном аппарате // Сообщения АН ГССР, 1981, 103, Я> 3, стр.721-724. О.Н. Гудушаури, Л.Р.Гонгадзе, Н.Н.Качарава, Б.М.Тогонидзе.

10. Структурный анализ опорно-двигательного аппарата при со-четайном действии токсического агента и общего перегревания организма в эксперименте // Известия АН ГССР "Серия биологическая", 1982, т.8, № 2, стр. 106-110. О.Н.Гудушаури, Н.Н.Качарава, Л.Р. Гонгадзе, Б.М.Тогонидзе.

11. Некоторые клинико-иммунологические показатели в условиях действия стафилококкового токсина на опорно-двигательный аппарат // Сообщения АН ГССР, 1982, 107, № 2, стр.417-420. О.Н.Гудушаури, Т.Г.Чаншвили, С.А.Ригвава, Н.Н.Качарава, М.В.Сакваре-лидзе.

12. Роль ^ -токсина стафилококка в развитии дегенеративно-дистрофических поражений опорно-двигательного аппарата при общем перегревании и гипоксии организма в эксперименте // У-ый съезд травматологов-ортопедов Республик Закавказья, Ереван, 1984, стр.41-43. О.Н.Гудушаури, Л.Р.Гонгадзе, Н.Н.Качарава, М.В.Саква-ре лидзе.

13. У ль трамикр о скопиче с ки е особенности, клеток костного мозга в условиях действия стафилококкового токсина на фоне гипоксии // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии, 1986, 4, стр.29-33, Г.К.Гогичадзе, Н.Н.Качарава.

14. Электронномикроскопическое исследование клеток костного мозга больных различного возраста с дегенеративно-дистрофическими заболеваниями тазобедренного сустава // В кн.: Механизмы старения и долголетия. Тбилиси, 1986, стр.63-64. О.Н.Гудушаури, Г.К. Гогичадзе, Н.Н.Качарава, М.В.Сакварелидзе.

15. Исследование стафилококкового гк -токсина у больных с дистрофически-деструктивными повреждениями тазобедренного сустава // Ж. "Микробиология, эпидемиология, и иммунобиология", 1986, й 8, стр.114-115. С.А.Ригвава, Н.Н.Качарава.

16. Электронномикроскопическое изучение клеток мышечной ткани в условиях действия стафилококкового токсина на фоне общего перегревания организма // Сообщения АН ГССР, 1986, # 123, Л 2, стр.413-415. Г.К.Гогичадзе, Н.Н.Качарава.

17. Электронномикроскопическое изучение клеток костной.ткани в условиях действия стафилококкового токсина // Ж. "Ортопедия, травматология и протезирование", Рукопись депонирована в ВИНИТИ Я 2294-387. Г.К.Гогичадзе, Н.Н.Качарава.

18. Роль -токсина стафилококка в генезе некоторых ортопедических заболеваний // Сепсис. Тезисы Ш Республиканской конференции. Тбилиси, 1987, стр.351-352. Н.Н.Качарава.

19. Субмикроскопические особенности клеток костной ткани в условиях действия стафилококкового токсина на фоне общего перегревания организма // Сообщение АН ГССР, 1987, 1926, № I, мр. 173-176. Г.К.Гогичадзе, Н.Н.Качарава.

20. Воамозная роль А. -токсина стафилококка в патогенезе некоторых ортопедических заболеваний // Сообщение АН ГССР, 1987, 127, tí Г, стр.181-184. О.Н.Гудушаури, С.А.Ригвава, Р.Т.Чихладзе, Н.Н.Качарава, Г.М.Буркадзе.

21. ücoyopnjnjjfin snjbnQnb ¿овпэрпбздо bjno<w&o¿6 ó3opagng¿¡d-Qn // üJdjnoó d3poor>6¿ tsar A 6 ¿j. 61 S.JO^ojo.

22. Ультраструктурные особенности хондроцитов в условиях действия стафилококкового токсина // В кн.: Актуальные вопросы биологии и медицины. Известия АН ГССР, 1988, стр.179-182. Г.К.Гоги-чадзе, Н.Н.Качарава.

23. Ультраструктурные особенности клеток костного мозга в условиях действия стафилококкового токсина // В кн.: Актуальные вопросы бпологии и медицины. Известия АН ГССР, 1988, стр.182-187. Г.К.Гогичадзе, Н.Н.Качарава.

24. Клетки костного мозга в условиях действия стафилококкового токсина на фоне общего перегревания в организме // Ж.Архив анатомии, гистологии и эмбриологии, 1988, № 2, стр.41-43. Г.К.Гогичадзе, Н.Н.Качарава.

25. дЗрпЬ jbrijnooO 0^i6njfínbjn3nzo^> dQb5¿3C¿ Ьодб(-й6-додпс!бозэ-бх>п P3ú05Q^oKjn^c-pnbí!}ñn^nx,o fJánúSjdjdnb pñnb //búójnoj дзрщово 1 РАЗ ft 4 ¡33- cJ. 5. jjjúfiojü.

26. Электронномикроскопическое изучение клеток костной ткани в условиях действия стафилококкового токсина на фоне гипоксии // Известия АН ГССР "Серия биологическая", 1988, т.14, № 5, стр.414 -419. Г.К.Гогичадзе, Н.Н.Качарава.

27. Ультраструктурный анализ клеток костного мозга при общей гипоксической гипоксии организма в эксперименте // В кн.: Ульграструктурные основы патологии органов и тканей. Материалы

17 конференции, г.Тбилиси, 1988, стр.141-142. Н.Н.Качарава, Г.К.Гогичадзе.

28. Субмикроскопические особенности хондроцитов в условиях действия стафилококкового токсина на фоне общего перегревания в эксперименте // Сообщения АН ГССР, 1989, Л8 134, Л 2, стр.417 -420. Г.К.Гогичадзе, Н.Н.Качарава.

29. (Ззродобо Лот Л ос1 об ЛоОдарЯйпз^о З^б^ОД-м 6(5J«ofWJпJoO 0 /Г0О5-9о0 О ¿-5 апЗпЬ фпЗОпбоЬ впЗОзрзЗпОоЬ £]033^пдз6<$3п // ЬоЗобаззрпЬ

1 УЯпспдоО доЬоозбп адоопОп ¡968 $3. 51-5В б.^о-

30. бо,зороойдо ззизз^одобфзрп фпзосз^ азопо вЗпбоЬ

OíaSoJlír!C>JnJo»oo оборпйо //робд^даобо ро ад^обовв^Зо

ваоробо ¡981 33. 30-31 ¿«(ЗоЛоСД, 5. д. Ыу&'ЧООООй.

Рационализаторские предложения

1. Термокамера. 7достоверение на рац.предложение, выданное Тбилисским государственным медицинским институтом Л 41 от 4.1. 1979 г.

2. Прибор для распила костей скелета лабораторных животных 7достоверение на рацпредложение, выданное Тбилисским государственным медицинским институтом й 69, от 5.3.1980 г.

3. Аппарат для создания гипоксической среды. Удостоверение на рац.предложение, выданное Тбилисским государственным медицинским институтом № 84, от 3.3.1981 г.

4. Способ диагностики деформирупцего артроза тазобедренного сустава. 7достоверение на рац.предложение,выданное Тбилисским институтом усовершенствования врачей МЗ СССР,,15227,от 25.Ш. 1986 г.