Автореферат и диссертация по медицине (14.00.16) на тему:Закономерности и механизмы изменений обмена минералов, йодтиронинов, глутатиона и метаболитов пероксидации при переломах костей бедра и голени

На правах рукописи

РОДИОНОВА Любовь Викторовна

ЗАКОНОМЕРНОСТИ И МЕХАНИЗМЫ ИЗМЕНЕНИЙ

ОБМЕНА МИНЕРАЛОВ, ЙОДТИРОНИНОВ, ГЛУТАТИОНА И МЕТАБОЛИТОВ ПЕРОКСИДАЦИИ ПРИ ПЕРЕЛОМАХ КОСТЕЙ БЕДРА И ГОЛЕНИ

14.00.16 - патологическая физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Иркутск — 2003

Работа выполнена в ГУ «Научный центр реконструктивной и восстановительной хирургии ВСНЦ СО РАМН»

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор

Колесниченко Лариса Станиславовна

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор

кандидат медицинских наук, доцент

Скворцова Раиса Григорьевна

Четверикова Татьяна Давыдовна

Ведущее учреждение: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской федерации» (г. Томск)

Защита состоится « в » Октября 2003 г. в _О часов

на заседании Диссертационного совета Д 001.054.01 в ГУ «ВосточноСибирский научный центр Сибирского отделения РАМН» по адресу: 664003, г. Иркутск, ул. Тимирязева, 16.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУ «ВосточноСибирский научный центр Сибирского отделения РАМН»

Автореферат разослан

Ученый секретарь Диссертационного совета, кандидат медицинских наук

Список сокращений, использованных в работе

АОС - антиоксидантная система

атТГ - антитела к тиреоглобулину

АФК - активные формы кислорода

ГПО - глутатионпероксидаза

ГР - глутатионредуктаза

ГТ - глутатионтрансфераза

ДК - диеновые конъюгаты

КФ - кислая фосфатаза

МДА - малоновый диальдегид

ОЖСС - общая железосвязывающая способность

ПОЛ - перекисиое окисление липидов

т/л ЩФ - термолабильная щелочная фосфатаза

т/с ЩФ - термостабильная щелочная фоофатаза

Т3 - трийодтиронин

Т4 - тироксин

ттг - тиреотропный гормон

ХТО - хронический травматический остеомиелит

ЩФ - щелочная фосфатаза

GSH - восстановленный глутатион

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

В настоящее время проблема ранней диагностики, прогнозирования и мониторинга развития осложнений травм длинных костей остается актуальной. Значимость проблемы возрастает из-за роста травматизма, появления новых антибиотикорезистентных штаммов микроорганизмов, расширения видового спектра раневой микрофлоры, изменения общего иммунологического статуса населения в связи с экологической ситуацией (Аранович А.М., 1995; Кирдей Е.Г. с соавт., 1996; Агаджанян В.В., Кожевников B.C., 1996; Сидорова Г.В. с соавт., 2001; Леонова С.Н., 2002; Deltch Е.А, Bridges W. et al., 1988).

Многокомпонентность изменений, происходящих при хроническом посттравматическом остеомиелите (ХТО) позволяет отнести его к системной патологии, затрагивающей все основные органы и системы организма (Морозов В.Г. с соавт., 1990; Ермолович Е.Ю., 1993; Арсентьева Н.И. с соавт., 1996; Кирдей Е.Г. с соавт., 2002).

Вместе с тем, в настоящее время до конца не изучены закономерности и механизмы ответных реакций организма при переломах костей, как осложненных, так и не осложненных остеомиелитом, в частности: нет четкого представления об изменениях йодтирониновой функции щитовидной железы, реакции системы глутатиона, а также не изучены взаимосвязи между обменом минералов, йодтиронинов, продуктов ПОЛ и показателями системы глутатиона при костной патологии.

Очевидно, что необходим комплексный подход к изучению метаболизма костной ткани современными методами диагностики, позволяю-

щий охарактеризовать основные гомеостатические показатели, в том числе обмен макро- и микроэлементов, гормональный профиль, состояние системы ПОЛ—АОС и др., что позволит выявить важные звенья патогенеза и определить пути патогенетического воздействия при лечении.

В целом это и определило основную цель работы.

Цель работы

Выявление закономерностей и механизмов изменения обмена минералов, йодтиронинов, прооксидантных и антиоксидантных процессов и определение их взаимосвязи у больных с неосложненными и осложненными переломами длинных костей.

Для решения поставленной цели последовательно решались следующие задачи.

Задачи исследования:

1. Выявить закономерности изменения минерального обмена у больных с переломами длинных костей, осложненных и неосложненных остеомиелитом, а также у больных со сросшимися переломами и ХТО.

2. Исследовать йодтирониновую функцию щитовидной железы при переломах длинных костей, осложненных и не осложненных остеомиелитом.

3. Определить сдвиги в содержании продуктов перекисного окисления липидов: диеновых конъюгатов и малонового диальдегида, а также показателей системы глутатиона: глутатионпероксидазы, глутатион-редуктазы, глутатионтрансферазы и восстановленного глутатиона у больных с патологией длинных костей.

4. Исследовать взаимосвязи между содержанием в сыворотке крови минералов, йодтиронинов, продуктов ПОЛ и состоянием системы глутатиона при осложненных и не осложненных переломах костей бедра и голени.

Научная новизна

Впервые выявлены изменения исследуемых гомеостатических показателей, характерные для катаболической фазы репаративного осте-огенеза в условиях неосложненной и осложненной остеомиелитом травмы, определены пути формирования компенсаторно-приспособительных реакций, развивающихся после переломов длинных костей.

Приоритетными являются данные об изменении йодтирониновой функции щитовидной железы и возможном нарушении конверсии тироксина в трийодтиронин у больных с переломами длинных костей, а также результаты, свидетельствующие об ослаблении обратной отрицательной связи в системе гипофиз-щитовидная железа у пациентов с переломами бедра и голени, осложненными остеомиелитом.

Доказана тесная зависимость между уровнем активности процессов пероксидации и антиоксидантной защиты, а также впервые выявлены сдвиги в системе глутатиона в зависимости от клинического варианта костной патологии.

Новыми являются данные о взаимосвязях между показателями обмена минералов, йодгиронинов, продуктов пероксидации и системы глутатиона при неосложненных и осложненных переломах бедра и голени.

Предложены концептуальные схемы развития патологических процессов и взаимодействия элементов их составляющих при переломах длинных костей, осложненных и не осложненных остеомиелитом.

Обосновано применение дополнительных критериев диагностики развития остеомиелита: возрастание концентрации Ми, Си, Ъп, ДК, МДА, уменьшение содержания Са в сыворотке крови, а также снижение уровня восстановленного глутатиона в эритроцитах.

Теоретическая и практическая значимость работы

Теоретическую значимость работы определяет установление новых данных о гормонально-метаболических аспектах патогенеза посттравматического остеомиелита, которые расширяют существующие представления и представляют интерес для комплексной диагностики, мониторинга лечения и прогнозирования этой патологии.

Проведенные исследования вносят дополнительный вклад в изучение биохимических процессов, происходящих при травмах длинных костей, в том числе и осложненных остеомиелитом, что имеет не только теоретическое, но и практическое значение для наиболее полного понимания биохимических аспектов компенсаторно-приспособительных реакций, развивающихся после травм длинных костей.

Показана возможность оценки эффективности лечения травм длинных костей по биохимическим критериям (Мя, Си, Хп, КФ, ТТГ, вБН, ГПО), что особенно актуально в условиях специализированных отделений лечебно-профилактических учреждений.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Общими закономерностями изменений минерального обмена, характерными для катаболической фазы репаративного остеогенеза при неосложненных переломах длинных костей, являются: снижение концентрации в сыворотке крови Ре, С1, увеличение уровня неорганических фосфатов, общей железосвязывающей способности (ОЖСС) и повышение активности кислой и щелочной фосфатаз; характерные сдвиги, свидетельствующие о присоединении остеомиелита, выражаются в снижении концентрации Са и общей железосвязывающей способности, а также увеличении уровня Си и Тп в сыворотке крови.

2. При переломах длинных костей, не осложненных остеомиелитом, закономерным является увеличение концентрации тироксина и снижение трийодтиронина на фоне возрастания ТТГ, что по-видимому вызвано уменьшением активности дейодиназы, а следовательно, нарушением процессов конверсии Т4 в Т3; при осложненных остеомиелитом переломах отсутствие возрастания секреции ТТГ при сниженном уровне трийодтиронина свидетельствует о нарушении обратной связи в системе гипофиз-щитовидная железа.

3. Возрастание концентрации восстановленного глугатиона в эритроцитах и плазме, а также активности ГПО в плазме при неослож-ненных переломах длинных костей является защитной реакцией, предупреждающей аккумуляцию метаболитов пероксидации; при развитии гнойных осложнений угнетение системы глутатиона способствует накоплению продуктов пероксидации.

Апробация материалов диссертации

Основные положения и результаты диссертационного исследования доложены и обсуждены:

х на Всероссийском съезде хирургов (Кавказские минеральные воды, 1999);

х на Байкальском научно-практическом обществе травматологов-ортопедов (Иркутск, 1997, 1999, 2001);

х на научно-практической конференции ИГМУ (2000);

х на Монголо-Российском международном симпозиуме (2000);

х на IV (2002) и V (2003) конгрессе с международным участием «Паллиативная медицина и реабилитация в здравоохранении».

Публикации

По теме диссертации опубликовано 14 работ.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, главы о материалах и методах исследования, четырех глав результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы.

Диссертация изложена на 158 страницах машинописи, содержит 14 таблиц и 26 рисунков. Библиография включает 288 источников, из них 181 отечественных и 107 иностранных.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В сыворотке крови больных определяли уровень кальция, фосфора, хлоридов, железа, общей железосвязывающей способности

(ОЖСС), магния, активности кислой фосфатазы (КФ) реагентами фирмы Human (Германия), меди и цинка — реагентами Sentinel (США), активности щелочной фосфатазы (ЩФ) коммерческими тест-системами фирмы CORMAY (Польша), а также трииодтиронина (Т3), тироксина (Т4), тиреотропного гормона (ТТГ) и антител к тиреогло-булину (атТГ) методом твердофазного иммуноферментного анализа тест-наборами Алькор Био (г. Санкт-Петербург). Кроме того, стандартными методами определяли концентрацию диеновых конъюгатов (ДК) (Стальная И.Д., 1977), малонового диальдегида (МДА) (Да-ценко Б.М., Дикий И.Л. и соавт., 1993), восстановленного глутатио-на (GSH) (Anderson М.Е., 1989), глутатионтрансферазы (ГТ) (Habig W.H. et al., 1974), глутатионпероксидазы (ГПО) (StultsF.H. et al., 1977), глутатионредуктазы (ГР) (Mannervik В., BoggaramV., 1982).

В целях повышения аналитической надежности результатов с каждой серией определений проводился внутрилабораторный контроль качества исследований согласно приказу МЗ РФ № 45 от 07.02.00.

Для контроля правильности и воспроизводимости результатов использовали контрольные сыворотки Serodos и Serados plus фирмы HUMAN (Германия) и CORMAY SERUM HN, CORMAY SERUM HP, фирмы CORMAY (Польша).

Статистический анализ и графическое изображение полученных результатов выполнены с помощью программ BIOSTAT и EXEL с использованием однофакторного дисперсионного анализа, вычисления критерия Стьюдента с поправкой Бонферрони для множественных сравнений, критериев Ньюмена-Кейлса, Тькжи, Даннета, Ман-на-Уитни и Уилкоксона; корреляционные зависимости характеризовали по параметрическому коэффициенту Пирсона. Далее описываются только статистически значимые сдвиги (р < 0,05).

Клиническая характеристика больных

Всего обследовано 75 мужчин с патологией длинных костей бедра и голени без сопутствующей соматической патологии при поступлении в стационар (до лечения). В качестве контрольных биохимических показателей нами были использованы результаты, полученные при обследовании 23 практически здоровых мужчин, жителей г. Иркутска. Во время проведения наблюдений никто из обследуемых лиц не предъявлял каких-либо жалоб и не имел в анамнезе хронической патологии.

Для сопоставимости результатов проводимых исследований группы больных подбирали по возрасту и локализации травмы; переломы и гнойный процесс локализовались только в диафизах костей бедра и голени. Остеомиелит у всех больных находился в стадии неполной ремиссии. Больные с субтотальной и тотальной формами остеомиелита в исследование не включались.

Больные с костной патологией (локализация бедро, голень) были разделены на следующие группы:

1) I группа — больные с консолидирующимися неосложненны-ми переломами бедра и голени;

2) II группа — больные с консолидирующимися переломами длинных костей бедра и голени, осложненными посттравматическим остеомиелитом;

3) III группа — больные с консолидированными переломами бедра и голени и хроническим посттравматическим остеомиелитом.

Более подробная характеристика описанных групп представлена в таблице 1.

Таблица 1

Характеристика исследуемых групп по возрасту, локализации перелома и давности травмы

Исследуемые группы Возраст, лет п Бедро Голень Давность травмы

Контроль 36,5 ± 2,3 23 - - -

1 (неосложненные переломы) 37,6 ± 3,2 19 8 11 2,5 ± 0,7 мес.

II (переломы, осложненные ХТО) 42,2 ±3,2 27 10 17 2,8 ±1,2 мес.

III (ХТО при сросшемся переломе) 43,6 ± 2,7 29 11 18 5,2 ± 1,1 лет

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. Закономерности изменений минерального обмена при переломах длинных костей, неосложненных и осложненных остеомиелитом

Изменения показателей минерального обмена у больных исследуемых групп проиллюстрированы на рис. 1. В сравнении с контрольной группой независимо от присоединения остеомиелита при переломах бедра и голени наблюдалось снижение уровня сывороточного железа, хлоридов и увеличение неорганических фосфатов.

У больных I группы помимо описанных изменений повышался уровень ОЖСС и уменьшалась концентрация магния, во II группе — выявлено снижение концентрации кальция и ОЖСС, а также увеличение содержания магния и цинка в сыворотке крови.

Для больных со сросшимися переломами и ХТО (III группа) было характерно отсутствие различий концентрации неорганических фосфатов с контролем, уменьшение концентрации хлоридов и ОЖСС, а также увеличение уровня магния, меди и цинка.

-30

-20

-40 -1-

-10

20 4

30 4

10

0

Bl;

□ II;

ei III.

Рис. 1. Изменение показателей минерального обмена в сыворотке крови больных с переломами бедра и голени, в % от контрольных величин: различия с контролем -)--р<0,05.

Для совокупной оценки и сопоставления концентраций кальция и фосфора как наиболее важных элементов восстановления целостности кости вычисляли коэффициенты Са/Р и СахР. Отношение Са/Р характеризует соотношение концентраций кальция и фосфора и показывает, во сколько раз содержание кальция превышает содержание фосфора. Произведение концентраций Ca х Р характеризует «общий пул» кальция и фосфора как строительный материал для репарации кости.

У всех пациентов с консолидирующимися переломами бедра и голени (I и II группы), независимо от наличия или отсутствия остеомиелита, соотношение Са/Р снижалось в среднем на 15 %, в то время как при сросшихся переломах, осложненных остеомиелитом (III группа) этот показатель от контроля значимо не отличался.

Таким образом, баланс кальция и фосфора в сыворотке крови меняется при любом клиническом варианте костной патологии, но общий пул этих остеотропных элементов увеличивается лишь при неосложненных переломах, что, видимо, можно расценивать как благоприятные условия для сращения.

У всех пациентов с консолидирующимися переломами длинных костей (I и II группы) по сравнению с контролем была увеличена общая активность кислой и щелочной фосфатаз (рис. 2а), причем увеличение активности ЩФ происходило за счет ее термолабильной фракции, основную часть которой составляла костная ЩФ (рис. 26). У больных III группы свой вклад в повышение общей активности ЩФ вносил и печеночный изофермент, поскольку, помимо повышения ак-

а б

Рис. 2. Изменение активности фосфатаз в сыворотке крови больных с переломами костей бедра и голени в % от контроля: а) общая активность ЩФ и КФ, б) активность фракций ЩФ. Различия с контролем: + -р < 0,05.

тивности термолабильной фракции, увеличивалась и активность термостабильной ЩФ, большую часть которой составляет именно печеночный изофермент. Повышение активности костной фракции ЩФ может свидетельствовать об активации метаболизма костной ткани, что происходит не только в условиях интенсивного роста костной ткани, но и при ее разрушении.

Обращает на себя внимание, что при консолидирующихся переломах и ХТО (II группа) увеличение активности КФ было наиболее выражено (в 1,3 раза больше, чем в I группе), в то время как у больных III группы этот показатель значимо не отличался от контроля. Данный факт можно объяснить преобладанием деструктивных процессов в костной ткани у больных с переломами, осложненными ХТО.

2. Закономерности изменений йодтирониновой функции щитовидной железы при неосложненных и осложненных остеомиелитом переломах длинных костей

Для консолидирующихся переломов как осложненных, так и не осложненных остеомиелитом (I и II группы), было характерным снижение уровня трийодтиронина и увеличение тироксина, однако только у больных с неосложненными переломами отмечено возрастание концентрации ТТГ (рис. 3).

Увеличение уровня атТГ по сравнению с контролем отмечалось во всех группах, однако у больных с неосложненными переломами это было наименее выражено (различия только приближались к уровню значимости — р < 0,1). Одним из возможных механизмов возрастания концентра-

Рис. 3. Изменение показателей обмена йодтиронинов у больных с переломами длинных костей. Различия с контролем: - р< 0,05,+ —р < 0,1. .

ции атТГ может быть увеличение антигенной нагрузки, вызванное окислительной модификацией макромолекул вследствие выработки АФК, что ведет к увеличению выраженности аутоиммунных процессов.

Концентрация тироксина возрастала в обеих исследуемых группах с переломами костей бедра и голени (I и II), но наибольшие значения наблюдались у больных без гнойных осложнений.

Снижение Т3 при повышенном Т4 может быть прежде всего связано со снижением активности селен-содержащего фермента дейодина-зы, особенно если учесть тот факт, что Иркутская область эндемична по дефициту селена. У здоровых лиц некоторое снижение активности дейодиназы может иметь место, но не отражаться на метаболизме йодтиронинов, в то время как при патологии это проявляется сильнее.

3. Содержание продуктов ПОЛ в сыворотке крови и состояние системы глутатаона у пациентов с переломами длинных костей

При исследовании продуктов ПОЛ (ДК и МДА) установлено увеличение их концентрации только у больных с остеомиелитом (II и III группы), они в среднем в 1,5 раза превышали уровень больных I группы (рис. 4). Это может быть связано с выработкой активных форм кислорода, приводящей к активации ПОЛ, накоплению его продуктов в тканях и затем, вымыванию их в сосудистое русло.

Со стороны системы глутатиона общими закономерностями для больных с костной патологией были: уменьшение активности ГТ в эритроцитах и ГР как в эритроцитах, так и в плазме (рис. 5), что может быть вызвано снижением их синтеза. Уменьшение актив-

Рис. 4. Содержание продуктов ПОЛ в сыворотке крови больных с переломами длинных костей, осложненных и не осложненных ХТО: + - различия с контролем р < 0,05.

Рис. 5. Изменение показателей системы глутатиона у больных с патологией длинных костей бедра и голени, в % от контроля: различия с контролем + - р < 0,05.

ности IT, важного фермента детоксикации, в зависимости от поступающих ксенобиотиков может приводить к накоплению токсических веществ, в том числе перекисей, что может способствовать хронизации и утяжелению процесса.

У больных с неосложненной травмой компенсаторно увеличивалась активность ГПО эритроцитов и концентрация восстановленного глутатиона как плазмы, так и эритроцитов. Группы с гнойными осложнениями отличались отсутствием повышения хотя бы одного из ключевых ферментов метаболизма глутатиона и уменьшением концентрации восстановленного глутатиона в эритроцитах.

При исследовании показателей больных III группы при сохранении уже описанных сдвигов, характерных для проявления остеомиелита выявлены еще более глубокие изменения параметров системы глутатиона: снижение активности ГТ в плазме крови, уменьшение концентрации восстановленного глутатиона и ГПО эритроцитов (активность ГПО у этих больных была снижена в 2,2 раза по сравнению с уровнем I группы).

Поскольку в эритроцитах больных I группы уровень GSH значимо превышает контрольные значения, а активность ГР и ГТ снижена как в плазме, так и в эритроцитах, то можно предположить, что в данном случае может иметь место более активный синтез GSH при угнетении его восстановления. Несомненно, что при присоединении ХТО резервы для синтеза GSH могут быть исчерпаны, а поскольку при сохранении угнетения активности ГР восстановление глутатиона из его окисленной формы затруднено, развивается его дефицит не только в плазме, но и в эритроцитах.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что при нео-сложненных переломах бедра и голени в эритроцитах происходит активация ГПО и, следовательно, усиление восстановления перекисей, но это не приводит к снижению концентрации восстановленного глутатиона, несмотря на сниженную активность ГР. При присоединении остеомиелита отсутствует активация ГПО, но концентрация GSH снижена .Причиной этого, очевидно, является изменение синтеза глутатиона при травме: при отсутствии остеомиелита он увеличивается, а при присоединении ХТО — снижается. Данные факты несомненно отражаются на клиническом течении репаративных процессов.

Таким образом, возрастание концентрации восстановленного глутатиона в эритрроцитах и плазме и активности ГПО в плазме при неосложненных переломах является защитной реакцией, предупреждающей аккумуляцию метаболитов пероксидации. Присоединение остеомиелита приводит к исчезновению указанных сдвигов в системе глутатиона и накоплению ДК и МДА в сыворотке крови.

4. Координация обмена минералов, йодтиронинов, продуктов ПОЛ и системы глутатиона при неосложненных и осложненных переломах длинных костей

При проведении корреляционного анализа выявлены как внутри-, так и межсистемные взаимосвязи. Корреляционные зависимости между показателями четырех изучаемых систем качественно изменяются при травме длинных костей и в еще большей степени при присоединении остеомиелита, что может свидетельствовать о включении различных механизмов регуляции и адаптации или о их нарушении.

При анализе выявленных корреляционных связей между изучаемыми показателями установлено различное состояние взаимоотношений звеньев обмена минералов, йодтиронинов, системы глутатиона и продуктов ПОЛ в зависимости от клинического варианта костной патологии. Изменяется количество, качество и структура корреляционных связей (рис. 6).

[ Переломы \ ( (I группа) )

Рис. 6. Особенности коррелятивных связей у больных с переломами бедра и голени: внутри прямоугольников - внутрисистемные связи, внутри стрелок - межсистемные связи; верхним индексом «+» обозначены положительные, а верхним индексом «-» - отрицательные корреляционные зависимости.

Большинство выявленных корреляционных связей между исследуемыми параметрами были индивидуальны для каждой группы.

Особенностью I группы было возрастание количества корреляционных связей между показателями обмена йодтиронинов, а также увеличение координации йодтиронинов и минералов.

Эти данные можно интерпретировать как наличие у больных I группы большей сопряженности звеньев регуляции и «напряженности» йодтиронинового обмена, что может являться звеном адаптивного ответа организма на травму.

У больных II группы увеличивалось количество связей между минеральным обменом и содержанием продуктов ПОЛ, а в III группе — возрастало количество связей между показателями системы глутатиона.

Ни в одной группе не выявлено корреляции концентрации тироксина и трийодтиронина с содержанием ТТГ, что может свидетельствовать об ослаблении обратной связи между концентрацией тироидных гормонов и секрецией ТТГ.

Для пациентов I группы характерным было увеличение .произведения концентраций Ca х Р, а для III группы — наоборот снижение.

Прямые корреляционные связи между одноименными показателями плазмы и эритроцитов могут свидетельствовать о выходе исследуемых ферментов из эритроцитов в плазму: чем больше содержание в эритроцитах — тем больше выходит в плазму. В I группе изменялась однонаправлено и сопряженно активность ГР в эритроцитах и плазме. У больных II группы не выявлено аналогичных связей, а в III группе такие связи наблюдались для GSH и ГТ эритроцитов и плазмы.

Выявлена только одна коррелятивная связь, общая для больных обеих групп с ХТО (И и III): ГПО эритроцитов — GSH эритроцитов, т.е. концентрация GSH в эритроцитах больных со срастающимися и сросшимися переломами костей, осложненными ХТО, однонаправлен-но изменяется вместе с активностью ГПО эритроцитов. Данный факт вызывает затруднения в интерпретации, поскольку увеличение активности ГПО должно вызывать расходование восстановленного глутатиона и накопление окисленной его формы (Arthur J.E., 2000; Кулин-скийВ.И., Колесниченко JI.C., 1993), тем более, что у этих больных активность регенерирующего фермента — ГР снижена как в плазме, так и в эритроцитах (см. рис. 5). Однако, можно предположить, что при расходовании (окислении) глутатиона в результате деятельности ГПО активизируется его синтез или, наоборот, расходование GSH до некоторого уровня и отсутствие восстановления его резервов вызывает уменьшение активности ГПО по причине биологической целесообразности.

Подводя итог, можно отметить различное состояние координации обмена минералов, йодтиронинов, системы глутатиона и продуктов ПОЛ в зависимости от клинического варианта костной патологии. Изменяется количество, качество и структура корреляционных связей.

Так, при сросшемся переломе и ХТО выявляется в 2 раза меньше отрицательных коррелятивных связей между показателями обмена глутатиона в плазме и в эритроцитах. Одной из причин этого может быть изменение свойств мембраны эритроцитов.

Большинство выявленных связей между исследуемыми параметрами были индивидуальны для каждой группы, видимо из-за своеобразия реакций, характерных для каждого из видов костной патологии.

Ни в одной группе не выявлено корреляции тироксина и трий-одтиронина с ТТГ, что может свидетельствовать об ослаблении обратной связи между концентрацией тироксина и секрецией ТТГ.

5. Разработка концептуальных схем, отражающих механизмы и взаимодействие процессов, происходящих при переломах длинных костей.

Современные представления о формировании патологического процесса, вызываемого травмой, представлены в виде концептуальной схемы, разработанной на основании наших результатов и данных литературы (рис. 7). Травма вызывает формирование сосудистого спазма в качестве защитной реакции для локализации процесса и защите организма от возможного проникновения инфекционного агента, а также для ограничения кровопотери (Серов В.В., Пауков B.C., 1995; Лит-вицкийП.Ф., 2002). Следствием этого является локальное снижение транспорта кислорода, уменьшение доставки субстратов окисления и удаления продуктов метаболизма (Сидельникова В.И., ЛифшицВ.М., 1998; ЖиляковА.В., Гаев A.B., 2001). Это три составляющих звена ишемии. Локальная ишемия вызывает местное снижение энергетического потенциала и ацидоз, который в свою очередь запускает реакции ПОЛ (Пашков А.Н., 1998; Кулинский В.И., 1994, 1999; Шепелев А.П. с соавт., 2000; Fantone J., Ward P., 1982). Поскольку удаление продуктов метаболизма нарушено, происходит накопление продуктов ПОЛ, которые имеют выраженное мутагенное и цитотоксическое действие (Тулупов АН., 1991; Меньшикова Е.Б. с соавт., 1994; Shaffer J.W., 1984; Warner A., BencosmeA. et al., 1995). Это в свою очередь вызывает миграцию лейкоцитов в зону ишемии (Маянский Д.Н., 1991; Шепелев А.П. с соавт., 2000, Frank М.М., Fries L.F., 1991). Нейтрофилы и макрофаги убивают микроорганизмы путем выработки АФК, повреждая макромолекулы и мембраны путем их окислительной модификации (Маянский Д.Н., 1991; Шепелев А.П. с соавт., 2000). Защиту от действия АФК на собственный организм осуществляет антиоксидант-

нарушение баланса макро- и микроэлементов

кровообращение

дыхание Ф

нервная О ^

система д ш

почки

печень £ с

■ пищеварение £

нарушение ионного транспорта нарушение энергозависимых процессов

4 синтеза нуклеиновых кислот

1 синтеза белков (в т.ч. ферментов)

нарушение окислительного фосфорилирования

вымывание в сосудистое • русло

накопление продуктов ПОЛ (мутагены, цитотоксины)

снижение энергетического потенциала: дефицит макроэргов!

стимуляция процессов

пролиферации --

повреждающее действие на микроорганизмы

х

О) -а

тз К I

•< " ш

Е Л) X (I 1 1 И 1 = ГО п,

* "Я

а

- X.

-о си 2

о о -

х: а ■<

ГО -С

■о Ш о

•3 о о =< й

с о о ш

■Е

я

5

Рис. 7. Концептуальная схема формирования патологического процесса и взаимодействия его элементов при травмах.

ная система, основную роль, в действии которой играет глутатион и ферменты, участвующие в его метаболизме (Кулинский В.И., Колес-ниченкоЛ.С., 1993; Кулинский В.И., 1999; Истрицкий А.М. с соавт., 2001; Egorova A.B., Uspenskaya Y.A., NefedovV.P., 2001). При снижении возможностей этой системы происходит активирование реакций ПОЛ (Кулинский В.И., Колесниченко Л.С., 1993; Кулинский В.И., 1999; ZolynskiK, Kedziora-Kornatowska К. et al., 1998). Накопившиеся продукты ПОЛ вымываются из зоны воспаления в сосудистое русло и действуют на все органы и системы организма, вызывая ингибирова-ние синтеза белка, нуклеиновых кислот, активности ферментов, окислительного фосфорилирования, транспорта кальция, активацию процессов апоптоза и др. (КирдейЕ.Г., БарабашА.П. с соавт., 1996; Кулинский В.И., 1999; Damoulis P.D., HauschkaP.V., 1997).

По нашим данным, при всех трех клинических вариантах костной патологии (I, II, III группы) общими были следующие биохимические изменения в сыворотке крови: 1) снижение уровня сывороточного железа, возможно в результате не до конца компенсированной постгеморрагической анемии и/или повышенного его расхода; 2) уменьшение концентрации хлоридов, одним из возможных механизмов ко- ., торого могло быть нарушение белкового синтеза, ведущего к снижению активности К,№-АТФазы, что в свою очередь способствовало уменьшению концентрации Na в плазме, а следовательно, вызывало и снижение содержания хлора, как основного аниона, компенсирующего влияние катионов (в первую очередь натрия); 3) снижение активности ГТ в эритроцитах и ГР в эритроцитах и плазме, что могло явиться результатом нарушения белкового синтеза (рис. 8—10).

При консолидирующихся переломах длинных костей независимо от наличия или отсутствия остеомиелита (I и II группы) помимо вышеописанных изменений характерно: 1) уменьшение соотношения Са/Р; 2) возрастание активности кислой и щелочной фосфатаз (последней — за счет термолабильной ее фракции, представленной в основном костным изоферментом), а также уменьшение доли активности термостабильной ЩФ; 3) уменьшение Т3 и увеличение Т4 в сыворотке крови (рис. 8—9). Синдром «низкого Т3» при увеличенном Т4 может быть связан с нарушением конверсии Т4 в Т3 из-за снижения активности селен-содержащего фермента дейодиназы.

При неосложненных переломах костей бедра и голени (I группа) к благоприятным изменениям, способствующим репаративному остеоге-незу можно отнести: 1) увеличение уровня неорганических фосфатов, ведущее к возрастанию общего пула кальция и фосфора как «строительного материала» для репарации кости; 2) уменьшение содержания магния в плазме, по-видимому, связанное с переходом его в клетки, что увеличивает их метаболическую активность и предупреждает развитие

Рис. 8. Концептуальная схема взаимодействия процессов, происходящих при

неосложненных переломах длинных костей (I группа): маленькими стрелками (Т, 1) отмечены изменения, выявленные в настоящем исследовании (значимое увеличение или уменьшение показателя, р < 0,05). Остальные узлы схемы - по данным литературы.

воспалительных реакций; 3) компенсаторное возрастание значений ОЖСС в ответ на снижение концентрации сывороточного железа; 4) возрастание активности ГПО эритроцитов и увеличение концентрации восстановленного глутатиона как в плазме, так и в эритроцитах, предупреждающее аккумуляцию продуктов пероксидации (рис. 8).

При развитии остеомиелита при переломах бедра и голени (И группа) характерно: 1) снижение концентрации кальция, вызывающее уменьшение отношения Са/Р; 2) снижение ОЖСС при уменьшении концентрации сывороточного железа; 3) возрастание концентрации меди, магния и цинка, причем последних двух, возможно, — за счет выхода их из клеток; 4) отсутствие активации системы глутатиона, приводящее к накоплению продуктов пероксидации; 4) возрастание концентрации атТГ возможным механизмом которого может быть увеличение антигенной нагрузки, вызванное окислительной модификацией макромолекул, что приводит к появлению аутоиммунных процессов; 5) отсутствие секреции ТТГ при низких концентрациях Т3 (рис. 9).

нии (значимое увеличение или уменьшение показателя, р < 0,05, стрелка в квадратных скобках -р < 0,1). Остальные узлы схемы - по данным литературы.

Рис. 10. Концептуальная схема взаимодействия процессов, происходящих при ХТО и сросшемся переломе (III группа):

маленькими стрелками (t, I) отмечены изменения, выявленные в настоящем исследовании (значимое увеличение или уменьшение показателя, р < 0,05). Остальные узлы схемы - по данным литературы.

KI

Необходимо отметить, что при сохранении повышения активности щелочной фосфатазы у больных II группы все же вклад ее термолабильной фракции был ниже, чем у больных с неосложненными переломами (I группа), а доля термостабильной фракции ЩФ (большей частью печеночный изофермент) от общей активности увеличивалась. Уровень тироксина по сравнению с I группой несколько снижался, оставаясь однако выше контрольных величин. Резкое повышение уровня ДК и МДА, сопровождалось отсутствием повышения хотя бы одного фермента антиоксидантной защиты, наоборот, снижалась ГТ эритроцитов, ГР эритроцитов и плазмы, СБН эритроцитов. Поскольку СБН плазмы крови — это вновь образованный и выделенный в кровь пептид, который транспортируется к месту своей деградации — почкам (Кулинский В.И., Колесниченко Л.С., 19906), то исходя из этого, у больных с неосложненными травмами увеличивается синтез глутатиона в качестве благоприятной адаптивной реакции, а у больных с остеомиелитом — подавляется.

При сросшихся переломах и ХТО (III группа) к закономерностям изменения гомеостаза относятся: 1) уменьшение произведения Са х Р вследствие снижения концентрации кальция в сыворотке крови; 2) накопление метаболитов пероксидации при снижении большинства показателей системы глутатиона (снижено 6 из 8 показателей); 3) сохранение увеличенных концентраций в сыворотке крови меди, магния и цинка (рис. 10).

б. Взаимодействие селен-зависимых систем и вызываемые этим эффекты (гипотеза)

В связи с тем, что косвенные факты, свидетельствующие в пользу нарушения конверсии Т4 в Т3 ярко выражены при неосложненной травме (снижение концентрации трийодтиронина, повышение тироксина и ТТГ), не исключено, что это связано с недостатком селена, который в большей степени расходуется на синтез ГПО, активность которой в эритроцитах больных с неосложненными травмами (I группа) возрастает в среднем в 2 раза.

Недостаточная активность ГПО у больных с остеомиелитом, вернее отсутствие ее компенсаторной активации в ответ на агрессию, выражающуюся в наличии травмы и остеомиелита, а следовательно и активации ПОЛ, может быть вызвана особенностями распределения селена между дейодиназой, осуществляющей процесс конверсии Т4 в Т3 и ГПО (рис. 11).

Изменения обмена йодтиронинов у больных II группы сохраняются, но менее выражены. По-видимому, в I группе все резервы были направлены на борьбу с АФК, поэтому отсутствовало значимое возрастание ДК и МДА в сыворотке крови, компенсаторно увеличивалась активность ГПО, но нарушалась конверсия Т4 в Т3.

I группа:

переломы без ХТО

II фуппа: переломы + ХТО

Рис. 11. Особенности распределения селена между дейодиназой и ГПО у больных с переломами длинных костей и вызываемые в связи с этим эффекты (гипотеза): маленькими стрелками (Т или I) внутри фигур обозначены выявленные нами изменения.

В группе больных с ХТО (II группа) при сохраняющемся латентном дефиците трийодтиронина и возрастании тироксина (но в меньшей степени, чем в I группе) отсутствовало увеличение ТТГ, но резко повышалось содержание продуктов ПОЛ, что может дополнительно свидетельствовать о недостаточности антиоксидантной защиты: помимо снижения ГТ в эритроцитах, ГР в эритроцитах и плазме, имеющих место и при неосложненных травмах, происходило еще и снижение уровня вБН эритроцитов по сравнению с I группой.

7. Дополнительные критерии диагностики, мониторинга лечения при переломах длинных костей

На рис. 12 показано, какие параметры изменяются при переломах длинных костей бедра и голени, осложненных остеомиелитом (II группа). При развитии гнойных осложнений у больных с переломами возрастает концентрация магния, КФ, ДК и МДА, убывает уровень кальция, ОЖСС, термолабильной фракции ЩФ, тироксина, ТТГ, ГПОэр, С8Нэр.

Эти данные можно использовать для ранней диагностики и, возможно, профилактики, а также мониторинга лечения. Целесообразно при подборе фармацевтических препаратов для лечения больных с травмами длинных костей избегать использования средств, которые могут усугублять тяжесть состояния или способствовать сдвигам метаболизма в нежелательную сторону. Например, переливание больших количеств цитратной крови может привести к гипокальциемии вследствие связывания его цитратом, что также отразится и на концентрации магния, а это может быть особенно неблагоприятным для больных с консолидирую-

Т: Р, ОЖСС, ЩФ, кЩФ, КФ, т4, ттг,

ГПОэр, вБИ лп.

СБНэр,

Неосложненные переломы (I)

к С1, Мд, Ре, Т3, ПГэр, ГР пл, ГРэр

эр

Присоединение

1: Са, Са Р, ОЖСС, термолаб.ЩФ, ТГГ, ГПОэр, СБНэр

Т: Мд, 2х\, КФ, термостаб.ЩФ, ДК, МДА

хто

■эр

ХТО (II)

Т: Мд, Си, ЩФ, кЩФ, КФ, Т4, атТГ, ДК, МДА

Са, С1, Ре, ОЖСС.Тз, ГТэр, ГРпл, ГРэр

Переломы, осложненные

Внутри прямоугольников - значимые изменения по сравнению с контрольной группой, внутри стрелок-значимые изменения между группами больных (р < 0,05)

Рис. 12. Изменения показателей метаболизма минералов, йодтиронинов, ПОЛ и глутатиона при развитии гнойных осложнений переломов длинных костей: стрелками (I или 4) обозначены увеличение или уменьшение величины показателей.

щимися переломами, осложненными ХТО. Наоборот, повышению кальция в сыворотке крови способствуют цефотаксим, соли магния, калия, фенобарбитал (Меньшиков В.В., 1999). Гепарин, аспирин, антибиотики пенициллинового ряда угнетают секрецию ТТГ, что может способствовать сдвигам обмена йодтиронинов в сторону состояния отмеченного нами при развитии ХТО при переломах длинных костей (рис. 12). При попытках сдвинуть метаболические процессы в благоприятную сторону (как при консолидирующихся переломах), возможно, будет получен полезный клинический эффект.

При фармакологической коррекции видимо, необходимо учитывать уже имеющиеся биохимические сдвиги и не усугублять состояние больных препаратами, которые могут неблагоприятно повлиять на обменные процессы. Целесообразно осуществление подбора препаратов с учетом их влияния на исследуемые параметры.

Таким образом, коррекция показателей системы глутатиона у больных с остеомиелитом может положительно повлиять на метаболические процессы не только в системе ПОЛ—АОС, но и минерального обмена и метаболизма йодтиронинов, поскольку именно у этих больных наблюдалось увеличение количества корреляционных связей показателей системы глутатиона с обменом минералов и йодтиронинов.

Представленные материалы исследования позволяют обозначить пути воздействия при лечении переломов длинных костей (коррекция обмена йодтиронинов и системы глутатиона).

выводы

1. Для консолидирующихся переломов длинных костей, не осложненных остеомиелитом, характерными изменениями минерального обмена являются: снижение концентрации в сыворотке крови

Бе, С1, увеличение уровня неорганических фосфатов, общей железосвязывающей способности (ОЖСС) и повышение активности кислой и щелочной фосфатаз (особенно костного изофермента последней). При присоединении остеомиелита комплексные изменения минерального обмена заключаются в снижении в сыворотке крови концентрации кальция и значения ОЖСС, а также увеличении уровня М§, Си и Тп.

2. Изменения йодтирониновой функции щитовидной железы при неинфицированных переломах, проявляются в субклиническом увеличении в сыворотке крови концентрации тироксина, снижении трий-одтиронина на фоне возрастания ТТГ и могут быть вызваны уменьшением активности дейодиназы, а следовательно, нарушением процессов конверсии Т4 в Т3. При присоединении остеомиелита сниженный уровень трийодтиронина не вызывает секреции ТТГ, что может свидетельствовать о нарушении обратной связи в системе гипофиз-щитовидная железа.

3. При переломах длинных костей как неосложненных, так и осложненных остеомиелитом частичное угнетение системы глутатио-на (снижена активность ГР в эритроцитах и плазме и ГТ в эритроцитах) может быть вызвано нарушением белкового синтеза. При неосложненных переломах возрастание концентрации восстановленного глутатиона в эритроцитах и плазме и активности ГПО в плазме является защитной реакцией, предупреждающей аккумуляцию метаболитов пероксидации, тогда как с развитием гнойных осложнений нарастающее угнетение системы глутатиона способствует накоплению продуктов пероксидации.

4. Между показателями состояния метаболизма минералов, йод-тиронинов, продуктов пероксидации и системы глутатиона существуют как внутри-, так и межсистемные корреляционные связи, количество, качество и направленность которых большей частью индивидуальны для каждого клинического варианта костной патологии; при развитии остеомиелита они подвержены изменениям.

5. Для диагностики развития остеомиелита при переломах длинных костей целесообразно использовать выявление комплекса сдвигов: увеличение в сыворотке Си и 2п, снижение Са и восстановленного глутатиона, а также отсутствие активации ГПО в эритроцитах и накопление ДК и МДА в сыворотке крови.

Список работ, опубликованных по теме диссерации

1. О необходимости коррекции всасывания кальция у больных с остеомиелитами / J1.B. Родионова, С.М. Кузнецов, В.А. Смирнов и др. // Актуальные вопросы клинической медицины: Сб. науч. трудов ИГМУ. - Иркутск, 1997. - С. 328-329.

2. Неиммунологические эффекты экстракорпоральной иммуно-коррекции у больных хроническим травматическим остеомиелитом / Е.Г. Кирдей, Т.С. Белохвостикова, Л.А. Дмитриева, JI.B. Родионова и др. // Тез. Всероссийского съезда хирургов. — Кавказские Минеральные Воды, 1999. - С. 211-212.

3. The study of glutathion system in osteomyelitis / Л.С. Колесни-ченко, А.П. Барабаш, Л.В. Родионова и др. // Abstracts the 1st Mongolian-Russian International Medical Symposium. June 19—21. — Улан-Батор, 2000. - С. 58.

4. Леонова C.H. Особенности состава сыворотки крови больных травматическим остеомиелитом / С.Н.Леонова, Л.В.Родионова, Е.Б. Новикова // Бюл. ВСНЦ СО РАМН. - 2000. - № 2 (12). - С. 44-46.

5. Состояние системы глутатиона при остеомиелите / Л.С. Колесниченко, Л.В. Родионова, Л.М. Станевич и др. // Сиб. мед. журнал.

- 2001. - № 3. - С. 43-46.

6. Родионова Л.В. Возможная ассоциация характера иммунологических расстройств с уровнем гормонов щитовидной железы при травмах длинных костей / Л.В. Родионова, Л.А. Дмитриева, В.В. Чег-лякова // Бюл. ВСНЦ СО РАМН. - 2001. - № 15 (19). - С. 177-180.

7. Родионова Л.В. Влияние оксибаротерапии на тиреоидный статус больных с травмами длинных костей, осложненных гнойной инфекцией / Л.В. Родионова, Л.С. Колесниченко, И.А. Балацкая // Тез. IV конгресса с междунар. участием «Паллиативная медицина и реабилитация в здравоохранении», 21—28 апреля 2002. — Средиземноморье.

- 2002. - № 2-3. - С. 102.

8. Родионова Л.В. Содержание кальция и неорганического фосфата в плазме крови у больных с диафизарными переломами длинных костей, осложненных и не осложненных гнойной инфекцией / Л.В. Родионова, Л.С. Колесниченко, И.В. Кармазина // Тез. IV конгресса с междунар. участием «Паллиативная медицина и реабилитация в здравоохранении», 21—28 апреля 2002. — Средиземноморье. — 2002.

- № 2-3. - С. 102.

9. Влияние оксибаротерапии на биохимические показатели сыворотки крови у больных с последствиями травм длинных костей, осложненных гнойной инфекцией / Л.В. Родионова, Л.С. Колесниченко, И .А. Балацкая и др. // Бюл. ВСНЦ СО РАМН. - 2002. - № 6. -Т. 2. - С. 171-175.

10. Содержание кальция и неорганического фосфата в сыворотке крови у больных с переломами длинных костей, осложненных и не осложненных гнойной инфекцией / Л.В. Родионова, Л.С. Колесни-ченко, А.М. Хрусцелевская и др. // Бюл. ВСНЦ СО РАМН. - 2002. -№6.-Т. 2.-С. 175-178.

11. Белохвостикова Т.С. Зависимость изменения содержания микроэлементов сыворотки крови от программы иммунокоррекции больных остеомиелитом / Т.С. Белохвостикова, Л.В. Родионова, Е.Г. Кир-дей // Бюл. ВСНЦ СО РАМН. - 2002. - № 6. - Т. 2. - С. 142-145.

12. Родионова Л.В. Изменение количества корреляционных связей между показателями обмена минералов и тиреоидных гормонов у больных с переломами длинных костей, осложненных и не осложненных остеомиелитом // Тез. V конгресса с междунар. участием «Паллиативная медицина и реабилитация в здравоохранении», 19—24 апреля 2003. - М„ 2003. - № 2-3. - С. 120.

13. Родионова Л.В. Особенности состояния обмена йодтирони-нов у больных с переломами длинных костей / Л.В. Родионова, Л.С. Колесниченко, В.И. Кулинский // Тез. V конгресса с междунар. участием «Паллиативная медицина и реабилитация в здравоохранении», 19-24 апреля 2003. - М„ 2003. - № 2-3. - С. 120.

14. Родионова Л.В. Корреляционные связи между показателями системы глутатиона у больных с переломами длинных костей, осложненными и не осложненными остеомиелитом / Л.В. Родионова, Л.С. Колесниченко // Тез. V конгресса с междунар. участием «Паллиативная медицина и реабилитация в здравоохранении», 19—24 апреля 2003. - М„ 2003. - № 2-3. - С. 120.

Подписано в печать 30.05.2003. Бумага офсетная. Формат 60х84'/16.

Гарнитура Тайме. Усл. печ. л. 1,1 _Тираж 100 экз. Заказ № 785._

РИО НЦ PBX ВСНЦ СО РАМН (Иркутск, ул. Борцов Революции, 1. Тел 20-87-73)

Актуальность проблемы. Одной из важнейших задач современной травматологии является профилактика, ранняя диагностика и лечение гнойных осложнений травм длинных костей. С течением времени актуальность проблемы становится все более значимой из-за роста травматизма, появления новых антибиотикорезистентных штаммов микроорганизмов, расширения видового спектра раневой микрофлоры, изменения общего иммунологического статуса населения, связанного с экологической ситуцией [7, 11, 13, 60, 66, 70, 87, 116, 126, 131, 146, 152,159, 160, 206].

Если в 1975 году частота осложнений открытых переломов костей остеомиелитом составляла 1,4% - 2,4% [109], то по данным 1989-97 годов этот показатель составил 10,7-12,8% [58, 74, 116, 143]. В настоящее время появились публикации, где исследователи приводят более высокие показатели 10-51% [14].

Медицинская реабилитация ортопедо-травматологических больных с хроническим травматическим остеомиелитом (ХТО) является чрезвычайно актуальной проблемой. Свидетельством этому является неуклонный рост числа пациентов с данной патологией, увеличение процента осложнений и неудач, а также выхода больных на инвалидность [14, 67].

Массированное применение антибактериальных препаратов вызывает дополнительную нагрузку на системы поддержания гомеостаза, уже значительно нарушенного патологическим процессом. У больных ХТО выявлены значительные отклонения в химическом и клеточном составе внутренней среды, уровнях почечной экскреции электролитов и продуктов катаболизма, гормональном и иммунологическом статусе этих больных [14, 17, 191].

Посттравматический остеомиелит занимает одно из ведущих мест в структуре различных форм заболевания и составляет 34% [11, 126]. Обращает на себя внимание высокий процент перехода острой формы остеомиелита в хроническую от 24% до 48% [13, 21, 22]. Следует также отметить, что хронический остеомиелит характеризуется значительными проблемами в ле-d чении, длительным течением с периодическим обострением заболевания

22,46, 130].

Кроме того, эта патология вызывает длительную нетрудоспособность и высокую инвалидизацию больных, частота которой превышает 70 % [32, 58]. По Восточной Сибири и Дальнему Востоку удельный вес посттравматического остеомиелита в структуре инвалидности от травм составляет 13% [96].

В настоящее время, несмотря на применение новых высокоэффективных технологий, проблема лечения посттравматического остеомиелита остается актуальной. В связи с этим представляет теоретический и практический интерес дальнейшее изучение и уточнение существующей теории патогенеза посттравматического остеомиелита, а также поиск новых подходов к лечению, диагностике и профилактике.

Актуальной остается также и проблема контроля и исследования Ф постагрессивных реакций организма, сопровождающих процессы костеобразования [19, 20, 43, 119, 132,133].

Многокомпонентность изменений, происходящих при ХТО, позволяет отнести его к системной патологии, затрагиващей все основные органы и системы организма [15, 70, 122]. Очевидно, что необходим комплексный подход к изучению жизнедеятельности костной ткани современными методами диагностики, позволяющий охарактеризовать основные гомеостатиче-ские показатели [20], в том числе обмен макро- и микроэлементов, гормональный профиль, состояние системы ПОЛ-АОС и др., что позволит выявить важные звенья патогенеза и определить пути патогенетического воздействия при лечении.

В литературе мало сведений об использовании подобных исследований

А для оценки течения остеомиелита в экологических условиях Восточной Сищ бири. Наш регион является природным очагом по зобной эндемии. Йодная недостаточность составляет 20-80%, а дефицит ряда микроэлементов (каль-щ ций, сульфаты, хлориды и др.) в почве, воде и продуктах колеблется от 30 до

60% [20, 151]. Кроме того, еще в 1995 году на Международном форуме северных городов в г. Братске впервые обсуждалось определение Иркутской области как зоны чрезвычайной экологической ситуации, а в последующие годы обоснована необходимость разработки целевой комплексной программы для решения данной проблемы [151]. По исследованиям Ангарского института медицины труда эндокринная патология населения Иркутской области превышает общероссийские показатели на 43,9% и есть основания полагать, что это связано не только с йодной недостаточностью (что тоже актуально), но и с неспецифическим действием комплекса вредных веществ на организм [151].

Данное положение подтверждают исследования Г.А.Абушахмановой и М.К.Гайнуллиной, которые считают, что состояние щитовидной железы является одним из чувствительных показателей воздействия на организм ток-^ сических факторов производственной среды [2]. При гипофункции щитовидной железы замедляется рост длинных трубчатых костей, регенерация протекает вяло, образуется неполноценный костный регенерат. При гиперфункции происходит декальцинирующее поражение скелета, ведущее к обеднению его минеральными веществами [20, 183, 229].

Активность репаративного процесса носит дискретный характер, рост и развитие - чередующиеся во времени события с длительностью периода около одной недели. Это связано с тем, что в то время как в одних участках скелета преобладают процессы отложения минерального матрикса, в других преобладает его разрушение [3-5, 82, 190, 229]. А.С.Аврунин считает, что последнее является одним из основополагающих элементов структуры пространственно-временной организации функций организма, которая формируется по закону перемежающейся активности, сформулированному Г.Н.Крыжановским [3, 4, 84-86].

Одним из механизмов, обеспечивающих подобные различия метаболизма, является разная чувствительность костных органов к действию гормонов, например, гормонов щитовидной железы (они стимулируют остеокла-стическую резорбцию костной ткани косвенно через регуляцию функции остеобластов). В бедренной кости под влиянием тироксина уменьшается био минеральная плотность, увеличивается концентрация щелочной и тартратре-зистентной кислой фосфатазы, в то время как в поясничных позвонках подобных изменений не наблюдается. Аналогичный эффект, вызываемый ти-реотропином, тоже связан с действием тироксина [6, 148, 200, 239, 257, 273].

Адаптация организма к определенным условиям среды обитания подразумевает формирование его метаболических характеристик с присущими ему пределами нормы реакции. Последние в своем выражении в зависимости от широты или ограниченности индивидуальных параметров колебания обменного профиля позволяют прогнозировать как уровень оптимальных реакций организма на те или иные экстремальные воздействия, так и характеристики течения патологических процессов в условиях травмы, инфицирования и т.д. [20].

Многие исследователи работали в области выяснения механизмов повреждений на клеточном уровне при воспалении [25, 56, 111, 137, 218]. Считают, что значительную роль при этом имеет ишемия тканей - следствие нарушения кровоснабжения и микроциркуляции, что является важным составляющим звеном в патогенезе воспалительного заболевания [68, 125, 162].

Общепринято, что в условиях ишемии активируются процессы пере-кисного окисления липидов (ПОЛ) [10, 25, 56,173, 255].

В нормальных физиологических условиях ПОЛ происходит непрерывно (с определенной интенсивностью для каждой ткани организма) и является одним из видов нормального метаболизма клетки. С ПОЛ связаны: скорость клеточного деления, состояние окислительного фосфорилирования, активация ряда ферментов, синтез прогестерона, простагландинов, тромбоксанов.

Продукты ПОЛ определяют один из первичных механизмов воздействия на t чужеродные клетки и составляют важный фактор фагоцитоза [33, 34, 75,

111].

При активации процессов ПОЛ происходит избыточное накопление продуктов пероксидации, что может привести к развитию клеточных изменений, снижению регенераторной способности тканей в очаге воспаления и сказывается на организме в целом. Поэтому часто рассматривают процесс ПОЛ как один из факторов, влияющих на клиническое течение хронического остеомиелита, участвующих в хронизации процесса воспаления [10, 109].

Регуляцию же свободнорадикального окисления и предотвращение избыточного накопления в организме продуктов ПОЛ (альдегидов, кетонов, окисленных жирных кислот и др.) обеспечивает физиологическая антиокси-дантная система (АОС). При недостаточности антиоксидантной защиты, вызванной различными эндогенными и экзогенными факторами, процесс ^ пероксидации липидов приобретает неуправляемый характер [95, 109, 202].

В настоящее время в клинической практике лечения остеомиелита редко используется биохимическая диагностика по показателям, определяющим активность ПОЛ и состояние АОС [109, 154].

В связи с вышесказанным особое внимание заслуживает система глута-тиона, которая играет основную роль в работе АОС [77, 92]. Система глу-татиона задействована во многих фундаментальных клеточных функциях: биосинтезе дезоксирибонуклеотидов, активности ферментов, защите от пере-кисных процессов и ксенобиотиков и др. [69,92 - 94].

В последние годы установлено значение глутатиона для воспалительных процессов, реакций острой фазы, функций иммунной системы, регуляции матричных синтезов и пролиферации, а также реакции на инфекционные ^ агенты. Повреждение тканей стимулирует перекисные процессы, что через транскрипционные факторы активирует вначале гены раннего ответа, а затем

- многие "поздние" гены, определяющие синтез цитокинов. "Поздние" гены запускают воспалительные и иммунные процессы. Глутатион же тормозит всю эту последовательность реакций [171, 215, 284]. Есть основания полагать, что реакции системы глутатиона включаются и при переломах костей, а воздействие на эту систему может дать полезный лечебный эффект.

Таким образом, в настоящее время до конца не изучены закономерности и механизмы ответных реакций организма при переломах костей, как ос-ложненых, так и не осложненных остеомиелитом, в частности, нет четкого представления об изменениях йодтирониновой функции щитовидной железы, реакции системы глутатиона, а также не изучены взаимосвязи между обменом минералов, йодтиронинов, продуктов ПОЛ и показателями системы глутатиона при костной патологии. В целом это и определило основную цель работы.

Цель исследования: Выявление закономерностей и механизмов изменения обмена минералов, йодтиронинов, прооксидантных и антиоксидантных процессов и определение их взаимосвязи у больных с неосложненными и осложненными переломами длинных костей.

Для решения поставленной цели последовательно решались следующие задачи.

Задачи исследования:

1. Выявить закономерности изменения минерального обмена у больных с переломами длинных костей, осложненных и неосложненных остеомиелитом, а также у больных со сросшимися переломами и ХТО.

2. Исследовать йодтирониновую функцию щитовидной железы при переломах длинных костей, осложненных и не осложненных остеомиелитом.

3. Определить сдвиги в содержании продуктов перекисного окисления липидов: диеновых конъюгатов и малонового диальдегида, а также показателей системы глутатиона: глутатионпероксидазы, глутатионредуктазы, глу-татионтрансферазы и восстановленного глутатиона у больных с патологией длинных костей.

4. Исследовать взаимосвязи между содержанием в сыворотке крови минералов, йодтиронинов, продуктов ПОЛ и состоянием системы глутатиона при осложненных и не осложненных переломах костей бедра и голени.

Новизна исследования:

Впервые выявлены изменения исследуемых гомеостатических показателей, характерные для катаболической фазы репаративного остеогенеза в условиях неосложненной и осложненной остеомиелитом травмы, определены пути формирования компенсаторно-приспособительных реакций, развивающихся при переломах длинных костей.

Приоритетными являются данные об изменении йодтирониновой функции щитовидной железы и возможном нарушении конверсии тироксина в трийодтиронин у больных с переломами длинных костей, а также результаты, свидетельствующие об ослаблении обратной отрицательной связи в системе гипофиз-щитовидная железа у пациентов с переломами бедра и голени, осложненными остеомиелитом.

Доказана тесная зависимость между уровнем активности процессов пероксидации и антиоксидантной защиты, а также впервые выявлены сдвиги в системе глутатиона в зависимости от клинического варианта костной патологии.

Новыми являются данные о взаимосвязях между показателями обмена минералов, йодтиронинов, продуктов пероксидации и системы глутатиона при неосложненных и осложненных переломах бедра и голени.

Предложены концептуальные схемы развития патологических процессов и взаимодействия элементов их составляющих при переломах длинных костей, осложненных и не осложненных остеомиелитом.

Обосновано применение дополнительных критериев диагностики развития остеомиелита: возрастание концентрации Mg, Си, Zn, ДК, МДА, уменьшение содержания Са в сыворотке крови, а также снижение уровня восстановленного глутатиона в эритроцитах.

Теоретическую значимость работы определяет установление новых данных о гормонально-метаболических аспектах патогенеза посттравматического остеомиелита, которые расширяют существующие представления и представляют интерес для комплексной диагностики, мониторинга лечения и прогнозирования этой патологии.

Проведенные исследования вносят дополнительный вклад в изучение биохимических процессов, происходящих при травмах длинных костей, в том числе и осложненных остеомиелитом, что имеет не только теоретическое, но и практическое значение для наиболее полного понимания биохимических аспектов компенсаторно-приспособительных реакций, развивающихся при травмах длинных костей.

Показана возможность оценки эффективности лечения травм длинных костей по биохимическим критериям (Mg, Си, Zn, КФ, ТТГ, GSH, ГПО), что особенно актуально в условиях специализированных отделений лечебно-профилактических учреждений. Публикации:

- по теме диссертации опубликовано 14 работ. Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертационного исследования доложены и обсуждены:

- на Всероссийском съезде хирургов (Кавказские минеральные воды, 1999);

- на Байкальском научно-практическом обществе травматологов-ортопедов (Иркутск, 1997, 1999,2001);

- на научно-практической конференции ИГМУ (2000);

- на Монголо-Российском международном симпозиуме (Улан-Батор, 2000);

- на IV (2002) и V (2003) конгрессе с международным участием «Паллиативная медицина и реабилитация в здравоохранении».

Область применения:

Специализированные ортопедо-травматологические отделения научно-исследовательских учреждений, республиканских, областных и городских больниц.

Формы внедрения:

Результаты исследований доложены на конференциях травматологов-ортопедов и внедрены в клиническую практику института травматологии и ортопедии.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Общими закономерностями изменений минерального обмена, характерными для катаболической фазы репаративного остеогенеза при неосложненных переломах длинных костей, являются: снижение концентрации в сыворотке крови Mg, Fe, С1, увеличение уровня неорганических фосфатов, общей железосвязывающей способности (ОЖСС) и повышение активности кислой и щелочной фосфатаз; характерные сдвиги, свидетельствующие о присоединении остеомиелита, выражаются в снижении концентрации Са и общей железосвязывающей способности, а также увеличении уровня Mg, Си и Zn в сыворотке крови.

2. При переломах длинных костей, не осложненных остеомиелитом, закономерным является увеличение концентрации тироксина и снижение трийодтиронина на фоне возрастания ТТГ, что по-видимому вызвано уменьшением активности дейодиназы, а следовательно, нарушением процессов конверсии Т4 в Т3; при осложненных остеомиелитом переломах отсутствие возрастания секреции ТТГ при сниженном уровне трийодтиронина свидетельствует о нарушении обратной связи в системе гипофиз-щитовидная железа.

3. Возрастание концентрации восстановленного глутатиона в эритроцитах и плазме, а также активности ГПО в плазме при неосложненных переломах длинных костей является защитной реакцией, предупреждающей аккумуляцию метаболитов пероксидации; при развитии гнойных осложнений угнетение системы глутатиона способствует накоплению продуктов пероксидации.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 158 страницах машинописного текста, иллюстрирована 26 рисунками, 14 таблицами и состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов и списка литературы, состоящего из 288 источников (181 отечественных и 107 иностранных).

выводы

1. Для консолидирующихся переломов длинных костей, не осложненных остеомиелитом, характерными изменениями минерального обмена являются: снижение концентрации в сыворотке крови Mg, Fe, С1, увеличение уровня неорганических фосфатов, общей железосвязывающей способности (ОЖСС) и повышение активности кислой и щелочной фосфатаз (особенно костного изофермента последней). При присоединении остеомиелита комплексные изменения минерального обмена заключаются в снижении в сыворотке крови концентрации кальция и значения ОЖСС, а также увеличении уровня Mg, Си и Zn.

2. Изменения йодтирониновой функции щитовидной железы при неинфицированных переломах, проявляются в субклиническом увеличении в сыворотке крови концентрации тироксина, снижении трийодтиронина на фоне возрастания ТТГ и могут быть вызваны уменьшением активности дейодиназы, а следовательно, нарушением процессов конверсии Т4 в Т3. При присоединении остеомиелита сниженный уровень трийодтиронина не вызывает секреции ТТГ, что может свидетельствовать о нарушении обратной связи в системе гипофиз-щитовидная железа.

3. При переломах длинных костей как неосложненных, так и осложненных остеомиелитом частичное угнетение системы глутатиона (снижена активность ГР в эритроцитах и плазме и ГТ в эритроцитах) может быть вызвано нарушением белкового синтеза. При неосложненных переломах возрастание концентрации восстановленного глутатиона в эритроцитах и плазме и активности ГПО в плазме является защитной реакцией, предупреждающей аккумуляцию метаболитов пероксидации, тогда как с развитием гнойных осложнений нарастающее угнетение системы глутатиона способствует накоплению продуктов пероксидации.

4. Между показателями состояния метаболизма минералов, йодтиронинов, продуктов пероксидации и системы глутатиона существуют как внутри-, так и межсистемные корреляционные связи, количество, качество и направленность которых большей частью индивидуальны для каждого клинического варианта костной патологии; при развитии остеомиелита они подвержены изменениям.

5. Для диагностики развития остеомиелита при переломах длинных костей целесообразно использовать выявление комплекса сдвигов: увеличение в сыворотке Mg, Си и Zn, снижение Са и восстановленного глутатиона, а также отсутствие активации ГПО в эритроцитах и накопление ДК и МДА в сыворотке крови.

- 114-ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенного исследования установлено, что для консолидирующихся переломов длинных костей независимо от наличия или отсутствия остеомиелита по сравнению с показателями контрольной группы характерны следующие биохимические изменения: снижение уровня сывороточного железа и хлоридов, уменьшение соотношения Са/Р, возрастание активности кислой и щелочной фосфатаз (последней - за счет термолабильной ее фракции, представленной в основном костным изоферментом), уменьшение Т3, увеличение Т4>, а также снижение активности ГТ в эритроцитах и ГР в плазме и в эритроцитах (таблица 14, рис. 22, 23). Таблица 14

Изменение изучаемых показателей в зависимости от клинического варианта костной патологии относительно контроля

Группа показатели увеличение уменьшение минер. Р, ОЖСС, Са-Р CI, Mg, Fe, Са/Р ферменты ЩФ, КФ, термолаб.ЩФ термостаб.ЩФ продукты ПОЛ - функция ЩЖ Т4, ТТГ, [атТГ] Тз система глутатиона GSH3p, GSH™, ГПОэр ГРщъ ГРэр, ГТэр

II минер. [Р], Mg, Си, Zn Са, CI, Fe, ОЖСС, Са/Р ферменты ЩФ, КФ, термолаб.ЩФ термостаб.ЩФ продукты ПОЛ МДА,ДК функция ЩЖ Т4, атТГ Тз система глутатиона - ГРпл, ГРЭр, ГТэр

III минер. Mg, Си, Zn Са, CI, Fe, ОЖСС, Са-Р ферменты ЩФ, термолаб.ЩФ, термостаб.ЩФ продукты ПОЛ МДА, ДК функция ЩЖ Т4, атТГ система глутатиона GSH3p, ГРПЛ, ГРэр, ГТЭр, ГТПЛ

Синдром «низкого Т3» при увеличенном Т4 может быть связан с нарушением конверсии Т3 в Т4 из-за снижения активности селен-содержащего фермента дейодиназы. Возможно, это усугубляется эндемичным дефицитом селена и его усиленным расходованием на синтез ГПО.

Рис. 22. Концептуальная схема метаболических изменений, происходящих при неосложненных переломах длинных костей (I группа): выделены цветом изменения, выявленные в настоящем исследовании - маленькими стрелками обозначено значимое увеличение или уменьшение показателя, р < 0,05.

При неосложненных переломах костей бедра и голени характерно: увеличение уровня неорганических фосфатов, тироксина, ТТГ, коэффициента СаР, уменьшение содержания хлоридов, магния, железа, отношения Са/Р, трийодтиронина, а также возрастание ОЖСС и увеличение активности щелочной фосфатазы (за счет ее термолабильной фракции, в основном представленной костным изоферментом) и активности кислой

Рис. 23. Концептуальная схема взаимодействия процессов, происходящих при осложненных остеомиелитом переломах длинных костей (II группа): маленькими стрелками (t, I) отмечены изменения, выявленные в настоящем исследовании (значимое увеличение или уменьшение показателя, р < 0,05. Остальные узлы схемы - по данным литературы. фосфатазы (см. рис. 22). Адаптивный ответ системы глутатиона на травму по-видимому заключается в возрастании активности ГПО эритроцитов при снижении активности ГТ эритроцитов и ГР плазмы и эритроцитов и компенсаторном возрастании GSH как в плазме, так и в эритроцитах.

Уменьшение содержания магния в плазме может быть связано с переходом его в клетки. Это можно считать благоприятным изменением, так как магний может способствовать предотвращению развития воспалительных реакций и, кроме того, Mg увеличивает метаболическую активность клетки [113], что принимает особое значение при травме и необходимости выполнения организмом репаративной программы.

При присоединении остеомиелита при переломах бедра и голени характерно: снижение концентрации кальция, хлоридов, железа, трийодтиронина, ТТГ и увеличение концентрации магния, меди, цинка, активности щелочной и кислой фосфатаз (см. рис. 23).

В связи с вышесказанным не исключено, что возрастание магния в плазме может свидетельствовать о его выходе из клеток, а, следовательно, о неблагоприятном изменении его баланса, так как уровень магния в плазме увеличивался только у больных с наличием остеомиелита и может вести к снижению метаболической активности клеток.

Некоторое увеличение атТГ может являться проявлением аутоиммунных процессов у больных с костной травмой, в пользу чего имеются публикации [70].

При осложнении консолидирующихся переломов бедра и голени остеомиелитом (И группа) в сыворотке крови при сохраняющихся изменениях, вызванных травмой дополнительно уменьшается концентрация общего кальция и величины ОЖСС и коэффициента Са-Р, увеличивается содержание магния, меди и цинка.

При сохранении некоторого повышения активности щелочной фосфатазы все же вклад ее термолабильной фракции был ниже, чем у больных I группы, а доля термостабильной фракции ЩФ (значительную часть которой составляет печеночный изофермент) от общей активности по сравнению увеличивается. Уровень тироксина по сравнению с I группой несколько снижался, оставаясь однако выше контрольных величин. Резкое повышение уровня ДК и МДА, сопровождалось отсутствием повышения хотя бы одного фермента антиоксидантной защиты, наоборот, снижалась ГТ эритроцитов, ГР эритроцитов и плазмы, GSH эритроцитов. Поскольку GSH плазмы крови - это вновь образованный и выделенный в кровь пептид, который транспортируется к месту своей деградации - почкам [93], то исходя из этого, у больных с неосложненными травмами увеличивается синтез глутатиона в качестве благоприятной адаптивной реакции, а у больных с остеомиелитом - подавляется.

В связи с тем, что косвенные факты, свидетельствующие в пользу нарушения конверсии Т4 в Тз ярко выражены при неосложненной травме (снижение концентрации трийодтиронина, повышение тироксина и ТТГ), не исключено, ^то это связано с недостатком селена, который в большей степени расходуется на синтез ГПО, активность которой в эритроцитах больных с неосложненными травмами (I группа) возрастает в 2,3 раза по сравнению с контролем и в 2 раза по сравнению со II группой больных. Недостаточная активность ГПО у больных с остеомиелитом, вернее отсутствие ее компенсаторной активации в ответ на агрессию, выражающуюся в наличии травмы и остеомиелита, а следовательно и активации ПОЛ, может быть вызвана особенностями распределения селена между дейодиназой, осуществляющей процесс конверсии Т4 в Т3 и ГПО (рис. 24).

Вышеописанные изменения обмена йодтиронинов у больных II группы сохраняются, но менее выражены. По-видимому в I группе все резервы были направлены на борьбу с АФК, поэтому отсутствовало значимое возрастание ДК и МДА в сыворотке крови, компенсаторно увеличивалась активность

I группа: переломы без ХТО

II группа: переломы + ХТО

Рис. 24. Особенности распределения селена между дейодиназой и ГПО у больных с переломами длинных костей и вызываемые в связи с этим эффекты (гипотеза): маленькими стрелками (Т или i) внутри фигур обозначены выявленные нами изменения. гпо, но нарушалась конверсия Т4 в Т3. В группе больных с ХТО (И группа) при сохраняющемся латентном дефиците трийодтиронина и возрастании тироксина (но в меньшей степени, чем в I группе) отсутствовало увеличение ТТГ, но резко повышалось содержание продуктов ПОЛ, что может дополнительно свидетельствовать о недостаточности антиоксидантной защиты: помимо снижения ГТ в эритроцитах, ГР в эритроцитах и плазме, имеющих место и при неосложненных травмах, происходило еще и снижение уровня GSH эритроцитов по сравнению с I группой.

При снижении сывороточного железа у больных I группы ОЖСС повышается, что может быть свидетельством повышенной утилизации железа и/или постгемморагической не до конца компенсированной анемии. В случае уменьшения ОЖСС (у больных II и III групп) можно предполагать более серьезное нарушение, как одной из возможных причин этого может выступать нарушение белоксинтезирующей функции печени вследствие воздействия токсических факторов, антибиотиков и других лекарственных препаратов, инфекции и др. условий, имеющих место при остеомиелите.

На рис. 25 показано, какие параметры изменяются при развитии остеомиелита при переломах длинных костей бедра и голени.

При развитии гнойных осложнений с развитием остеомиелита у больных с переломами возрастает концентрация магния, КФ, ДК и МДА, убывает уровень кальция, ОЖСС, термолабильной фракции ЩФ, тироксина, ТТГ, ГПОЭр, GSH3p.

Эти данные можно использовать для прогнозирования, профилактики, ранней диагностики, а также мониторинга лечения. Целесообразно при подборе фармацевтических препаратов для лечения больных с травмами длинных костей избегать использования средств, которые могут усугублять тяжесть состояния или способствовать сдвигам метаболизма в нежелательную сторону. Например, переливание больших количеств

Неосложненные переломы (I) Т: Р, ОЖСС, ЩФ, кЩФ, КФ, Т4, ТТГ, атТГ, ГПОэр, GSH„n, GSH3p, I: CI, Mg, Fe, T3, ГТэр, ГРШ„ ГР 1 гэр> присоединение ХТО t: Mg, Zn, КФ, термостаб.ЩФ,ДК, МДА 1: Са, Са Р, ОЖСС, термолаб.ЩФ, Т4, ТТГ, ГПОЭр, GSH3p > Переломы, осложненные ХТО (II) Т: [Р], Mg, Си, ЩФ, кЩФ, КФ, Т4, атТГ, ДК, МДА 4: Са, CI,, Fe, ОЖСС,Т3, ГТэр, ГРпл, ГРЭр

Внутри прямоугольников -значимые изменения по сравнению с контрольной группой, внутри стрелок -значимые изменения между группами больных, показатель в квадратных скобках - изменения приближались к уровню значимости (р<0,1)

Рис. 25. Изменения показателей метаболизма минералов, йодтиронинов, ПОЛ и глутатиона при развитии гнойных осложнений переломов длинных костей. цитратной крови может привести к гипокальциемии вследствие связывания его цитратом, что также отразится и на концентрации магния [117], это может быть особенно неблагоприятным для больных с длительно не консолидирующимися переломами, а тем более при наличии признаков воспаления. Наоборот, повышению кальция в сыворотке крови способствуют цефотаксим, соли магния, калия, фенобарбитал [117]. Гепарин, аспирин, антибиотики пенициллинового ряда угнетают секрецию ТТГ, что может способствовать сдвигам обмена йодтиронинов в сторону состояния этого обмена как при развитии ХТО при переломах длинных костей (рис. 25). При попытках сдвинуть метаболические процессы в благоприятную сторону (как при консолидирующихся переломах) возможно, будет получен полезный клинический эффект.

При фармакологической коррекции видимо, полезно будет учитывать уже имеющиеся биохимические сдвиги и не усугублять состояние больных препаратами, которые могут изменить состояние в нежелательную сторону, разумно осуществление отбора препаратов по их патофизиологическому действию.

Для больных с консолидированными переломами и рецидивирующим ХТО (III группа) характерно снижение в сыворотке крови уровня кальция, хлоридов, железа, величины коэффициента Са-Р и ОЖСС, а также сохранение повышенного уровня концентрации магния, меди и цинка (рис. 26).

При повышении активности термолабильной фракции ЩФ в сыворотке крови ее доля от общей активности уменьшается как по сравнению с контролем, так и с группами больных с консолидирующимися переломами. Кроме того, у этих больных возрастает активность термостабильной фракции ЩФ, таким образом, повышение общей активности ЩФ происходит за счет обеих фракций (термолабильной и термостабильной). Кроме того характерно увеличение уровня ДК и МДА при уменьшении содержания восстановленного глутатиона в эритроцитах и уменьшении активности ГР и ГТ как в эритроцитах, так и в плазме.

Таким образом, у больных этой группы (III) со стороны минерального обмена создаются благоприятные условия для ингибирования процессов апоптоза (сниженный уровень кальция и повышение содержания цинка в сыворотке крови), а со стороны системы ПОЛ-АОС, способствуют активации процессов апоптоза увеличение ДК и МДА и снижение концентрации GSH и отсутствие активации ГПО.

Таким образом, можно предположить, что коррекция показателей системы глутатиона у больных с остеомиелитом может положительно повлиять на обменные процессы не только в системе ПОЛ-АОС, но и минерального обмена и метаболизма йодтиронинов, поскольку именно у этих наблюдалось увеличение количества корреляционных связей показателей системы глутатиона с обменом минералов и йодтиронинов.

Подводя итог, можно отметить, что при изучении корреляционных связей между изучаемыми показателями, очевидно различное состояние взаимоотношений звеньев обмена минералов, йодтиронинов, системы нарушение конверсии Т4 в Тз С —ч Тз

Рис. 26. Концептуальная схема взаимодействия процессов, происходящих при ХТО и сросшемся переломе (III группа): маленькими стрелками (Т, 4) отмечены изменения, выявленные в настоящем исследовании (значимое увеличение или уменьшение показателя, р < 0,05). Остальные узлы схемы - по данным литературы. глутатиона и продуктов ПОЛ в зависимости от клинического варианта костной патологии. Изменяется количество, качество и структура корреляционных связей, большинство выявленных связей между исследуемыми параметрами индивидуальны для каждой группы.

Полученные данные могут свидетельствовать о наличии при неосложненных переломах бедра и голени более «жесткой» регуляции и «напряженности» йодтиронинового обмена. Такое «ужесточение» метаболизма йодтиронинов у больных с неосложненными переломами бедра и голени, может быть вызвано травмой, и являться звеном адаптивного ответа организма.

При переломах длинных костей бедра и голени с присоединением остеомиелита (II группа) реакция организма выражается: 1) в уменьшении количества сопряженных изменений показателей обмена йодтиронинов и параметров минерального обмена и доли отрицательных корреляционных связей между продуктами ПОЛ и показателями обмена ИТ, минералов и системы глутатиона; 2) в увеличении количества корреляционных связей между показателями системы глутатиона эритроцитов и показателями минерального обмена в плазме, а также между показателями минерального обмена и концентрацией продуктов ПОЛ в сыворотке крови.

При консолидированных переломах бедра и голени и рецидивирующем остеомиелите (III группа) происходит: 1) увеличение сопряженности между показателями минерального обмена; 2) уменьшение доли отрицательных и увеличение доли положительных коррелятивных связей между показателями обмена глутатиона в плазме и в эритроцитах; 3) уменьшение доли отрицательных корреляционных связей между продуктами ПОЛ и показателями обмена минералов, ЙТ и системы глутатиона.

- 125