Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по биологии
На правах рукописи
Стогов Максим Валерьевич
Метаболизм скелетных мышц и возможности его регуляции при травмах и удлинении конечности методом илизарова
03.00.04 Ц биохимия
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
доктора биологических наук
Нижний Новгород - 2009
Работа выполнена в Федеральном государственном учреждении Российский научный центр Восстановительная травматология и ортопедия имени академика Г.А. Илизарова Росмедтехнологий.
Научный консультант: доктор биологических наук унёва Светлана Николаевна
Официальные оппоненты:
Ерлыкина Е.И. - доктор биологических наук, профессор
Зимин Ю.В. - доктор медицинских наук
ьвовская Е.И. - доктор медицинских наук, профессор
Ведущая организация: ГОУ ВПО лЧелябинская государственная медицинская академия, г. Челябинск
Защита диссертации состоится л 15 октября 2009 года на заседании диссертационного совета Д 212.166.15 при Нижегородском государственном университете им. Н.И. Лобачевского (603950, г. Нижний Новгород, пр. Гагарина, д.23, корп. 1, ауд. ).
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского
Автореферат разослан л 20__ г.
Ученый секретарь диссертационного совета
кандидат биологических наук,
доцент С.В.Копылова
Общая характеристика работы
Актуальность исследования. Известно, что скелетные мышцы играют ключевую роль в создании оптимальных биомеханических условий, нормальной трофики и функции травмированной и удлиняемой конечности (В.А. Щуров и др., 1996). При этом репаративные возможности мышечной ткани отличаются от возможности к репаративному восстановлению костной ткани, в связи с чем, зачастую, именно функциональное состояние скелетных мышц является лимитирующим фактором при лечении и реабилитации больных ортопедотравматологического профиля (В.А. Щуров и др., 1998; 2003; 2007).
Функциональные возможности скелетных мышц зависят от их структурно-метаболического профиля, определяемого качественным и количественным составом сократительных белков, а также особенностями тканевого обмена, и, прежде всего, типом энергообеспечения (И.А. Корниенко и др., 2005; A. Sargeant, 2007.). Несмотря на то, что метаболические процессы в скелетных мышцах находятся под жестким контролем системных, локальных и генетических факторов, мышцы демонстрируют значительную пластичность и лабильность структурно-метаболического профиля в ответ на изменения их функциональной нагрузки (S.E. Dunn et al., 1997; D. Pette, 2002; A.M. Niess et al., 2007.). Материальной основой этому является значительный генетический полиморфизм как сократительных, так и регуляторных белков и ферментов, а также высокая взаимозаменяемость путей энергетического обмена (D. Pette et al., 2001.). В связи с этим восстановление функциональной активности мышц в посттравматический и реабилитационный период зависит от интенсивности восстановления ее структурно-метаболических характеристик и должно обеспечиваться достаточным количеством пластических и энергетических ресурсов в ткани.
Если многочисленные данные физиологических, морфологических и гистохимических исследований дают достаточное представление о функциональных и структурных изменениях в скелетных мышцах при ее репаративной регенерации при скелетных травмах и в условиях оперативного удлинения (Ю.В. Григорьева и др., 2003; С.А. Лытаев, 2003; С.А. Ерофеев и др., 2004; В.И. Шевцов и др., 2004; В.А. Щуров и др., 2008; И.В. Щуров и др., 2008; C.A. Lindsey et al., 2002; T. Tsujimura et al., 2006.), то результатов биохимических исследований, позволяющих объективно оценить состояние метаболизма скелетных мышц, явно недостаточно. Особенно это касается исследований при оперативном удлинении конечностей. Практически не изучены также и изменения метаболизма в конечности контралатеральной травмированной или оперированной, хотя функциональная нагрузка на нее в посттравматический и в послеоперационный период значительно возрастает. Кроме того, недостаточно разработаны критерии оценки и схемы лабораторной диагностики и мониторинга за состоянием скелетных мышц у пациентов ортопедотравматологического профиля.
Поиск и разработка эффективных средств для коррекции метаболических нарушений в скелетных мышцах имеет несомненную актуальность, что подтверждают многочисленные клинико-экспериментальные исследования (Г.Т. Сухих и др., 2001; Б.С. Шенкман и др., 2006; F.G. Hamel et al., 2003; R.B. Kreider, 2003; L. Boldrin et al., 2007; S. Grefte et al., 2007.). Однако, имеющийся недостаток фактического материала по биохимии мышц при ее регенерации не позволяет сделать вывод о целесообразности проведения коррекции метаболических изменений и необходимости создания специальных препаратов, направленных на восстановление скелетных мышц при лечении патологии опорно-двигательного аппарата. В практике травматологии и ортопедии эффективность таких разрабатываемых средств, на наш взгляд, должна быть основана на возможности одновременного влияния на репарацию костной и мышечной ткани, что должно обеспечивать синхронное восстановление целостности кости и функциональной активности скелетных мышц, составляющих единый анатомо-функциональный блок. В этом плане наиболее доступными и эффективными являются методы пищевой и фармакологической регуляции. Кроме того, эти способы наиболее перспективны в плане их дальнейшего внедрения с использованием наноматериалов и нанотехнологий.
Цель исследования. Сформировать системное представление о метаболизме скелетных мышц и оценить возможности его регуляции при скелетной травме и оперативном удлинении конечности в эксперименте.
- Задачи исследования:
- Описать возрастные изменения метаболизма скелетных мышц, характеризующие становление их метаболического профиля.
- Изучить метаболизм скелетных мышц в условиях оперативного удлинения костей голени по методу Илизарова.
- Разработать концепцию поведения скелетных мышц при удлинении конечности по Илизарову.
- Выявить особенности обмена мышц при скелетных травмах в эксперименте.
- Провести сравнительный анализ биохимических изменений в скелетных мышцах при удлинении конечности и после скелетной травмы.
- Выявить нарушения отдельных путей метаболизма, происходящие в скелетных мышцах в посттравматический период и при удлинении костей голени, и разработать критерии для их коррекции.
- Предложить способы коррекции метаболизма мышечной ткани в экспериментальных условиях, моделирующих скелетную травму.
- Предложить наиболее доступные и информативные лабораторные тесты, характеризующие функциональное состояние скелетных мышц, пригодные для использования их в лабораторном мониторинге у пациентов ортопедотравматологического профиля.
Основные положения, выносимые на защиту:
- При удлинении конечности в скелетных мышцах удлиняемого сегмента происходит активация энергетических путей обмена (в том числе и лрезервных), межорганных циклов (Кори и аланиновый), реакций перекисного окисления, что приводит к снижению уровня белка в ткани и изменению кинетических характеристик сократительных белков. Подобные биохимические сдвиги, но только более низкой интенсивности, происходят и в мышцах контралатеральной конечности. Отмеченные изменения носят обратимый характер, восстановление метаболического профиля начинается с момента снятия дистракционных нагрузок.
- Метаболические изменения в мышцах после скелетной травмы сопровождаются высокой интенсивностью белкового обмена, реакций перекисного окисления и антиоксидантного звена на фоне компенсированных энергетических затрат. Восстановление энергетического метаболизма скелетных мышц при ранних сроках снятия аппарата происходит в течение трех месяцев после лечения.
- Введение низкомолекулярных белковых факторов в область перелома не только стимулирует процессы репаративной регенерации кости, но и вызывает анаболический эффект в скелетных мышцах, способствуя накоплению гликогена и белка в ткани за счет пролонгированного антипротеолитического эффекта. Пероральное применение смеси аминокислот предупреждает потери креатина и креатинфосфата в скелетных мышцах и является фактором, регулирующим межорганный обмен энергетических субстратов.
- Определение активности креатинкиназы в сыворотке крови является диагностически ценным и доступным критерием оценки поражения скелетных мышц при травмах и оперативном удлинении конечности.
Научная новизна. Впервые комплексно изучены изменения процессов энергетического, белкового обмена в скелетных мышцах при оперативном удлинении костей голени по Илизарову. Впервые изучено состояние системы перекисного окисления и антиоксидантной защиты в мышцах удлиняемого сегмента. Разработана концепция поведения скелетных мышц в ответ на удлинение конечности. Обнаружено явление активации межорганных обменных путей в ходе оперативного удлинения. Обнаружен феномен снижения количества фракций саркоплазматических белков в скелетных мышцах удлиняемой конечности. Впервые изучены кинетические характеристики миозина, выделенного из скелетных мышц подверженных удлинению. Обнаружен эффект активации лрезервных метаболических путей в мышцах в ответ на возрастающие дистракционные нагрузки. Продемонстрирована высокая лабильность обменных процессов скелетных мышц в ответ на дистракцию и снятие дистракционных нагрузок. Впервые показано, что в мышцах контралатеральной конечности происходят метаболические изменения той же, что и в удлиняемой конечности направленности.
Впервые обнаружено, что метаболические изменения в скелетных мышцах после перелома костей голени в условиях стабильной фиксации аппаратом Илизарова происходят на фоне компенсированных энергетических затрат. Впервые изучены кинетические свойства миозина из скелетных мышц голени после лечения оскольчатого перелома костей голени методом Илизарова. Впервые изучены метаболические особенности в скелетных мышцах голени в зависимости от сроков лечения оскольчатых переломов костей голени. Впервые изучены метаболические изменения, происходящие в скелетных мышцах контралатеральной, не травмированной конечности. Показано, что для процесса регенерации при оперативном удлинении конечности скелетная мышца в основном использует внеклеточные пластические и энергетические источники, при репаративной регенерации в посттравматический период - внутриклеточные.
Впервые продемонстрированы анаболические свойства низкомолекулярных белковых факторов, выделенных из костной ткани, оказываемых на скелетную мышцу при ее посттравматической регенерации. Обнаружена способность смеси аминокислот (лейцин, изолейцин, аргинин и метионин) предупреждать потерю и стимулировать синтез креатина в скелетных мышцах, регулировать межторганный обмен гликогена. Обнаружены гепатотропные свойства данной смеси.
Практическая значимость работы. Полученные данные о существенных изменениях метаболических процессов в мышечной ткани дают обоснования для научного планирования мероприятий по предупреждению нарушений и восстановлению функциональных характеристик скелетных мышц в ходе лечения и в периоде реабилитации пациентов ортопедотравматологического профиля.
Полученные результаты дают теоретическое обоснование для разработки и внедрения фармакологических препаратов и биологически активных добавок на основе аминокислот и белков костной ткани для стимуляции репаративной регенерации костной и мышечной ткани.
Оценена информативность ряда биохимических показателей и предложены наиболее доступные тесты для лабораторной оценки состояния скелетных мышц, что может быть использовано в практической травматологии и ортопедии в качестве дополнительного критерия оценки тяжести скелетной травмы, а также для мониторинга состояния пациентов ортопедотравматологического профиля в период лечения и реабилитации.
Внедрение результатов исследования. По результатам работы в клинико-диагностическую лабораторию центра внедрены методы исследования, характеризующие состояние скелетных мышц при дистракционном остеосинтезе. Материалы работы включены в программу кафедры травматологии и ортопедии ФПК и ППС ГОУ ВПО ТюмГМА, используются в курсе лекций по биохимии для студентов факультета естественных наук Курганского государственного университета. Получены три патента РФ на изобретение.
Апробация работы и публикации. Материалы диссертационного исследования доложены: на научно-практической конференции с международным участием Новые технологии в медицине (Курган, 2000); на региональной конференции биохимиков Урала, Поволжья и Западной Сибири Актуальные проблемы теоретической и прикладной биохимии (Ижевск, 2001); на международной научно-практической конференции Медицина в XXI веке: эстафета поколений (Курган, 2001); на IV всероссийской конференции Актуальные вопросы применения гипербарической оксигенации в хирургии, травматологии и ортопедии (Курган, 2002); на IV Зауральском фестивале научно-исследовательского, технического и прикладного творчества молодежи Новые горизонты-2002 (КГСХА, 2002); на VI международном симпозиуме Биологически активные добавки к пище и проблемы оптимизации питания (Сочи, 2002); на всероссийской конференции л35 лет гипербарической оксигенации: итоги, проблемы, перспективы (Москва, 2003); на II Всероссийском симпозиуме Клинические и фундаментальные аспекты тканевой терапии (Самара, 2004); на международной научно-практической конференции Морфофункциональные аспекты регенерации и адаптационной дифференцировки структурных компонентов опорно-двигательного аппарата в условиях механических воздействий (Курган, 2004); на I и II съездах травматологов и ортопедов Уральского федерального округа (Екатеринбург, 2005; Курган, 2008); на всероссийской научно-практической конференции Молодые ученые: новые идеи и открытия (Курган, 2006); на международном конгрессе по наружной фиксации (Каир, 2007); на всероссийской научно-практической конференции Клеточные и нанотехнологии в биологии и медицине (Курган, 2007); на юбилейной конференции посвященной 10-летию Южно-Уральского научного центра РАМН (Челябинск, 2008); на V международной конференции АСАМИ (Санкт-Петербург, 2008); на всероссийской научно-практической конференции с
международным участием
Современные технологии в хирургии позвоночника и периферических нервов (Курган, 2008); на областном научном обществе ортопедов и травматологов (декабрь 2002; декабрь 2005, апрель 2007, ноябрь 2007). По теме диссертации опубликовано 50 печатных работ, в том числе 2 главы в коллективной монографии. Из печатных работ 12 опубликовано в рецензируемых ВАКом изданиях.
Объем и структура работы. Работа изложена на 233 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, заключения, практических рекомендаций, выводов, списка литературы, 65 таблиц, 57 рисунков, трех схем. Библиографический указатель включает 411 источников: из них 120 - отечественные, 391 - зарубежные. Диссертационное исследование выполнено по плану НИР ФГУ Российский научный центр Восстановительная травматология и ортопедия им. акад.аГ.А. Илизарова Росмедтехнологий.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Материалы и методы
Работа выполнена на базе клинико-экспериментального лабораторного отдела ФГУ Российского научного центра Восстановительная травматология и ортопедия им. акад. Г.А. Илизарова Росмедтехнологий. Объектами исследований являлись собаки, крысы и лабораторные мыши, использовался клинический материал. Материалом исследования служили: мышечная ткань, печень, сыворотка крови. В ходе выполнения данной работы применялись биохимические, экспериментальные и статистические методы.
Проведение экспериментальных и клинических исследования разрешено комитетом по этике при ФГУ РН - ВТО им. акад. Г.А. Илизарова Росмедтехнологий. Содержание животных, оперативные вмешательства и эвтаназию осуществляли в соответствии с требованиями Европейской конвенции по защите экспериментальных животных, в соответствии с Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных (приложение к приказу Минздрава СССР от 12.08.1977 № 755) и требованиями инструкции №12/313 Министерства здравоохранения РСФСР Санитарные правила по устройству, оборудованию и содержанию экспериментальных биологических клиник от 06.01.1973 г.
Особенности метаболизма скелетных мышц в ходе онтогенеза, при скелетной травме и в условиях оперативного удлинения конечности по методу Илизарова изучали на беспородных собаках, которые были разделены на три серии.
1 серия. На 38 беспородных собаках на разных сроках онтогенеза (от новорожденных, до животных с выраженными старческими изменениями) изучали становление мышечного метаболизма в ходе индивидуального развития.
2 серия. На 43 взрослых беспородных собаках изучали метаболизм скелетных мышц в условиях оперативного удлинения костей голени по Илизарову. У 35 животных режим дистракции составлял 1мм/сутки за 4 приема, у 8 - 3мм/сутки в автоматическом режиме.
3 серия. На 35 взрослых беспородных собаках изучали метаболизм скелетных мышц при моделировании оскольчатого перелома костей голени с последующим лечением аппаратом Илизарова. Объектом исследования во всех сериях служила передняя большеберцовая и икроножная мышца, во 2-й и 3-й сериях - это были мышцы как оперированной, так и контралатеральной конечности. В динамике эксперимента изучали биохимические показатели сыворотки крови.
Эффективность препаратов для регуляции метаболических процессов в скелетных мышцах на различных экспериментальных моделях оценивали на лабораторных крысах-самцах лини Вистар и мышах-самцах линии СВА.
Действие низкомолекулярных белковых факторов, выделенных из костной ткани, изучали на лабораторных интактных мышах линии СВА и крысах. Фармакологические свойства и дозозависимые эффекты при различных способах введения белкового препарата изучали на 92 взрослых интактных мышах-самцах.
Основную часть исследования проводили на крысах, которые были разделены на четыре группы:
1 группа. Интактные животные. 10 здоровых взрослых крыс.
2 группа. Пилотная (10 крыс). Изучали изменения системных показателей крови, особенности костной репарации и мышечного метаболизма в условиях моделирования перелома большеберцовой кости для определения оптимальных сроков введения белкового препарата.
3 группа. Контрольная (24 крыс). В условиях заживления экспериментального перелома большеберцовой кости изучали изменения метаболизма в передней большеберцовой и камбалавидной мышце травмированной и контралатеральной конечности. На 7-е сутки эксперимента внутримышечно в зону перелома вводили физиологический раствор.
4 группа. Опытная (20 крыс). В условиях заживления экспериментального перелома большеберцовой кости изучали изменения метаболизма в передней большеберцовой и камбалавидной мышце травмированной и контралатеральной конечности на фоне разового внутримышечного введения низкомолекулярных белковых факторов на физиологическом растворе. Инъекцию осуществляли на 7-е сутки эксперимента.
Эффективность перорального потребления смеси аминокислот (лейцин, изолейцин, аргинин и метионин, в соотношении 1:1:1:1) для коррекции нарушений обмена креатина изучали на взрослых половозрелых мышах-самцах линии СВА (средний вес 25-30г). Животные были разделены на 4 экспериментальные серии.
У животных первой серии (54 животных) моделировали перелом костей голени. Во второй серии - моделировали гипокинезию для мышц задней конечности лишением их опоры в модели лвывешивания (антиортостатическая гипокинезия, АОСГ) (54 животных), в третьей серии после моделирования перелома костей голени животных лишали опоры в модели АОСГ (54 животных). Внутри каждой серии, в зависимости от пищевого рациона, животные были распределены на три группы. Первый рацион - обычный сбалансированный по белку (3,3г/сутки перевариваемого протеина) и углеводам рацион вивария (приказ № 1179 от 10.10.83. Об утверждении нормативов затрат кормов лабораторных животных в учреждениях здравоохранения). Второй - изокалорийный углеводный, обедненный белком рацион (0,88г/сутки перевариваемого протеина) (ИКОБР), в котором источником белка служил пшеничный глиадин, неполноценный по содержанию лизина, метионина, треонина; третий - аналогичный второму суточный рацион, в котором недостаток белка восполняли смесью аминокислот L-ряда: лейцин, изолейцин, аргинин, метионин (все аминокислоты высокой очистки фирмы Sigma) в отношении 1:1:1:1, в количестве, равном суммарному содержанию аминного азота в стандартном рационе. Животным четвертой серии (144 животных) моделировали острую печеночную недостаточность (вызывали путем внутрибрюшинного введения 20% раствора четыреххлористого углерода [ЧХУ] на оливковом масле), после чего их делили на три группы, соответственно трем экспериментальным моделям, внутри которых, в зависимости от рациона, мыши были разделены на три подгруппы.
Клинический материал составили пациенты травматологического и ортопедического профиля. Изучали биохимические показатели сыворотки крови 77-и пациентов с закрытыми изолированными переломами костей голени и 29-и - с множественными закрытыми переломами костей конечностей на разных сегментах. Все пациенты травматологического профиля были пролечены с применением аппарата Илизарова по методикам Центра. Ортопедическая патология: изучали показатели сыворотки крови 24-х пациентов больных ахондроплазией, которым проводили удлинение конечностей методом моно-, полилокального и полисегментарного чрескостного дистракционного остеосинтеза и 12 соматически здоровых людей, которым проводили косметическое удлинение конечностей (т.н. субъективно низкий рост).
Для изучения обменных процессов в скелетной мышце, из ткани приготавливали саркоплазматическую вытяжку на 0,03М растворе KCl. У собак исследовали переднюю большеберцовую мышцу (ПББМ) и латеральную головку икроножной мышцы (ИКМ), у крыс вместо икроножной мышцы забирали камбалавидную мышцу (КМ). Миофибриллярные белки выделяли в 0,6М растворе КСl.
В саркоплазматической вытяжке изучали активность следующих ферментов: лактатдегидрогеназы (ЛДГ), креатинкиназы (КК), глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г6ФДГ), каталазы, аланин- (ААТ) и аспартатаминотрансферазы (АсАТ), кислой фосфатазы (КФ), оценивали суммарную протеолитическую активность. Для ЛДГ определяли изоферментный спектр. В супернатанте находили концентрацию общего белка, продуктов гликолиза - молочной (МК) и пировиноградной (ПВК) кислот. Интенсивность перекисного окисления оценивали по содержанию малонового диальдегида (МДА) и уровню продуктов перекисного окисления белков (ПОБ). Непосредственно в сырой ткани определяли содержание гликогена, общих липидов, креатина и креатинфосфата. В сыворотке крови определяли ферментативную активность ЛДГ, КК, АсАТ, ААТ, находили концентрацию общего белка, мочевины, креатина, глюкозы, общих липидов, общего холестерина, триглицеридов, МК, ПВК, МДА, продуктов ПОБ. Проводили электрофоретическое разделение сывороточной ЛДГ и КК. В эритроцитах определяли активность супероксиддисмутазы (СОД).
Активность КК, ЛДГ, КФ, АсАТ, ААТ, а также концентрацию МК, мочевины, креатина, глюкозы, общего холестерина, триглицеридов определяли на биохимическом фотометре Stat Faxо 1904 Plus (США), используя наборы реагентов фирмы Vital Diagnostic (РФ). Каталазную активность в тканевом супернатанте определяли по методу М.А. Королюка с соавт., активность Г6ФГД по Ф.Е. Путилиной. Общую протеолитическую активность определяли по M.B. Jorgensen, в модификации М.А. Ковинька, протеазную активность выражали в количестве аминокислот, образующихся в ходе реакции, за единицу времени (мг а.к./мин). Активность СОД в эритроцитах определяли по реакции, основанной на способности фермента конкурировать с нитросиним тетразолием (НСТ) за супероксидные анионы. За единицу активности СОД принимали количество фермента, необходимого для 50% ингибирования реакции восстановления НСТ. Активность СОД в эритроцитах выражали в мкмоль НСТ на 109 эритроцитов в минуту. Активность тканевых ферментов рассчитывали на грамм саркоплазматического белка, который определяли по Лоури. Электрофоретическое разделение ЛДГ, КК и саркоплазматических белков проводили на системе Paragon (Beckman, США) с использованием реактивов и пластин этой же фирмы.
В депротеинизированном саркоплазматическом и сывороточном растворе определяли содержание МДА - по реакции с тиобарбитуровой кислотой, концентрацию ПВК - по методу Umbright в модификации Бабаскина, АТФ - при помощи наборов реагентов фирмы Boehrenger (Австрия). Содержание креатина в скелетных мышцах находили по реакции с диацетилом, креатинфосфата (КрФ) - по содержанию фосфора в безбелковом тканевом экстракте. Уровень гликогена в мышцах определяли непрямым антроновым методом, в печени - прямым антроновым методом. Содержание общих липидов в мышцах и печени находили гравиметрическим методом, после их экстракции хлороформ/метаноловой смесью (2:1). Общие липиды сыворотки крови определяли с помощью наборов реактивов фирмы La Chema (Чехия). Продукты ПОБ определяли в белковом осадке по реакции с 2,4-динитрофенилгидразином. Продукты реакции регистрировали при длинах волн 270нм (ПОБ270), 363нм и 370нм (ПОБ363+370). Степень окисленной модификации белков выражали в единицах оптической плотности (ед.оп.пл.) на 1 мг белка. Общий белок сыворотки крови определяли с помощью биуретовой реакции. Концентрацию продуктов обмена в мышечном супернатанте выражали в моль на грамм сырой ткани, гликогена в мг на г ткани, общих липидов - в процентах от массы сырой ткани.
Для оценки кинетических характеристик миозина получали его очищенный лиофилизированный препарат. Выделение проводили согласно схеме, основанной на растворимости миозина в растворах солей различной ионной силы, которая сводились к многократному, последовательному осаждению и растворению миозина в растворах хлористого калия разной концентрации. Об активности фермента судили по количеству неорганического фосфата, который образовался при действии миозина на АТФ в присутствии ионов кальция.
Результаты исследования обрабатывали методами непараметрической статистики, поэтому в таблицах и на графиках они представлены в виде медианы, 25-го и 75-го процентиля. Достоверность различий между двумя выборками оценивали с помощью W-критерия Вилкоксона для независимых выборок и критерия знаков. Достоверность межгрупповых различий определяли с помощью непараметрического критерия Крускала-Уоллиса, с последующим множественным сравнением с использованием критерия Данна. Статистический анализ достоверности различий между группами по качественным критериям (т.н. бинарные признаки) проводили с помощью критерия 2 для таблицы сопряженности 2х2 с поправкой Йейтса. Корреляционную зависимость между выборками, подчиняющихся нормальному распределению, оценивали по критерию Пирсона, не подчиняющихся закону распределения - по критерию Спирмена. Результаты корреляционного анализа представляли в виде коэффициента корреляции с уровнем значимости р0,05 и уравнения регрессии. Нормальность выборок определяли с помощью критерия Шапиро-Уилка. Факторный анализ проводили методом главных факторов, метод оценки общностей - анализ главных компонент.
Результаты исследования
Некоторые типологические особенности метаболизма скелетных мышц собак в ходе онтогенеза. Проведенное нами исследование позволило обнаружить некоторые закономерности формирования метаболического профиля скелетных мышц различного типа у собак в ходе онтогенеза. Наибольшие изменения претерпевали процессы энергетического метаболизма скелетных мышц. На фоне изначальных различий в энергообмене ПББМ и ИКМ, с возрастом наблюдалось снижение его интенсивности в обеих мышцах, что приводило к лсглаживанию их типологических особенностей. Так, в ПББМ активность ЛДГ при рождении была достоверно выше, чем в ИКМ, соотношение ЛДГПББМ/ЛДГИКМ составляло 1,22 (рис. 1). В последующие сроки соотношение активности ЛДГ в изучаемых мышцах изменялась в обратную сторону, и у взрослых животных соотношение ЛДГПББМ/ЛДГИКМ было уже меньше единицы и составляло 0,88. Значительно выше в ИКМ собак при рождении была активность КК - 14,90 мккат/г белка, в ПББМ - 7,66 мккат/г белка (различия значимы при р=0,05). Однако в дальнейшие сроки развития уровень данного фермента в ПББМ и ИКМ снижался и между мышцами достоверно не отличался, составляя у животных 1-3 лет 4,26 и 5,19 мккат/г белка соответственно для ПБММ и ИКМ. Типологические особенности ПББМ также характеризовались более высоким содержанием МК, как при рождении, так у взрослых и старых животных (рис. 1).
ДГ, мккат/г белка | актат, ммоль/г ткани |
Рис. 1. Активность лактатдегидрогеназы и содержание молочной кислоты в скелетных мышцах собак на разных сроках онтогенеза. *- различия между мышцами достоверны при р0,05. | |
Наиболее ярко типологические различия между ПББМ и ИКМ проявлялись в изоферментном спектре ЛДГ. При рождении в спектре ЛДГ в ПББМ, в отличие от спектра взрослых животных, была значительно повышена доля ЛДГ1 и ЛДГ2 фракций, в 5,4 (р=0,01) и в 1,6 (р=0,02) раз соответственно. В ИКМ изоферментный спектр ЛДГ у новорожденных животных практически не отличался от спектра взрослых животных. В течение первых шести месяцев индивидуального развития изоферментный состав ЛДГ в скелетных мышцах собак претерпевал существенные изменения, приближаясь к спектру взрослых животных. Прежде всего в ПББМ снижалась доля аэробных ЛДГ1 и ЛДГ2 фракций, тогда как в ИКМ процентное содержание этих фракций возрастало. В результате таких перестроек у взрослых животных в ПББМ доля ЛДГ1 и ЛДГ2 составляла около 10% от общей активности фермента, доля ЛДГ4 иЛДГ5 - 64%. В ИКМ - 17% и 57% для аэробных и анаэробных фракций соответственно. У животных с выраженными старческими изменениями (более 8 лет) мы наблюдали интересные изменения изоферментного спектра ЛДГ в скелетных мышцах. В ПББМ резко возрастала доля ЛДГ1 и ЛДГ2 фракции, их суммарное содержание составляло около 22% от общей активности, доля анаэробных также оставалась высокой - 60%. Обнаруженные данные демонстрируют, что с развитием старческих изменений в ПББМ собак происходило формирование особого изоэнзимного профиля ЛДГ, характеризующегося высоким содержанием как аэробных, так и анаэробных фракций.
Таблица 1. | |||||||
Содержание белков саркоплазмы (мг/100мг ткани) в скелетных мышцах собак на разных сроках онтогенеза (Медиана; 25-й75-й процентили) | |||||||
При рождении | 2 месяца | 4 месяца | 6 месяцев | 1-3 года | Более 8 лет | ||
ПББМ | 19,30,004 17,521,8 | 26,40,002 26,328,4 | 27,80,01 27,228,4 | 28,20,01 27,128,6 | 30,0* 29,331,0 | 28,40,05 27,329,2 | |
ИКМ | 18,50,004 16,921,1 | 26,40,002 25,027,5 | 29,90,02 28,930,5 | 29,20,05 28,430,2 | 32,5 30,233,8 | 29,00,05 27,130,5 | |
Примечание. ПББМ - передняя большеберцовая мышца, ИКМ - икроножная мышца. Верхний индекс - уровень значимости различий (р) по сравнению со животными 1-3 лет. * - статистическая значимость различий по сравнению с икроножной мышцей при р0,05.
Другие изученные нами показатели обмена мышц имели следующую динамику: с возрастом в обеих мышцах возрастало, а затем снижалось содержание саркоплазматических белков (табл. 1) и активности каталазы. Закономерно снижалась активность трансаминаз в ткани, увеличивалось содержание продуктов перекисного окисления, гликогена и общих липидов (рис. 2).
Гликоген, мг/100мг ткани | Общие липиды, % от массы сырой ткани |
Рис. 2. Изменение содержания гликогена и общих липидов в передней большеберцовой (ПБММ) и икроножной (ИКМ) мышцах собак на разных сроках онтогенеза. Примечание: * - статистически значимые отличия с возрастом 1 год при р=0,05. | |
Метаболизм скелетных мышц собак в условиях оперативного удлинения костей голени методом Илизарова. Проведенное нами исследование обнаружило значительное повышение активности ЛДГ в ПББМ и ИКМ удлиняемого сегмента на всех сроках эксперимента. На этапе фиксации в мышцах удлиняемой конечности отмечалось также достоверное увеличение активности КК. Аналогичные изменения активности ферментов, но только более низкой интенсивности, происходили и в мышцах контралатеральной конечности. В изоферментом спектре ЛДГ в ПББМ обеих конечностей в ходе дистракции и фиксации увеличивалась доля аэробных фракций. В ИКМ удлиняемой конечности также увеличивалось содержание аэробных фракций, тогда как в ИКМ не оперированной конечности, наоборот, увеличивалось содержание анаэробных фракций.
Суммарное содержание продуктов гликолиза в ПБММ и ИКМ удлиняемой и контралатеральной конечности на этапах удлинения и фиксации было ниже уровня здоровых животных. Такое снижение содержания продуктов гликолиза в исследуемых мышцах было связано: 1) с увеличением реакций переаминирования в ткани (в ходе удлинения мы наблюдали повышение активности обеих аминотрансфераз), способствующие утилизации из мышц ПВК и аминного азота в составе аланина (аланиновый цикл); 2) с активацией цикла Кори, в результате которого из мышц утилизировался лактат. В пользу обеих предположении свидетельствовал рост концентрации МК в сыворотке крови на фоне снижения содержания в ней ПВК. Кроме того нами обнаружена обратная зависимость между уровнем лактата в сыворотке крови и его содержанием в мышцах удлиняемого сегмента: для ПББМ r(кровь/ПББМ)= -0,67 (р=0,05), для ИКМ r(кровь/ИКМ)= -0,69 (р=0,05).
Таблица 2. | ||||||||||
Содержание гликогена (мг/100 мг ткани) в скелетных мышцах собак при оперативном удлинении костей голени (Медиана; 25-й75-й процентили) | ||||||||||
Дистракция | Фиксация | После снятия аппарата | ||||||||
Здоровые животные | 14-е сутки | 28-е сутки | 15-е сутки | 30-е сутки | 1 месяц | 3-й месяц | 6-й месяц | |||
ОПБ | 2,66 2,373,46 | 0,990,01 0,532,70 | 1,040,05 0,322,71 | 1,330,05 0,761,86 | 0,740,05 0,491,77 | 4,19 3,355,20 | 3,03 1,774,44 | 4,47 3,514,75 | ||
КПБ | ||||||||||
5,580,01 4,437,19 | 5,630,05 3,626,65 | 4,410,05 4,244,77 | 5,06 3,356,02 | 3,92 3,304,52 | 4,99 3,805,75 | 3,98 2,265,19 | ||||
ОИМ | 3,53 2,914,83 | 2,78 1,493,88 | 2,48 1,702,87 | 2,61 2,173,29 | 3,57 2,624,57 | 2,43 1,754,17 | 3,03 2,553,81 | 2,83 2,053,50 | ||
КИМ | ||||||||||
5,27 3,926,01 | 4,11 2,746,90 | 3,41 2,884,08 | 4,22 3,405,19 | 3,45 2,165,10 | 4,84 4,245,72 | 4,53 2,985,21 | ||||
Примечание. ОПБ и КПБ - передняя большеберцовая мышца оперированной и контралатеральной конечности соответственно, ОИМ и КИМ - икроножная мышца оперированной и контралатеральной конечности соответственно. Верхний индекс - уровень значимости различий (р) по сравнению со здоровыми животными.
В ходе эксперимента в ПББМ удлиняемого сегмента мы отмечали значительное снижение уровня гликогена: к середине дистракции его содержание в мышце составляло лишь 37,2% от нормы (р=0,01), а к концу фиксации 27,8% (р=0,05) (табл. 2). При этом в ПББМ контралатеральной конечности уровень гликогена на этапах дистракции и фиксации превышал его содержание в здоровых мышцах более чем вдвое. В ИКМ оперированной и контралатеральной конечности содержание гликогена статистически значимо от нормы на всех сроках наблюдения не отличалось. В результате данного наблюдения мы приходим к заключению, что в удлиняемой ПБММ источником энергии являлся гликоген ткани, в контралатеральной ПБММ и в ИКМ обеих конечностей - гликолиз. Высокая интенсивность гликолитического процесса в этих мышцах поддерживалась за счет сохранения высокого уровня глюкозы в крови наблюдаемого нами в ходе дистракции. Одними из энергетических источников в ИКМ на этапах удлинения и фиксации, могли являться внутриклеточные липиды, снижение уровня которых в ИКМ удлиняемой и контралатеральной конечности мы наблюдали на этапе фиксации и через месяц после снятия аппарата (табл. 3).
Таблица 3. | |||||||||
Содержание общих липидов (% от массы сырой ткани) в скелетных мышцах собак при оперативном удлинении костей голени (Медиана; 25-й75-й процентили) | |||||||||
Дистракция | Фиксация | После снятия аппарата | |||||||
Здоровые животные | 14-е сутки | 28-е сутки | 15-е сутки | 30-е сутки | 1 месяц | 3-й месяц | 6-й месяц | ||
ОПБ | 1,92 1,382,10 | 1,57 1,301,84 | 1,92 1,602,80 | 2,97 2,093,99 | 2,83 2,014,19 | 2,37 1,842,76 | 1,51 1,272,22 | 1,74 1,392,09 | |
КПБ | |||||||||
2,08 1,692,47 | 1,95 1,922,54 | 2,94 2,553,88 | 2,820,05 2,642,93 | 1,96 1,922,46 | 2,09 1,862,48 | 1,99 1,782,15 | |||
ОИМ | 3,02 2,473,78 | 4,15 3,984,34 | 3,28 2,323,33 | 2,400,05 1,533,02 | 2,190,05 1,812,40 | 1,870,01 1,632,11 | 3,39 2,864,55 | 3,34 3,074,16 | |
КИМ | |||||||||
2,74 2,562,93 | 2,43 1,923,42 | 3,00 2,443,96 | 2,070,03 1,802,25 | 3,30 2,713,44 | 2,87 2,483,51 | 2,80 2,443,11 | |||
Примечание: см. табл. 2.
Внеклеточные источники липидов, присутствующие в крови, либо вообще не использовались тканью, либо использовались в незначительных количествах, т.к. достоверных изменений концентрации общих липидов, триглицеридов и общего холестерина на сроках наблюдения не обнаруживалось. Хотя для общих липидов и наблюдалась тенденция к снижению концентрации в сыворотке крови с конца этапа дистракции до конца фиксации.
Рис. 3. Концентрация АТФ в передней большеберцовой мышце удлиняемой и контралатеральной конечности собак при оперативном удлинении костей голени. Примечание: по оси ОХ - сроки эксперимента: 14Д - 14-е сутки дистракции; 28Д - 28-е сутки дистракции; 15Ф - 15-е сутки фиксации; кФ - конец фиксации (30-е сутки); 1мБА - 1 месяц после снятия аппарата. * - значимость различий по сравнению с нормой при р0,05. |
Таким образом, активация энергетического обмена в скелетных мышцах в ходе оперативного удлинения костей голени происходила как в мышцах удлиняемой, так и контралатеральной конечности. Однако на фоне наблюдаемых изменений наименьшая эффективность энергетического обмена была в ПББМ удлиняемой конечности. Основным фактором, способствующим этому, являлось то, что на эту мышцу приходились максимальные биомеханические нагрузки при дистракции, величина прироста длины этой мышцы была больше, чем достигнутое конечное удлинение кости. Подтверждение высказанному выше предположению - существенное снижение уровня АТФ в ПББМ удлиняемого сегмента конечности, как относительно нормы, так и относительно мышцы контралатеральной конечности (рис. 3). Снятие дистракционных нагрузок на мышцы удлиняемой конечности, равномерное перераспределение статической нагрузки на обе конечности на этапе фиксации, способствовало восстановлению энергетического метаболизма в ткани, увеличению уровня эндогенных энергетических субстратов и АТФ в ней.
Таблица 4. | |||||||||
Содержание саркоплазматических белков (мг/100мг ткани) в скелетных мышцах собак при оперативном удлинении костей голени (Медиана; 25-й75-й процентили) | |||||||||
Дистракция | Фиксация | После снятия аппарата | |||||||
Здоровые животные | 14-е сутки | 28-е сутки | 15-е сутки | 30-е сутки | 1 месяц | 3-й месяц | 6-й месяц | ||
ОПБ | 30,0 29,331,0 | 24,50,01 23,924,6 | 24,70,03 23,525,0 | 20,90,01 20,122,0 | 20,00,01 18,921,9 | 21,80,01 21,628,4 | 25,8 24,427,4 | 27,7 26,629,6 | |
КПБ | |||||||||
26,50,01 26,227,5 | 24,60,03 22,825,2 | 24,10,01 23,024,8 | 23,70,01 21,725,7 | 25,40,03 25,227,7 | 28,2 27,330,8 | 28,1 27,230,6 | |||
ОИМ | 32,5 30,234,8 | 30,4 29,637,9 | 28,80,04 27,830,0 | 26,30,01 25,227,1 | 27,60,03 26,429,5 | 30,1 29,530,5 | 32,2 31,534,4 | 34,4 33,436,2 | |
КИМ | |||||||||
31,4 30,126,9 | 28,80,01 28,429,1 | 28,60,03 27,729,8 | 31,0 30,731,8 | 34,3 30,334,4 | 33,1 32,435,8 | 33,4 32,535,9 | |||
Примечание: см. табл. 2.
В ПББМ обеих конечностей нами было также обнаружено статистически значимое снижение содержания саркоплазматических белков в период с 14-х суток дистракции до 1-го месяца после снятия аппарата (табл. 4). Снижение концентрации белков саркоплазмы в ИКМ оперированной и контралатеральной конечности было не столь длительным и продолжалось с конца этапа дистракции до конца периода фиксации.
Электрофоретическое разделение белков саркоплазмы на этапах удлинения показало, что на 14-е сутки дистракции у всех животных как в мышцах оперированной, так и контралатеральной конечности, обнаруживалось восемь фракций (рис. 4б). На 28-ых сутках дистракции и на всех сроках этапа фиксации спектр белков саркоплазмы в ПББМ и ИКМ удлиняемой конечности был представлен только семью фракциями (рис. 4в, отсутствовала фракция №5). В безаппаратный период в мышцах устанавливалось соотношение, наблюдаемое у интактных животных: у половины собак после снятия аппарата в обеих мышцах обнаруживалось восемь фракции, у другой половины - семь.
Рис. 5. Содержание миофибриллярных белков в передней большеберцовой (ПББМ) и икроножной (ИКМ) мышце удлиняемой (опыт) и контралатеральной (контр) конечности собак при удлинении голени. |
В мышцах удлиняемой конечности, помимо снижения уровня саркоплазматических белков, снижалось и содержание миофибриллярных белков, экстрагируемых 0,6М раствором хлорида калия (рис. 5). Для сократительных белков в ходе удлинения нами обнаружено не только снижение их абсолютного числа, но изменение кинетических параметров миозина, определяющих его сократительные свойства. Оказалось, что Km миозина, выделенного из ПББМ после оперативного удлинения, была выше, чем у миозина, полученного из мышцы здоровых животных (рис. 6). Аналогичная картина наблюдалась и для ИКМ. При этом максимальная скорость реакции (Vmax) в удлиненной и здоровой мышце не изменялась: пересечение графиков с осью OY было в одной точке.
передняя большеберцовая мышца | икроножная мышца |
Рис. 6. График двойных обратных величин для миозиновой АТФ-азы скелетных мышц собак на момент снятия аппарата. | |
Отмечаемое снижение уровня мышечных белков в мышцах удлиняемой конечности могло быть связано с интенсификацией протеолиза в ткани. Однако увеличения активности протеаз на этапе дистракции в мышцах удлиняемой и контралатеральной конечности нами обнаружено не было. Мало того, в этот период, на уровне тенденции, мы отмечали снижение активности КФ в ткани. Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что снижение содержания белков в скелетных мышцах в ходе удлинения, было связано с недостаточной активностью белкового синтеза в ткани на фоне повышенных нагрузок как на мышцы оперированной, так и контралатеральной конечности. В пользу данного предположения говорило и то обстоятельство, что концентрация конечного продукта катаболического распада аминокислот и белков - мочевины в сыворотке крови собак в ходе эксперимента не повышалось, а на этапе дистракции даже статистически значимо снижалось.
Таблица 5. | |||||||||
Концентрация малонового диальдегида (нмоль/г ткани) в скелетных мышцах собак при оперативном удлинении костей голени (Медиана; 25-й75-й процентили) | |||||||||
Дистракция | Фиксация | После снятия аппарата | |||||||
Здоровые животные | 14-е сутки | 28-е сутки | 15-е сутки | 30-е сутки | 1 месяц | 3-й месяц | 6-й месяц | ||
ОПБ | 4,87 4,106,79 | 6,66 6,418,71 | 13,320,005 11,4814,8 | 6,92 5,259,74 | 7,04 4,0210,51 | 6,66 6,157,69 | 5,64 5,005,77 | 5,89 4,487,17 | |
КПБ | |||||||||
8,710,05 8,208,97 | 10,250,01 9,2210,25 | 7,79 5,009,76 | 5,89 5,256,66 | 8,200,05 6,158,71 | 5,89 5,006,92 | 4,36 4,105,25 | |||
ОИМ | 5,23 4,365,64 | 13,320,01 12,0413,5 | 15,680,01 11,7915,8 | 9,380,01 7,3011,38 | 6,660,05 5,898,71 | 7,690,02 6,979,74 | 7,170,05 6,028,71 | 5,12 5,005,13 | |
КИМ | |||||||||
8,710,01 7,949,74 | 8,200,01 6,7712,30 | 7,18 5,6411,02 | 8,970,05 7,0510,12 | 8,200,01 6,668,71 | 5,64 3,598,46 | 5,89 4,877,18 | |||
Примечание: см. табл. 2.
Снижение уровня саркоплазматических и сократительных мышечных белков, а также изменение кинетических параметров последних, может быть связано и с активацией синтеза активированных форм кислорода, приводящих к росту реакций перекисного окисления в ткани. Нами обнаружено возрастание уровня МДА в мышцах как оперированной, так и не оперированной конечностей к концу дистракции (табл. 5). Однако в ИКМ удлиняемой конечности высокие концентрации МДА сохранялись на этапе фиксации и через три месяца после снятия аппарата. Полученные данные доказывают, что дистракция вызывала активацию реакций перекисного окисления липидов в скелетных мышцах, причем более значительную в ИКМ. Активация перекисного окисления вызывало также незначительное увеличение содержания продуктов перекисного окисления белка в мышцах, параллельно этому в обеих мышцах удлиняемой и контралатеральной конечности на этапе дистракции увеличивалась активность каталазы (табл. 6).
Таблица 6. | |||||||||
Активность каталазы (мккат/г белка) в скелетных мышцах собак при оперативном удлинении костей голени (Медиана; 25-й75-й процентили) | |||||||||
Дистракция | Фиксация | После снятия аппарата | |||||||
Здоровые животные | 14-е сутки | 28-е сутки | 15-е сутки | 30-е сутки | 1 месяц | 3-й месяц | 6-й месяц | ||
ОПБ | 40 2954 | 1000,01* 91115 | 1370,003* 122139 | 1030,03 83115 | 670,05 5870 | 35 2941 | 53 3472 | 58 4571 | |
КПБ | |||||||||
820,05 6290 | 820,01 7098 | 79 5096 | 37 3143 | 43 3561 | 42 3452 | 52 3966 | |||
ОИМ | 37 2457 | 870,01* 8197 | 1090,005* 72115 | 1000,03 82104 | 33 2844 | 63 4386 | 44 2270 | 44 4050 | |
КИМ | |||||||||
770,05 6079 | 730,03 6177 | 910,05 67106 | 28 2433 | 39 3670 | 35 2348 | 46 4154 | |||
Примечание: см. табл. 2.
А | Б |
Рис. 7. Содержание МДА, продуктов ПОБ, регистрируемых при 270нм (ПОБ270), в сыворотке крови (а) и активность СОД в эритроцитах собак (б) в динамике оперативного удлинения костей голени. Примечание: по оси ОХ - сроки эксперимента: 1 - до операции, 2 - 7-е сутки дистракции, 3 - 14-е сутки дистракции; 4 - 21-е сутки дистракции, 5 - 28-е сутки дистракции; 6 - 15-е сутки фиксации; 7 - конец фиксации (30-е сутки); 8 - 1 месяц после снятия аппарата. * - значимость различий по сравнению с нормой при р0,05. | |
Наблюдаемые изменения в системе перекисного окисления и антиоксидантной защиты в скелетных мышцах при удлинении конечности можно отнести к реакциям неспецифического ответа ткани на внешнее воздействие, т.к. подобные изменения данных показателей обнаруживались и в сыворотке крови. Так, в ходе этапа дистракции происходило увеличение в крови продуктов перекисного окисления липидов и белков на фоне роста активности антиоксидантного фермента - супероксиддисмутазы в эритроцитах (рис. 7).
Проведенные исследования позволили разделить наблюдаемые изменения метаболизма в скелетных мышцах на специфические (тканевые), связанные с реакциями энергообеспечения ткани и отвечающие за адаптацию мышц к удлинению, и неспецифические (системные), возникающие на уровне организма и вызываемые действием комплекса факторов, действующих в ходе эксперимента (операция, дистракция, снятие аппарата).
ДГ, мккат/г белка | КК мккат/г белка | Г6ФДГ, мккат/г белка |
Рис. 8. Активность ферментов энергетических циклов в передней большеберцовой мышце удлиняемой конечности у собак с различным темпом удлинения. Примечание. По оси абсцисс: 1 - здоровые животные; 2 - конец дистракции; 3 - конец фиксации; 4 - месяц после снятия аппарата. | ||
На основе данной гипотезы мы предположили, что увеличение интенсивности дистракции должно приводить к более значительному росту реакций энергообмена в ткани, снижению антиоксидантных ресурсов в ней и активации ПОЛ. Для подтверждения высказанного предположения мы провели исследование метаболических процессов, происходящих в скелетных мышцах при увеличении интенсивности дистракционных нагрузок, когда величина удлинения в сутки составляет 3 мм в отличие от стандартного темпа в 1 мм в сутки. Ожидаемого компенсаторного роста активности ферментов на этапе дистракции, вызванного увеличением темпа удлинения, не наблюдалось. Однако, оказалось, что реактивные изменения процессов энергетического метаболизма в ткани развивались после снятия дистракционных нагрузок, на этапе фиксации, когда в ПББМ удлиняемого сегмента у животных с темпом удлинения 3 мм/сутки отмечался всплеск активности ЛДГ и КК (рис. 8). Кроме того, в ПББМ удлиняемой конечности у собак с темпом удлинения 3 мм/сутки значительно повышалась активность Г6ФДГ. Увеличение темпа дистракции не вызывало значительного снижения уровня белков саркоплазмы, МДА и активности каталазы в ПББМ оперированной конечности, а также в сыворотке крови собак относительно изменений у животных при режиме удлинения 1мм/сутки.
Метаболизм скелетных мышц собак при моделировании оскольчатого перелома костей голени с последующим лечением аппаратом Илизарова. Нами обнаружено, что активность ЛДГ и КК статистически значимо увеличивалась вначале в мышцах контралатеральной конечности (14-е сутки после перелома), тогда как в мышцах травмированной конечности она возрастала в поздние сроки фиксации (на 28-е и 21-е сутки соответственно для ЛДК и КК). Активность ЛДГ оставалась повышенной в мышцах обеих конечностей в течение месяца после окончания лечения. В изоферментном спектре ЛДГ в ПББМ и ИКМ травмированной конечности вначале увеличивалась доля анаэробных фракций (до 21-ых суток), затем возрастало содержание аэробных фракций.
Концентрация МК в ПББМ травмированной конечности в ходе лечения статистически значимо не изменялась, тогда как в ИКМ отмечалось значительное ее снижение. Такие изменения уровня МК происходили на фоне существенного увеличения концентрации ПВК в обеих мышцах травмированной конечности. Наблюдаемое снижение МК в ИКМ обеих конечностей в период фиксации было также связано с утилизацией этого метаболита в межорганном цикле Кори, о чем свидетельствовал рост уровня лактата в крови. Кроме того, мы обнаружили обратную корреляционную зависимость между концентрацией МК в ИКМ и в сыворотке крови: r= -0,83 (р=0,005), r= -0,62 (р=0,05), соответственно для ИКМ травмированной и контралатеральной конечности. Суммарное содержание продуктов гликолиза после окончания лечения было значительно выше в мышцах животных, которым аппарат снимали на 28-35-е стуки фиксации, в отличие от животных, срок фиксации которых составлял 49 суток (рис. 9).
передняя большеберцовая мышца | икроножная мышца |
Рис. 9. Произведение МК*ПВК в скелетных мышцах травмированной конечности собак 1-й (аппарат снимали на 28-35-е сутки) и 2-й (аппарат снимали на 49-е сутки) экспериментальных групп в динамике лечения оскольчатого перелома костей голени. Примечание: по оси ОХ - сроки лечения: 14Ф - 14-е сутки фиксации; 21Ф - 21-е сутки фиксации; кФ - конец фиксации; 30БА - 30-е сутки; 90БА - 90-е сутки без аппарата. | |
Содержание гликогена в мышцах травмированной и контралатеральной конечности на сроках фиксации находилось в пределах нормы, однако в ПББМ травмированной конечности отмечалась тенденция к снижению данного показателя в первые три недели после травмы (рис. 10а). Уровень общих липидов в ПББМ травмированной конечности в ходе лечения практически не менялся, в ИКМ - с увеличением срока фиксации наблюдалась тенденция к его снижению (рис. 10б). Изменение концентрации липидов сыворотки крови в динамике лечения не имело достоверных отличий по сравнению с дооперационными значениями.
А | Б |
Рис. 10. Содержание гликогена (мг/100 мг ткани) (а) и общих липидов (% от сырой массы) (б) в мышцах травмированной конечности собак в динамике лечения оскольчатого перелома костей голени. Примечание. 14Ф и т.п. - сутки фиксации. | |
Таким образом, сопоставляя данные, характеризующие углеводно-энергетический обмен в мышцах в посттравматический период можно сделать вывод, что энергетический метаболизм в ПББМ и ИКМ травмированной конечности был в достаточной степени обеспечен как эндогенными (гликоген), так и экзогенными источниками энергии.
Таблица 7. | |||||
Содержание саркоплазматических белков (мг/100 мг ткани) в скелетных мышцах собак в динамике лечения оскольчатого перелома костей голени (Медиана; 25-й75-й процентили) | |||||
оПББМ | кПББМ | оИКМ | кИКМ | ||
Здоровые животные | 30,0 29,331,0 | 32,5 30,233,8 | |||
14-е сутки фиксации | 29,4 28,531,9 | 35,00,04 31,636,9 | 27,60,05 26,129,6 | 35,3 32,736,1 | |
21-е сутки фиксации | 35,4 32,337,6 | 35,4 30,338,7 | 29,4 27,033,7 | 38,7 31,941,1 | |
28-е сутки фиксации | 27,40,01 25,428,0 | 28,6 26,231,6 | 32,7 30,634,7 | 33,6 31,735,1 | |
49-е сутки фиксации | 35,80,05 33,937,7 | 30,6 27,933,2 | 30,4 28,732,2 | 34,2 31,636,7 | |
30-е сутки без аппарата (1группа) | 34,8 32,036,7 | 32,90,05 31,336,1 | 36,70,04 35,138,1 | 37,90,05 35,041,0 | |
30-е сутки без аппарата (2группа) | 26,70,01 25,428,0 | 27,9 27,129,6 | 38,6 37,038,2 | 34,0 33,734,7 | |
90-е сутки без аппарата (1группа) | 31,4 29,931,6 | 30,0 29,931,7 | 33,7 32,134,4 | 36,10,02 35,637,7 | |
90-е сутки без аппарата (2группа) | 26,30,05 25,826,8 | 28,3 27,229,5 | 30,9 30,432,4 | 31,6 30,332,9 | |
Примечания. оПББМ и кПББМ - передняя большеберцовая мышца травмированной и контралетеральной конечности, оИКМ и кИКМ - икроножная мышца травмированной и контралатеральной конечности. Верхний индекс - уровень значимости различий (р) по сравнению со здоровыми животными.
Значимое снижение концентрации белков саркоплазмы в ИКМ травмированной конечности наблюдалось на 14-е сутки фиксации (табл. 7), в ПББМ - на 28-е сутки. Однако к 49-ым суткам фиксации содержание белка в ПББМ уже значимо превышало норму. Содержание же белков, экстрагируемых 0,6М раствором КС1, в период фиксации в мышцах травмированных конечностей имело несущественную тенденцию к снижению, причем более выраженную в ИКМ (рис. 11).
Рис.11. Содержание миофибриллярных белков (мг/100 мг ткани) в передней большеберцовой и икроножной мышце травмированной конечности собак после моделирования оскольчатого перелома костей голени. |
Также как и в условиях удлинения в ПББМ и ИКМ травмированной конечности на момент снятия аппарата (окончание лечения) изменялись кинетические характеристики миозина. Однако после травмы сродство миозина к субстрату (АТФ) снижалось значительнее. Так, если в ПББМ после удлинения конечности константа Михаэлиса была в 1,4 раза выше чем в мышце интактного животного, то после травмы в 1,8 раза: Km=0,09 (в интактной мышце Km=0,05). В ИКМ после удлинения Km увеличивалась в 1,5 раза, после травмы в 1,75 раза: Km=0,07 (в интактной мышце Km=0,04).
Таблица 8. | ||||||
Общая протеазная активность и активность кислой фосфатазы в скелетных мышцах собак после моделирования оскольчатого перелома костей голени (Медиана; 25-й75-й процентили) | ||||||
Срок эксперимента | Протеазная активность, мг а.к./мин/г белка | Кислая фосфатаза, мккат/г белка | ||||
ПББМ | ИКМ | ПББМ | ИКМ | |||
Здоровые животные | 5,50 3,116,39 | 5,51 2,926,44 | 0,44 0,360,48 | 0,41 0,380,49 | ||
14-е сутки фиксации | О | 11,280,03 8,8113,25 | 12,810,05 7,9113,85 | 0,540,05 0,500,59 | 0,37 0,360,41 | |
К | 3,26 2,955,26 | 6,03 4,547,51 | 0,44 0,390,45 | 0,280,05 0,270,35 | ||
21-е сутки фиксации | О | 19,970,01 17,9625,18 | 34,260,01 23,8534,37 | 0,300,05 0,290,34 | 0,260,01 0,240,26 | |
К | 24,320,01 18,1526,15 | 25,110,01 18,7433,59 | 0,320,05 0,310,35 | 0,290,01 0,280,30 | ||
28-е сутки фиксации | О | 17,090,01 16,6717,98 | 13,690,01 13,1414,73 | 0,41 0,400,44 | 0,320,01 0,310,33 | |
К | 9,55 6,9710,61 | 12,220,01 9,9212,26 | 0,43 0,400,46 | 0,310,05 0,300,35 | ||
49-е сутки фиксации | О | 7,36 6,837,88 | 8,18 6,559,80 | 0,35 0,340,36 | 0,310,05 0,300,32 | |
К | 2,01 1,342,67 | 4,70 4,225,19 | 0,39 0,350,44 | 0,310,05 0,290,33 | ||
Примечания. ПББМ - передняя большеберцовая мышца, ИКМ - икроножная мышца. О - травмированная конечность, К - контралатеральная конечность. Верхний индекс - уровень значимости различий (р) по сравнению со здоровыми животными.
Такая динамика содержания саркоплазматических и миофибриллярных белков в ткани свидетельствовала о низкой активности белкового обмена в мышцах в посттравматический период. Однако, ниже приведенные материалы говорят об обратном: сохранение уровня мышечных белков в границах нормы в посттравматический период обеспечивалось за счет высокой интенсивности лоборота тканевых белков. Так, на сроках фиксации в обеих мышцах травмированной конечности обнаруживалась существенная активация общей протеазной активности (табл. 8). Максимальные значения отмечались на 21-е сутки фиксации, когда активность протеаз возрастала в мышцах обеих конечностей в среднем в 3,5 раза. В безаппаратный период активность протеаз в изученных скелетных мышцах достоверно от нормы не отличалась. В пользу высокой интенсивности белкового обмена в мышцах в ходе эксперимента свидетельствовало также увеличение активности аминотрансфераз в мышцах на сроках фиксации (табл. 9).
Таблица 9. | ||||||
Активность аспарагиновой (АсАТ) и аланиновой (ААТ) аминотрансферазы в скелетных мышцах собак после моделирования оскольчатого перелома костей голени (Медиана; 25-й75-й процентили) | ||||||
Срок эксперимента | АсАТ, мккат/мг белка | ААТ, мккат/мг белка | ||||
ПББМ | ИКМ | ПББМ | ИКМ | |||
Здоровые животные | 0,108 0,0990,130 | 0,084 0,0800,107 | 0,276 0,2640,277 | 0,237 0,2070,250 | ||
14-е сутки фиксации | О | 0,106 0,0900,168 | 0,1250,05 0,1210,142 | 0,245 0,2310,286 | 0,243 0,2130,261 | |
К | 0,144 0,1110,163 | 0,1450,05 0,1230,198 | 0,266 0,2420,291 | 0,262 0,2210,276 | ||
21-е сутки фиксации | О | 0,1730,05 0,1720,218 | 0,1860,05 0,1830,232 | 0,257 0,2560,330 | 0,3190,05 0,3070,362 | |
К | 0,1520,05 0,1510,193 | 0,1640,05 0,1630,225 | 0,3430,05 0,3330,358 | 0,3890,05 0,3530,435 | ||
28-е сутки фиксации | О | 0,2250,05 0,2190,259 | 0,2220,05 0,2060,255 | 0,4730,05 0,4130,527 | 0,4290,05 0,3590,521 | |
К | 0,2150,05 0,1840,245 | 0,2240,05 0,2040,250 | 0,4060,05 0,4020,497 | 0,4700,05 0,4670,521 | ||
49-е сутки фиксации | О | 0,1820,05 0,1810,184 | 0,1840,05 0,1790,189 | 0,3240,05 0,3200,329 | 0,3840,05 0,3700,398 | |
К | 0,169 0,1560,182 | 0,1630,05 0,1610,166 | 0,3290,05 0,3140,344 | 0,3650,05 0,3570,373 | ||
Примечание. см. табл. 8.
Интенсификация обновления мышечных белков была вызвана также и тем, что в мышцах обеих конечностей в посттравматический период значительно увеличивалась активность перекисного окисления, оцениваемого нами по росту содержания в ткани МДА (табл. 10). Параллельно этому в ходе лечения перелома в мышцах увеличивалось и содержание продуктов перекисного окисления белков. Такая активация ПОЛ сопровождалась ростом активности каталазы в ткани, при этом каталазная активность в ПБММ была выше, нежели в ИКМ (табл. 10).
Таблица 10. | ||||||
Концентрация малонового диальдегида и активность каталазы в скелетных мышцах собак после моделирования оскольчатого перелома костей голени (Медиана; 25-й75-й процентили) | ||||||
Срок эксперимента | МДА, нмоль/г ткани | Каталаза, мккат/г белка | ||||
ПББМ | ИКМ | ПББМ | ИКМ | |||
Здоровые животные | 4,87 4,106,79 | 5,23 4,365,64 | 40 2954 | 37 2457 | ||
14-е сутки фиксации | О | 12,450,05 9,0116,31 | 9,710,05 6,5914,98 | 970,01 66114 | 53 4469 | |
К | 6,00 5,027,92 | 8,20 6,119,17 | 840,05 79101 | 700,05 6196 | ||
21-е сутки фиксации | О | 14,350,02 11,7916,61 | 9,230,01 8,2012,81 | 1020,01 98136 | 840,01 77104 | |
К | 13,330,05 9,1213,73 | 15,380,01 11,2716,30 | 820,01 8083 | 650,05 6169 | ||
28-е сутки фиксации | О | 10,250,03 8,4613,73 | 15,890,01 11,5318,09 | 1210,01 115125 | 810,01 7987 | |
К | 11,280,02 9,4813,02 | 14,350,02 10,2517,94 | 980,01 8499 | 970,01 88103 | ||
49-е сутки фиксации | О | 19,320,05 16,4222,22 | 20,810,05 17,5824,04 | 1050,05 104107 | 920,05 9095 | |
К | 20,760,05 17,1424,37 | 19,220,05 18,0720,37 | 940,05 87101 | 800,05 7585 | ||
Примечание. см. табл. 8.
Представленные результаты значительно отличаются от тех, которые мы получили, изучая обмен мышц при удлинении. Так, в условиях оперативного удлинения конечности в мышцах удлиняемого сегмента происходило снижение уровня мышечных белков при нормальных показателях протеазной активности (табл. 11). При травме, наоборот, на фоне значительного роста протеазной активности происходило незначительное снижение уровня белка в мышцах. При этом в ПББМ наибольшее снижение мышечных белков происходило только в ходе оперативного удлинения, а для ИКМ и в период посттравматической регенерации.
Таблица 11. | |||||
Максимальные потери мышечных белков (в % от здоровых животных) и максимальный рост протеазной активности (в % от здоровых животных) у собак в скелетных мышцах при удлинении и после травмы | |||||
ПББМудк | ИКМудк | ППБМтравма | ИКМтравма | ||
СПБ | 33,3 (р=0, 01) | 19,1 (р=0,01) | 8,7 (р=0, 01) | 15,1 (р=0,05) | |
МФБ | 28,8 (р=0,05) | 17,7 (р=0,05) | 7,9 (р=0,10) | 13,5 (р=0,08) | |
ПА | 75,5 (р=0,10) | 72,9 (р=0,20) | 263,1 (р=0,01) | 521,6 (р=0,01) | |
Примечание. СПБ - саркоплазматические и МФБ - миофибриллярные белки; ПА - протеазная активность. ПББМудк и ПББМтравма - передняя большеберцовая мышца удлиняемой и травмированной конечности соответственно. ИКМудк и ИКМтравма - икроножная мышца удлиняемой и травмированной конечности соответственно.
Из полученных нами результатов необходимо также отметить, что сдвиги углеводного и белкового обмена в мышцах контралатеральной конечности при моделировании оскольчатого перелома костей голени относительно изменений, наблюдаемых в мышцах контралатеральной конечности при оперативном удлинении, были не столь незначительны. Это объясняется более ранним нагружением травмированной конечности. Так, опорная функция травмированной конечности у собак после экспериментального перелома в статике отмечалась у 100% животных уже на 7-е сутки эксперимента, опорная же функция при передвижении на этом сроке появлялась у 1/3 животных.
Таким образом, метаболические изменения в скелетных мышцах собак после моделирования оскольчатого перелома, прежде всего, были направлены на значительную интенсификацию белкового обмена в мышцах травмированной конечности, причем наиболее значительные изменения происходили в ИКМ. Высокая протеолитическая активность в ткани обеспечивала развитие регенераторных процессов в мышцах: на начальном этапе обеспечивая лизис и деградацию продуктов распада поврежденной ткани, а в последующем - деградацию избыточных новообразованных волокон.
Предпринятая нами оценка метаболических изменений, происходящих в скелетных мышцах при оперативном удлинении конечности и в посттравматический период, конечно, не является исчерпывающей. Причины наблюдаемых перестроек метаболизма могут быть обусловлены действием множества факторов, а взаимосвязи отдельных биохимических показателей (будь то ферменты или субстраты), безусловно, сложнее и не описываются отдельными расчетами коэффициентов корреляции. Поэтому, для установления взаимосвязи между изученными показателями, а также для нахождения количества факторов, определяющих изменения этих показателей, нами был проведен факторный анализ. Так, у здоровых животных в обеих изученных мышцах все биохимические показатели группировались возле 4 факторов (табл. 12). У собак после моделирования оскольчатого перелома костей голени в обеих мышцах количество выделяемых факторов (четыре) оставалось неизменным, тогда как на этапе дистракции в ПББМ и ИКМ удлиняемой конечности выделялось, вопреки ожиданиям, меньшее число факторов (табл. 13).
Таблица 12. | ||||||||||
Факторные нагрузки биохимических показателей в передней большеберцовой (ПББМ) и икроножных мышцах (ИКМ) здоровых собак | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
Белок | -0,904 | ПА | 0,951 | |||||||
Пируват | -0,798 | Каталаза | -0,823 | |||||||
КК | -0,689 | 0,608 | Пируват | 0,725 | ||||||
актат | -0,596 | МДА | -0,705 | |||||||
ПА | 0,899 | актат | 0,917 | |||||||
ПОБ | 0,854 | КФ | -0,683 | |||||||
Каталаза | -0,798 | Белок | -0,885 | |||||||
МДА | -0,611 | ДГ | -0,811 | -0,531 | ||||||
КФ | -0,911 | ПОБ | -0,715 | |||||||
ДГ | 0,839 | КК | 0,632 | |||||||
Гликоген | 0,976 | гликоген | 0,932 | |||||||
Выделенные дисперсии, % | 38,12 | 22,78 | 16,30 | 8,39 | 32,91 | 23,03 | 19,47 | 9,10 | ||
Примечание. Факторные нагрузки признаков, значения которых не превышают по модулю 0,5, не показаны. КК - креатинкиназа; ПА - протеолитическая активность; ПОБ - продукты перекисного окисления белка; МДА - малоновый диальдегид; КФ - кислая фосфатаза; ЛДГ - лактатдегидрогеназа.
Таблица 13. | ||||||||
Факторные нагрузки биохимических показателей в передней большеберцовой (ПББМ) и икроножных мышцах (ИКМ) удлиняемой конечности у собак на этапе дистракции | ||||||||
| 1 | 2 | 3 |
| 1 | 2 | 3 | |
КК | 0,990 | МДА | -0,856 | |||||
Пируват | 0,886 | ПОБ | 0,644 | |||||
Гликоген | 0,863 | ДГ | 0,643 | -0,693 | ||||
Каталаза | 0,829 | актат | -0,969 | |||||
Белок | 0,733 | Белок | -0,838 | |||||
КФ | -0,722 | Каталаза | -0,864 | |||||
ПОБ | 0,963 | Гликоген | -0,791 | |||||
ПА | 0,855 | КФ | 0,868 | |||||
МДА | -0,904 | ПА | -0,803 | |||||
актат | -0,717 | Пируват | -0,791 | |||||
ДГ | -0,685 | КК | -0,599 | |||||
Выделенные дисперсии, % | 52,55 | 28,30 | 9,43 | 43,88 | 26,46 | 14,38 | ||
Примечание см. табл. 12.
Достаточно сложно рассуждать о природе выделенных факторов. Однако, сопоставляя данные факторного анализа с литературными данными, можно предположить, что обнаруженные четыре независимые фактора, описывающие наблюдаемые биохимические изменения это: 1) кислородная обеспеченность ткани; 2) гормональная регуляция; 3) нейротрофический контроль; 4) субстратное регулирование. Наблюдаемое снижение количества факторов при удлинении конечности, на наш взгляд, связано со снижением действия нейротрофического контроля на мышцы при дистракции, на что указывают и результаты физиологических исследований (М.С. Сайфутдинов и др., 2008).
Суммируя полученные нами данные об изменениях метаболизма в мышцах, происходящие после скелетных травм и в условиях оперативного удлинения, нами предложены следующие схемы, показывающие интеграцию обмена в ткани на фоне изученных экспериментальных моделей (схемы 1-3).
Схема 1. Интеграция метаболизма в передней большеберцовой мышце удлиняемой конечности. Условные обозначения. Глг - гликоген; Глю - глюкоза; ПВК - пируват; МК - лактат; АЛА - аланин; АК - пул аминокислот; КК - пул альфа-кетокислот; ЦТК - цикл трикарбоновых кислот; ЭТ - - электрон-транспортная цепь; КрФ - креатинфосфат; Кр - креатин; вкЛ - внутриклеточные липиды; МДА - малоновый диальдегид; Кат - каталаза; ПОЛ - перекисное окисление липидов. |
Схема 2. Интеграция метаболизма в икроножной мышце удлиняемой конечности. Условные обозначения: см. схема 1. |
Схема 3. Интеграция метаболизма в мышцах (ПББМ и ИКМ) в посттравматический период. Условные обозначения: см. схема 1. |
Таким образом, на основании сформированных нами представлений о характере метаболизма в мышцах при травме и удлинении костей конечностей, к изменениям обмена, нуждающихся в коррекции, мы отнесли: снижение уровня белка и эндогенных энергетических субстратов в мышцах травмированного и удлиняемого сегмента.
Регуляция мышечного метаболизма белками костной ткани со свойствами инсулинподобных факторов роста. Внутримышечное введение белкового препарата, получаемого нами из костной ткани крупного рогатого скота, интактным мышам обнаружило, что максимальное абсолютное увеличение уровня гликогена в мышцах для всех исследованных доз наблюдалось на 9-е сутки после инъекции, в печени на 3-и. Однако наибольший эффект на накопление гликогена в мышцах при расчете коэффициента [Гликоген]ткани/[Доза] на всех сроках после инъекции оказывало введение препарата в дозе 3мг/кг (рис. 12).
А | Б |
Рис. 12. Содержание гликогена в мышцах (а) и печени (б) мышей после внутримышечного введения белкового препарата в зависимости от дозы. Примечание. Вводимые дозы 20мг/кг; 10мг/кг; 5мг/кг; 3мг/кг. По оси ОХ сутки после инъекции. | |
Нами был также изучена возможность транскутанного способа введения изученных белков. В качестве носителя использовали гель для местного и наружного применения Тизоль (титана аквакомплекс глицеросольвата, регистрационный номер Р№001667/01-2002). Достоверное увеличение уровня гликогена в мышцах на 32% от нормы (р=0,04) наблюдали при транскутанном введении 1,2% раствора белка на Тизоле (для сравнения при внутримышечном введении уровень гликогена в мышцах на 9-е сутки после инъекции возрастал от 300% до 1000%, в зависимости от дозы), значительных изменений гликогена в печени не обнаружено.
Анализ метаболических эффектов, оказываемых при разовом введении белковых факторов костной ткани на скелетные мышцы, проводили на взрослых крысах-самцах линии Вистар, которым моделировали экспериментальный перелом большеберцовой кости. Животные были разделены на две группы. В контрольной группе на 7-е сутки после перелома в область перелома вводили физиологический раствор, животным опытной группы - на 7-е сутки в область перелома вводили исследуемые белки на физиологическом растворе в дозе 3мг/кг веса.
Таблица 14. | ||||||
Содержание гликогена (мг/100 мг ткани) в скелетных мышцах крыс контрольной и опытной группы в ходе заживления экспериментального перелома большеберцовой кости (Медиана; 25-й75-й процентили) | ||||||
Срок эксперимента | опыт | контроль | опыт | контроль | ||
ПББМ | ПББМ | КМ | КМ | |||
Здоровые животные | 1,58 1,091,89 | 1,50 1,262,28 | ||||
3-е сутки после травмы | О | 0,170,001 0,150,27 | 0,530,001 0,340,70 | |||
К | 0,960,01 0,891,02 | 0,940,01 0,771,10 | ||||
7-е сутки после травмы | О | 0,580,01 0,520,82 | 0,670,001 0,410,98 | |||
К | 1,080,05 0,911,32 | 0,930,05 0,591,29 | ||||
14-е сутки после травмы | О | 2,840,04 1,963,47 | 1,67 1,582,08 | 3,370,04 1,574,11 | 1,010,05 0,501,28 | |
К | 2,110,04 1,862,60 | 0,920,04 0,691,34 | 2,520,04 1,593,77 | 0,740,01 0,701,08 | ||
21-е сутки после травмы | О | 3,290,01 3,123,75 | 1,28 1,151,54 | 1,45 1,082,69 | 0,850,03 0,661,25 | |
К | 1,51 1,201,61 | 0,610,005 0,440,81 | 1,09 0,851,52 | 0,940,01 0,701,17 | ||
28-е сутки после травмы | О | 1,96 1,462,27 | 1,49 0,902,29 | 1,15 0,882,32 | 1,23 0,812,16 | |
К | 1,33 1,041,61 | 1,06 0,581,66 | 1,02 0,851,33 | 0,600,01 0,511,06 | ||
Примечание. ПББМ - передняя большеберцовая мышца, КМ - камбалавидная мышца. О - травмированная конечность, К - контралатеральная конечность. Верхний индекс - уровень значимости различий (р) по сравнению со здоровыми животными. Подчеркнуты значения опытной группы статистическая значимо отличающиеся от показателя контрольной группы при р0,05.
У крыс опытной группы в мышцах травмированной и контралатеральной конечности нами обнаружено более значительное возрастание активности КК и снижение концентрации ПВК. Уровень гликогена в ПББМ и КМ животных опытной группы в течение двух недель после введения белкового препарата был выше, чем в аналогичные сроки у животных контрольной группы (табл. 14). Введение препарата белка незначительно сказывалось на накоплении гликогена в печени крыс в ходе эксперимента (табл. 15).
Таблица 15. | |||||||
Содержание гликогена (мг/100 мг ткани) в печени крыс контрольной и опытной группы в ходе заживления экспериментального перелома большеберцовой кости (Медиана; 25-й75-й процентили) | |||||||
Срок эксперимента | Норма | 3 | 7 | 14 | 21 | 28 | |
сутки после травмы | |||||||
Опытная группа | 37,5 32,340,0 | 20,20,05 18,931,0 | 29,90,05 14,230,5 | 49,20,05 39,458,2 | 46,7 36,750,1 | 45,9 39,148,6 | |
Контрольная группа | 41,6 35,243,8 | 38,4 25,942,5 | 41,1 34,657,1 | ||||
Примечание. Верхний индекс - уровень значимости различий (р) по сравнению со здоровыми животными.
Таблица 16. | ||||||
Содержание саркоплазматических белков (мг/100мг ткани) в скелетных мышцах крыс контрольной и опытной группы в ходе заживления экспериментального перелома большеберцовой кости (Медиана; 25-й75-й процентили) | ||||||
Срок эксперимента | опыт | контроль | опыт | контроль | ||
ПББМ | ПББМ | КМ | КМ | |||
Здоровые животные | 43,2 42,143,7 | 46,5 46,150,1 | ||||
3-е сутки после травмы | О | 35,90,05 35,239,5 | 28,60,001 28,229,2 | |||
К | 24,30,001 22,027,4 | 32,20,001 30,234,3 | ||||
7-е сутки после травмы | О | 41,6 36,945,7 | 32,90,01 25,740,1 | |||
К | 28,90,01 26,430,8 | 28,60,01 25,632,1 | ||||
14-е сутки после травмы | О | 53,00,02 42,958,1 | 41,9 37,347,6 | 50,5 43,054,0 | 33,40,01 30,938,6 | |
К | 39,5 36,347,0 | 27,30,01 25,029,7 | 48,5 42,952,3 | 30,30,01 28,033,9 | ||
21-е сутки после травмы | О | 47,70,02 45,550,4 | 44,2 40,848,8 | 40,80,03 37,144,9 | 35,40,001 32,337,6 | |
К | 41,8 35,542,9 | 31,80,02 26,236,0 | 37,50,001 33,242,1 | 36,10,005 31,040,5 | ||
28-е сутки после травмы | О | 46,4 30,949,7 | 43,3 34,353,9 | 46,7 38,547,2 | 49,1 31,252,6 | |
К | 38,4 33,349,4 | 33,80,04 29,738,3 | 33,80,001 27,236,6 | 32,90,01 23,540,9 | ||
Примечание см. табл. 14
На 3-и сутки после травмы наблюдалось значительное снижение содержания саркоплазматических белков в ПББМ и КМ обеих конечностей (табл. 16). На 7-е сутки эксперимента уровень белка в ткани восстанавливался только в ПББМ травмированной конечности. На 14-е стуки эксперимента у животных опытной группы (7-е сутки после введения препарата) содержание белка саркоплазмы в ПББМ и КМ оперированной и контралатеральной конечности было достоверно выше показателей животных контрольной группы. Однако, на 21-е сутки эксперимента (через 14 дней после введения препарата) значимых отличий в содержании белка в изучаемых мышцах между группами не обнаруживалось. На 14-е сутки эксперимента также наблюдалось повышение концентрации общего белка сыворотки крови у животных опытной группы (рис. 13).
Рис. 13. Общий белок сыворотки крови (г/л) у крыс контрольной и опытной группы в ходе заживления экспериментального перелома большеберцовой кости. Примечание. По оси ОХ сутки после травмы. |
Содержание миофибриллярных белков на сроках наблюдения существенно от уровня интактных животных не отличалось. В опытной группе обнаруживалось лишь тенденция к их увеличению относительно крыс контрольной группы (рис. 14).
ПББМ травмированная конечность | КМ травмированная конечность |
Рис. 14. Содержание миофибриллярных белков (мг/100мг ткани) в мышцах травмированной конечности крыс контрольной и опытной группы в ходе заживления перелома большеберцовой кости. Примечание. По оси ОХ сутки после травмы. | |
Таким образом, вводимый белковый препарат обнаруживал анаболический эффект в мышцах, природа которого - возможное инициирование синтеза структурных белков и/или снижение белкового протеолиза. Ингибирование последнего у животных опытной группы мы обнаруживали по снижению общей протеолитической активности на 21-е сутки эксперимента (14-е сутки введения) (рис. 15) и активности КФ на 14-е сутки эксперимента (7-е сутки после введение препарата) в обеих мышцах травмированной конечности. У животных опытной группы после введения препарата также обнаруживалось значительное снижение трансаминазной активности в обеих изученных мышцах. Значительных отличий в системе ПОЛ-АОС между животными опытной и контрольной группы не наблюдалось.
ПББМ | КМ |
Рис. 15. Протеазная активность (мг аминокислот/мин/г белка) в скелетных мышцах травмированной конечности у крыс контрольной и опытной группы в ходе заживления экспериментального перелома. Примечание. По оси ОХ сутки после травмы. | |
Таким образом, проведенное исследование показало, что разовое введение низкомолекулярных костных белков со свойствами инсулинподобных факторов роста в область перелома вызывало в скелетных мышцах крыс анаболический эффект, способствуя накоплению белка и гликогена в ткани за счет антипротеолитического эффекта. Эффективность введения изучаемых белковых факторов для ускорения репаративной регенерации костной ткани была доказана рентгенологическими исследованиями. Рентгенологические признаки сращения переломов у всех животных опытной группы регистрировались на 21-е сутки эксперимента, у животных контрольной группы - на 28-е сутки (отличия достоверны при р=0,05 по критерию знаков).
Влияние перорального потребления некоторых аминокислот на уровень энергетических субстратов в скелетных мышцах мышей. Проведенное экспериментальное исследование показало эффективность перорального применения смеси аминокислот (лейцин, изолейцин, аргинин и метионин в отношении 1:1:1:1) для предупреждения потерь креатина в скелетных мышцах в посттравматический период и в ходе антиортостатической разгрузки конечности (рис. 16).
Значительного влияния на уровень КрФ в скелетных мышцах мышей прием аминокислотной смеси не оказывал, т.к. содержание КрФ в ткани в большей мере было связано с наличием и запасами энергетических субстратов в скелетных мышцах. У здоровых животных нами была обнаружена обратная зависимость между запасами гликогена и КрФ в скелетных мышцах (r= -0,48, при р=0,03) и уровнем гликогена в мышцах и печени (r= -0,52, при р=0,03). У мышей находившихся на стандартном и обедненном белком рационе такие корреляционные связи в ходе эксперимента нарушались, значимых зависимостей между энергетическими субстратами обнаружено не было. Однако, у животных, которым возмещали белковую недостаточность смесью аминокислот, нами была выявлена прямая зависимость средней силы между КрФ и гликогеном в мышцах (r= +0,42, р=0,05) при сохранении обратной корреляционной зависимости между содержанием гликогена в печени и мышцах (r= -0,53 при р=0,01). Представленные данные корреляционного анализа позволяют заключить, что травма являлась доминирующим фактором, нарушающим как внутритканевое соотношение энергетических субстратов в мышцах, так и межорганные отношения между уровнем гликогена в мышцах и печени у животных, находившихся на стандартном пищевом рационе и на обедненной белком изокалорийной диете. Однако, при возмещении недостатка белка смесью аминокислот, взаимозависимость между содержанием энергетических субстратов в скелетных мышцах и печени восстанавливалась.
Травма | АОСГ |
Рис. 16. Уровень креатина (мкмоль/г ткани) в скелетных мышцах мышей в ходе эксперимента. Примечание. по ОХ - сутки эксперимента. ИКОБР - группа мышей находившихся на изокалорийном обедненным белком рационе, ИКОБР+АС - группа находившаяся на обедненным рационе, в котором недостаток белка возмещали аминокислотной смесью. АОСГ - антиортостатическая гипокинезия. | |
Травма | АОСГ |
Рис. 17. Уровень креатинфосфата (мкмоль/г ткани) в скелетных мышцах мышей с ОПН в ходе эксперимента. Примечание. см. рис. 16. | |
Выявленная способность смеси аминокислот при пероральном потреблении повышать содержание креатина в скелетных мышцах мышей реализовалась как путем непосредственной стимуляции метаболических процессов в мышцах, так и через стимуляцию синтеза креатина в печени. Способность изучаемой смеси аминокислот, при их пероральном применении, тормозить распад креатина в мышцах в посттравматический период наблюдалось на фоне острой печеночной недостаточности (ОПН), при этом в большей степени происходило накопление креатинфосфата (рис. 17). Морфологические исследования обнаружили, что аминокислотная смесь обладала также гепатотропными свойствами, стимулируя репаративную регенерацию печени и предупреждая развитие цирротических изменений.
абораторная оценка состояния скелетных мышц в травматологии и ортопедии. Использование биохимических показателей, и, в частности, определение активности ферментов (ЛДГ, КК, АсАТ, ААТ), для оценки степени повреждения и мониторинга за состоянием скелетных мышц в практике травматологии и ортопедии, на наш взгляд, не нашло должного применения. Проведенные нами собственные экспериментальные и клинические исследования показали, что наибольшую диагностическую ценность для оценки состояния скелетных мышц при скелетных травмах и ортопедических вмешательствах имеет определение в сыворотке крови активности КК и, в меньшей степени, ЛДГ.
Приведенные ниже примеры наглядно демонстрируют это. Так, изучение активности КК, ЛДГ и аминотрансфераз в сыворотке крови лабораторных животных и пациентов в ходе оперативного удлинения костей голени обнаружило статистически значимое повышение активности только для КК и ЛДГ на всех сроках дистракции и в первой половине фиксации (рис. 18а). Достоверного увеличения активности трансаминаз не наблюдалось. При этом в изоферментном спектре ЛДГ увеличивалась доля ЛДГ5 фракции, МВ-изоформа КК не превышала 5% от общей активности фермента в крови. Корреляционный анализ обнаружил обратную зависимость между активностью КК в крови и в ПББМ и ИКМ оперированной конечности на этапе дистракции: для ПББМ r = -0,80 (p=0,002), для ИКМ r = -0,72 (p=0,01). На этапе фиксации для ПББМ не оперированной конечности r = -0,77 (p=0,01). В безаппаратный период достоверных корреляционных зависимостей не обнаружено. Данные корреляционного анализа свидетельствуют о различной диагностической ценности ЛДГ и КК сыворотки крови в оценке скелетных мышц при оперативном удлинении. Рост ЛДГ в крови свидетельствовал об активации этого фермента в мышцах оперированной конечности, тогда как рост КК в крови в большей мере был обусловлен ее тканевыми потерями, а значит, определение данного фермента позволяет судить о степени тяжести повреждения скелетных мышц. В пользу последнего предположения данные клинических наблюдений, в которых мы обнаружили, что интенсивность КК закономерно возрастала в зависимости от объемов хирургического вмешательства (рис. 18б).
А | Б |
Рис. 18. Изменение активности ферментов сыворотки крови у собак в динамике удлинения конечности (а) и активности креатинкиназы у больных ахондроплазией в условиях монолокального (МЛ), полилокального (ПЛ) и полисегментарного (ПС) удлинения костей нижней конечности (б). Примечание. По оси ОХ: Д10, Д14 и т.п. - сутки дистракции; 15Ф, 30Ф и т.п. - сутки фиксации; БА1м - месяц после снятия аппарата. | |
А | Б |
Рис. 19. Активность креатинкиназы (КК), лактатдегидрогеназы (ЛДГ) и аминотрансфераз (ААТ, АсАТ) в сыворотке крови экспериментальных животных (а) и пациентов (б) при лечении переломов костей голени методом Илизарова. Примечание. По оси ОХ сутки фиксации: 1 - 3-и; 2 - 14-е; 3 - 30-е; 4 - снятие аппарата. * - достоверные различия с нормой при уровне значимости p<0,05. | |
Значимое повышение активности КК, ЛДГ (за счет ЛДГ5) и обеих аминотрансфераз обнаруживалось на 3-е сутки после травмы как у животных при моделировании оскольчатого перелома костей голени, так и у пациентов после закрытого перелома костей голени (рис. 19). При этом если у собак активность ЛДГ, КК и ААТ восстанавливалась только к концу лечения (49-е сутки фиксации), то активность изученных ферментов у людей в последующие сроки лечения достоверно от нормы не отличалась. Кроме того, между активностью КК в мышцах и в сыворотке крови экспериментальных животных обнаруживалась корреляционная зависимость (r = +0,62, p=0,05), тогда как для ЛДГ и ААТ значимой корреляционной связи между активностью этих ферментов в мышцах и в крови не наблюдалось.
Практические рекомендации
- Изучение активности креатинкиназы в сыворотке крови может быть использовано в качестве критерия оценки степени повреждения скелетных мышц в практике травматологии и ортопедии.
- Адекватное поступление аминного азота с пищей, является необходимым фактором для восстановления структурных и функциональных характеристик скелетных мышц при оперативном удлинении конечности и в ходе посттравматической регенерации.
- В качестве стимуляторов анаболических реакции в скелетных мышцах при лечении ортопедотравматологической патологии предлагается к использованию аминокислотная смесь, содержащая лейцин, изолейцин, аргинин и метионин в равных соотношениях, и низкомолекулярные белковые факторы, полученные из неколлагеновых белков костной ткани.
ВЫВОДЫ
- Наибольшие изменения метаболизма скелетных мышц собак в ходе постнатального развития происходят в системе энергообеспечения ткани. Преобладающая аэробная направленность процессов энергообмена в икроножной мышце с возрастом снижается интенсивнее, чем в передней большеберцовой мышце.
- Возрастное снижение интенсивности белкового обмена и активация системы ПОЛ-АОС в скелетных мышцах не имеют различий, связанных с типологической принадлежностью мышц.
- В скелетных мышцах удлиняемого сегмента активируются процессы энергетического обмена, перекисного окисления и система антиоксидантной защиты. Увеличивается интенсивность аланинового цикла и цикла Кори, снижается содержание саркоплазматических и миофибриллярных белков в ткани, падает сродство миозина к субстрату.
- При удлинении конечности наибольшие изменения метаболизма, связанные со значительным снижением эффективности тканевой системы энергообеспечения, отмечаются в передней большеберцовой мышце удлиняемого сегмента.
- Метаболические изменения, аналогичные происходящим в мышцах удлиняемого сегмента, но меньшей интенсивности, наблюдаются и в мышцах контралатеральной конечности.
- Увеличение интенсивности дистракционных нагрузок вызывает более значительный рост активности тканевых систем энергообеспечения, наряду с активацией дополнительных (лрезервных) путей обмена.
- Метаболические изменения в скелетных мышцах после оскольчатого перелома связаны со значительной интенсификацией белкового обмена в мышцах травмированной конечности на фоне компенсированных энергетических затрат.
- Наиболее значительные изменения тканевого метаболизма в посттравматический период происходят в икроножной мышце травмированной конечности. В мышцах контралатеральной конечности значительных изменений обмена не происходит.
- Восстановление энергетического метаболизма в мышцах травмированной конечности после окончания лечения имеет обратную зависимость от срока фиксации.
- При удлинении конечности в мышцах удлиняемого сегмента происходит более значительное снижение уровня мышечных белков и энергетических резервов, нежели в скелетных мышцах при травме.
- Снижение уровня белка и эндогенных энергетических субстратов в скелетных мышцах при оперативном удлинении и после травм является критерием для их направленной коррекции.
- Разовое введение низкомолекулярных белков, полученных из неколлагеновых белков костной ткани в область перелома не только стимулирует процессы репаративной регенерации кости, но и вызывает анаболический эффект в скелетных мышцах, способствуя накоплению гликогена и белка в ткани за счет пролонгированного антипротеолитического эффекта.
- Пероральное применение смеси аминокислот (лейцин, изолейцин, аргинин и метионин в отношении 1:1:1:1) предупреждает потери креатина в скелетных мышцах в посттравматический период и в ходе антиортостатической разгрузки конечности, регулирует межорганные отношения энергетических субстратов между мышцами и печенью.
- Определение активности креатинкиназы в сыворотке крови является наиболее доступным критерием для оценки состояния скелетных мышц в процессе лечения и реабилитации пациентов ортопедотравматологического профиля.
Работы, опубликованные по теме диссертации
- Перекисное окисление липидов в условиях дистракционного остеосинтеза / М.В. Стогов, Т.Н. Ерофеева, С.А. Ерофеев // Интенсивная медицинская помощь : проблемы и решения : Мат. Всерос. конф. Ленинск-Кузнецкий, 2001. C. 311.
- абораторные тесты оценки состояния мышечной ткани собак в процессе удлинения голени в эксперименте / М.В. Стогов, Л.С. Кузнецова, С.А. Ерофеев // Гений ортопедии. 2001. № 3. С. 152-153.
- Особенности энергетического метаболизма скелетных мышц собак в условиях удлинения голени по Илизарову / М.В. Стогов, Л.С. Кузнецова, С.Н. Лунева, С.А. Ерофеев // Бюлл. ВСН - СО РАМН. 2002. № 6. С.176-179.
- Использование интегральных показателей в травматологии и ортопедии / С.Н. Лунева, Л.С. Кузнецова, М.А. Ковинька, М.В. Стогов // Клин. лаб. диагностика. 2002. № 10. С. 18.
- Взаимосвязь процессов энергетического метаболизма и перекисного окисления липидов в скелетных мышцах собак / М.В. Стогов // IV Зауральский фестиваль научно-исследовательского, технического и прикладного творчества молодежи и студентов : Тез. докл. науч.-практ. конференции. Курган, 2002. С. 104-105.
- Влияние биологически активной добавки Пектибон на показатели перекисного окисления липидов / С.Н. Лунева, М.В. Стогов, Т.Н. Ерофеева, С.А. Ерофеев // Вопр. биолог., мед. и фарм. химии. 2003. № 2. С. 43-45.
- Оценка состояния углеводно-энергетического обмена при удлинении голени по Илизарову / М.В. Стогов, Л.С. Кузнецова, С.Н. Лунева, Н.В. Тушина // Травматология и ортопедия : современность и будущее: материалы междунар. конгресса. М., 2003. C. 367.
- Адаптационные реакции организма на действие фактора напряжения растяжения при чрескостном дистракционном остеосинтезе / М.В. Стогов, С.Н. Лунева, Л.С. Кузнецова // Травматология и ортопедия : современность и будущее: материалы междунар. конгресса. М., 2003. C. 468.
- Изменение биохимических показателей сыворотки крови под воздействием гипербарической оксигенации при лечении закрытых диафизарных переломов голени методом чрескостного остеосинтеза / М.В. Стогов, С.Н. Лунева, Т.Н. Ерофеева, Е.В. Николайчук, С.И. Новичков // Вест. травм. и ортопедии. 2004. № 3. С. 78-81.
- Костеобразование в условиях трансплантации культивированных фетальных фибробластов в диастаз удлиняемой кости / В.И. Шевцов, А.В. Попков, С.А. Ерофеев, М.В. Стогов // Клин. и фундаментальные аспекты тканевой терапии. Теория и практика клеточных биотехнологий : Материалы II всерос. симпозиума с междунар. участием. Самара, 2004. С. 160-161.
- К вопросу о молекулярных механизмах адаптации скелетных мышц / М.В. Стогов, С.Н. Лунева, С.А. Ерофеев // Морфофун. аспекты регенерации и адаптац. дифференцировки структурных компонентов опорно-двигательного аппарата в условиях механических воздействий : Мат. междунар. науч.-практ. конф. Курган, 2004. С. 299-301.
- Оценка скелетных мышц у больных с врожденными дефектами костей голени / Т. И. Долганова, М. В. Стогов // Человек и его здоровье : материалы IX Рос. нац. конгресса. СПб., 2004. C. 26-27.
- Сравнительная оценка биохимических показателей сыворотки крови собак при удлинении голени и замещении дефектов / М.В. Стогов, А.Н. Дьячков. С.А. Ерофеев, И.В. Ручкина // Морфофункц. аспекты регенерации и адаптац. дифференцировки структурных компонентов опорно-двигательного аппарата в условиях механических воздействий : Материалы международ. науч.-практ. конф. Курган, 2004. С. 297-299.
- Влияние культивированных фибробластов на дистракционный остеогенез / В.И. Шевцов, А.В. Попков, С.А. Ерофеев, Н.С. Мигалкин, М.В. Стогов // Морфофункц. аспекты регенерации и адаптац. дифференцировки структурных компонентов опорно-двигательного аппарата в условиях механических воздействий : Мат. междунар. науч.-практ. конф. Курган, 2004. С. 362-364.
- Особенности перекисного окисления липидов при чрескостном дистракционном остеосинтезе на внутрикостном стержне в эксперименте / М.В. Стогов, Т.Н. Ерофеева, М.А. Степанов, С.А. Романенко // Гений ортопедии. 2005. № 2. С. 35-37.
- Возможности нагрузочной пробы лактатом кальция для оценки состояния кальций-регулирующей гормональной системы при удлинении конечностей / Д.А. Попков, Л.С. Кузнецова, С.Н. Лунева, М.В. Стогов // Гений ортопедии. 2005. № 4. С. 65-68.
- Биохимические исследования сыворотки крови и скелетных мышц при удлинении голени аппаратом Илизарова с темпом дистракции 3 мм в сутки в автоматическом режиме / С.А. Ерофеев, С.Н Лунева, М.В. Стогов, Н.В. Тушина // Вест. новых мед. тех. 2005. № 3-4. С. 89-91.
- Оценка репаративной регенерации при замещении дефектов длинных трубчатых костей / В. И. Шевцов, А.Н. Дьячков, И.В. Ручкина, М.В. Стогов // Вестн. Тюмен. гос. ун-та. 2005. № 1. C. 180-185.
- абораторная оценка состояния скелетных мышц в травматологии ортопедии / М.В. Стогов // Вопр. теорет. и практ. Медицины : Мат. 70-й юбил. Республиканской науч. конф. Уфа, 2005. С. 61.
- Изменение показателей скелетного гомеостаза в диагностике лечения пациентов с закрытыми переломами нижней конечности, сочетанных с черепно-мозговой травмой / С.Н. Лунева, М.В. Стогов, С.П. Бойчук, С.Ю. Лукин, Т.Н. Ерофеева // Гений ортопедии. 2005. № 1. С. 53-57.
- Сравнительная оценка биохимических показателей сыворотки крови собак при дистракционном остеосинтезе и замещении дефектов голени без дистракции / М.В. Стогов, А.Н. Дьячков, С.А. Ерофеев, И.В. Ручкина // Вестник ЮУрГУ. 2005. № 4. С. 138-140.
- Об использовании интегральных показателей при оценке токсического эффекта ГБО / М.В. Стогов, Т.Н. Ерофеева, Н.В. Сазонова // Актуальные вопросы детской травматологии и ортопедии : материалы науч.-практ. конф. дет. травматологов-ортопедов России. СПб., 2005. C. 391-392.
- Биохимическое исследование сыворотки крови и мочи больных при наружном применении биодобавки Пектибон на коллагеновой основе / С.Н. Лунева, М.В. Стогов, И.Г. Очеретина // Вопросы биол., мед. и фарм. химии. 2006. № 1. С. 37-41.
- Активность некоторых ферментов сыворотки крови собак / М.В. Стогов, С.Н. Лунева, Н.А. Кононович, Н.В. Тушина // Ветеринария. 2006. № 6. С. 46-48.
- Биохимическое исследование скелетных мышц при удлинении конечности по методу Илизарова / М.В. Стогов, С.А. Ерофеев // Журнал Росс. ассоц. по спорт. медицине и реабил. больных и инвалидов (РАСМИРБИ). 2006. № 2. С. 47.
- Анализ возрастных отличий биохимических показателей сыворотки крови в динамике лечения закрытых переломов костей нижней конечности по методу Илизарова / М.В. Стогов, С.Н. Лунева // Молодые ученые : новые идеи и открытия: Мат. всерос. научно-прак. конф. Курган, 2006. С. 153-154.
- Изучение концентрации электролитов при активации остеогенеза в костных дефектах у собак / С.Н. Лунева, А.Г. Гасанова, М.В. Стогов // Актуал. вопр. ветеринарной хирургии. Мат. науч.-практ. конф. Курган, 2006. С. 36-38.
- Структурно-биохимические параллели в оценке мышц голени у больных с врожденными дефектами костей голени / Т.И. Долганова, М.В. Стогов, Д.Ю. Борзунов // Гений ортопедии. 2006. № 3. С. 16-20.
- Ранние метаболические изменения в скелетных мышцах мышей при антиортостатической нагрузке / М.В. Стогов // Вестник КГУ. 2006. № 4. С. 81-82.
- Оценка репаративного остеогенеза при заживлении переломов бедра у собак методом чрескостного остеосинтеза / М.В. Стогов, Е.В. Дюрягин, Н.В. Тушина // Ветеринария. 2007. № 2. С. 61-62.
- ипиды сыворотки крови у больных с закрытыми переломами гостей голени при лечении методом Илизарова / С.Н. Лунева, М.В. Стогов, О.Л. Гребнева, Т.Н. Ерофеева, С.П. Бойчук // Вест. травм. и орт. 2007. № 2. С. 85-87.
- Анализ метаболических процессов при заживлении множественных закрытых переломов верхних конечностей / М.В. Стогов, Д.В. Самусенко, С.П. Бойчук // Вестник травм. и орт. 2007. № 3. С.59-62
- АТФ-азная активность препарата миозина скелетных мышц после удлинения конечности / М.В. Стогов, А.И. Гайдышев // Гений ортопедии. 2007. № 3. С.53-56.
- Биохимические показатели сыворотки крови детей с системными заболеваниями скелета / М.А. Ковинька, А.М. Аранович, М.В. Стогов, К.И. Новиков // Гений ортопедии. 2007. № 2. C. 65-66.
- Reparative osteogenesis stimulation by extract of fetal tissues / V.I. Shevtsov, S. Luneva, M.A. Kovinka, M.V. Stogov [et al.] // World congress on external fixation. Cairo-Egypt, 2007. P. 81.
- Влияние компонентов плазмы крови на репаративный остеогенез в эксперименте / О.Л. Гребнева, М.А. Ковинька, Т.А. Силантьева, М.В. Стогов, Е.А. Ткачук, А.Г. Гасанова // Клет. и нанотех. в биол. и медицине : Мат. всерос. научно-прак. конф. Курган, 2007. С. 32.
- Анализ липидного состава сыворотки крови при лечении закрытых переломов костей нижней конечности методом Илизарова / С.Н. Лунева, Н.В. Накоскина М.В. Стогов, Е.С. Спиркина // Клет. и нанотех. в биол. и медицине : Мат. всерос. научно-прак. конф. Курган, 2007. С. 56-57.
- Изменения биохимических показателей сыворотки крови у пациентов с закрытыми переломами костей голени в нижней трети при лечении по методу Илизарова / С.Н. Лунева, М.В. Стогов, С.А. Столбиков // Травм. и орт. России. 2007. № 3. С. 63-67.
- Особенности изменений биохимических показателей сыворотки крови собак при лвеерном способе удлинения конечности / М.А. Степанов, М.В. Стогов // Гений ортопедии. 2008. № 2. С. 42-45.
- Биохимические показатели сыворотки крови собак приазамещении дефектов свода черепа / А.Н. Дьячков, С.Н. Лунева, М.В. Стогов // Гений ортопедии. 2008. № 3. С. 82-85.
- Биохимические показатели в оценке тяжести травматического воздействия / М.В. Стогов, С.Н. Лунева // Клин. лаб. диагностика. 2008. № 11. С. 15-17.
- Особенности остеорепаративных процессов при заживлении экспериментальных переломов с различной степенью травматизации костного мозга / М.В. Стогов, Н.А. Кононович, А.Н. Накоскин // Гений ортопедии. 2008. № 2. С. 5-8.
- Особенности метаболизма тканей при удлинении конечности методом Илизарова с темпом дистракции 3мм в сутки в автоматическом режиме / М.В. Стогов, С.Н. Лунева, А.А. Еманов // Гений ортопедии. 2008. № 1. С. 85-90.
- О перспективах использования наноматериалов в лечении повреждений и заболеваний тканей опорно-двигательной системы / В.И. Шевцов, Е.А. Волокитина, С.Н. Лунева, М.В. Стогов [и др.] // Гений ортопедии. 2008. № 4. С. 26-31.
- Особенности сращения переломов в условиях механической стимуляции остеогенеза (экспериментальное исследование) / А.Н. Дьячков, Н.А. Кононович, Т.А. Силантьева, М.В. Стогов // Травматол. жэне ортопед. (Казахстан). 2008. № 1. C. 58-60.
- The effect of blood plasm components on morphogenesis of skeletal tissues experimentally / S.N. Luneva, O.L. Grebneva, M.A. Kovinka, M.V. Stogov [et al.] // 5th Meeting of the A.S.A.M.I. International. Kurgan, 2008. P. 70.
- Perspectives of pharmacological correction in treatment of injuries and diseases of locomotor system tissues / S.N. Luneva, O.L. Grebneva, M.A. Kovinka, I.A. Talashova, M.V. Stogov [et al.] // 5th Meeting of the A.S.A.M.I. International. Kurgan, 2008. P. 72.
- Biochemical investigations of skeletal muscles in limb lengthening according to the Ilizarov method / M.V. Stogov, A.A. Emanov, A.I. Gaidyshev // 5th Meeting of the A.S.A.M.I. International. Kurgan, 2008. P. 333-334.
- Влияние остеоиндуктивных компонентов плазмы крови на биохимические и иммунологические показатели в эксперименте / О.Л. Гребнева, М.А. Ковинька, М.В. Стогов [и др.] // Мат. II съезда трав.-ортопедов УрФО. Курган, 2008. С. 271.
- Морфометрические показатели гепатоцитов через 3 суток после перелома костей голени / Р.Ю. Очеретина, М. В. Стогов // Травматол. и ортопед. России. 2008. № 4. C. 99-100.
- Патенты на изобретения
- Патент № 2279681 РФ, МКИ С2 G01N 33/84 Способ экспресс-определения содержания кальция в моче/Лунева С.Н., Ерофеева Т.Н., Стогов М.В., Романенко С.А. - № 134132/15; заявл. 24.11.2003; опубл. 10.07.2006, Бюл. № 19.
- Патент № 2310205 РФ, МКИ С2 G01N 33/84 Способ полуколичественного определения фосфата в моче /Стогов М.В., Лунева С.Н., Накоскин А.Н. - № 132677/15; заявл. 24.10.2005; опубл. 10.11.2007, Бюл. № 31.
- Патент № 2315996 РФ, МКИ С2 G01N 33/52 Способ экспресс-диагностики гипероксипрлинурии/ Накоскин А.Н., Лунева С.Н., Стогов М.В. - № 132676/15; заявл. 24.10.2005; опубл. 27.01.2008, Бюл. № 3.
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по биологии