Oxyprolinuria and Glycosaminoglycansuria in Achilles Tendon Ruptures

Full Text

Априори можно полагать, что разрывы ахиллова сухожилия являются следствием

1) избыточной механической нагрузки на нормальную соединительную ткань сухожилия, 2) обычной механической нагрузки на сухожилие с дисбалансом метаболических процессов в соединительной ткани. Теоретическим обоснованием такого представления может служить выдвинутое ранее положение о наличии в организме человека «метаболического груза» в виде системного мембраноповреждающего эффекта на клеточном и субклеточном уровне [3, 4]. При этом возможно нарушение соотношения синтеза и катаболизма основных биополимеров органического матрикса соединительной ткани — коллагена, гликопротеидов и гликозаминогликанов. В данной работе у пациентов с разрывами ахиллова сухожилия в результате спортивной или балетной травмы исследовано выделение с мочой продуктов распада коллагеновых белков и углеводсодержащих биополимеров.

Материал и методы исследования. Обследовано 17 мужчин (средний возраст 31,5±5,6 года) с травматическими разрывами ахиллова сухожилия, у которых отсутствовали предшествующие локальные заболевания (паратенонит, тендинит) и клинически выраженная системная патология соединительной ткани (коллагенозы, наследственные костно-суставные заболевания, ревматическая патология и т.п.).

Диагноз ставился на основании клинических, компьютерно-томографических и ультрасонографических признаков. Биохимическое исследование проводилось через 5-7 дней после травмы. Суточную мочу для исследования на оксипролин собирали на 3-й сутки содержания пациентов на «безоксипролиновой» диете: из рациона были исключены мясо, рыба, желатин и конфеты; белки обеспечивали за счет молока, творога, яиц и сыра. Для определения общего содержания оксипролина использовали метод G. Bergman и R. Loxley [2, 7] с предварительным кислотным гидролизом мочи [10]. Уровень гликозаминогликанов в моче определяли по гексуроновым кислотам [8] после обработки мочи цетилтриметиламмоний-бромидом [9]. С целью определения молекулярной формы гликозаминогликанов у больных с травматическим разрывом ахиллова сухожилия впервые был применен метод дифференциальной спектрофотометрии.

Статистическую обработку результатов проводили методом Стьюдента, различия считали достоверными при р<0,05.

Результаты. Содержание оксипролина в моче у обследованных пациентов колебалось от 206,0 до 640,9 мкмоль/сут, составляя в среднем 354,0±122,1 мкмоль/сут, что достоверно (р<0,05) выше, чем у практически здоровых людей — 186,2±67,9 мкмоль/сут [1]. Экскреция гексуроновых кислот с мочой у больных варьировала от 1,4 до 19,8 мкг/мл при норме 7,1±2,0 мкг/мл. Поскольку содержание оксипролина и гексуроновых кислот в моче отражает интенсивность распада соответственно коллагена и гликозаминогликанов, представлялось интересным оценить соотношение уровней оксипролина и гексуроновых кислот как своеобразный индекс интенсивности метаболизма основных структурных биополимеров межклеточного матрикса. Было установлено, что в обследованной группе больных это соотношение колебалось в пределах 1,6-32,2, тогда как в норме оно составляет в среднем 3,4.

При спектральном анализе гликозаминогликанов мочи на спектрофотометре «Specord М40» в контрольной группе (практически здоровые люди) выявлено наличие пика с максимумом поглощения при 215 нм (см. рисунок), что отражало присутствие белка, и следовательно, указывало на содержание комплекса гликозаминогликанов с белками, т.е. протеогликанов. В группе пациентов с повреждением ахиллова сухожилия у 6 человек (66,7±5,2%) отмечено снижение белкового пика («малобелковый» тип спектра), что отражало уменьшение содержания белка в составе гликозаминогликанов и коррелировало с повышением уровня оксипролина (в среднем 371,6±63,3 мкмоль/сут). Вероятно, это вызвано более активным воздействием протеаз на белковый компонент протеогликанов. У больных с нормальным уровнем оксипролина (в среднем 231,9±0,8 мкмоль/сут) получен спектр с наличием белкового компонента, идентичного таковому в контрольной группе. Выявленная закономерность, по всей вероятности, служит отражением нормальной структуры соединительной ткани.

 

 

Рис. 1. Изображение спектра гликозаминогликанов мочи.

a — контрольная группа; б, в — пациенты с повреждением ахиллова сухожилия: б — с повышенным уровнем оксипролина («малобелковый» тип спектра), в — с нормальным уровнем оксипролина (белковый тип спектра).

 

Необходимо отметить, что резкое уменьшение белкового компонента гликозаминогликанов не всегда соответствовало повышению уровня оксипролина. Так, у больного Р. содержание оксипролина в моче было нормальным (206,0 мкмоль/сут), а спектр гликозаминогликанов относился к «малобелковому» типу. Это может быть расценено как следствие усиленного разрушения белковой части протеогликанов, по-видимому, связанного с воздействием протеаз. Полученные данные свидетельствуют о специфичности предложенного метода спектрофотометрического анализа состава гликозаминогликанов мочи, позволяющего выявить особенности обмена протеогликанов в соединительной ткани.

Таким образом, проведение комплексного биохимического исследования, включающего определение суточного содержания оксипролина и спектральный анализ, дало возможность оценить состояние метаболизма составных компонентов соединительной ткани. Использование этих методов может способствовать прогнозированию возникновения при занятиях спортом повреждений соединительнотканных структур, в том числе подвергаемого значительным нагрузкам ахиллова сухожилия. На основании полученных данных представляется возможным заключить, что у ряда пациентов с травматическими разрывами ахиллова сухожилия имела место структурно-функциональная неполноценность соединительной ткани, явившаяся вероятной причиной возникновения данного повреждения.

Обсуждение. Диагностическое значение выявленного повышенного выделения оксипролина с мочой при разрыве ахиллова сухожилия, на наш взгляд, не может быть оценено категорически однозначно. В биологическом смысле это малое нарушение метаболической системы соединительной ткани организма. Полученные результаты ставят вопрос о теоретически вероятном ускоренном катаболизме коллагена у спортсменов вследствие усиленного ремоделирования соединительной ткани даже при отсутствии клинически выраженной травмы, т.е. на стадии предпатологии [3]. Проблема «биохимии спорта», разумеется, касается не только коллагена. Вместе с тем выявление лиц даже с незначительным повышением экскреции оксипролина может помочь в определении группы риска последующей травматизации — тем более что многочисленными исследованиями показано возрастание уровня оксипролина в моче при заболеваниях и повреждениях опорно-двигательного аппарата [1, 5, 6, 11, 12].

В заключение необходимо подчеркнуть важность и перспективность дальнейшего исследования различных показателей метаболизма (фермент-субстратных систем) у спортсменов и артистов балета для определения самого понятия «биохимическая норма», более глубокого изучения «метаболического статуса» этого контингента, а также для выделения групп риска.

About the authors

S. P. Mironov

Priorov Central Institute of Traumatology and Orthopedics

Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Moscow

A. M. Gerasimov

Priorov Central Institute of Traumatology and Orthopedics

Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Moscow

L. N. Furtseva

Priorov Central Institute of Traumatology and Orthopedics

Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Moscow

A. G. Tikhomirov

Priorov Central Institute of Traumatology and Orthopedics

Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Moscow

D. O. Vasiliev

Priorov Central Institute of Traumatology and Orthopedics

Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Moscow

R. V. Merkurieva

Priorov Central Institute of Traumatology and Orthopedics

Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Moscow

References

Supplementary files