Disturbance of connective tissue metabolism in gunshot injury of lower extremities

Full Text

Травма опорно-двигательного аппарата вызывает в организме комплекс патофизиологических и патохимических изменений, которые фигурируют под названием «травматическая болезнь» или «метаболическая катастрофа». Данные по биохимии скелетной травмы обобщены в литературе [2]. Однако в публикациях имеются лишь отрывочные сведения об изменении биохимических параметров соединительной ткани при травматической болезни. Данных о биохимии огнестрельной скелетной травмы в доступной литературе нам найти не удалось.

В настоящей работе была поставлена задача исследовать в моче специфические биохимические параметры метаболизма соединительной ткани при огнестрельном повреждении нижних конечностей у людей.

Методика исследования. Обследовано 7 мужчин в возрасте 16—53 лет, поступивших в реанимационное отделите ЦИТО с огнестрельными ранениями нижних конечностей. Шок не диагностирован ни у одного из пострадавших.

На 2-е сутки после травмы у 1 раненого, на 7-е сутки у 7 и па 15-е сутки у 7 раненых исследована суточная экскреция с мочой оксипролина по методу А.А. Крепя и Л.Н. Фурцевой [3] и общих гликозаминогликанов по гексуроновым кислотам методом Z. Dische [6]. Спектр гликозаминогликанов мочи определяли с помощью электрофореза на ацетат-целлюлозных пленках [5]. Активность лизосомных ß-глюкозидаз: Н-ацетил-глюкозаминидазы, ß-галактозидазы и ß-глюкуронидазы определяли в указанные сроки флюориметрически с 4-метилумбеллиферил-ß-ацетил-ß-D-глюкозаминидом [7], 4-метилумбеллиферил-ß-D-галактопиранозидом [9] и 4-метилумбеллиферил-ß-D-глюкуронидом [8] соответственно. Активность ферментов выражали в микромолях гидролизованного субстрата за 1 ч в расчете на суточный диурез. Количество гидролизованного субстрата определяли по калибровочной кривой, построенной по свежеприготовленному раствору 4-метилумбеллиферона. Содержание креатинина в моче определяли наборами фирмы «Jlaxeма».

В качестве контроля исследовали суточную мочу 6 практически здоровых мужчин того же возраста. Статистическую обработку результатов проводили с использованием критерия Стьюдента и Вилкоксона— Манна—Уитни.

Результаты и обсуждение. По имеющимся морфологическим и отчасти биохимическим данным, соединительная ткань вовлекается в большинство патологических процессов, иногда поражение ее составляет саму сущность патологии, но, с другой стороны, она обеспечивает процесс репарации. Как отмечалось выше, при огнестрельной травме состояние соединительной ткани не исследовано.

У раненых с огнестрельной травмой нижних конечностей максимальное выделение гексуроновых кислот с мочой наблюдается на 7-е сутки и снижается па 15-е, не достигая контрольного уровня (табл. 1). Суточное выделение с мочой гексуроновых кислот на 7-е сутки в среднем в 2,1 раза больше, чем на 15-е сутки (Р<0,05), и в 3,7 раза превышает норму (Р<0,01). Спектральный анализ показал, что главной фракцией гликозаминогликанов, выделяющихся при повреждении, является хидроитинсульфат и отчасти гепарансульфат (данные не приведены). В принципе усиленное выделение суммарных гликозаминогликанов соответствует данным Р.В. Меркурьевой [4], которая показала повышение их уровня в моче при тяжелой механической травме опорно-двигательного аппарата. Наши данные по идентификации экскретируемых гликозаминогликанов существенно отличаются от приводимых Р.В. Меркурьевой, что, по нашему мнению, объясняется не спецификой травмы, а большей чувствительностью метода, использованного нами.

Механизм усиления экскреции гликозаминогликанов при травме остается неясным и вряд ли может быть изучен без специальных экспериментов. Теоретически возможны 3 варианта: гликозаминогликаны выходят из очага поражения; уровень гликозаминогликанов в моче отражает стрессовое влияние гормонов па всю систему соединительной ткани; в мочу выходят только почечные гликозаминогликаны. Патология почек при травме скелета хорошо доказана, и наши данные (см. ниже) подтверждают это при огнестрельной травме.

Вторым биохимическим параметром патологии соединительной ткани является уровень в моче продукта распада коллагена — оксипролина. Экскреция оксипролина с мочой составляет в контрольной группе 42,7±7,6 мг/сут (см. табл. 1). У пострадавших с огнестрельными ранениями нижних конечностей она значительно увеличена и составляет на 7-й день после травмы 80,2±12,1 мг/сут. Это различие статистически достоверно (р<0,05). На 15-е сутки после ранения выделение оксипролина с мочой снижается до 60,1 ±13,3 мг/сут. Различие средних величин с контролем недостоверно. Усиление катаболизма белков, вызванное активацией гипоталамо-гипофпзарно-адреналовой системы, — типичное проявление травматической болезни. Уместно отмерить, что при травме повышается уровень соматотропного гормона гипофиза [1], что приводит к усилению экскреции оксипролина.

 

Таблица 1. Экскреция с мочой гексуроновых кислот и оксипролина (в мг/сут) у раненых с огнестрельными повреждениями тканей нижних конечностей

Постра­давший	Возраст лет	Локализация ранения	Гексуроновые кислоты			Оксипролин
			срок после огнестрельной травмы, сутки
			2-е	7-е	15-е	2-е	7-е	15-е
Контроль (М±m)			8,86±1,69			42,7±7,6
Г.	27	Левая ягодица, левое бедро; оскольчатый перелом седалищной кости	—	46,97	17,82	—	80,4	67
м.	19	Правая ягодица, левый коленный сустав с повреждением сосудисто-нервного пуч­ка	—	23,07	17,73	—	83,5	89
3.	24	Правая голень, многооскольчатый пере­лом обеих костей голени	—	34,45	12,83	—	107,6	65,5
п.	19	Левая голень, перелом малоберцовой кости	—	43,65	32,80	—	106,9	117,6
с.	16	Левая голень, левое бедро; костных по­вреждений нет	—	53,75	5,67	—	107,7	30,6
Е.	34	Правое бедро; костных повреждений нет	32.95	19,22	8,41	37,9	50,7	26,1
И.	53	Правая ягодица; костных повреждений нет	—	6,75	11,76	—	24,5	24,8
		М	—	32,55	15,29	—	80,2	60,1
		±m	—	6,39	3,37	—	12,1	13,3
		P*	—	<0,01	>0,05	—	<0,05	>0,05

*По критерию Стьюдента.

 

Общеизвестно усиление экскреции оксипролина в прессовых ситуациях, что можно рассматривать либо как результат катаболизма всех белков (включая коллаген) с целью адаптации энергетических процессов (глюконеогенеза), либо как специфическую реакцию соединительной ткани.

Третьим подходом к исследованию метаболизма соединительной ткани было определение содержания в моче трех лизосомных ферментов, участвующих в деградации гликозаминогликанов, протеогликанов, гликоиротеидов, — N-ацетпл-ß-глюкозаминидазы, ß- галактозидазы и ß-глюкуронидазы. Ранее при травмах активность этих ферментов в моче не исследовали. В то же время интерес к этим ферментам не ограничивайся тем, что они участвуют в разрушении межклеточного матрикса, по усиливается из-за того, что при некоторых заболеваниях они являются самыми чувствительными тестами на патологию проксимальных канальцев ночек [7].

Использование непараметрического критерия Вилкоксона—Манна—Уитни позволило выявить существенное (р<0,05) увеличение активности N-ацетил-ß-глюкозаминидазы в моче раненых в конце 1-й недели после ранения и достоверное (р<0,05) снижение до нормы к 15-му дню. Поскольку распределение индивидуальных величин в опытных группах далеко от нормального, параметрический критерий Стьюдента не выявляет различий между ними и контролем, хотя, как видно из данных, представленных в табл. 2, на 7-е сутки после ранения средняя активность фермента в суточной моче пострадавших в 6,4 раза превышает соответствующий показатель контрольной группы. Резкое повышение активности фермента (в 24,3 раза больше контроля) отмечено у пострадавшего Г., 27 лет, с оскольчатым огнестрельным переломом седалищной кости и ранениями мягких тканей бедра и ягодицы. К концу 2-й недели после ранения выделение N-ацетил- ß-глюкозаминидазы у него не нормализовалось. В указанные сроки наблюдения низкая активность фермента в суточной моче отмечена у пострадавшего И., 53 лет, с касательным огнестрельным ранением мышечной ткани ягодицы. При огнестрельной травме мягких тканей бедра (пострадавший Е., 34 лет) удалось проследить за изменениями активности N-ацетил-ß-глюкозаминидазы начиная со 2-го дня посттравматического периода. Пик повышения активности фермента в моче выявлен на 7-е сутки, на 2-е и 15-е сутки выделение фермента с мочой было в пределах нормы.

Изменение активности ß-галактозидазы и ß-глюкуронидазы (см. табл. 2) в моче при огнестрельных ранениях нижних конечностей имеет сходный, но менее выраженный по сравнению с таковым для N-ацетил-глюкозаминидазы характер. Статистически значимых отличий выявить не удалось, возможно, из-за малой выборки. Механизм усиления экскреции N-ацетил-Р-глюкозаминидазы неизвестен. Следует рассматривать все три механизма, описанные выше для гликозаминогликанов. Наиболее правильным путем, на наш взгляд, будет моделирование почечной патологии в эксперименте и обследование больных с системной патологией соединительной ткани и нормальной функцией почек.

 

Таблица 2. Активность ß-гликозидаз (в мкмоль/г) в суточной моче раненых с огнестрельными повреждениями тканей нижних конечностей

Постра­давший	Возраст, лет	Локализация ранения	N-ацетил -р- глюкозанидаза			р-галактозидаза			р-глюкуронидаза
			срок после огнестрельной травмы, сутки
			2-е	7-е	15-е	2-е	7-е	15-е	2-е	7-е	15-е
Контроль (М±m)			45,35±6,89			25,44±3,85			3,29±0,62
Г.	27	Левая ягодица, левое бед­ро; оскольчатый перелом седалищной кости	—	1101,20	130,95	—	505,73	86,55	—	15,22	2,66
м.	19	Правая ягодица, левый ко­лейный сустав с повреж­дением сосудисто-нерв­но го пучка	—	152,54	113,83	—	135,83	124,00	—	6,66	5,02
3.	24	Правая голень, многоос­кольчатый перелом обеих костей голени	—	78,30	60,47	—	35,55	20,44	—	3,37	0,87
п.	19	Левая голень, перелом малоберцовой кости	—	176,33	59,51	—	32,92	26,50	—	5,05	1,69
с.	16	Левая голень, левое бедро: костных повреждений нет	—	403,73	42,47	—	22,15	12,44	—	53,58	1,58
Е.	34	Правое бедро; костных повреждений нет	56,96	80,82	11,40	16,36	7,65	5,28	1,33	3,03	0,42
И.	53	Правая ягодица; костных повреждений нет	—	31,82	27,64	—	14,89	16,39	—	0,42	0,61
		М	—	289,25	63,75	—	107,82	41,65	—	12,48	1,84
		±т	—	142,92	16,58	—	68,30	17,11	—	7,08	0,60
		Р*	—	<0,05	>0,05	—	>0,05	>0,05	—	>0,05	>0,05

*По критерию Вилкерсона— Maнна-Уитни.

 

Суточная экскреция креатинина с мочой у обследованных раненых была значительно повышена (данные не приведены). На 7-е сутки она превышала контроль почти в 3 раза (р<0,001), на 15-е сутки — в 2 раза (р<0,02). Причиной этого повышения, как установлено при механической травме, является усиленный распад мышечных белков, что, конечно, происходит и при огнестрельной травме нижних конечностей. В то же время следует отметить, что в биохимической диагностике большее значение имеет креатинин крови, чем креатинин мочи. Огнестрельная травма в этом аспекте представляет некоторую специфику - усиленная экскреция креатинина с мочой в общей патологии встречается редко.

Таким образом, в настоящей работе впервые биохимическими методами доказана патология соединительной ткани при огнестрельной травме нижних конечностей у людей. Исследованные параметры могут быть критерием развития травматической болезни при огнестрельной травме.

About the authors

Yu. G. Shaposhnikov

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

I. A. Bogdanova

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

N. I. Arzhakova

Priorov Central Institute of Traumatology and Orthopedics

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

References

Supplementary files