Disturbance of connective tissue metabolism in gunshot injury of lower extremities
- Authors: Shaposhnikov Y.G.1, Gerasimov A.M.1, Bogdanova I.A.1, Furtseva L.N.1, Tikhomirov A.G.1, Arzhakova N.I.1
-
Affiliations:
- Priorov Central Institute of Traumatology and Orthopedics
- Issue: Vol 1, No 3 (1994)
- Pages: 38-40
- Section: Articles
- Submitted: 18.03.2022
- Accepted: 18.03.2022
- Published: 15.09.1994
- URL: https://journals.eco-vector.com/0869-8678/article/view/105095
- DOI: https://doi.org/10.17816/vto105095
- ID: 105095
Cite item
Full Text
Abstract
Total urine excretion of glicosaminoglycanes, glicosaminoglycanes spectnun (electrophoresis on acetate cellulose) activity of 3 lysomal enzymes which participated in the breakdown of glicosaminoglycanes and were very sensitive indicators of renal damage as well as oxyproline (marker of collagene breakdown) and creatinine (typical index of muscle breakdown) were studied in 7 patients with gunshot injuries of lower extremities during the early phase of traumatic disease (on 2, 7, 15 days). Increased urine excretion of glicosaminoglycanes, mainly chondroitin sulfate, N- acetyl-ß-glucosaminidase, oxyproline as well as creatinine was detected. Maximum excretion was noted on day 7 after injury infliction. By day 15 most of biochemical parameters, except for creatinine, returned to normal level. Tire results obtained showed that during early phase of traumatic disease gunshot injury caused the breakdown of the intracellular matrix of connective tissue.
Keywords
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