Narushenie immunnykh mekhanizmov oslozhnennoy skeletnoy travmy i ikh korrektsiya dinamicheskoy elektroneyrostimulyatsiey


Cite item

Full Text

Abstract

The study shows that the experimental complicated injury in rats impaired production of cytokines - TNF and IL-4. The impact of dynamic electroneurostimulatiom leads to normalization of cytokines production during the regenerative processes in the bone tissue.

Full Text

Введение Тяжелая скелетная травма, как известно, сопровождается комплексом патофизиологических сдвигов, важнейшими из которых являются иммунные нарушения, в том числе включающие изменение продукции цитокинов [1, 2]. Учитывая важнейшую роль иммунной системы в регуляции репарации [3, 4, 5, 6], становятся понятными причины развития в ряде случаев посттравматических осложнений, прежде всего инфекционных, и замедление репаративных процессов. Накопленный опыт многолетних исследований показывает, что существуют методы лабораторного иммунологического мониторинга и иммунокоррекции указанных нарушений [7, 8], а появляющиеся новые лечебно-диагностические технологии открывают новые перспективы в лечении тяжелых и осложненных скелетных и сочетанных травм. В частности, известны иммуностимулирующие свойства ряда физических факторов, в том числе новой технологии восстановительного лечения - динамической электронейростимуляции (ДЭНС), иммунотропные эффекты которой, преимущественно направленные на Т-клеточное звено, были показаны ранее [9, 10]. Цель работы – выявить новые механизмы иммунных нарушений при тяжелой скелетной травме и оценить эффективность иммунокорригирующего воздействия ДЭНС. Материалы и методы Исследование проведено на 44 беспородных крысах, которые содержались в стандартных условиях вивария. Животным выполняли закрытый перелом бедра в условиях легкого наркоза рометаром. Затем вводили пирогенал (100 мг/100 г массы) с целью воспроизведения системного воспалительного ответа [11]. Данная модель по своим патофизиологическим механизмам и клинико-лабораторным показателям соответствовала известному в клинической практике осложненному течению скелетной травмы. Часть животных (основная группа, n=22) сразу после травмы подвергали воздействию ДЭНС в области кожи хвоста и зоны перелома аппаратом ДиаДЭНС (регистрационное свидетельство № ФС-2005/004 от 2005 г.) с частотой 7 ГЦ, мощностью 3 усл.ед., длительностью воздействия – 10 мин, на курс – 7 процедур. Контрольные животные не получали такой терапии. Состояние крыс контролировали по стандартным лабораторным показателям. Общеклинический анализ крови выполняли на гематологическом анализаторе MEK 6400 K Nihon Konden по стандартному протоколу. Уровень фибриногена и растворимых фибрин-мономерных комплексов (РФМК) определяли в клоттинговых тестах с использованием реагентов «Технология-стандарт» и с регистрацией результатов на оптическом коагулометре «Solar» (Россия). Для оценки иммунной реактивности определяли спонтанную и митоген-стимулированную продукцию цитокинов: фактора некроза опухолей альфа (ФНОа) и интерлейкина-4 (ИЛ-4) в культуре лимфоцитов периферической крови. Использованы тест-системы («Вектор-Бест», Россия). Статистическая обработка результатов выполнялась на основе принципов вариационной статистики с использованием непараметрического критерия Колмогорова-Смирнова. Результаты и их обсуждение Проведенное исследование позволило выявить у экспериментальных животных в разные сроки посттравматического периода ряд стереотипных лабораторных признаков (таблица 1), характерных для скелетной травмы: на 3 сутки после перелома отмечались нейтрофильный лейкоцитоз и активация системы гемостаза, о чем свидетельствовало нарастание уровня РФМК. Различий между основной и контрольной группой в данный срок не обнаружено. К 7 суткам интенсивность лейкоцитарной реакции снижалась, причем в основной группе число нейтрофильных лейкоцитов и показатели гемостаза возвращались к нормальным значениям до операции. При этом в контрольной группе сохранялся умеренный лейкоцитоз. Таб.1 Учитывая многочисленные данные об иммунологических нарушениях при тяжелой травме, нам представился принципиальным вопрос об их молекулярных механизмах. Для решения данной задачи был использован метод продукции цитокинов в стимулированной культуре лимфоцитов на 7 сутки после травмы (таблица 2). В контрольной группе заметно повышалась митоген-стимулированная продукция ФНОа – важнейшего провоспалительного агента. Возможно, такая активация клеточного звена иммунной системы носит патологический характер и обуславливает тяжелое или осложненное течение посттравматического периода. Продукция ИЛ-4 в данной группе животных не менялась. Под влиянием ДЭНС активация синтеза ФНОа была менее выраженной, чем в контрольной группе, а продукция ИЛ-4 усиливалась. Таб.2 Одним из интегральных показателей продукции цитокинов является индекс стимуляции, который был рассчитан по средним арифметическим значениям, приведенным в таблице 2. Для ФНОа он составил у интактных животных в среднем 2,1; после травмы в контрольной группе – 5,5, а в основной – 1,4. Для ИЛ-4 эти индексы составили соответственно 3,3; 2,6 и 4,2. Характеризуя полученные данные можно заключить, что под влиянием ДЭНС в посттравматическом периоде нормализуется нарушенная продукция цитокинов и соотношение между уровнем ФНОа и ИЛ-4, отражающее состояние регуляторных популяций Т-лимфоцитов. Этим также объясняется более быстрое восстановление реакции крови после травмы. Ранее нами было показано, что ДЭНС стимулирует посттравматическую репарацию костной ткани [9, 10]. На основании полученных данных можно полагать, что одним из механизмов лечебного действия данного физического фактора является иммуномодуляторный эффект. В то же время следует отметить тот факт, что соотношение ФНОа стимулированная продукция/ИЛ-4 стимулированная продукция у крыс основной группы снижается в 2 раза в сравнении с интактными животными, и в 4,9 раз – в сравнении с контрольной группой. Эти данные вполне согласуются с установленным ранее фактом, что «выключение» некоторых механизмов иммунорегуляции в эксперименте (дефицит гамма/дельта Т-клеток, нокаут гена RAG1−/−) приводит к более активному течению посттравматических репаративных процессов в кости и повышению ее биомеханической прочности [3]. Заключение Проведенное исследование позволяет заключить, что осложненная скелетная травма сопровождается гиперактивацией иммунной системы, проявляющейся в усиленной продукции провоспалительных цитокинов. Воздействие ДЭНС нормализует иммунные нарушения, и данный иммунотропный эффект вносит определенный вклад в оптимизацию восстановительных процессов в костной ткани
×

References

  1. Reikerås O. Immune depression in musculoskeletal trauma// Inflamm Res.2010.Vol.59, N 6.P.409-414.
  2. Schmidt-Bleek K., Schell H., Schulz N., Hoff P., Perka C., Buttgereit F., Volk H.D., Lienau J., Duda G.N. Inflammatory phase of bone healing initiates the regenerative healing cascade//Cell Tissue Res. -2012.Vol. 347, N 3.P.567-573.
  3. Colburn N.T, Zaal K.J., Wang F., Tuan R.S. A role for gamma/delta T cells ina mouse model of fracture healing.//Arthritis Rheum.2009.Vol.60, N 6.Р.1694-1703. 4. Mantovani A., Biswas S.K., Galdiero M.R., Galdiero M.R., Sica A., Locati M. Macrophage plasticity and polarization in tissue repair and remodeling// J Pathol.2013.Vol. 229, N 2.Р.176-85.
  4. Schett G. Effects of inflammatory and anti-inflammatory cytokines on the bone// Eur. J. Clin. Investigat.2011.Vol. 41.P. 1361–1366. ФНО – активатор резорбции.
  5. Toben D., Schroeder I., El Khassawna T., Mehta M., Hoffmann J.E., Frisch J.T., Schell H., Lienau J., Serra A., Radbruch A., Duda G.N. Fracture healing is accelerated in the absence of the adaptive immune system// J Bone Miner Res.2011.Vol. 26.P. 113–124.
  6. Базарный В.В. Регуляция дистракционного остеогенеза иммуноактивными пептидами//Клеточныеи нанотехнологиив биологиии медицине. Материалы Всерос.научно-практич.конф. – Курган, 2007.С.16-17.
  7. Базарный В.В., Береснева О.Ю., Валамина И.Е., Исайкин А.И., Киселев Н.С., Крохина Н.Б., Мельникова Т.М., Самойлов Д.С., Селянина О.Н., Тихонина Е.А., Щеколдин П.И. Экспериментальное обоснование иммуноориентированных технологий для коррекции восстановительных процессов// Медицинский вестник Башкортостана. – 2009.№ 2.С.118-121.
  8. Базарный В.В., Исайкин А.И., Крохина Н.Б., Береснева О.Ю., Власов А.А., Щеколдин П.И. Клеточные механизмы реализации эффектов физических факторов на ремоделирование костной ткани// Вестник травматологиии ортопедии им. В.Д.Чаклина.-2010.№ 2.С.18-20.
  9. Исайкин А.И., Щеколдин П.И., Валамина И.Е., Власов А.А., Базарный В.В. Иммунные механизмы стимуляции репаративных процессовв коже при воздействии физических факторов//Вестн.восст.медицины.2011.№4.-С.5154.
  10. Kruzel M.L., Actor J.K., Radak Z., Bacsi A., Saavedra-Molina A., Boldogh I. Lactoferrin decreases LPS-induced mitochondrial dysfunction in cultured cells and in animal endotoxemia model//Innate Immun. 2010.Vol. 16, N 2.P. 67–79

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2013 Bazarnyy V.V., Isaykin A.I., Kosareva O.V., Vlasov A.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies