Особенности репаративного остеогенеза дистракционного регенерата большеберцовой кости и содержание некоторых остеотропных факторов роста у больных ахондроплазией в возрасте 9–12 лет

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. Несмотря на значительное количество исследований по различным вопросам дистракционного остеосинтеза, многие морфологические аспекты данной проблемы все еще недостаточно исследованы и дискуссионны.

Цель — определение особенностей репаративной активности регенерата и концентрации остеотропных ростовых факторов в крови у детей с ахондроплазией.

Материалы и методы. Содержание факторов роста в сыворотке либо плазме крови определяли на иммуноферментном анализаторе Thermofisher (США) с помощью наборов для иммуноферментного анализа: PDGF-AA (R&D Systems, США), PDGF-BB (R&D Systems, США), IGF-1 (Immunodiagnostic systems, США), IGF-2 (Mediagnost, Германия), TGFβ1 (eBioscience, США), TGFβ2 (eBioscience, США). С использованием ультразвукового метода (аппарат HITACHI, Япония) оценивали структурное состояние регенерата большеберцовой кости. Обследованы больные ахондроплазией в возрасте 9–12 лет (n = 32) в начале дистракции (10–20 дней), в середине дистракции (21–40 дней) и в конце дистракции (41–63 дня).

Результаты. С применением ультразвукового метода показано динамическое формирование структурного состояния регенерата на этапах дистракции. На этих же этапах дистракции определяли концентрацию остеотропных факторов роста.

Заключение. Сывороточное содержание остеотропных факторов роста в крови детей с ахондроплазией до лечения отличается от возрастных нормативных значений; уровни факторов роста, играющих ключевую роль в остеогенезе (IGF-1, BMP-4, TGFβ1 и TGFβ2), снижены, тогда как экспрессия IGF-2 и BMP-6 компенсаторно увеличена; в конце периода дистракции значения всех исследуемых факторов роста превышали исходные показатели вне зависимости от дооперационных значений и их динамики на этапах дистракции; комплексная ультразвуковая оценка дистракционного регенерата большеберцовой кости и биохимическое исследование факторов роста в крови у больных ахондроплазией в возрасте 9–12 лет позволили выявить особенности репаративного остеогенеза дистракционного регенерата большеберцовой кости, а также физиологический эффект остеотропных факторов роста с точки зрения процесса репаративной регенерации.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Светлана Николаевна Лунева

Национальный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии имени академика Г.А. Илизарова

Автор, ответственный за переписку.
Email: luneva_s@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0578-1964
SPIN-код: 9572-2655
Scopus Author ID: 26024323300
ResearcherId: R-4032-2018

д-р биол. наук, профессор

Россия, Курган

Татьяна Ивановна Менщикова

Национальный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии имени академика Г.А. Илизарова

Email: tat-mench@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5244-7539
SPIN-код: 2820-9120

д-р биол. наук

Россия, Курган

Анна Майоровна Аранович

Национальный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии имени академика Г.А. Илизарова

Email: aranovich_anna@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7806-7083
SPIN-код: 7277-6339

д-р мед. наук, профессор
Россия, Курган

Список литературы

  1. Wrobel W., Pach E., Ben-Skowronek I. Advantages and disadvantages of different treatment methods in achondroplasia // Int. J. Mol. Sci. 2021. Vol. 22. No. 11. P. 5573. doi: 10.3390/ijms22115573
  2. Legeai-Mallet L., Savarirayan R. Novel therapeutic approaches for the treatment of Achondroplasia // J. Bone. 2020. Vol. 141. P. 115579. doi: 10.1016/j.bone.2020.115579
  3. Maes C. Signaling pathways effecting crosstalk between cartilage and adjacent tissues: Seminars in cell and developmental biology: The biology and pathology of cartilage // Semin. Cell. Dev. Biol. 2017. Vol. 62. P. 16−33. doi: 10.1016/j.semcdb.2016.05.00
  4. Lui J.C., Nilsson O., Baron J. Recent research on the growth plate: Recent insights into the regulation of the growth plate // J. Mol. Endocrinol. 2014. Vol. 53. No. 1. P. 1−9. doi: 10.1530/JME-14-0022
  5. Kozhemyakina E., Lassar A.B., Zelzer E. A pathway to bone: signaling molecules and transcription factors involved in chondrocyte development and maturation // Development. 2015. Vol. 142. No. 5. P. 817−831. doi: 10.1242/dev.105536
  6. Naski M.C., Colvin J.S., Coffin J.D., Ornitz D.M. Repression of hedgehog signaling and BMP4 expression in growth plate cartilage by fibroblast growth factor receptor 3 // Development. 1998. Vol. 125. No. 24. P. 4977−4988. doi: 10.1242/dev.125.24.4977
  7. Horton W.A., Hall J.G., Hecht J.T. Achondroplasia // Lancet. 2007. Vol. 370. No. 9582. P. 162−172. doi: 10.1016/S0140-6736(07)61090-3
  8. Pauli R.M. Achondroplasia: A comprehensive clinical review // Orphanet. J. Rare Dis. 2019. Vol. 14. No. 1. P. 1. doi: 10.1186/s13023-018-0972-6
  9. Менщикова Т.И., Аранович А.М. Удлинение голеней у больных ахондроплазией 6-9 лет как первый этап коррекции роста // Гений ортопедии. 2021. Т. 27. № 3. С. 366−371.
  10. Выхованец Е.П., Лунева С.Н., Накоскина Н.В. Концентрация некоторых остеотропных факторов роста и маркеров остеогенеза в крови соматически здоровых детей и взрослых // Физиология человека. 2018. Т. 44. № 6. С. 1−7.
  11. Гланц С. Медико-биологическая статистика. Москва: Практика, 1998.
  12. Wang Y., Zhang H., Cao M. et al. Analysis of the value and correlation of IGF-1 with GH and IGFBP-3 in the diagnosis of dwarfism // Exper. Ther. Med. 2019. Vol. 17. No. 5. P. 3689−3693. doi: 10.3892/etm.2019.7393
  13. Yamanaka Y., Ueda K., Seino Y., Tanaka H. Molecular basis for the treatment of achondroplasia // Horm. Res. 2003. Vol. 60. Suppl. 3. P. 60−64. doi: 10.1159/000074503
  14. Hutchison M.R., Bassett M.H., Perrin C. White insulin-like growth factor-I and fibroblast growth factor, but not growth hormone, affect growth plate chondrocyte proliferation // Endocrinology. 2007. Vol. 148. No. 7. P. 3122−3130. doi: 10.1210/en.2006-1264
  15. Yorifuji T., Higuchi S., Kawakita R. Growth hormone treatment for achondroplasia // Pediatr. Endocrinol. Rev. 2018. Vol. 16. Suppl. 1. P. 123−128. doi: 10.17458/per.vol16.2018.yhk.ghachondroplasia
  16. Koike M., Yamanaka Y., Inoue M. et al. Insulin-like growth factor-1 rescues the mutated FGF receptor 3 (G380R) expressing ATDC5 cells from apoptosis through phosphatidylinositol 3-kinase and MAPK // J. Bone Miner. Res. 2003. Vol. 18. No. 11. P. 2043−2051. doi: 10.1359/jbmr.2003.18.11.2043
  17. Лаврищева Г.И., Оноприенко Г.А. Морфологические и клинические аспекты репаративной регенерации опорных органов и тканей. Москва: Медицина, 1996.
  18. Livingstone C. IGF2 and cancer // Endocr. Relat. Cancer. 2013. Vol. 20. No. 6. P. 321−339. doi: 10.1530/ERC-13-0231
  19. Павлова Л.А., Павлова Т.В., Нестеров A.B. Современное представление об остеоиндуктивных механизмах регенерации костной ткани. Обзор состояния проблемы // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Медицина. Фармация. 2010. № 10(81). С. 5–11.
  20. Sakou T., Onishi T., Yamamoto T. et al. Localization of Smads, the TGF-beta family intracellular signaling components during endochondral ossification // J. Bone Miner. Res. 1999. Vol. 14. No. 7. P. 1145−1152. doi: 10.1359/jbmr.1999.14.7.1145
  21. Li T.F., O’Keefe R.J., Chen D. TGF-beta signaling in chondrocytes // Front. Biosci. 2005. Vol. 10. P. 681−688. doi: 10.2741/1563
  22. Sanford L.P., Ormsby I., Gittenberger-de Groot A.C. et al. TGF beta2 knockout mice have multiple developmental defects that are nonoverlapping with other TGFbeta knockout phenotypes // Development. 1997. Vol. 124. P. 2659−2670. doi: 10.1242/dev.124.13.2659
  23. Kulkarni A.B., Huh C.G., Becker D. et al. Transforming growth factor beta 1 null mutation in mice causes excessive inflammatory response and early death // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1993. Vol. 90. No. 2. P. 770−774. doi: 10.1073/pnas.90.2.770
  24. Kaartinen V., Voncken J.W., Shuler C. et al. Abnormal lung development and cleft palate in mice lacking TGF-beta 3 indicates defects of epithelial-mesenchymal interaction // Nat. Genet. 1995. Vol. 11. No. 4. P. 415−421. doi: 10.1038/ng1295-415
  25. Blobe G.C., Schiemann W.P., Lodish H.F. Role of transforming growth factor beta in human disease // N. Engl J. Med. 2000. Vol. 342. No. 18. P. 1350−1358. doi: 10.1056/NEJM200005043421807
  26. Li Y.P., Chen W., Liang Y. et al. Atp6i-deficient mice exhibit severe osteopetrosis due to loss of osteoclast-mediated extracellular acidification // Nat. Genet. 1999. Vol. 23. No. 4. P. 447−451. doi: 10.1038/70563
  27. Chen W., Yang S., Abe Y. et al. Novel pycnodysostosis mouse model uncovers cathepsin K function as a potential regulator of osteoclast apoptosis and senescence // Hum. Mol. Genet. 2007. Vol. 16. No. 4. P. 410−423. doi: 10.1093/hmg/ddl474
  28. Abula K., Muneta T., Miyatake K. et al. Elimination of BMP7 from the developing limb mesenchyme leads to articular cartilage degeneration and synovial inflammation with increased age // FEBS Lett. 2015. Vol. 589. No. 11. P. 1240−1248. doi: 10.1016/j.febslet.2015.04.004
  29. Wu M., Chen G., Li Y.P. TGF-β and BMP signaling in osteoblast, skeletal development, and bone formation, homeostasis and disease // Bone. Res. 2016. Vol. 4. P. 16009. doi: 10.1038/boneres.2016.9
  30. Spector J.A., Luchs J.S., Mehrara B.J. et al. Expression of bone morphogenetic proteins during membranous bone healing // Plast. Reconstr. Surg. 2001. Vol. 107. No. 1. P. 124−134. doi: 10.1097/00006534-200101000-00018
  31. Okamoto M., Murai J., Yoshikawa H., Tsumaki N. Bone morphogenetic proteins in bone stimulate osteoclasts and osteoblasts during bone development // J. Bone Miner. Res. 2006. Vol. 21. No. 7. P. 1022−1033. doi: 10.1359/jbmr.060411
  32. Wutzl A., Brozek W., Lernbass I. et al. Bone morphogenetic proteins 5 and 6 stimulate osteoclast generation // J. Biomed. Mater. Res. A. 2006. Vol. 77. No. 1. P. 75−83. doi: 10.1002/jbm.a.30615
  33. Simic P., Culej J.B., Orlic I. et al. Systemically administered bone morphogenetic protein-6 restores bone in aged ovariectomized rats by increasing bone formation and suppressing bone resorption // J. Biol. Chem. 2006. Vol. 281. No. 35. P. 25509−25521. doi: 10.1074/jbc.M513276200
  34. Попков Д.А. Показатели метаболизма коллагена при оперативном лечении врожденных укорочений нижних конечностей // Гений ортопедии. 2004. № 1. С. 55−58.
  35. Ковинька М.А., Аранович А.М., Стогов М.В. Биохимическая оценка состояния пациентов с ахондроплазией при удлинении конечностей // Гений ортопедии. 2011. № 1. С. 125−129.
  36. Менщикова Т.И., Аранович А.М., Новиков К.И., Диндиберя Е.В. Ультрасоногрофия костного регенерата при нормальной остеогенной активности у пациентов с косметической коррекции роста // Гений ортопедии. 2003. № 4. С. 27−30.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Сонограммы регенератов большеберцовой кости пациентки З., 12 лет. Ахондроплазия, низкий рост. Период дистракции — 9 дней, билокальное удлинение, общая величина удлинения — 1,78 см: а — схема строения регенерата; б — ширина эхопозитивной зоны проксимального регенерата — 0,90 см; акустическая плотность регенерата — 95 усл. ед., акустическая плотность структур — 101 усл. ед.; в — ширина эхопозитивной зоны дистального регенерата — 0,80 см; акустическая плотность регенерата — 89 усл. ед., акустическая плотность структур — 101 усл. ед.

Скачать (123KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Сонограммы регенератов большеберцовой кости пациентки З., 12 лет. Ахондроплазия, низкий рост. Период дистракции — 20 дней, билокальное удлинение, общая величина удлинения — 4,0 см: а — схема строения регенерата; б — ширина эхопозитивной зоны проксимального регенерата — 2,2 см, акустическая плотность регенерата — 110 усл. ед., акустическая плотность костных трабекул — 147 усл. ед.; в — ширина эхопозитивной зоны дистального регенерата — 1,80 см; акустическая плотность регенерата — 93,2 усл. ед., акустическая плотность костных трабекул — 67 усл. ед.

Скачать (145KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Сонограммы регенератов большеберцовой кости пациента И., 10 лет. Ахондроплазия, низкий рост. Период дистракции — 38 дней, билокальное удлинение, общая величина удлинения — 7,0 см: а — схема строения регенерата; б — ширина эхопозитивной зоны проксимального регенерата — 5,0 см; акустическая плотность регенерата — 118 усл. ед., акустическая плотность костных трабекул — 150 усл. ед.; в — ширина эхопозитивной зоны дистального регенерата — 1,80 см; акустическая плотность регенерата — 112 усл. ед., акустическая плотность костных трабекул — 145 усл. ед.

Скачать (164KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Сонограммы регенератов большеберцовой кости пациента И., 10 лет. Ахондроплазия, низкий рост. Период дистракции — 55 дней, билокальное удлинение, общая величина удлинения — 9,0 см: а — схема строения регенерата; б — ширина эхопозитивной зоны проксимального регенерата — 30 см; акустическая плотность регенерата — 119 усл. ед., акустическая плотность костных трабекул — 182 усл. ед.; в — дистальный регенерат визуализируется в форме «ковша»; акустическая плотность регенерата — 128 усл. ед.

Скачать (120KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Сонограмма дистракционного регенерата большеберцовой кости пациента И., 10 лет. В дуплексном режиме сканирования визуализируются развитые сосудистые веточки различного диаметра от 0,5 до 2,5 мм. Периферические индексы: PI = 1,10; RI = 0,67 и PI = 1,52; RI = 0,75

Скачать (114KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Сонограмма дистракционного регенерата большеберцовой кости пациента В., 10 лет. Ахондроплазия, низкий рост. Билокальное удлинение. Общая величина удлинения — 9 см (проксимальный регенерат — 5 см, дистальный регенерат — 4 см). Репаративная активность снижена: в интермедиарной зоне визуализируются гипоэхогенные кистоподобные очаги различного размера

Скачать (105KB)
Метаданные

© Лунева С.Н., Менщикова Т.И., Аранович А.М., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС77-54261 от 24 мая 2013 г.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах