На правах рукописи

Конюченко Елена Анатольевна

СОСТОЯНИЕ ПЕРЕКИСНО-АНТИОКСИДАНТНОГО БАЛАНСА И

ГУМОРАЛЬНОГО ИММУНИТЕТА ПРИ ОСЛОЖНЁННОЙ ТРАВМЕ

ШЕЙНОГО ОТДЕЛА ПОЗВОНОЧНИКА

14.03.03 – Патологическая физиология

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук

Москва, 2012

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Российский университет дружбы народов» и ФГБУ «Саратовский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Научный руководитель:

Карякина Елена Викторовна доктор медицинских наук профессор

Официальные оппоненты:

Федорова Татьяна Николаевна доктор биологических наук, руководитель лаборатории клинической и экспериментальной нейрохимии ФГБУ Научного центра неврологии РАМН;

Архипенко Юрий Владимирович доктор биологических наук профессор, заведующий лаборатории адаптационной медицины факультета фундаментальной медицины ФГБУ ВПО МГУ имени М.В. Ломоносова

Ведущая организация:

Федеральное государственное бюджетное учреждение научноисследовательский институт общей патологии и патологической физиологии РАМН

Защита состоится «28» ноября 2012 года в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 212.203.06 ФГБОУ ВПО «Российский университет дружбы народов» по адресу: 117198, Москва ул. Миклухо-Маклая, д.8.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Российский университет дружбы народов» по адресу: 117198, Москва, ул. МиклухоМаклая, д.8.

Автореферат разослан «» _ 2012 г.

Учёный секретарь диссертационного совета Г.А. Дроздова доктор медицинских наук профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В настоящее время в отечественной биологии и медицине все процессы, протекающие в организме после травмы, рассматриваются в рамках концепции травматической болезни (ТБ). В соответствии с этой концепцией ТБ определяется как «совокупность общих и местных изменений, патологических и приспособительных реакций, возникающих в организме в период от момента травмы до её исхода» (Шапошников Ю.Г., 1997).

Травма вызывает стресс-реакцию в организме пострадавшего и служит патогенетической основой развития ТБ. Неспецифическая защитноприспособительная перестройка, происходящая в организме при любой травме, в частности, при позвоночно-спинномозговой приводит к возникновению нового метаболического состояния (Агаджанян В.В. и соавт., 2003;

Котельников Г.П. и соавт., 2009; Крюк Ю.А. и соавт., 2010).

Важными патогенетическими механизмами ТБ являются изменение перекисно-антиоксидантного баланса (ПАБ) и факторов гуморального иммунитета (Abakumov M.M., 2002; Калинина Н.М. и соавт., 2005).

ПАБ – оптимальное соотношение между концентрацией продуктов липопероксидации и уровнем неферментных и ферментных антиоксидантов в биологических средах организма в условиях физиологической нормы, поддерживающие протекание основных метаболических процессов (Барабой В.А., Сутковой Д.А., 1997; Владимиров Ю.А., 1998; Кричковская Л.В., 2001;

Белова С.В. и соавт., 2010).

В результате ТБ развивается состояние, которое может быть охарактеризовано как окислительный стресс; нарушается равновесие между системой перекисного окисления липидов (ПОЛ) и антиоксидантной защиты (АОЗ), в частности ее ферментного звена, обусловливающей обезвреживание перекисей и свободных радикалов (Меньщикова Е.Б., Ланкин В.З., Зенков Н.К. и соавт.. 2006).

Как известно, к интенсификации ПОЛ у пострадавших с травмой приводит угнетение АОЗ и её отдельных звеньев, снижение содержания и активности антиоксидантных ферментов, в том числе супероксиддисмутазы (СОД) – одного из важнейших клеточных и церулоплазмина (ЦП) – основного неклеточного антиоксидантных ферментов, лимитирующих процессы ПОЛ (Климова Л.В. и соавт., 1999).

В настоящее время не вызывает сомнения тот факт, что состояние процессов ПОЛ и АОЗ находится в тесной взаимосвязи с функционированием иммунной системы (Чагина Е.А., 2006; Садова В.А. и соавт., 2008). Активация ПОЛ оказывает неблагоприятное действие на структурнофункциональное состояние всех клеток организма, в том числе и иммунной системы.

Защитно-приспособительная перестройка, возникающая при ТБ спинного мозга, приводит к изменению метаболического гомеостаза, в частности, изменению соотношения про- и противовоспалительных цитокинов и отдельных классов иммуноглобулинов в сыворотке крови (Александров В.Н., 1994; Сидорин В.С., 1994; Петрова Н.В., 1996; Соколова Т.Ф., 1999; Хаитов Р.М. и соавт., 2000; Беловолова Р.А. и соавт., 2002; Шолкина М.Н. и соавт., 2002; Слишков В.П., Агаркова А.Н., 2004; Голобородько М.К. и соавт., 2004;

Забродский П.Ф. и соавт., 2008; Розанов В.Е., Шафалинов В.А., 2009; Hansen E., Schmitz G., 1999; Li Wei et al., 2005; Yao Yong-ming, 2007; Nezlin Roald, 2009).

Особенности течения острого периода ТБ во многом определяется особенностями перестройки системы антиинфекционной защиты организма, что может привести к развитию осложнений, среди которых большой удельный вес имеют инфекционные осложнения. Последние зачастую определяют и исход ТБ (Козлов В.К., 2008).

Резкое снижение естественной неспецифической резистентности организма в остром и раннем периоде ТБ спинного мозга может привести к присоединению бактериальной инфекции, проявляющейся, в частности, бронхолегочными осложнениями (Короткевич А.Г., 2001; Креймер В.Д., 2006;

Свирская Л.М. и соавт., 2008; Сotton B.A., 2005).

До настоящего момента не проводилось детального мониторинга показателей ПАБ, цитокинового профиля и показателей гуморального иммунитета при осложнённой травме шейного отдела позвоночника (ШОП), в том числе при благоприятном (без инфекционных осложнений) и неблагоприятном (при наличии инфекционных осложнений) течении острого и раннего посттравматического периода.

Цель исследования - изучить патогенетическое значение динамических изменений и взаимосвязь перекисно-антиоксидантного баланса и гуморального иммунитета в оценке течения острого и раннего периода осложнённой травмы шейного отдела позвоночника.

Задачи исследования Изучить состояние перекисно-антиоксидантного баланса, содержания про- и противовоспалительных цитокинов и циркулирующих иммуноглобулинов в периферической крови у практически здоровых лиц мужского пола трудоспособного возраста.

Провести мониторинг перекисно-антиоксидантного баланса у больных при благоприятном (без инфекционных осложнений) и неблагоприятном (с инфекционными осложнениями) течении острого и раннего периода осложнённой травмы шейного отдела позвоночника.

Провести мониторинг содержания про- и противовоспалительных цитокинов периферической крови у больных при благоприятном (без инфекционных осложнений) и неблагоприятном (с инфекционными осложнениями) течении острого и раннего периода осложнённой травмы шейного отдела позвоночника.

Изучить в динамике изменения концентрации иммуноглобулинов классов А, M, G в периферической крови при благоприятном (без инфекционных осложнений) и неблагоприятном (с инфекционными осложнениями) течении острого и раннего периода осложнённой травмы шейного отдела позвоночника.

Исследовать взаимосвязь показателей перекисноантиоксидантного и иммунного статуса у больных при благоприятном (без инфекционных осложнений) и неблагоприятном (с инфекционными осложнениями) течении острого и раннего периода осложнённой травмы шейного отдела позвоночника.

Научная новизна. Впервые выявлено наличие зависимости между показателями перекисного окисления липидов, антиоксидантной системы и параметрами гуморального иммунитета (цитокиновый и иммуноглобулиновый профили сыворотки крови). Показано, что развитие травматической болезни при осложненной травме шейного отдела позвоночника сопровождается выраженным перекисно-антиоксидантный дисбалансом, относительной недостаточностью антиоксидантной защиты, гиперпродукцией провоспалительных цитокинов, а также дисиммуноглобулинемией.

Чрезмерная выраженность перекисно-антиоксидантного и цитокинового дисбаланса и подавление гуморального звена иммунитета ассоциируется с возникновением бронхолёгочных осложнений, определяющих особенности течения травматической болезни в остром и раннем периоде осложнённой травмы шейного отдела позвоночника.

Практическая значимость. Мониторинг показателей перекисноантиоксидантного баланса, цитокинового профиля и уровней иммуноглобулинов в сыворотке крови при осложнённой травме шейного отдела позвоночника позволяет прогнозировать особенности течения острого и раннего периода осложнённой травмы шейного отдела позвоночника.

Разработан «Способ прогнозирования развития бронхолёгочных осложнений при шейно-спинальной травме» (патент РФ на изобретение № 2456609, МПК G01N 33/48 по заявке № 2011131643, приор. от 27.07.2011г., опубл. 20.07.2012 г., Бюл. № 20).

Полученные в работе данные могут иметь значение для обоснования необходимости исследования параметров ПОЛ-АОС и иммунного статуса у больных с осложнённой травмой шейного отдела позвоночника.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. В остром и раннем периоде осложнённой травмы шейного отдела позвоночника одним из важных факторов, определяющих развитие бронхолёгочных осложнений является перекисно-антиоксидантный дисбаланс с относительной недостаточностью ферментного звена антиоксидантной системы.

2. Существенными механизмами острого и раннего периода осложнённой травмы шейного отдела позвоночника являются иммунологические нарушения, характеризующиеся дисбалансом про- и противовоспалительных цитокинов и дисиммуноглобулинемией, степень выраженности которых зависит от особенностей течения травматической болезни.

3. Нарушение взаимосвязи между процессами липопероксидации и антиоксидантной защиты, с одной стороны, и цитокинового баланса и выраженности дисиммуноглобулинемии - с другой, играет важную роль в патогенезе острого и раннего периода осложнённой травмы шейного отдела позвоночника.

Апробация работы. Основные результаты диссертации доложены на заседаниях VI Всероссийского съезда научно-медицинского общества анатомов, гистологов и эмбриологов (Саратов 2009); на научно-практической конференции молодых учёных «Актуальные вопросы травматологии, ортопедии и вертебрологии (Саратов, 2009); представлены в материалах научнопрактической конференции молодых учёных «Современные аспекты травматологии, ортопедии и вертебрологии (Саратов, 2010); на заседании научного общества «Ассоциации травматологов и ортопедов» (Саратов, 2012).

Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 152 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, главы «Материал и методы исследования» и трёх глав собственных исследований, главы обсуждения результатов исследования, выводов и списка использованных источников литературы, включающего 205 источников, из них отечественных и 61 иностранных. Работа иллюстрирована 26 таблицами и рисунками.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 9 работ, из них 5 в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ для публикации основных результатов диссертационного исследования на соискание учёной степени кандидата биологических наук, получен патент РФ на изобретение.

Внедрение в практику. Полученные результаты внедрены в практику работы отдела фундаментальных и клинико-экспериментальных исследований ФГБУ «Саратовский НИИТО» Минздравсоцразвития России, отдела инновационных проектов в нейрохирургии и вертебрологии ФГБУ «Саратовский НИИТО» Минздравсоцразвития России, в учебный процесс (лекций и практических занятий по патологии нервной системы) кафедры патологической физиологии им. А.А.Богомольца ГБОУ ВПО «СГМУ им.

В.И.Разумовского» Минздравсоцразвития России.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Для решения поставленных задач в качестве объекта исследования было обследовано 60 больных, находящихся на стационарном лечении в СарНИИТО в остром (1-4-е сутки) и раннем (5-30-е сутки) периоде осложнённой травмы ШОП (Полищук Н.Е. и соавт., 2001).

В контрольную группу входили 30 практически здоровых лиц мужского пола в возрасте от 17 до 60 лет без вредных привычек, а также острых и хронических заболеваний, способных повлиять на исследуемые показатели.

Средний возраст здоровых лиц мужского пола составил 28,0± 2,3 лет.

Ретроспективно 60 больных с осложнённой травмой ШОП были разделены на 2 группы. В зависимости от характера течения острого и раннего посттравматического периода: 1 группа с благоприятным течением (без инфекционных осложнений - бронхолёгочных) - 30 больных; 2 группа с неблагоприятным течением (с наличием инфекционных осложнений – бронхолёгочных) – 30 больных. Обследованные больные в обеих группах были сопоставимы по полу, возрасту и уровню поражения спинного мозга (в основном С3С7). Средний возраст больных составил 24,0±4,5 года.

Критериями включения больных в исследование были: 1) лица мужского пола в возрасте от 17 до 60 лет; 2) наличие осложнённой травмы ШОП (класс А и Б по классификации ASIA); 3) острый и ранний период осложнённой травмы ШОП (до 30-х суток); 4) изолированный характер повреждения;

5) отсутствие тяжелой висцеральной патологии и хронических заболеваний на момент травмы.

Материалом для исследования служила сыворотка крови.

Во всех группах обследованных лиц осуществляли взятие проб крови при пункции локтевой вены в объеме 5 мл натощак в утренние часы, кровь оставляли для свертывания при температуре 23° С, центрифугировали при 2000 оборотах/мин в течение 10 минут для получения сыворотки. Анализ вышеперечисленных показателей проводили в день забора крови не позже, чем через 2 часа после её взятия.

Всем больным проведены следующие исследования: клинические, инструментальные (рентгенография в 2-х проекциях, МРТ - исследования), клинико-лабораторные (анализ крови, мочи), биохимические (глюкоза, мочевина, креатинин, общий белок, альбумин, билирубин общий и прямой, АЛТ, АСТ, ГГТ, электролиты, рО2, рСО2, РН), иммунологические (СРБ).

Специальные методы исследования включали определение показателей перекисно-антиоксидантного баланса и гуморального иммунитета. В качестве показателя процессов липопероксидации определяли уровень МДА, о состоянии ферментного звена антиоксидантной системы судили по уровню СОД и ЦП.

В качестве показателей гуморального звена иммунитета определяли концентрацию ряда провоспалительных цитокинов: ФНО-, IL-1, IL-6 и противовоспалительных цитокинов: IL-4, IL-10, а также уровни иммуноглобулинов классов A, M, G в сыворотке крови.

Все специальные исследования у больных с осложнённой травмой ШОП выполнялись в динамике на 1-4-е, 7-е, 14-е, 21-е, 30-е сутки, у практически здоровых лиц мужского пола - однократно.

Статистическую обработку полученных данных осуществляли при помощи пакета программ Statistica 6.0. Проверяли гипотезы о виде распределений (критерий Шапиро-Уилкса). Большинство наших данных не соответствуют закону нормального распределения, поэтому для сравнения значений использовался U-критерий Манна-Уитни, на основании которого рассчитывался Z–критерий Фишера и показатель достоверности (p). Результаты считали