ІНСТИТУТ ГЕРОНТОЛОГІЇ АКАДЕМІЇ МЕДИЧНИХ НАУК УКРАЇНИ

ДОНЧЕНКО ЛЮДМИЛА ІВАНІВНА

УДК 577.73-616.001-612.6-612.015.348

ВIКОВI ОСОБЛИВОСТI РОЗВИТКУ МЕТАБОЛIЧНИХ ПОРУШЕНЬ У ПОСТРАЖДАЛИХ З ТРАВМОЮ ОПОРНО-РУХОВОГО АПАРАТУ

(ДIAГНОСТИКА I ПРОГНОЗУВАННЯ)

03.00.04 – Біохімія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора біологічних наук

Київ – 2004

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Науково-дослідному інституті травматології та ортопедії Донецького державного медичного університету ім. М.Горького МОЗ України

Науковий консультант - доктор медичних наук, професор

КУЛЬЧИЦЬКИЙ Олег Костянтинович,

Інститут геронтології АМН України,

завідувач лабораторії регуляції метаболізму

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук,

ЛIТОШЕНКО Олександр Якович,

Інститут геронтології АМН України,

завідувач лабораторії молекулярної генетики

доктор біологічних наук, професор

МАГОМЕДОВ Сатрутдін Магомедович,

Науково-дослідний інститут травматології та ортопедії

АМН України, завідувач лабораторії біохімії

доктор біологічних наук

КНЯЗЄВА Марина Владиславівна,

Харківський національний університет

ім. В.Н.Каразіна, професор кафедри біохімії

Провідна установа - Інститут ендокринології та обміну речовин

ім. В.П. Комісаренка АМН України, відділ

патофізіології ендокринної системим, м.Київ.

Захист відбудеться 20 травня 2004 р. о 10.00 на засіданні

спеціалізованої вченої ради Д 26.551.01 Інституту геронтології АМН України (04114, м. Київ, вул. Вишгородська, 67).

Автореферат розісланий 20 квітня 2004р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

канд. мед. наук Р.І. Потапенко

Актуальність роботи. Вивченню метаболічних процесів в організмі постраждалих з ускладненим перебігом посттравматичного періоду належить важлива роль у розв’язанні науково-практичних проблем, загальних для біохімії та травматології. При цьому, як в Україні, так і в інших країнах, менш за все було вивчено віковий аспект даної проблеми. Але і наявні роботи з цього питання дозволяють стверджувати, що похилий вік постраждалих є незалежним фактором ризику, який має негативний вплив на метаболічні процеси гострого періоду травми та клінічний перебіг травматичної хвороби (А.В. Каплан, 1977; T.D.Wardle, 1999; R.Marsh David, Li Gang, 1999; С. М. Беседінський 2000; О.В.Пелипенко, 2001; О.Б. Ершова и соавт., 2003).

Відомо, що у відповідь на пошкодження цілісності органів і клітинних структур виникає генералізована нейроендокринна реакція, яка характеризується збудженням нервових центрів, активацією симпато-адреналової, гіпоталамо-гіпофізарно-надниркової систем, підсиленням функцій систем кровообігу та дихання. Усе це активує процеси катаболізму в різноманітних системах, охоплених збудженням (B.A.Foex,1999; А.В.Малыхин, 2000; Е.Е. Дубинина, 2001). У випадку глибоких метаболічних порушень у постраждалих підвищується ризик розвитку ускладнень інфекційно-запального та дегенеративно-дистрофічного характеру (М.М. Холопик, 1990; А.В. Барков, Б.Г. Гавриленко, 1996). Частота розвитку посттравматичних ускладнень у постраждалих похилого віку у 2-2,5 вища, ніж у хворих молодого та середнього віку, що зумовлено віковими особливостями нейрогуморальної регуляції, змінами імунного статусу організму та обміну білків, вуглеводів і ліпідів, наявністю супутніх захворювань органів та систем (В.В.Фролькіс,1970; Kokkonen Gertrude C. еt all, 1997; А.Я.Литошенко, 1998; О.В. Коркушко,1998; Т.Ю. Квитницкая-Рыжова, 1998; И.Е. Зазерская и соавт., 1999; О.К.Кульчицкий, 2000; G. Harper , G.D.James, D.E.Crews, 2000; G. Paolisso et.all, 2000).

Біохімічні механізми розвитку запальної реакції пов’язують з розвитком окислювального стресу, який є наслідком як самої травми, так і активації фагоцитарної активності нейтрофілів та макрофагів (А.Н.Маянский, Д.Н.Маянский,1983; М.В.Князєва,1996). За даними А.В. Войтович та співавт.(2001), інфекційно-запальні ускладнення у постраждалих розвиваються на тлі гіперферментемії, катаболізму білків, пероксидації ліпідів і т.д.

Особливе місце у структурі посттравматичних ускладнень мають дегенеративно-дистрофічні захворювання опорно-рухового апарату. Навіть після правильно і своєчасно виконаного металоостеосинтезу шийки стегна у людей похилого і старечого віку, незрощення перелому відзначається у 15-20%, а розвиток асептичного некрозу головки стегна у 12-15% хворих (А.Ю.Магомедов, Ю.А. Магомедов, 2001). Інволютивні процеси у кістково-м'язовій системі, а також знижена регенеративна спроможність у постраждалих похилого віку підвищують ризик розвитку ускладнень. Згідно з сучасними уявленнями, зміни дегенеративно-дистрофічного характеру у кістково-м’язовій системі пов’язані з процесами резорбції кісткової тканини (Rodan Gideon A. 1998; Raisz Lawrence G. 1999).

В сучасній літературі достатньо поширені відомості відносно специфічних показників метаболізму кісткової тканини, взаємозв'язку їх із станом імунітету, вмістом гормонів, мікроелементів (О.П.Тимошенко 1990; Л.Я. Рожинская,1998; В.В.Григоровський, С.Магомедов, 1999; H.M.Massey, A.M.Flanagan, 1999; Н.В.Родионова, О.В.Полковенко, 2002), але достатньо аргументованого уявлення щодо ендогенних факторів ризику розвитку інфекційно-запальних та дегенеративно-дистрофічних ускладнень травми не вироблено. Суттєво, що й досі відсутні концептуальні положення щодо впливу вікового фактору на метаболічні процеси при неускладненій та ускладненій течії травматичної хвороби. Внаслідок того, що вікові аспекти метаболізму гострого періоду травми вивчені недостатньо (адже саме гострий період значною мірою детермінує особливості подальшої течії травматичної хвороби), актуальними залишаються питання розробки методів ранньої діагностики і прогнозу розвитку ускладнень у постраждалих молодого та похилого віку, які мають базуватися на біохімічних параметрах.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є складовою частиною плану наукових досліджень Науково-дослідного інституту травматології та ортопедії Донецького державного медичного університету ім. М. Горького Міністерства охорони здоров'я України: “Вивчити патогенез інфекційних ускладнень травматичної хвороби у осіб похилого та старечого віку та розробити засоби їхнього прогнозування, профілактики і лікування”, номер державної реєстрації 0193U033430. Автор, як відповідальний виконавець теми, провела аналіз та узагальнення результатів клініко-лабораторних досліджень, виявила особливості метаболічних порушень у постраждалих молодого та похилого віку з інфекційно-запальними ускладненнями після травми, розробила метод діагностики перебігу травматичної хвороби, а також алгоритм прогнозу розвитку інфекційно-запальних ускладнень. У роботі “Вплив консервативних та оперативних засобів лікування на стан нормальної мікрофлори і імунного статусу у хворих з множинною травмою”, номер державної реєстрації 0199U000161, автором на основі біохімічних досліджень встановлено вікові особливості метаболізму гострого періоду травми. У роботі “Розробити комплекс медичних реабілітаційних заходів при важких відкритих ушкодженнях кінцівок для поліпшення анатомо-функціональних і експертних результатів”, номер державної реєстрації 0100U006365, автором проведено дослідження біохімічних параметрів у постраждалих в гострому періоді травми, розроблено алгоритм прогнозу розвитку ускладнень дегенеративно-дистрофічного характеру, а також засіб діагностики процесів резорбції кісткової тканини.

Мета дослідження. Встановити вікові особливості змін процесів метаболізму у гострому періоді травми опорно-рухового апарату у постраждалих з неускладненим і ускладненим перебігом посттравматичного періоду і на цій основі розробити методи ранньої діагностики та прогнозу розвитку ускладнень інфекційно-запального і дегенеративно-дистрофічного характеру.

Задачі дослідження:

1. Вивчити особливості змін вмісту електролітів, вуглеводів, білків, ліпідів, а також ферментативні активності лактатдегідрогенази, амілази, аспартатамінотранферази, аланінамінотрансферази, гама-глутаміл-трансферази, креатинкінази, кислої та лужної фосфатаз, РНКази, ДНКази, катепсину Д у сироватці крові постраждалих різного віку у гострому періоді травми опорно-рухового апарату.

2. Оцінити на основі кореляційного та факторного аналізу особливості метаболізму гострого періоду травми у постраждалих різного віку з неускладненим та ускладненим перебігом посттравматичного періоду.

3. На основі ретроспективного аналізу встановити вікові особливості порушень метаболізму в гострому періоді травми у постраждалих з інфекційно-запальними ускладненнями і виявити інформативні критерії ранньої діагностики цих ускладнень.

4. На основі ретроспективного аналізу встановити вікові особливості порушень метаболізму в гострому періоді травми у постраждалих з ускладненнями дегенеративно-дистрофічного характеру і виявити інформативні критерії ранньої діагностики цих ускладнень.

5. Розробити алгоритм прогнозу розвитку ускладнень інфекційно-запального та дегенеративно-дистрофічного характеру у постраждалих молодого та похилого віку.

6. Розробити та обґрунтувати концепцію розвитку ускладнень інфекційно- запального та дегенеративно-дистрофічного характеру на основі встановлених особливостей змін метаболічних процесів у гострому періоді травми опорно-рухового апарату.

Наукова новизна одержаних результатів. На підставі біохімічних досліджень були одержані нові дані щодо впливу вікового фактору на метаболічні процеси гострого періоду травми у постраждалих молодого, середнього та похилого віку із неускладненим і ускладненим перебігом посттравматичного періоду.

Вперше доведено, що зміни процесів метаболізму у гострому періоді травми у постраждалих з неускладненим перебігом посттравматичного періоду, а також у хворих, які мали ускладнення інфекційно-запального або дегенеративно-дистрофічного характеру, мали істотні розбіжності. При цьому, особливості метаболічної реакції на травму визначалися віком постраждалих.

Встановлено, що у постраждалих з неускладненим перебігом посттравматичного періоду вікові особливості метаболізму гострого періоду травми характеризуються тим, що у хворих похилого віку більш виражені зміни вмісту електролітів у сироватці крові порівняно з хворими молодого та середнього віку. На відміну від цього, катаболізм білків і пероксидація ліпідів були більш виражені у постраждалих молодого віку, порівняно з хворими похилого віку. Відповідно до цього, і лактатдегідрогеназна, амілазна, аспартатамінотранферазна, аланінамінотрансферазна, РНК-азна та ДНКзна активності у сироватці крові постраждалих віком до 40 років були вищими, ніж у хворих середнього та похилого віку.

Встановлено особливості процесів метаболізму гострого періоду травми у постраждалих з інфекційно-запальними ускладненнями. Показано, що у цих хворих гіпопротеїнемія, гіпохолестеринемія, вміст калію, глобулінів і сечовини в сироватці крові, а також активність процесів ПОЛ, катепсину D і РНК-азна, ДНК-азна, креатинкіназна, лактатдегідрогеназна, аспартатамітрансферазна та аланінамінтрансферазна активності у сироватці крові були більш виражені, ніж у хворих без ускладнень. При цьому, означені особливості метаболізму гострого періоду травми були більш виражені у хворих похилого віку порівняно з хворими молодого віку.

Вперше встановлено особливості процесів метаболізму гострого періоду травми у постраждалих з ускладненнями дегенеративно-дистрофічного характеру. Показано, що у цих хворих у сироватці крові вміст натрію, а також активність кислої фосфатази і амілази були вищими, а вміст фосфору і креатинкіназна активність – нижчими, ніж у хворих без ускладнень.

Вперше доведено, що прогресування дегенеративно-дистрофічних процесів у постраждалих супроводжується зниженням в сироватці крові вмісту креатиніну і підвищенням активності кислої фосфатази.

Вперше на основі факторного аналізу визначено інтегральні показники метаболізму гострого періоду травми у постраждалих молодого і похилого віку з неускладненим і ускладненим перебігом посттравматичного періоду. Показано, що інтегральні показники метаболізму у постраждалих з інфекційно-запальними ускладненнями відрізняються від інтегральних показників у постраждалих з ускладненнями дегенеративно-дистрофічного характеру, що свідчить про наявність різних біохімічних механізмів їхнього розвитку.

Обґрунтовано концепцію розвитку інфекційно-запальних та дегенеративно-дистрофічних ускладнень у хворих молодого та похилого віку, яка полягає в тому, що процеси метаболізму гострого періоду травми корелюють з особливостями подальшої течії травматичної хвороби і залежать від віку постраждалих. Розвиток інфекційно-запальних ускладнень сполучено процесами окислення енергетичних субстратів, які більш виражені у хворих похилого віку. Розвиток ускладнень дегенеративно-дистрофічного характеру, незалежно від віку постраждалих, сполучено змінами вмісту фосфору у сироватці крові у гострому періоді травми.

Практичне значення отриманих результатів. Запропоновано біохімічні критерії ранньої діагностики та прогнозу перебігу травматичної хвороби (патент України № 20023; патент Росії № 2120634), які дозволяють оцінювати у постраждалих ступінь ризику розвитку ускладнень інфекційно-запального характеру на будь якій стадії травматичної хвороби.

Запропоновано алгоритм прогнозу розвитку інфекційно-запальних ускладнень у постраждалих молодого та похилого віку, який дозволяє вже в гострому періоді травми прогнозувати особливості клінічного перебігу посттравматичного періоду.

Запропоновано алгоритм прогнозу розвитку ускладнень дегенеративно-дистрофічного характеру, який дозволяє на основі визначення біохімічних показників у гострому періоді травми прогнозувати ризик розвитку дегенеративно-дистрофічних процесів.

Розроблено метод діагностики дегенеративно-дистрофічних процесів на будь якій стадії травматичної хвороби (патент України № 41728, патент Росії № 2210776). Використання в практиці розроблених засобів ранньої діагностики і прогнозу ускладненої течії травматичної хвороби дозволили своєчасно корегувати тактику лікування постраждалих, що сприяло зниженню летальності і показників інвалідності.

Розроблені методи діагностики і прогнозу розвитку ускладнень впроваджено у практику НДІ травматології та ортопедії Донецького державного медичного університету ім. М.Горького, обласній травматологічній лікарні м. Донецька, санаторії “Святі гори” (м. Святогорськ). Основні наукові положення дисертаційної роботи впроваджено в навчальний процес на кафедрі травматології, ортопедії та екстремальної медицини ДонДМУ.

Особистий внесок здобувача. Дисертація є самостійною роботою автора, яка провела обстеження постраждалих і осіб контрольної групи різного віку за допомогою біохімічних методів дослідження; оцінила і проаналізувала отримані результати дослідження з використанням засобів статистики, кореляційного, факторного і дискрімінантного аналізу; виявила інтегральні показники метаболізму гострого періоду травми у постраждалих різних вікових груп; розробила засоби ранньої діагностики розвитку травматичної хвороби; розробила метод діагностики дегенеративно-дистрофічних процесів; розробила алгоритми прогнозу розвитку ускладнень інфекційно-запального та дегенеративно-дистрофічного характеру для постраждалих молодого та похилого віку. Автором самостійно проведено біохімічні дослідження, науковий аналіз одержаних результатів, сформульовано наукові положення і висновки, підготовлено самостійні, а також сумісні друковані роботи.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати роботи освітлено в доповідях на науково-практичних конференціях : “Роль центрів кістково-гнійної хірургії в діагностиці, профілактиці та лікуванні хворих на остеомієліт в Україні” 21-22 листопада 1996р. Київ; European High Pressure Research Group 35th Meeting “ High Pressure food science, bioscience and chemistry “ University, of Reading, UK, September 7-11th, 1997; IVth joint meeting of Japanese and European Seminars on High Pressure Bioscience and Biotechnology , August 30th –September 3rd 1998 , University of Heidelberg, Germany; “Актуальні проблеми геріатричної ортопедії” 17-19 травня 2000р. Київ-Вінниця; Х Українській школі з міжнародною участю “Біологія і патологія опорно-рухового апарату” 7-9 червня 2000р. Харків; ХШ з'їзді ортопедів-травматологів України 12-14 вересня 2001р.; 4th High Pressure School on Chemistry, Biology, Materials Science and Techniques, Warsaw, 22-25 June 2001; Міжнародній школі НАТО/Інститут передових досліджень “Polymer Based Systems on Tissue Engineering, Replacement and Regeneration” 15-25 жовтня 2001р., Алвор, Португалія; Всеукраїнській конференції з міжнародною участю “Лікування захворювань і пошкоджень верхньої кінцівки” 23-24 травня 2002р. Донецьк; Всеукраїнській конференції з міжнародною участю “Теоретичні та клінічні аспекти травматичної хвороби” 5-6 червня 2003р. Донецьк; VІІ Російському національному конгресі “Человек и его здоровье” 26-29 листопада 2002 р., Санкт-Петербург, Росія; УП з'їзді Всеукраїнського Лікарського товариства 16-17 травня 2003 р., Тернопіль; Європейському симпозіумі “E-MRS 2003 FALL MEETING”- Materials for Medical Applications, 15-19 вересня 2003р., Варшава, Польща; Міжнародній науково-практичній конференції “Політравма” 11-12 грудня 2003 р., Донецьк.

Публікації. Матеріали дисертації опубліковано у 40 наукових роботах, з них 5 без співавторів, 20 публікацій основного вмісту дисертації в наукових виданнях, затверджених ВАК України.

Структура та обсяг дисертації. Роботу викладено на 239 сторінках машинописного тексту. Вона складається зі вступу, 6 розділів, висновків і списку використаної літератури, що містить 297 джерел інформації, зокрема, 169 українських та російських і 128 іноземних авторів та додатків. Дисертацію ілюстровано 41 рисунком, вона включає 40 таблиць.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

Матеріал та методи дослідження. Рішення поставлених задач передбачало дослідження у сироватці крові 355 постраждалих різного віку особливостей змін вмісту електролітів, вуглеводів, білків і ліпідів, а також активності катепсину D, лактатдегідрогеназної, амілазної, аспартатаміно-транферазної, аланінамінотрансферазної, гама-глутамілтрансферазної, креа-тинкіназної, кислої та лужної фосфатазної, РНК-азної, ДНК-азної активностей. Контрольну групу склали 48 практично здорових осіб.

Групу постраждалих без ускладнень в посттравматичному періоді склали 190 чоловік із множинною травмою кінцівок. Хворі були однорідні за характером і тяжкістю ушкоджень. Усі хворі та особи контрольної групи були розподілені за віком: молодого ( 20-29; 30-39 років); середнього (40-49 років) та похилого ( 60-75 років) віку.

Групи хворих з ускладненнями після травми було виділено на основі ретроспективного аналізу особливостей клінічного перебігу та результатів їх лікування. Інфекційно-запальні ускладнення було діагностовано у 28 хворих віком 20-39 років і у 29 хворих віком 60-75 років.

Групи постраждалих з ускладненнями дегенеративно-дистрофічного характеру склали 72 хворих віком 20-39 років з ушкодженнями тазостегнового суглобу, у яких в посттравматичному періоді розвинувся остеопороз вторинного характеру, і 36 хворих віком 60-75 років, у яких в посттравматичному періоді було діагностовано коксартроз тазостегнового суглобу.

Визначення біохімічних показників в сироватці крові постраждалих проводилося на 1-3 добу після травми. В сироватці крові постраждалих визначали: вміст калію і натрію – іоноселективним методом ( інструкція до обладнання Мікроліт “3+2” фірма КОНЕ); вміст кальцію (загального) – з арсеназо Ш ; вміст магнію – з кальмагитом в лужному розчині; вміст фосфору – з молібдатом амонію; вміст хлоридів – з меркурийціанатом (Збірник методичних вказівок для використання рідинних наборів фірми “Dia-Sys” на біохімічному аналізаторі), вміст глюкози – глюкозоксидазним методом (Колб В.Г., Камышников В.С.,1976); вміст загального білка - біуретовим методом (Колб В.Г., Камышников В.С.,1976); вміст альбуміну та білкові фракції – методом електрофорезу на ацетоцелюлозній плівці; вміст сечовини - уреазним методом; вміст сечової кислоти - методом Мюллера-Зейферта з фосфорновольфрамовою фарбою; вміст креатиніну – методом кольорової реакції Яффе з пікриновою кислотою (Колб В.Г., Камышников В.С.,1976); вміст середньо-молекулярних і пептидів – методом Габріелян (Строев Е.А., Макарова В.Г., 1986); вміст холестерину - з ацетил-ацетоном у кислому середовищі ( Наказ № 290 “Про уніфікацію клінічних лабораторних методів досліджень”); вміст тригліцеридів–гліцеролоксидазним методом з викори-станням 4-аміноантипіріну і н-хлорафенолу (Інструкція до набору визначення тригліцеридів, КОНЕ); вміст ліпопротеїнів – електрофоретичним методом (Інструкція до набору КОНЕ); активність дієнових кон’югатів жирних кислот - методом екстракції сумішшю гептан – ізопропанол; вміст ТБК-продуктів - за допомогою реакції з тіобарбітуровою кислотою (Строев Е.А., Макарова В.Г., 1986); РНК-азну та ДНК-азну активність - з використанням як субстратів РНК і ДНК бика; катепсин D - з використанням гемоглобіну в якості субстрату (Строев Е.А., Макарова В.Г., 1986); аланінаміно-трансферазну та аспартатаміно-трансферазну активності-кінетичним ультрафіолетовим методом; гама-глутамілтрансферазну активність -з субстратом L-гама-глутаміл-3-карбоксі-4-нітроанілідом; лактатдегідро-геназну активність – кінетичним оптичним тестом при 37С; амілазну активність – з субстратом пара-фенілмальтогептазид; активність кислої фосфатази – кінетичним методом з використанням альфа-нафтілсубстрату; активність лужної фосфатази – кінетичним методом з використанням паранітрофенілфосфату як субстрату (Збірник методичних вказівок для використання рідинних наборів фірми “Dia-Sys”для біохімічних аналізаторів); креатинкіназну активність – кінетичним методом з використанням креатинфосфату як субстрату (Інструкція до вживання уніфікованих клінічних лабораторних методів досліджень №06.14/9 від 14.05.1986).

Біохімічні дослідження виконані за допомогою “Microlite 2+3” фірми КОNЕ, аналізатора “Kone Progress Plus” (Фінляндія) і денситометра “Proсess-24-VISU” (Франція).

Статистичний аналіз отриманих результатів проведено за допомогою пакету програм (StatSoft), з використанням параметричного критерію (критерій Ст’юдента) та методів кореляційного і факторного аналізу (Г.К.Максимов, А.Н.Синицын, 1983).

Для одержання мінімального набору інформативних показників, які характеризують розвиток у постраждалих інфекційно-запальних ускладнень, використовувався метод послідовної діагностичної процедури для розпізнання процесів за комплексом незалежних або слабко пов’язаних ознак, розроблений А.Вальдом і запропонований для медичної діагностики (А.А.Генкин, Е.В.Гублер, 1969).

Для розробки алгоритмів прогнозу розвитку метаболічних порушень у постраждалих після травми опорно-рухового апарату використовувався метод дискрімінантного аналізу на базі модуля Discriminant Analysis з пакету прикладних програм Statistica for Windows (StatSoft).

Результати досліджень та їх обговорення. У порівняльному аспекті проведено дослідження вікових особливостей змін метаболізму у постраждалих з неускладненим та ускладненим перебігом посттравматичного періоду. Встановлено, що у хворих без ускладнень вікові особливості змін вмісту електролітів у гострому періоді травми характеризувалися вищим, ніж у контролі, вмістом хлору у сироватці крові хворих віком 20-29 і 30-39 років і вмістом калію та магнію - у хворих віком 40-49 і 60-75років (рис.1). Підвищений вміст калію та магнію у сироватці крові постраждалих похилого віку був сполучений з нижчим, ніж у контролі, вмістом натрію та фосфору. При цьому, вміст магнію у сироватці крові хворих похилого віку негативно корелював із їхнім віком (r= - 0,72).

Незважаючи на зміни вмісту електролітів в сироватці крові в гострому періоді травми, у постраждалих усіх вікових груп вміст калію корелював із рівнем хлору, а вміст кальцію – із рівнем магнію. У постраждалих молодого і середнього віку ці зв'язки носили позитивний, а у хворих похилого віку – негативний характер. Останнє, можливо, було обумовлено віковими особливостями вмісту магнію.

У постраждалих з ускладненнями інфекційно-запального характеру, незалежно від їхнього віку, у гострому періоді травми вміст у сироватці крові калію був вищий, а натрію-нижчий, ніж в групі контролю та хворих без ускладнень. Означені зміни вмісту електролітів були більш виражені у хворих похилого віку порівняно з хворими молодого віку. При цьому, у хворих молодого віку відмічався вищий, ніж в контролі, вміст у сироватці крові фосфору, а у хворих похилого віку – кальцію (рис.2.).

У постраждалих з ускладненнями дегенеративно-дистрофічного характеру зміни вмісту електролітів у сироватці крові характеризувалися вищим, ніж у хворих без ускладнень, вмістом натрію. За даними Е.Ф. Баринова та С. В. Зябліцева (1995) високий рівень натрію у сироватці крові постраждалих свідчив про порушення кровообігу в нирках внаслідок гіперпродукції реніну. При цьому, у постраждалих віком 20-39 років відмічався нижчий, ніж у хворих без ускладнень, вміст калію, фосфору, магнію та хлору, а у хворих віком 60-75 років- калію та магнію.

Таким чином, зміни вмісту електролітів у сироватці крові в гострому періоді травми були обумовлені як віком постраждалих, так і особливостями клінічного перебігу посттравматичного періоду.

У гострому періоді травми у постраждалих, незалежно від їхнього віку та особливостей клінічного перебігу травматичної хвороби, вміст глюкози у сироватці крові істотно перевищував показники контролю (рис.3.).

У постраждалих без ускладнень означені зміни вмісту глюкози у сироватці крові були сполучені з більш високою, ніж у контролі, лактатдегідрогеназною активністю, яка у постраждалих віком 20-29 і 30-39 років була вища, ніж у хворих віком 40-49 і 60-75 років. У постраждалих молодого та середнього віку встановлено також вищу, ніж в контролі, амілазну активність сироватки крові (рис.3).

У постраждалих з інфекційно-запальними ускладненнями зміни лактатдегідрогеназної і амілазної активностей були аналогічні, але більш виражені, ніж у хворих без ускладнень ( рис.4).

На відміну від цього, у постраждалих молодого і похилого віку з ускладненнями дегенеративно-дистрофічного характеру у гострому періоді травми істотно вищою, ніж в контролі та хворих без ускладнень, була амілазна активність сироватки крові. Зміни лактатдегідрогеназної активності сироватки крові встановлено лише у хворих молодого віку (рис.4).

Відповідною реакцією на травму був більш низький, ніж у контролі, вміст загального білка у сироватці крові постраждалих усіх вікових груп. Гіпопротеїнемія у постраждалих була сполучена з більш високим, ніж у контролі, вмістом у сироватці крові сечовини, креатиніну та сечової кислоти. У хворих без ускладнень зміни вмісту загального білка та сечовини в сироватці крові були менш виражені, ніж у хворих молодого і середнього віку. Встановлено вікові розбіжності змін вмісту сечової кислоти в сироватці крові постраждалих. У хворих віком 20-29 і 30-39 років вміст сечової кислоти у сироватці крові був вищий, а у хворих віком 40-49 і 60-75 років – нижчий, ніж у контролі (рис.5). Можна вважати, що при неускладненій течії травматичної хвороби катаболізм простих і складних білків у постраждалих похилого віку в гострому періоді травми був менш виражений, ніж у хворих молодого та середнього віку. На тлі катаболізму білків у сироватці крові постраждалих визначалася висока аспартатамінотранферазна та аланінамінотранферазна активність. У постраждалих віком 20-29 і 30-39 років активність даних ферментів у сироватці крові була вища, ніж у хворих віком 40-49 і 60-75 років. На відміну від цього, -глутамілтрансферазна активність у сироватці крові була вища, ніж у контролі, лише у хворих похилого віку (рис.5.).

У постраждалих з інфекційно-запальними ускладненнями особливості змін вмісту білків у сироватці крові характеризувалися більш вираженими, ніж у хворих без ускладнень, процесами їх катаболізму, переамінування та окислення амінокислот, продукції глобулінів класу альфа (рис.6.).

При цьому, гіпопротеїнемія і гіпоальбумінемія, вміст у сироватці крові глобулінів класів альфа і гама, середніх молекул, а також сечовини і сечової кислоти у постраждалих похилого віку був вищий, ніж у хворих молодого віку .

У постраждалих з ускладненнями дегенеративно-дистрофічного характеру зміни вмісту білків у сироватці крові були аналогічні. Вікові особливості визначалися більш високою аспартатамінотранферазною і аланінамінотрансферазною активністю сироватки крові у постраждалих молодого віку, порівняно з хворими похилого віку.

У гострому періоді травми у постраждалих усіх вікових груп, які не мали ускладнень у посттравматичному періоді, встановлено активні процеси перекисного окислення ліпідів. Активність дієнових кон’югатів та вміст ТБК- продуктів у сироватці крові хворих віком 20-29 років були істотно вищі, ніж у хворих віком 60-75 років. На тлі активних процесів ПОЛ у постраждалих віком 20-29 років у сироватці крові зростав рівень тригліцеридів, що за даними В.Н.Титова (2000), може бути результатом зниженої активності постгепаринової ліпопротеїнліпази. При цьому, у хворих віком 20-29 років вміст у сироватці крові ЛПДНГ був нижчим, а ЛПНГ і ЛПВГ- вищим, ніж у контролі. Між показниками вмісту ЛПНГ і ЛПВГ встановлено негативний кореляційний зв’язок (r=-0,74), який відображав процеси катаболізму ЛПДНГ і утворення ЛПНГ.

У хворих похилого віку активні процеси ПОЛ були сполучені з нижчим, ніж у контролі, вмістом холестерину і тригліцеридів. При цьому, вміст холестерину у сироватці крові постраждалих похилого віку прямо корелював із їхнім віком (r = 0,67). У хворих молодого та середнього віку дана кореляція не виявлялася. Низький рівень тригліцеридів у сироватці крові хворих похилого віку міг бути результатом більш активних, ніж у молодих, процесів ліполізу. На останнє, певною мірою, вказувала наявність у хворих похилого віку негативної кореляції між вмістом у сироватці крові ЛПДНГ і ЛПВГ (r=-0,68), яка відображала процес переносу моноацилгліцеридів з ЛПДНГ в ЛПВГ. Адже відомо, що перехід моноацилгліцеридів з ЛПДНГ в ЛПВГ за допомогою білка, що переносить ефіри холестерину, активізує процеси ліполізу.

У постраждалих з ускладненнями інфекційно-запального характеру на тлі високих показників продуктів пероксидації ліпідів встановлено більш виражене, ніж у хворих без ускладнень, зниження у сироватці крові вмісту холестерину та тригліцеридів. Вікові особливості виявилися в тому, що у постраждалих похилого віку розвиток ускладнень був пов’язаний із вищим, ніж у молодих, вмістом у сироватці крові ЛПВГ і нижчим – ЛПДНГ, що свідчило про більш активні процеси ліполізу. Слід відзначити, що вміст ТБК-продуктів у сироватці крові постраждалих молодого віку був вищим, ніж у хворих похилого віку.

У постраждалих, які мали ускладнення дегенеративно-дистрофічного характеру, зміни вмісту ліпідів і продуктів їхньої пероксидації були аналогічні змінам у хворих без ускладнень. При цьому, активність дієнових коньюгатів жирних кислот у постраждалих похилого віку була вищою, ніж у хворих молодого віку.

Масове пошкодження клітинних структур обумовлювало у постраждалих у гострому періоді травми вищу, ніж у контролі, активність катепсину D та РНК-азну і ДНК-азну активності у сироватці крові. У постраждалих без ускладнень віком 20-29 і 30-39 років активність даних ферментів у сироватці крові була вища, ніж у хворих віком 40-49 і 60-75 років (рис.7.). При цьому, незалежно від віку постраждалих, РНК-азна активність у сироватці крові позитивно корелювала з ДНК-азною активністю і катепсином D.

У постраждалих з інфекційно-запальними ускладненнями активність даних ферментів у сироватці крові була вищою, ніж у контролі та хворих без ускладнень, особливо у хворих похилого віку (рис. 8).

На відміну від цього, в групі хворих з ускладненнями дегенеративно- дистрофічного характеру активність у сироватці крові катепсину D, а також РНК-азна і ДНК-азна активності, хоча й перевищували межі контролю, але істотно не відрізнялися від активності ферментів у хворих без ускладнень (рис.7; рис.8.). Більш того, у хворих похилого віку активність у сироватці крові катепсину D, а також РНК-азна і ДНК-азна активності були значно нижчими, ніж у хворих без ускладнень.

Встановлено вікові особливості змін фосфатазної активності сироватки крові постраждалих без ускладнень, які характеризувалися більш високою, ніж у контролі, активністю лужної фосфатази у постраждалих віком 20-29 років, що свідчило про посилене використання фосфатів в організмі хворих. У постраждалих віком 30-39 і 40-49 років активність у сироватці крові лужної фосфатази істотно не змінювалася, тоді як у хворих похилого віку була значно нижчою, ніж у контролі.

Аналогічні, але більш виражені зміни фосфатазної активності у сироватці крові встановлено і у хворих з інфекційно-запальними ускладненнями. При цьому у хворих похилого віку активність у сироватці крові лужної фосфатази була значно нижчою, ніж у хворих без ускладнень.

У постраждалих з ускладненнями дегенеративно-дистрофічного характеру фосфатазна активність сироватки крові суттєво не відрізнялася від показників контролю. Але, порівняно із хворими без ускладнень, активність кислої фосфатази була вищою у хворих молодого віку, а лужної фосфатази – у хворих похилого віку.

Встановлено, що у гострому періоді травми опорно-рухового апарату у постраждалих креатинкіназна активність сироватки крові перевищувала показники контролю у 10-18 раз. При цьому, у постраждалих без ускладнень віком 40-49 та 60-75 років креатинкіназна активність у сироватці крові була вищою, ніж у хворих віком 20-29 та 30-39 (рис.9.).

У постраждалих з інфекційно-запальними ускладненнями креатинкіназна активність у сироватці крові була значно вищою, ніж у хворих без ускладнень. Вікові особливості також характеризувалися більш високою активністю ферменту у сироватці крові постраждалих похилого віку, порівняно з молодими (рис.10.).

На відміну від цього, у постраждалих з ускладненнями дегенеративно-дистрофічного характеру креатинкіназна активність у сироватці крові перевищувала межі контролю, але була значно нижчою, ніж у хворих без ускладнень. Вікові особливості змін креатинкіназної активності сироватки крові характеризувалися більш високими показниками її активності у хворих молодого віку порівняно з хворими похилого віку (рис. 10.).

Отримані результати у постраждалих з ускладненнями після травми були оцінені за допомогою методу головних компонент, який дозволив визначити інтегральні показники процесів метаболізму у гострому періоді травми. Порівняльний аналіз біохімічних параметрів, що увійшли як інтегральні показники до складу головних компонент, виявив розбіжності між ними у хворих з інфекційно-запальними ускладненнями та у хворих з ускладненнями дегенеративно-дистрофічного характеру (табл.1; табл.2). Цей факт, певною мірою, дозволяє припустити, що біохімічні механізми розвитку ускладнень інфекційно-запального та дегенеративно-дистрофічного характеру не ідентичні і до того ж мають вікові особливості. Так, у постраждалих віком 20-39 років з інфекційно-запальними ускладненнями 1 головна компонента прямо корелювала з вмістом у сироватці крові хлору, альбумінів і лактатдегідрогеназною активністю, а 2 компонента – з вмістом тригліцеридів та ліпопротеїнів високої густини (табл.1). Можна вважати, що встановлені у постраждалих молодого віку гіпоальбумінемія і нижчий, ніж у хворих без ускладнень, вміст у сироватці крові хлору та тригліцеридів, поєднані з високою лактатдегідрогеназною активністю, з’явилися одними з факторів ризику розвитку порушень метаболізму, які були сполучені з розвитком інфекційно-запальних ускладнень.

У постраждалих віком 60-75 років 1 головна компонента прямо корелювала з вмістом у сироватці крові магнію, сечовини та аспартатамінотрансферазною активністю, а 2 головна компонента – з вмістом у сироватці крові тригліцеридів, ліпопротеїнів високої густини, ТБК-продуктів, аланінамінотрансферазною активністю та дієновими коньюгатами жирних кислот (табл.1).

Можна вважати, що у постраждалих похилого віку з інфекційно-запальними ускладненнями метаболічні порушення були пов’язані з нижчим, ніж у хворих без ускладнень, вмістом у сироватці крові магнію, тригліцеридів, ТБК-продуктів та вищим – сечовини, ліпопротеїнів високої густини, а також високою аланінамінотранферазною активністю.

Таким чином є підстави констатувати, що у випадку розвитку інфекційно-запальних ускладнень, порушення метаболізму гострого періоду травми у постраждалих молодого віку були сполучені із змінами водно-мінерального обміну, порушеннями транспортної функції крові внаслідок гіпоальбумінемії, активними процесами ліполізу та окислення глюкози. У постраждалих похилого віку з ускладненнями після травми метаболізм гострого періоду травми був сполучений з процесами катаболізму білків, переамінування амінокислот, ліполізу та ПОЛ, які були більш виражені, ніж у хворих без ускладнень.

Таблиця 1

Інтегральні показники процесів метаболізму гострого періоду травми

у постраждалих з інфекційно-запальними ускладненнями

Показники | Вік постраждалих, років

20-39 | 60-75

1 головна компонента | 2 головна компонента | 1 головна компонента | 2 головна компонента

Магній

Калій |

-0,75032 | 0,76053

Хлор

Лактатдегідрогеназа

Амілаза

Альбумін

б1-глобуліни

б2-глобуліни

г-?лобуліни

Сечовина

Сечова кислота

АСТ

РНК-аза

ДНК-аза

Катепсин D

Кисла фосфатаза

Креатинкіназа

Тригліцериди

ЛПВЩ

ЛПДНЩ

ЛПНЩ

Ди Дієнові коньюгати

ТБК-продукти

-глобуліни

АЛТ

Креатинін | 0,81132

0,91770

-0,72049

0,88663

-0,86068

-0,71828

-0,82700

-0,81479

-0,85012

-0,88195

-0,64650

-0,82903

-0,56615

-0,84383

-0,90881 |

0,67838

0,82569

-0,74232

-0,69167

-0,82145

-0,67589 |

-0,71731

0,84076

0,74394

-0,86812

0,80052

-0,85378 |

-0,66079

-0,87689

0,89968

0,74501

-0,81072

0,69566

0,72456

-0,71312

0,71306

-0,79968

Сума загальної дисперсії | 34,3% | 22,1% | 41,7% | 23,6%

Встановлено, що у постраждалих молодого віку з ускладненнями дегенеративно-дистрофічного характеру 1 головна компонента прямо корелювала з вмістом у сироватці крові -глобулінів, а 2 головна компонента - з вмістом фосфору (табл.2).

Таблиця 2

Інтегральні показники процесів метаболізму гострого періоду травми

у постраждалих з ускладненнями дегенеративно-дистрофічного характеру

Показники | Вік постраждалих, років

20-39 | 60-75

1 головна компонента | 2 головна компонента | 1 головна компонента | 2 головна компонента

Хлор

Натрій

Кальцій

Фосфор |

-0,80172

0,82692 |

0,82603

0,90662 | -0,76998

Лактатдегідрогеназа

Глюкоза

Общий белок

б2-глобуліни

в-?лобулины

Креатинин

Холестерин

АСТ

АЛТ

РНК-аза

ДНК-аза

Катепсин D

Кисла фосфатаза

Креатинкіназа |

-0,83063

-0,95774

0,83318

-0,80074

-0,79733

-0,91366

-0,83527

-0,80585 |

-0,73449

-0,76561 |

0,80704

0,96505

-0,72180

0,93965

0,76073

0,92563 |

0,77209

0,86253

-0,77648

0,79209

-0,72332

Сума загальної дисперсії |

38,4% |

14,2% |

39,5% |

17,6%

Отже, є підстави вважати, що у постраждалих молодого віку з ускладненнями дегенеративно-дистрофічного характеру метаболічні порушення були пов’язані з нижчим, ніж у хворих без ускладнень, вмістом у сироватці крові фосфору і вищим - -глобулінів.

У постраждалих похилого віку з ускладненнями дегенеративно-дистрофічного характеру 1 головна компонента прямо корелювала з вмістом у сироватці крові натрію, фосфору, глюкози, глобулінів класу альфа, РНК-азною, ДНК-азною активностями та катепсином D, а 2 головна компонента – з вмістом у сироватці крові холестерину, загального білка та лактатдегідрогеназною активністю. Це свідчить про те, що встановлені у постраждалих похилого віку метаболічні порушення були сполучені з нижчим, ніж у хворих без ускладнень, вмістом у сироватці крові холестерину, загального білка, лактатдегідрогеназною, РНК-азноюї і ДНК-азною активностями і вищим – вмістом натрію.

Загальним для постраждалих молодого і похилого віку інтегральним показником, з яким головні компоненти позитивно корелювали, з’явився вміст у сироватці крові фосфору. Це, певною мірою, дозволяє вважати, що у постраждалих з ускладненнями дегенеративно-дистрофічного характеру метаболізм гострого періоду травми був сполучений із змінами вмісту фосфору у сироватці крові внаслідок порушення функції нирок. У постраждалих молодого віку про це свідчило підвищення вмісту у сироватці крові глобулінів класу бета, а у постраждалих похилого віку – вищий, ніж у хворих без ускладнень, вміст натрію.

Отримані дані щодо вікових змін біохімічних параметрів у гострому періоді травми мають істотне практичне значення, тому що на їх основі було розроблено алгоритми прогнозу розвитку ускладнень у постраждалих молодого та похилого віку.

Встановлено, що інформативними критеріями прогнозу розвитку метаболічних порушень у постраждалих віком 20-39 років з інфекційно-запальними ускладненнями були вміст у сироватці крові загального білка і лактатдегідрогеназна активність.

Алгоритм прогнозування розвитку ускладнень у хворих віком до 40 років мав наступний вигляд:

Ускладнення не виникнуть = -96,9136+2,6110 X1 – 0,0041X2

Ускладнення виникнуть = -77,0377+2,2352 X1+0,0055 X2

де X1 – вміст загального білка у сироватці крові;

X2 – лактатдегідрогеназна активність сироватки крові.

У постраждалих похилого віку інформативними критеріями прогнозу розвитку інфекційно-запальних ускладнень були вміст у сироватці крові загального білка, сечовини, активність аспартатамінотрансферази та кислої фосфатази.

Алгоритм прогнозування розвитку ускладнень у хворих віком 60-75 мав наступний вигляд:

Ускладнення не виникнуть = -159,27+2,763 X1+0,958X2+ 15,737X3+2,004 X4

Ускладнення виникнуть = -149,109+3,033X1+0,842X2+10,959X3+1,326X4

де X1 – вміст загального білка у сироватці крові;

X2 – аспартатамінотрансферазна активність у сироватці крові;

X3 – активність кислої фосфатази у сироватці крові;

X4 – вміст сечовини у сироватці крові.

В плані прогнозу розвитку ускладнень дегенеративно-дистрофічного характеру у постраждалих віком 20-39 років інформативними критеріями були вміст натрію, амілазна активність та активність кислої фосфатази у сироватці крові. Алгоритм прогнозування розвитку ускладнень у хворих віком до 40 років мав наступний вигляд:

Дистрофічні процеси будуть відсутні = -200,96 +2,46 Х1+0,496Х2+11,78Х3

Дистрофічні процеси мають розвитися = -256,62 +2,73 X1+0, 649Х2+14,04Х3

де Х1- вміст натрію у сироватці крові;

Х2- амілазна активність сироватки крові;

Х3- активність кислої фосфатази у сироватці крові.

У постраждалих похилого віку інформативними критеріями прогнозу розвитку ускладнень дегенеративно-дистрофічного характеру були вміст калію, а також амілазна та креатинкіназна активності у сироватці крові. Алгоритм прогнозування розвитку ускладнень у хворих віком 60-75 мав наступний вигляд:

Дистрофічні процеси будуть відсутні = -26,56+11,95Х1–0,007 Х2+0,0011Х3

Дистрофічні процеси мають розвитися = -35,28+13,69X1+0,023Х2 + +0,0002Х3

де Х1 – вміст калію у сироватці крові,

Х2 – амілазна активність у сироватці крові;

Х3 - креатинкіназна активність у сироватці крові.

Встановлено, що виявлені критерії прогнозу розвитку ускладнень дегенеративно-дистрофічного характеру інформативні лише в гострому періоді травми і неінформативні для діагностики дистрофічних процесів у хворих в більш пізні терміни. Це зумовило необхідність розробки критеріїв, що дозволяли б діагностувати дистрофічні процеси в різноманітні терміни після травми. Таким показником виявився коефіцієнт співвідношення креатинін/кисла фосфатаза. Інформативність даного коефіцієнту, як об'єктивного критерію діагностики, показана в динаміці розвитку вторинного остеопорозу у постраждалих із травмою тазостегнового суглобу, що дає можливість оцінювати ефективність тактики лікування постраждалих раніше результатів рентгенографії (рис.11).

Таким чином, отримані результати дозволили констатувати, що метаболічна реакція на травму опорно-рухового апарату визначається необхідністю поповнення дефіциту енергії у гострому періоді травми, що обумовлювало катаболізм вуглеводів, білків і ліпідів одночасно, але превалювання одного із шляхів його компенсації визначалося віком постраждалих і особливостями течії травматичної хвороби.

ВИСНОВКИ

1. У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової проблеми, що виявляється у встановленні вікових особливостей метаболічної реакції на травму