Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Глава 17. ГОРМОНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ РЕПАРАТИВНОГО КОСТЕОБРАЗОВАНИЯ. Хвостова С.А., Свешников А.А.

Травма является мощным стресс-фактором, который вызывает изменение не только в системе гипоталамус-гипофиз-надпочечники, но и в других органах и тканях. Так, описан «диабетогенный» эффект травмы, изменения в желудочно-кишечном тракте. Своеобразным длительно действующим стрессором является растяжение напряжением тканей при уравнивании длины конечностей, гормональный эффект в этих ситуациях впервые и наиболее полно изучен в нашей лаборатории.

Наши наблюдения проведены на 160 больных после травм нижних конечности и 138 больных, которым уравнивали длину конечностей.

В процессе лечения больных изучена реакция передней доли гипофиза (соматотропин), щитовидной железы (кальцитонин) паращитовидных желез (паратирин), надпочечников (альдостерон, кортизол), поджелудочной железы (инсулин), антрального отдела желудка (гастрин), половых желез (эстрадиол, тестостерон). Определение концентрации гормонов проводилось методом радиоиммунологического анализа с помощью китов, поставлявшихся фирмой «Cea Ire Sorin bio international» (Франция) Расчет концентрации гормонов проводился на гамма-счетчике фирмы «Тракор Европа» (Голландия). Концентрация циклических нуклеотидов радиоконкурентным методом с помощью наборов фирмы «Amersham» (Англия), концентрация рассчитывалась на бета-счетчике фирмы «Тракор Европа» (Голландия).

В качестве инструмента вычислений использовали пакет статистического анализа и встроенные формулы расчетов компьютерной программы Microsoft® Excell (Microsoft® Office 1997 – Professional Runtime).

Для оценки функционального состояния костной ткани в процессе лечения контролировали плотность минеральных веществ (МПК) у концов костных фрагментов на костных денситометрах фирмы «Норлэнд» и «GE/Lunar» (США). Изучали состояние репаративного процесса, начиная с 3–7-го дня после травмы или остеотомии. На рентгенограммах признаки минерализации были видны на 10–14 дни.

Результаты исследования

Незамедлительный ответ эндокринной системы на травму или остеотомию (для последующей дистракции) наиболее ярко был выражен в ближайшие часы и приводил к увеличению концентрации АКТГ, стимулирующего продукцию гормонов надпочечников. Вследствие этого существенно увеличивалось содержание альдостерона и кортизола. Повышение концентрации альдостерона приводило к развитию асептической воспалительной реакции. Он усиливал выведение калия из организма, что сопровождалось увеличением гидрофильности тканей и повышением тонуса мышц. Проявлением этого эффекта являлась отечность стопы и голени. У некоторых больных в течение нескольких дней была субфебрильная температура.

Кортизол так же угнетал синтез клеточных ферментов, биосинтез белка в печени, ускорял аминотрансферазные реакции и распад некоторых аминокислот. Усиливались процессы гликонеогенеза в печени, снижалась утилизация углеводов в других тканях.

Однако концентрация АКТГ и кортизола быстро снижалась и нарастало содержание соматотропина, кальцитонина, а также инсулина и гастрина.

Обычно о начале костеобразования мы судили по отношению концентрации циклического аденозинмонофосфата (цАМФ) к гуанозинмонофосфату (цГМФ). В первые дни после травмы или остеотомии существенно возрастала концентрация цАМФ, что отражало напряжение адренергических механизмов и являлось одной из первых ответных реакций. Концентрация цАМФ в крови зависит в основном от секреции паратгормона. Характерный эффект паратгормона, сводящийся к снижению реабсорбции фосфатов и увеличению обратного всасывания кальция, достигается путем активации цАМФ в клетках почечных канальцев. Под влиянием этого нуклеотида лимитировалось и ингибировалось деление клеток, клональная пролиферация, замедлялось прохождение клеток через фазу митоза [99].

Нуклеотид цАМФ осуществляет функцию посредника действия гормонов белковой природы (АКТГ, адреналин, глюкагон) внутри клетки. Будучи неспособными проникнуть в клетку вследствие нерастворимости их молекул в липидном слое наружной плазматической мембраны, указанные гормоны оказывали влияние на расположенный в этом слое клетки рецептор, связанный с аденилатциклазой, что приводит к его активации. В результате вблизи внутреннего слоя мембраны происходило образование из АТФ не обычного, а циклического аденозинмонофосфата , который и выполнял роль вторичного посредника («мессенджера») влияния гормона на клетку, как бы «распространяя» его действие на внутриклеточные структуры; цАМФ проявлял действие и в ядре клетки. Под влиянием цАМФ повышалась активность протеинкиназ – ферментов, осуществляющих фосфорилирование многих белков, в частности, фосфорилаз, в результате чего усиливался распад гликогена, образование глюкортикоидов, липолиз и синтез белка. Особенности проявления эффекта цАМФ обусловлены набором ферментов в клетке. Но концентрация цАМФ в клетке зависит не только от активности аденилатциклазы, но и от фосфодиэстеразы, разрушающей цАМФ. Эффект же действия гормонов – от соотношения в клетке цАМФ и цГМФ. Воздействие многих лекарственных препаратов (кофеина, ионов кальция) сопровождается ингибированием активности фосфодиэстеразы. Нуклеотиды – коферменты многих ферментных реакций, структурные единицы нуклеиновых кислот. Они оказывают влияние на фермент фосфорилирования белков – протеинкиназу. За счет этой реакции происходила химическая модификация других ферментов, которые изменяли свою активность и, соответственно, обменные процессы внутри клетки.

Многие гормоны активируют фермент аденилатциклазу, катализирующую реакцию синтеза цАМФ из АТФ, называемого вторичным посредником и передающим специфический сигнал внутриклеточной мишени, то есть через систему 3’,5’-АМФ–зависимую протеинкиназу, он модулирует активность ферментов клеточного метаболизма. В частности, образование цАМФ увеличивалось в мембранах клеток под влиянием возросшей концентрации гонадотропинов, гормонов надпочечников и паращитовидных желез.

Вслед за первоначальным повышением концентрация цАМФ снижалась, что приводило в движение клеточный пул, стимулировало пролиферацию клеток костного мозга. В период образования органического матрикса цАМФ осуществлял положительную регулирующую роль в пролиферативном ответе стволовых клеток-предшественников костного мозга [16]. При исследовании его после травмы с меченым серным коллоидом нами обнаружено повышение его функционального состояния в условиях чрескостного остеосинтеза.

Уменьшение концентрации цАМФ являлось естественным и целесообразным механизмом относительного повышения цГМФ-зависимых реакций метаболизма клетки, то есть подключения холинергических механизмов и указывало на устойчивость организма к такому острейшему воздействию, как травма или операция.

В итоге отношение этих нуклеотидов становилось ниже нормы и именно в это время начиналась интенсивная клеточная пролиферация. Индукторы пролиферации стволовых клеток, взаимодействуя с рецепторами мембран, усиливали транспорт ионов кальция внутрь клетки. Количество цГМФ прямо зависит от концентрации кальция, поэтому и происходило повышение его уровня. Противоположная зависимость цАМФ от содержания кальция обусловливало реципрокные отношения между этими циклическими нуклеотидами. Значительный уровень цГМФ стимулировал также освобождение химических медиаторов: лизосомальных энзимов и гистамина. Установлено, что вещества, способствующие росту и ускоряющие клеточную пролиферацию (инсулин, соматомедин), оказывают влияние на интраклеточный уровень цГМФ [21].

Можно предположить, что в период образования регенерата факторы микроокружения стволовых кроветворных клеток костного мозга реализуют свое действие через индукцию синтеза цГМФ, который в свою очередь изменял межклеточные контакты в дифференцирующихся тканях остеогенного аппарата.

После операции на клетки воздействовал целый ряд гормонов. Значительное увеличение паратирина в начальном периоде после операции, кальцитонина и цГМФ на более поздних этапах согласуется с мнением H.Rasmussen [276] о том, что происходит активация мезенхимальных клеток, усиление пролиферации клеток костного мозга и резорбции костной ткани.

Существенно изменялось функциональное состояние паращитовидных желез, о чем мы судили по концентрации паратиреоидного гормона. После переломов наибольшие значения были на 14–16 дни, а в процессе удлинения на 14–19. Уровень достаточно велик в течение всей дистракции и только на 60-й день фиксации отмечена нормализация. Усиливает действие этого гормона повышенная концентрация цАМФ в крови. На начальном этапе действия паратирина, как и других белково-пептидных гормонов, принимают участие специфические рецепторы плазматической мембраны клеток-мишеней – ферменты аденилатциклаза и протеинкиназа, расщепляющие белки. Вот почему в первые две недели в регенерате мало минералов, а к 21-му дню у концов костных фрагментов видна деминерализация.

В силу резорбции оксиапатита повышалось содержание кальция в крови и уменьшалась количество калия. Наряду с растворением костного минерала происходила резорбция и органического матрикса, состоящего главным образом из коллагеновых волокон и гликозаминогликанов. В результате этих процессов с первых же дней после остеотомии наблюдалось увеличение накопления остеотропных соединений (пирофосфат, дифосфанат и др.) Откладывающиеся на поверхности незрелого органического вещества кристаллы минеральных веществ имеют малые размеры.

Резорбцию кости стимулирует не только паратирин, но и изменения дыхания, кровообращения и функции почек.

Функциональное состояние щитовидной железы изменялось значительно медленнее, чем паращитовидных. После травмы наибольшая продукция кальцитонина отмечена на 25–28 дни, при удлинение укороченной голени – в начале фиксации. Его действие противоположно паратгормону и витамину D3. Кальцитонин угнетает резорбцию кальция из костей и усиливает отложение в них минерализованного кальция, тормозит всасывание Са++ и фосфатов из кишечника, а также, а также увеличение экскреции кальция почками. Действие кальцитонина на обмен кальция обусловлено снижением проницаемости мембран клеток для Са++. Усиление отложения нерастворимых солей кальция в остеоцитах тесно связано с влиянием на его обмен витамина D3 [1,25 (ОН)2 D3].

Секреция кальцитонина регулируется содержанием кальция в крови: увеличение его усиливает, а уменьшение – подавляет секрецию кальцитонина. Повышенная концентрация кальцитонина создавала условия для начала интенсивного формирования органической основы регенерата. Кальцитонин тормозил также и активность остеокластов, рассасывающих кость. Поэтому ослаблялась деминерализация костных фрагментов.

При дистракции длительное время повышена концентрация гормона передней доли гипофиза – соматотропина, стимулирующего анаболические процессы. При удлинении укороченной конечности наибольшая его продукция приходилась на конец дистракции – начало фиксации. Соматотропин стимулировал синтез инсулиноподобного фактора роста, усиливал биосинтез матрикса, обмен веществ в кости и мышцах и увеличивал их массу, оказывал влияние на минеральный обмен, активнее происходил процесс минерализации регенерата [269]. У концов костных фрагментов уменьшалась остеопения.

Под влиянием одновременного действия этого гормона и паратирина активизировались пролиферация костномозговых элементов, в том числе и остеогенных, превращение клеток-предшественников в остеобласты, усиливалась биосинтетическая активность для образования костной ткани.

Сразу после операции обычно наблюдалось изменение эвакуаторной функции желудка, что связано с уменьшением концентрации гастрина. При поступлении пищи в желудок первоначально включались условно-рефлекторные механизмы секреции. Вскоре наслаивалась нейрогуморальная фаза, в которой ведущую роль играл гастрин. Жиры и углеводы выступают в роли механических раздражителей, высвобождающих гастрин.

Гастрин стимулирует через кровь деятельность желез желудка, влияет на моторику желудочно-кишечного тракта, стимулирует выработку ферментов в поджелудочной железе, усиливает секрецию желчи. В тонком кишечнике тормозит всасывание глюкозы, натрия, воды и усиливает выделение калия. При последующем повышении содержания гастрина увеличивалась частота и сила сокращений мышц желудка, скорость прохождения перистальтической волны, повышался тонус кардиального сфинктера желудка.

Для физиологии кости существенное значение имеет ее электрический потенциал. Белки стенки капилляров и протекающей крови обладают свойством полупроводимости. В капиллярах растущего конца кости заряд отрицательный. В месте перехода артерий в вены – положительный. Венулы каналов остеона также заряжены положительно. В процессе микроциркуляции создавался электрохимический потенциал электронной проводимости. Кровоток при росте кости повышал потенциал до значений, при которых возможна преципитация солей. Поэтому в зоне венозной части капилляра образуется очаг кальцификация. Роль инициальных факторов кальцификации играли также пептиды костного коллагена, богатые отрицательно зараженными аминокислотами и органический фосфор, которые отсутствуют в коллагене мягких тканей. В месте соединения гидроксиапатита и коллагена также образуется электрический потенциал. Кристаллы начинают функционировать как пьезоэлектрические датчики, усиливающие отложение солей. Электрические потенциалы оказывали влияние на движение ионов и заряженных молекул [269].

Повышение кровотока активировало рост кости в длину, а ослабление вело к декальцификации и резорбции кости.

Уменьшение мышечной активности ослабляло прямое нервное влияние на кость, нарушало проницаемость сосудов, изменяло механические свойства компактной кости.

Существенное значение имело стимуляция паратирином образования в почках активного метаболита витамина Д – 1,25-диоксихолекальциферола (витамин Д3), который существенно увеличивал всасывание кальция из кишечника и отложение его в костях. Абсорбцию кальция в кишечнике уменьшал кортизол. При недостаточности витамина Д3 развивались проявления остеопороза, боли в мышцах, парестезии. Имеет значение не только концентрация этого витамина в крови, но и непосредственно в кости.

Для компенсации этого состояния в организме стимулировалась деятельность паращитовидных желез – увеличивался уровень иммунореактивного паратирина, ускоряющего деминерализацию и, следовательно, больше становился уровень остеокальцина в сыворотке (одного из белков костной ткани), который освобождался из кости в силу ухода кальция.

Всасывающиеся в желудочно-кишечном тракте минеральные вещества поступают в кровь и лимфу. Ионы кальция, например, уже в процессе или после всасывания соединяются со специфическим белком – остеокальцином. При нарушении всасывания кальция в тонкой кишке встречались атрофические формы дуоденита. Реабсорбция кальция может нарушаться и в почечных канальцах, в силу этого уменьшалась величина костной массы.

Основной причиной деминерализации костей и слабой оссификации является недостаток половых гормонов. Их эффект яснее выявляется у женщин, так как у них на 30 % меньше масса скелета, они меньше употребляют кальция. У них больше, чем у мужчин, концентрация паратирина и меньше кальцитонина. Половые гормоны защищают кость от воздействия паратирина и усиливают образование кальцитонина.

При уравнивании длины конечности, укороченной вследствие полиомиелита голени, снижение концентрации эстрадиола было заметно в наибольшей мере. удерживалась с 45-го дня дистракции и до 90-го – фиксации. У больных ахондроплазией изменения были выражены в меньшей мере.

У мужчин уровень тестостерона был снижен в течение меньшего времени: с 60-го дня дистракции и до 30-го дня фиксации. Эффективность снижения его менее заметна, чем от убыли эстрогенов.

Устранение дефицита гормонов изменяло метаболизм в костной ткани за счет снижения резорбции. Половые гормоны стимулировали включение витамин D3 в остеобластs (остеоциты имеют рецепторы витамин D3).

Определение концентрации циклических нуклеотидов, их соотношения может лежать в основе диагностических и прогностических критериев степени тяжести состояния после операции, выраженности компенсаторных реакций и эффективности лечения.

Изменение концентрации остеотропных гормонов, остеокальцина, гормонов стресс-группы при лечении чрез- и межвертельных переломов в условиях остеопороза

Лечение переломов проксимальной трети бедренной кости, которые относятся к тяжелым повреждениям, до сих пор остается актуальной проблемой для врачей-травматологов. Особое место среди них занимают переломы вертельной области. Здесь, в зоне перелома, высоко остеогенная губчатая кость, хорошее кровообращение сочетаются со сложными биомеханическими условиями. Среди специалистов по остеопорозу центральная часть этой области известна под названием пространство Варда, хотя на самом деле, здесь квадрат со стороной в 1 см. Это самое «слабое» место в проксимальной трети бедренной кости. Здесь за год до появления рентгенологических признаков методом костной абсорбциометрии выявляются признаки деминерализации и именно в этом месте нередко проходит линия перелома.

Динамический контроль за концентрацией остеотропных гормонов (паратирина, кальцитонина) и костного маркера остеокальцина (синтезируется остеобластами) представляет исключительный интерес для клинициста, занимающегося лечением больных ортопедо-травматологического профиля.

Наши исследования проведены на 24 больных с переломами проксимальной трети бедренной кости. Больные были подразделены на четыре группы в зависимости от характера перелома:

1) чрезвертельные переломы – 6 больных;

2) чрезвертельные с отрывом малого вертела – 6;

3) межвертельные – 6;

4) вертельно-диафизарные (межвертельные) с отрывом малого вертела – 6.

Чрескостный остеосинтез выполняли с помощью аппарата Илизарова [17]. Он позволял при минимальной травме мягких и костной тканей создать условия для полноценной репарации. Из-за малой травматичности остеосинтез в большинстве случаев проводили по принципам неотложной хирургии. Стабильная фиксация отломков обеспечивала оптимальные условия для регенерации кости, способствуя активизации поведения больных. Уже на следующий день после операции больные могли ходить с помощью костылей. Срок фиксации аппаратом зависел от возраста, давности поступления и тяжести травмы и составлял 50–70 дней.

Измерения концентрации гормонов проводили в первые две недели после оперативного вмешательства, перед снятием аппарата (1,5 месяца фиксации) и через 4 месяца после снятия аппарата.

Концентрация остеокальцина: увеличение ее свидетельствует о повышении активности остеобластов и начале репаративного процесса. Концентрация остеокальцина зависела от характера перелома (табл. 17.1): наиболее высокой (28,1 ± 1,3 нг/мл, в норме 6,4 ± 0,4 нг/мл)
она была в первой группе (чрезвертельные переломы), где наиболее благоприятные условия для регенерации (трабекулярная кость).

Во второй группе (в силу отрыва малого вертела) активность вначале несколько ниже (26,3 ± 1,9 нг/мл), чем в первой группе, но на 28-й день превосходила (41,3 ± 3,0 нг/мл) величину в первой группе. В третьей и четвертой группах на 14-й день – концентрация была самой низкой (соответственно 24,0 ± 1,2 и 20,3 ± 1,0 нг/мл).

Высокой и практически одинаковой концентрация остеокальцина была во всех группах на 28–45 дни. На 60-й день – снижалась, наиболее заметно в первой и второй группах, где репаративный процесс раньше и активнее начинался. В силу активно протекающих перестроечных процессов содержание остеокальцина приближалось к нормальным значениях лишь через 4 месяца после снятия аппарата.

Таблица 17.1

Концентрация остеокальцина (нг/мл) в крови в процессе лечения чрез- и межвертельных переломов проксимальной
трети бедренной кости (М ± m)

Номер группы

Дни после перелома

После снятия
аппарата (месяцы)

14

28

45

60

2

4

Первая

28,1 ± 1,3

37,3 ± 1,6

30,1 ± 1,1

18,6 ± 1,0

8,8 ± 0,6

6,4 ± 1,0

Вторая

26,3 ± 1,9

41,3 ± 3,0

35,3 ± 1,5

20,1 ± 1,8

10,2 ± 1,5

7,3 ± 1,3

Третья

24,0 ± 1,2

38,4 ± 1,9

33,4 ± 1,2

26,7 ± 1,3

8,2 ± 0,4

6,1 ± 1,5

Четвертая

20,3 ± 1,0

34,9 ± 2,0

39,7 ± 1,6

33,6 ± 1,9

12,7 ± 0,6

9,3 ± 0,4

Примечание: нормальные значения остеокальцина 6,4 ± 0,4 нг/мл.

Концентрация гормонов стресс-группы и остеотропных гормонов. В ответ на травму, прежде всего, реагировала гипофиз-адреналовая система: концентрация АКТГ на 3-й день увеличивалась в 9,3 раза. Такое значительное увеличение концентрации приводило к стимуляции продукции гормонов коры надпочечников: альдостерона в 3,5 раза и кортизола – в 2,6 раза. По существующим представлениям [300] под влиянием альдостерона уменьшается выведение калия из организма, происходит задержка воды, повышается проницаемость тканей в месте травмы, развивается асептическая воспалительная реакция. Усиленное выведение ионов калия вызывает повышение гидрофильности тканей и мышечного тонуса. Конкретным проявлением этого эффекта в наших наблюдениях являлась отечность в месте перелома [62, 317].

Существенно возрастала активность и других эндокринных желез. Концентрация паратгормона на 3-й день увеличена в 8,9 раза. К 14-му дню она достигала максимальных значений (10,0 раз) и сохранялась на высоких цифрах до 21-го дня, а затем уменьшалась (рис. 17.1).

Концентрация гормона роста на 3-й день после перелома была увеличена в крови в 2,2 раза (рис. 17.2), затем непрерывно возрастала, достигала максимальных значений (10 раз) на 45-й день. В дальнейшем снижалась, оставаясь на высоких величинах (6,4 раза) и после снятия аппарата.

pic_17_1.tif

Рис. 17.1. Изменение концентрации паратиреоидного гормона в процессе лечения больных с чрез- и межвертельными переломами

pic_17_2.tif

Рис. 17.2. Изменение концентрации кальцитонина (1) и соматотропина (2) в процессе лечения больных с чрез- и межвертельными переломами

Начало повышения концентрации кальцитонина отмечено на 3-й день. Максимальные значения (увеличение в 2,6 раза) наблюдались на 45-й день. Вслед за этим концентрация уменьшалась, но в течение трех месяцев после снятия аппарата была выше нормы.

Изменения циклических нуклеотидов при лечении переломов практически не изучены. Вместе с тем их содержание может иметь существенное значение для суждения о тяжести повреждения при травме, об активности репаративного процесса. Результаты исследования в ближайшие часы после травмы указывали на повышенное содержание (2,2 раза) цАМФ, что являлось отражением напряжения адренергических механизмов. В последующие 7 дней концентрация резко уменьшалась (рис. 17,3). С 7-го по 14-й дни снижалась менее интенсивно. К 21-му дню находилась в пределах нормы.

pic_17_3.tif

Рис. 17.3. Изменение концентрации цАМФ (1) и цГМФ (2) в процессе лечения больных с чрез- и межвертельными переломами

Концентрация цГМФ начинала повышаться только на 3-й день. Затем прогрессивно нарастала, достигая максимальных значений
к 14-му дню. В дальнейшем снижалась и к моменту окончания фиксации приближалась к верхней границе нормы (рис. 17,3). Полная нормализация происходила в течение 1-й недели после снятия аппарата.

Практический интерес представляли интерес изменения отношения цАМФ/цГМФ (рис. 17,4). Сразу после перелома оно было увеличено, со 2-х – суток снижалось, достигая границы нормы на 5-е сутки лечения. Уменьшение продолжалось до 14-х суток лечения. В дальнейшем отмечено его увеличение с нормализацией на 28-е сутки. Уменьшение этого отношения отражает наиболее интенсивную клеточную пролиферацию [77]. Следовательно, определение концентрации циклических нуклеотидов и их отношения имеет существенное значение для прогнозирования исхода лечения. Такое заключение основывается на известном положении о том, что цАМФ играет регулирующую роль в пролиферативном ответе стволовых клеток-предшественников костного мозга [317]. Есть основание предположить, что в период образования костного регенерата в месте перелома факторы микроокружения стволовых клеток костного мозга реализуют свое действие через индукцию синтеза цАМФ, который в свою очередь изменяет межклеточные контакты в дифференцирующихся тканях остеогенного аппарата [79]. В регуляции клеточного деления важна роль и цГМФ: он инициирует цепь реакций, ведущих к митозу, и клеточную пролиферацию. Индукторы пролиферации стволовых клеток, взаимодействуя с рецепторами мембран, усиливают транспорт ионов кальция внутрь клетки. Противоположная зависимость уровня цАМФ от содержания кальция обусловливает реципрокные отношения между этими циклическими нуклеотидами, а не антагонистический характер [62]. Повышенный уровень цГМФ стимулирует также освобождение лизосомальных энзимов и гистамина [61].

Следует также отметить, что при ответе организма на травму происходит одновременное воздействие на клетки ряда гормонов. Значительное увеличение содержания паратирина в начальном периоде после перелома, концентрации кальцитонина и цГМФ на более поздних этапах фиксации согласуется с мнением [17] об активации мезенхимальных клеток, усилении пролиферации костного мозга и резорбции костной ткани.

Результаты проведенных исследований дают основание считать, что жесткая фиксация травмированной конечности в аппарате не только стабилизирует процессы в месте перелома, но и способствует нормализации гомеостаза, свидетельством чего является устойчивая динамика концентрации изученных гормонов и циклических нуклеотидов.

Изменения МПК в лучевой кости. МПК адекватно отражает изменения в скелете [76], тенденция к снижению ее (на 3,6 %) обнаружена на 7-й день, а статистически достоверная величина (12,6 %) –
на 21-й день. Наибольшая величина снижения (15,3 %) была на 28-й день. Затем очень медленно увеличивалась и к 45-му дню после снятия аппарата была снижена на 4,8 %. Полное восстановление наблюдалось через месяц после снятия аппарата. Эти изменения МПК указывают на существенную роль эндокринной системы, в частности, на длительно сохраняющуюся повышенную концентрацию
паратирина.

pic_17_4.tif

Рис. 17.4. Соотношение цАМФ и цГМФ в процессе лечения больных с чрез- и межвертельными переломами

Результаты исследований свидетельствуют о том, что процессы костеобразования и перестройки костной ткани идут и после наступления клинически определяемого сращения перелома, но ослабляется их интенсивность. Закономерные изменения МПК в зоне перелома и в противоположной неповрежденной конечности также подтверждают мысль о первичной мобилизации организмом минеральных веществ в ответ на травму.

Увеличение концентрации паратиреоидного гормона с первых же дней после травмы приводило к растворению костного минерала в результате чего возрастало накопление меченого технефора [69]. Повышенная концентрация этого гормона тормозила продукцию кальцитонина, необходимого для минерализации вновь образующегося органического вещества. Но на 3-й неделе концентрация паратирина начинала снижаться и возрастало содержание кальцитонина и соматотропина.

Кальцитонин, как известно, ослабляет деминерализацию костных фрагментов, тормозит активность остеокластов, увеличивает массу формирующегося регенерата, способствуя перестройке его в зрелую кость. Поэтому содержание этого гормона увеличено и после снятия аппарата.

Изменение соматотропина, как мы видели, происходило однонаправлено с кальцитонином. Он подавляет действие инсулина, стимулирует образование коллагена путем воздействия на биосинтез РНК и ДНК и включение аминокислот в клетки, оказывает влияние на минеральный обмен [69]. В результате такого действия в костных фрагментах прекращалась убыль минералов и их величина начинала возрастать. Изучение гормонального фона в организме явилось дополнительным диагностическим тестом репаративного процесса, в том числе и состояния его отдельных звеньев.

В данной работе использовался маркер формирования кости – остеокальцин. Он продуцируется остеобластами и является неколлагеновым белком. У подростков концентрация его повышена во время пубертатного периода (13–18 лет), у взрослых увеличена в случаях интенсивной перестройки кости. Снижение активности остеобластов сопровождалось уменьшением уровня остеокальцина. Поэтому он служит специфическим индикатором костеобразования. Нами обнаружена его повышенная концентрация в период формирования регенерата.

Но концентрация не всех гормонов изменялась однонаправленно. Как показали наши предыдущие исследования [61, 76], после травм снижается секреция лютеинизирующего гормона. У мужчин уменьшается концентрация тестостерона, у женщин – эстрогенов, что в известной мере снижает концентрацию гормонов, обладающих выраженными анаболическими свойствами (эстрон, андростендион, прогестерон).

Определение уровня гормонов позволило вскрыть внутренние механизмы происходящих изменений. Первоначальное увеличение, а затем снижение их концентрации приводило в движение клеточный пул, активизировало цепь реакций, ведущих к митозу и клеточную пролиферацию, способствовало дифференцировке их в остеобласты, освобождению химических медиаторов, лизосомальных энзимов и гистамина.

Таким образом изучение гормонального фона в организме в процессе лечения переломов позволяет контролировать состояние отдельных звеньев репаративного процесса, подтверждает обоснованность заключений, проводимых по результатам радионуклидных исследований.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074