Н.М. ГРУБЕР, Е.К. ВАЛЕЕВ, А.А. ШУЛЬМАН, Г.Г. ЯФАРОВА

Республиканская клиническая больница МЗ РТ, 420064, г. Казань, Оренбургский тракт, д. 138 

Грубер Наталья Матвеевна ― кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, тел. (843) 237-31-84, e-mail: rkb_nauka@rambler.ru

Валеев Ельгизар Касимович ― доктор медицинских наук, главный научный сотрудник, тел. (843) 237-31-84, e-mail: e-mail: ekv44@mail.ru

Шульман Анна Алексеевна ― старший научный сотрудник, тел. (843) 237-31-84, e-mail: rkb_nauka@rambler.ru

Яфарова Гузель Гульусовна ― кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, тел. (843) 237-35-23, e-mail: gusadila@mail.ru

В статье представлены результаты обследования 28 пациентов с черепно-мозговой и позвоночно-спинальной травмой в сочетании с переломами костей нижних конечностей. Выявлена взаимосвязь между выраженностью метаболических нарушений организма и стадией течения травматической болезни, что позволяет целенаправленно назначать коррегирующую терапию.

Ключевые слова: сочетанная травма опорно-двигательного аппарата, нарушения метаболизма.

 

N.M. GRUBER, E.K. VALEEV, A.A. SHULMAN, G.G. YAPHAROVA

Republic Clinical Hospital of the MH of RT, 138 Orenburskiy Trakt, Kazan, Russian Federation, 420064 

Pathogenetic mechanisms of reparative osteogenesis after combined trauma

Gruber N.M. ― Cand. Biol. Sc., Leading Researcher, tel. (843) 237-31-84, e-mail: rkb_nauka@rambler.ru

Valeev E.K. ― D. Med. Sc., Chief Researcher, tel. (843) 237-31-84, e-mail: ekv44@mail.ru

Shulman A.A. ― Senior Researcher, tel. (843) 237-31-84, e-mail: rkb_nauka@rambler.ru

Yafarova G.G. ― Cand. Biol. Sc., Leading Researcher, tel. (843) 237-35-23, e-mail: gusadila@mail.ru

The article presents survey results of 28 patients with craniocerebral and spinal trauma combined with lower limbs’ fractures. The relationship between evidence of metabolic disorders of the organism and the phase of traumatic disease has been clarified, which might be used for purposeful correcting therapy designation.

Key words: concomitant injury of musculoskeletal system, metabolic imbalance.

 

Число погибших от дорожно-транспортных происшествий достигает 33-35 тыс. человек в год [1]. Одними из ведущих причин смертности и инвалидизации населения являются черепно-мозговые повреждения и политравма, а у лиц до 40 лет ― сочетанная травма [2, 3]. Несмотря на значительные успехи медицинской науки по лечению тяжелого контингента пострадавших сохраняется высокий процент смертности и осложнений при множественных и сочетанных повреждениях, что побудило исследователей пересмотреть взгляды на патогенез травмы, приведшие к возникновению концепции травматической болезни [4].

Травматическая болезнь ― многокомпонентный ответ организма на сочетанное повреждение, проявляющийся сложным комплексом патологических и адаптивных реакций. В процессе восстановления целостности кости возникают различной степени выраженности явления дефицита со стороны белковых, энергетических и минеральных ресурсов организма. Ранние этапы репаративной регенерации являются наиболее критичными, определяющими характер и темпы срастания кости. Срыв адаптации на ранних стадиях травматической болезни приводит в последующем к замедлению консолидации и даже к несрастанию переломов [5]. 

Цель исследования ― анализ метаболических изменений организма при сочетанной травме опорно-двигательного аппарата для предупреждения и своевременной целенаправленной коррекции выявленных нарушений. 

Материал и методы

Под наблюдением находились 28 пациентов с черепно-мозговой и позвоночно-спинальной травмой в сочетании с переломами костей нижних конечностей. Для оценки тяжести состояния использовался переработанный индекс травмы (Revised Trauma Score, RTS) [6] ― физиологическую оценку тяжести травмы, основанный на комплексе объективных критериев: шкалы комы Глазго, систолического артериального давления и частоте дыхания. Показатель является достоверным и точным в прогнозе исхода травмы. Значения RTS варьируют от 0 до 7,8408. RTS хорошо коррелирует с прогнозом вероятности выживания, при этом определяется порог RTS=4 (вероятность выживания ― 60,5%), ниже которого пациент считается тяжелым. Данная шкала помогает объективно оценивать состояние пострадавшего при поступлении в стационар, т.е. определить объем необходимой терапии и целесообразность госпитализации в реанимационное отделение.

Основная часть обследованных пациентов ― 24 (85,7%) ― относились к группе с вероятностью выживания и лишь 4 (14,3%) на момент поступления являлись тяжелыми. К ним относились пациенты с нестабильными повреждениями позвоночника и бедренной кости, либо голени. В состоянии шока 1 степени на момент осмотра находились 19 пострадавших с сочетанными переломами голени и пяточных костей, шока 2 степени ― 8, у которых переломы позвоночника сочетались с повреждениями голени и бедренной кости, и у одного больного шок 3 степени ― с травматическим отрывом на уровне С/3 обеих голеней. С учетом 4-х стадий травматической болезни у всех больных изучали метаболические показатели (общий белок, альбумины, мочевину, креатинин, глюкозу) и минеральный обмен (уровень кальция, фосфора и активность щелочной фосфатазы). Все параметры исследовали с применением унифицированных методик на автоматических биохимических анализаторах «Оlympus АU-400» и «Leasys». Результаты подвергнуты статистической обработке с использованием критерия Стъюдента. Различия считали статистически значимыми при р<0,05, данные представлены в формате М±м. 

Результаты и обсуждение

Было выявлено, что показатели общего белка были снижены во всех 4 стадиях травматической болезни (катаболической, анаболической, стадии минерализации и образования вторичной мозоли) ― от 15,5 до 7,3%. Гипопротеинемия сопровождалась уменьшением количества альбуминов в 1,5 раза (в среднем более чем на 30% по сравнению с нормой) также на всем протяжении исследования.

Обнаруженная гипопротеинемия и гипоальбуминемия свидетельствует, во-первых, о глубине метаболических расстройств при сочетанном повреждении [7], связанных с усилением катаболических процессов из-за активации гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной системы и выработкой адренокортикотропного гормона в ответ на повреждение, что приводит к замедлению синтеза белков в печени [8]. Гипоальбуминемия, во-вторых, коррелирует с объемом кровопотери, тяжестью травмы и шока. Снижение уровня альбуминов связано с изменением в крови ионов калия, влияющего на синтез альбуминов [9]. Кроме того, так как альбумины имеют низкий молекулярный вес и являются мелкодисперсными белками, они легко выходят из кровяного русла в интерстициальное пространство. Результатом гипопротеинемии является недостаток ядерного и белкового материала, необходимого для реутилизации в ходе новообразования разрушенных тканей, что, в конечном счете, приводит к замедлению процессов репарации [10].

Изучение низкомолекулярных азотистых соединений показало, что в I и II стадиях травматической болезни уровень мочевины был повышен до 32,0% по сравнению с нормой, что коррелировало с повышением креатинина. В III и IV стадиях травматической болезни показатели мочевины нормализовались, а уровень креатинина снижался, причем это снижение прогрессировало к концу исследования до 19,2%.

Увеличение низкомолекулярных азотистых соединений в I-II стадиях травматической болезни является, вероятно, свидетельством развития у пациентов острой почечной недостаточности. Снижение уровня мочевины в последующем, вероятно, связано с воздействием соматотропного гормона, уменьшающего образование ее печенью и вызывающего рост потребления аминокислот различными органами, главным образом скелетными мышцами [10]. Необходимо также учитывать снижение мочевины из-за белковой недостаточности, констатированной нашими исследованиями. На уровень мочевины оказывают влияние и частые внутривенные вливания, входящие в комплекс лечебных мероприятий пациентов с тяжелой сочетанной травмой.

Снижение уровня креатинина является свидетельством не только усиления кортикостероидного фона, но и истощения энергетических ресурсов. Креатинин является конечным продуктом распада креатина, вовлеченного в обмен мышечной и других тканей. Креатин после фосфорилирования превращается в креатинфосфат, являющийся макроэргом, поэтому по уровню креатинина можно судить о дефиците макроэргических соединений в крови и тканях.

Изучение уровня глюкозы при сочетанном повреждении показало, что травма вызывает гипергликемию на всех сроках исследования. Наиболее значимое повышение уровня глюкозы наблюдалось в катаболической стадии травматической болезни (до 29%), в последующих стадиях сохранялось увеличение этого показателя до 15-18%.

Сочетанное повреждение приводит к нарушению энергетического обмена и к тканевой гипоксии. Гипоксия вызывает нарушение углеводного обмена: посттравматическое повышение выделения катехоламинов ведет к гипергликемии, одной из причин которой является снижение транспорта глюкозы внутрь клетки. На ранних этапах травматической болезни повышение глюкозы носит адаптационный характер, так как она необходима для участия в процессах окислительного фосфорилирования [11]. Однако, при усугублении гипоксии, сопровождающейся утилизацией глюкозы анаэробным путем, в организме происходит накопление молочной кислоты, вызывающей сдвиг кислотно-щелочного равновесия в сторону ацидоза. Метаболический ацидоз угнетает минерализацию костной ткани, т.е. ведет к замедлению процессов репарации [12].

Интенсивность минерального обмена оценивалась по уровню активности щелочной фосфатазы, изменению количества остеотропных минералов ― кальция и фосфора и их соотношению (коэффициенту Петерсона).

Активность щелочной фосфатазы была снижена в I и II стадиях травматической болезни на 53,2-18,6% по сравнению с нормой (р<0,05). Это связано со сдвигом кислотно-щелочного равновесия в кислую сторону, а также с инактивацией ее мочевиной [13], уровень которой был повышен в ранних стадиях травматической болезни. В III стадии травматической болезни активность изучаемого фермента повышалась до 44,4% и почти в 3 раза выше нормы ― в IV стадии. Это повышение связано с усилением активности остеобластов, продуцирующих коллаген.

Уровень кальция был снижен на всех сроках исследования более чем в два раза (от 54,0% в I стадии до 62,3% ― в IV). Уровень фосфора был ниже нормы в I стадии травматической болезни на 18,1%, а со II стадии постепенно повышался, достигая максимума к концу исследования (24,6%). Эти данные являются показателем развивающейся при сочетанной травме почечной недостаточности, так как увеличение уровня фосфора при снижении кальция свидетельствует о нарушении клубочковой фильтрации.

Вычисление коэффициента Петерсона, т.е. отношения уровня кальция к фосфору, по которому судят о степени консолидации, выявило его низкий уровень на всех этапах травматической болезни. При норме 1,23 коэффициент Петерсона был равен: в I стадии ― 1,05, во II ― 0,7, в III ― 0,68, в IV ― 0,56, что свидетельствует о значительном снижении резервов для новообразования костной ткани при сочетанном повреждении.

Известно, что остеотропные минералы, в частности кальций и фосфор, принимают участие в процессах оссификации коллагена и построения решетки гидроксиапатита [14]. Наши исследования показали, что образование первичной мозоли, связанное с повышением активности щелочной фосфатазы, происходит в стандартные сроки. В то же время в фазах минерализации и образования первичной мозоли и вторичных костных структур (III и IV стадии травматической болезни) происходят процессы генерализованной декальцинации. Поэтому, несмотря на повышенную активность щелочной фосфатазы, из-за дефицита остеотропных минералов формирование вторичных костных структур, т.е. полноценной костной  мозоли, происходит с запаздыванием.

Выводы

1. Черепно-мозговая и позвоночно-спинальная травма в сочетании с переломами костей нижних конечностей сопровождается глубокими метаболическими расстройствами в организме пострадавших, выражающимися дефицитом белковых, энергетических и минеральных ресурсов, выраженность которых зависит от тяжести повреждения и стадии развития травматической болезни.

2. Увеличение низкомолекулярных азотистых соединений в I-II стадиях травматической болезни является свидетельством развития у пациентов острой почечной недостаточности.

3. Повышение активности щелочной фосфатазы в III и IV стадиях травматической болезни, развивающейся в организме пострадавших в ответ на сочетанную травму опорно-двигательного аппарата, приводит к образованию первичной костной мозоли в стандартные сроки.

4. Из-за дефицита остеотропных минералов формирование полноценной вторичной костной мозоли происходит с запаздыванием.

 

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Багненко С.Ф., Лапшин В.Н., Шах Б.Н. Перфузионные и метаболические расстройства у пострадавших с шокогенными повреждениями в остром периоде травматической болезни // Скорая медицинская помощь. ― 2004. ― №3. ― С. 144.
2. Бондаренко А.В., Пелеганчук В.А., ГерасимоваО.А. Госпитальная летальность при сочетанной травме и возможности ее снижения // Вест. травматол. ортопед. ― 2004. ― №3. ― С. 49-52.
3. Соколов В.А. Множественные и сочетанные травмы. ― М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. ― 512 с.
4. Дерябин И.И., Насонкин О.С. Травматическая болезнь. ― Л.: Медицина, 1987. ― 304 с.
5. Силантьева Т.А., Краснов В.В. Способ стимуляции заживления внутрисуставного перелома // «Новое в травматологии и ортопедии»: мат-лы научно-практ. конфер. с междунар. участием, посвящ. 45-летию кафедры травм., ортоп. и экстрем. хир. Сам. ГМУ, 14-15 сент. 2012 г. ― Самара, 2012. ― С. 81-82.
6. Champion H.R., Sacco W.J., Hunt T.K. Trauma severity scoring to predict mortality // World J. Surg. ― 1983. ― Vol. 7, №1. ― P. 4-11.
7. Стогов М.В., Лунева С.Н. Биохимические показатели в оценке тяжести травматологического воздействия // Клин. лаб. диагн. ― 2008. ― №11. ― С. 15-17.
8. Ткачук Е.А., Лунева С.Н., Стогов М.В. Биохимические основы адаптации человека к скелетной травме // «Физиол. механизмы адаптации человека»: мат-лы междунар. научно-практ. конфер. ― Тюмень, 2010. ― С. 140-141.
9. Утман Э. Интерпретация лабораторных данных. ― М., 1996. ― 39 с.
10. Ткачук Е.А., Лунева С.Н., Стогов М.В. Биохимические показатели сыворотки крови как маркеры осложнений при закрытых переломах костей голени // Клин. лаб. диагн. ― 2011. ― №10. ― С. 43.
11. Сидоркина А.Н., Сидоркин В.Г. Биохимические аспекты травматической болезни и ее осложнений. ― Н. Новгород: ННИИТО, 2007. ― 120 с.
12. Минченко Б.И. Биохимические показатели метаболических нарушений костной ткани // Клин. лаб. диагн. ― 1999. ― №1. ― С. 8-15.
13. Долгов В., Морозова В., Марцишевская и др. Клинико-диагностическое значение лабораторных показателей. ― М.: Центр, 1995. ― 215 с.
14. Скальный А.А. Эколого-физиологическое обоснование эффективности использования макро- и микроэлементов при нарушениях гомеостаза у обследуемых из разных климато-географических регионов: автореф. дис. … докт. мед. наук. ― М., 2000. ― 43 с.

 

REFERENCES

1. Bagnenko S.F., Lapshin V.N., Shakh B.N. Perfusion and metabolic disorders in patients with shock genicity injuries in the acute period of traumatic disease. Skoraya meditsinskaya pomoshch’, 2004, no. 3, p. 144 (in Russ.).
2. Bondarenko A.V., Peleganchuk V.A., GerasimovaO.A. Hospital mortality in combined injury and the possibility of reducing the. Vest. travmatol. ortoped, 2004, no. 3, pp. 49-52 (in Russ.).
3. Sokolov V.A. Mnozhestvennye i sochetannye travmy [Multiple and associated trauma]. Moscow: GEOTAR-Media, 2006. 512 p.
4. Deryabin I.I., Nasonkin O.S. Travmaticheskaya bolezn [Traumatic disease]. Leningrad: Meditsina, 1987. 304 p.
5. Silant’eva T.A., Krasnov V.V. Sposob stimulyatsii zazhivleniya vnutrisustavnogo pereloma [A method of stimulating the healing of intra-articular fracture]. «Novoe v travmatologii i ortopedii»: mat-ly nauchno-prakt. konfer. s mezhdunar. uchastiem, posvyashch. 45-letiyu kafedry travm., ortop. i ekstrem. khir. Sam. GMU, 14-15 sent. 2012 g. Samara, 2012. Pp. 81-82.
6. Champion H.R., Sacco W.J., Hunt T.K. Trauma severity scoring to predict mortality. World J. Surg, 1983, vol. 7, no. 1, pp. 4-11.
7. Stogov M.V., Luneva S.N. Biokhimicheskie pokazateli v otsenke tyazhesti travmatologicheskogo vozdeystviya. Klin. lab. diagn, 2008, no. 11, pp. 15-17 (in Russ.).
8. Tkachuk E.A., Luneva S.N., Stogov M.V. Biokhimicheskie osnovy adaptatsii cheloveka k skeletnoy travme [Biochemical parameters in assessing the severity of trauma exposure]. «Fiziol. mekhanizmy adaptatsii cheloveka»: mat-ly mezhdunar. nauchno-prakt. konfer. Tyumen, 2010. Pp. 140-141.
9. Utman E. Interpretatsiya laboratornykh dannykh [Interpretation of laboratory data]. Moscow, 1996. 39 p.
10. Tkachuk E.A., Luneva S.N., Stogov M.V. Biochemical indicators of blood serum as markers of complications of closed fractures of shin bones. Klin. lab. diagn, 2011, no. 10, p. 43 (in Russ.).
11. Sidorkina A.N., Sidorkin V.G. Biokhimicheskie aspekty travmaticheskoy bolezni i ee oslozhneniy [Biochemical aspects of traumatic disease and its complications]. Nizhniy Novgorod: NNIITO, 2007. 120 p.
12. Minchenko B.I. Biochemical indicators of metabolic disorders of bone tissue. Klin. lab. diagn, 1999, no. 1, pp. 8-15 (in Russ.).
13. Dolgov V., Morozova V., Martsishevskaya et al. Kliniko-diagnosticheskoe znachenie laboratornykh pokazateley [Clinical and diagnostic value of laboratory parameters]. Moscow: Tsentr, 1995. 215 p.
14. Skal’nyy A.A. Ekologo-fiziologicheskoe obosnovanie effektivnosti ispol’zovaniya makro- i mikroelementov pri narusheniyakh gomeostaza u obsleduemykh iz raznykh klimato-geograficheskikh regionov: avtoref. dis. … dokt. med. nauk [Ecological and physiological substantiation of efficiency of use of macro- and microelements in disorders of homeostasis in subjects from different climatic and geographical regions. Synopsis of dis. Dr med. sciences]. Moscow, 2000. 43 p.