И физиотерапия при переломах челюстей

7.1. МОРФОБИОХИМИЧЕСКИЕ И ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РЕПАРАТИВНОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ КОСТИ

Прежде чем приступить к обсуждению лечения больного с переломом нижней челюсти, следует напомнить, какие мор­фологические и биохимические изменения происходят на ме­сте перелома, как влияют некоторые биохимически активные вещества и препараты на обменные процессы в организме и, в частности, в кости.

Нами в экспериментах на белых крысах были изучены из­менения в отломках нижней челюсти при их неосложненной (нормальной) и замедленной консолидации и при травмати­ческом остеомиелите [Швырков М.Б., Сумароков Д.Д., ТТТям-судинов А.Х. и др., 1981, 1982, 1983, 1984]. В связи с тем что в главе 8 мы будем рассматривать осложнения переломов ниж­ней челюсти, представляется целесообразным обсудить здесь те изменения в челюсти, которые происходят при нормальной консолидации отломков. Может показаться не совсем коррек­тным переносить их на человека, однако аналогичные изме­нения были обнаружены у больных при переломах нижней челюсти [Скагер А.А., 1985].

Воспаление, возникающее на месте повреждения тканей, является пусковым механизмом репаративной регенерации и одновременно направлено на борьбу с инфекцией и устране­нием погибших тканей. Из этих тканей выходят биологически активные вещества, под влиянием которых расширяются ар-териолы, венулы, капилляры, ускоряется капиллярный кро­воток и повышается проницаемость капилляров. Из расширен­ных сосудов в окружающие ткани выходит богатый белками экссудат, а несколько позже начинается эмиграция лейкоци­тов, преимущественно нейтрофилов. Чем продолжительнее нейтрофильная стадия воспаления, тем хуже для регенерации.

10* 275

Дело в том, что нейтрофилы фагоцитируют только поврежден­ные, но не мертвые клетки. С целью повреждения микробной клетки они выделяют в окружающую среду большое количе­ство цитотоксинов, которые способны истребить все проли-ферирующие клетки, что замедляет заживление раны и при­водит к образованию грубого рубца. При благоприятном тече­нии раневого процесса примерно через сутки реакция нейтро-филов уменьшается, и на смену им приходят лимфоциты и макрофаги. Последние образуются из моноцитов крови. Мак­рофаг превосходит нейтрофил по типу и количеству поглоща­емого материала и переваривает не только микробы, но и тка­невый распад, образовавшийся на месте перелома. Преоблада­ние макрофагальной стадии обусловливает нормотипическую регенерацию, заканчивающуюся морфогенезом, присущим конкретной ткани. Очень важным моментом является то, что макрофаг образует ангиогенный фактор, стимулирующий рост сосудов. Происходит, таким образом, подготовка места для регенерации кости, которой предшествует восстановление микроциркуляторного русла.

Для изучения микрососудистого русла регенерирующей нижней челюсти мы использовали взвесь сульфата бария, из­мельченного воздействием ультразвука. Эту взвесь вводили кры­се, находящейся под наркозом, в общую сонную артерию. После удаления челюсти ее декальцинировали, готовили сре­зы, производили их рентгенографическое исследование и по­лученные микроангиограммы (МАГ) изучали под микроско­пом [Швырков М.Б. и др., 1986]. На МАГ уже в конце первой недели был виден аваскулярный участок в месте перелома, окруженный сетью новообразованных сосудов, от которых тон­кие капилляры направляются в щель перелома. На окрашен­ных гистологических срезах выявлено, что направление роста костных балочек в периосте и эндосте совпадает с направле­нием капилляров, что говорит о начале формирования интер-медиарной костной мозоли. Происходит резорбция концов от­ломков остеокластами, которые, удаляя омертвевшие участки кости, готовят место для регенерации сосудов. Костные осколки окружены грануляционной тканью и либо атакуются остео­кластами, либо подвергаются пазушному растворению с обра­зованием «жидкой кости» [Русаков А.В., 1959]. Костный мозг умеренно отечен и инфильтрирован.

Известно, что пусковым механизмом репаративной регенерации являются резорбция концов отломков и высвобождение остеоиндукторов (морфогенетичес-ких белков кости, морфогенов — МБК), которые влияют на индуцибельную систему: полипотентные

клетки, перициты. Эти клетки через ряд переходных форм превращаются в препреостеобласты, которые в результате пролиферации создают огромное коли­чество остеобластов, строящих кость на месте по­вреждения.

Следует особо подчеркнуть, что установлена прямая зави­симость интенсивности регенерации от этой пусковой стадии [Сумароков Д.Д., Гуткин Д.В., Швырков М.Б., 1991], причем полипотентные клетки могут дифференцироваться по остеоген-ному (либо хондрогенному, либо фиброгенному) пути. Диф-ференцировка в остеогенные клетки прямо зависит от оксиге-нации тканей, т.е. от степени восстановления микроциркуля-торной сети в месте перелома. При быстром восстановлении микроциркуляции в зоне перелома костные балочки энергич­но растут вдоль капилляров от каждого отломка навстречу друг другу и соединяют их — происходит нормальная консолида­ция отломков по ангиогенному типу. Таким образом, при нор­мальной консолидации максимум изменений в отломках про­исходит в первую неделю, которая и определяет исход пере­лома нижней челюсти.

Построение новой кости начинается с синтеза остеоблас­тами коллагенового матрикса. Для этого остеобластам, кро­ме аминокислот, требуется достаточное количество кислоро­да, витамина С, а-кетоглутаровой кислоты и железа. Быст­рое восстановление микроциркуляторной сети позволяет в ближайшее время доставить к месту перелома необходи­мые органические и минеральные компоненты. Кроме того, с врастанием капилляров появляются новые порции перици­тов, которые после трансформации пополняют пул остео­бластов.

И действительно, уже в течение первых 2 нед после перелома восстанавливаются непрерывность сосудистой сети и костная структура нижней челюсти, что мы обнаружили с помощью МАГ. Резорбтивная активность остеокластов значительно сни­жена, а костная мозоль образуется столь энергично, что в нее замуровываются костные осколки с погибшими остеоцитами. При этом формирование костной мозоли беспорядочным на­громождением костных балок напоминает аварийное заделы­вание пробоины на корабле и демонстрирует стремление орга­низма любым путем реставрировать непрерывность поврежден­ного органа на всех уровнях.

Создавая внеклеточный костный матрикс, остеобласты син­тезируют не только коллаген и гликозаминогликаны, но и неколлагеновые белки, в том числе костные факторы роста, остеонектин и остеокальцин. Образованный остеонектин запус­кает следующий этап остеогенеза — минерализацию органи-

ческого матрикса кости. В результате этого процесса остеобла­сты замуровываются в кость и превращаются в остеоциты.

Синтезируемый остеобластами остеокальцин повторно сти­мулирует миграцию и активацию остеокластов на заключитель­ном этапе репаративной регенерации. Остеокласты, резорби-руя кость, высвобождают морфогенетический белок кости, который стимулирует остеогенез. В дальнейшем происходит спокойное и планомерное ремоделирование созданных в экст­ремальных условиях сосудистого и костного регенератов, при­дание им органоспецифической архитектоники, свойственной только нижней челюсти данного субъекта. Ведущим в этом процессе, безусловно, является сосудистый компонент.

Установлено, что потенциальная остеоиндуктивная актив­ность кости у разных индивидов (крыс) различна и представляет вариационный ряд [Сумароков Д.Д., 1988]. В нижних пределах этого вариационного ряда находятся 25 % животных с врож­денной сниженной потенциальной остеоиндуктивной активно­стью кости, что является причиной посттравматических ослож­нений. В верхних пределах этого вариационного ряда распола­гаются также 25 % животных с врожденной высокой потенци­альной остеоиндуктивной активностью кости. У этих животных репаративная регенерация проходит без осложнений.

В середине вариационного ряда у 50 % животных репара­тивная регенерация может не осложниться, но возможны и осложнения при определенных неблагоприятных обстоятель­ствах. Эти экспериментальные данные удивительным образом совпадают со статистическими данными, полученными в кли­нике у больных. Количество осложнений при переломах ниж­ней челюсти колеблется от 15 до 30 %. Можно предположить, что такой же генетически запрограммированный вариацион­ный ряд существует и для мягких тканей.

Еще одним подтверждением генетической зависимости харак­тера репаративной регенерации являются данные, полученные при сопоставлении психического статуса больного и исхода перелома нижней челюсти [Швырков М.Б. и др., 1985]. Известно, что по психическому статусу, данному человеку природой и являю­щемуся постоянным, как, например, группа крови, незави­симо от сиюминутного настроения люди могут быть поделены на интравертов и экстравертов, среди которых выделяют лиц с преобладанием эмоциональной устойчивости (стабильные) или лабильности (невротики). Нами установлено, что интра­верты в 2,3 раза чаще получают переломы нижней челюсти, чем экстраверты; у них же чаще развиваются острые воспали­тельные процессы в мягких тканях, требующие вскрытия гной­ников (р<0,01). Травматический остеомиелит возникает у каж­дого третьего интраверта и лишь у каждого десятого экстра-

верта. Среди интравертов это осложнение перелома в 2 раза чаще встречается у невротиков, а среди экстравертов — в 2 раза чаще у стабильных.

Из сказанного ясно, что генетически запрограммированный психический статус является индикатором, который указы­вает на особенности обмена веществ, состояние иммунной системы и, в частности, характер репаративной регенерации кости. Он может использоваться для прогнозирования тече­ния перелома нижней челюсти.

Репаративная регенерация предопределяется двумя фактора­ми: генетическим и эпигенетическим. Известно, что скорость регенерации тканей генетически жестко лимитирована в неболь­ших пределах. Так, для синтеза молекулы коллагена требуется от 4 до 11 ч. Если синтез молекулы прекратится раньше, она будет неполноценной и подвергнется разрушению внутри кле­ток или тканевыми протеазами вне клетки. На современном уровне развития науки невозможно выйти за пределы, разрешен­ные генотипом. Невозможно повысить скорость синтеза моле­кулы коллагена и сократить время этого процесса; невозмож­но ускорить сращение отломков. Возможно лишь оптимизиро­вать этот процесс, создав идеальные условия для его прохож­дения через эпигенетический фактор.

Эпигенетический фактор слагается из многих составляющих: гормональный статус, интенсивность резорбции кости, обес­печенность клеток строительным материалом, витаминами и кислородом, прочность иммобилизации отломков и многое другое. Эпигенетический фактор весьма вариабелен и вполне доступен внешним воздействиям, поэтому имеется реальная возможность создания оптимальных условий для прохождения метаболических процессов в клетке. Это позволит клетке син­тезировать необходимые вещества в максимально короткие сроки, заложенные в генотипе.

7.2. ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕПАРАТЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА РЕПАРАТИВНЫЙ ОСТЕОГЕНЕЗ

Представляют интерес биологически активные вещества и препараты, участвующие в репаративной регенерации кости, регулирующие и оптимизирующие ее. Не касаясь всех участ­ников этого процесса, отметим лишь те, использование кото­рых оправдано и возможно в клинических условиях.

Гормоны. Паратиреоидин (паратиреоидный гормон, паратгор-мон, паратиреокрин, паратирин, ПТГ) секретируется около-

щитовидными железами. Потомки мезенхимальных клеток, реализовавшие свои остеогенные потенции (остеоциты), на­ходятся под контролем ПТГ. Он также увеличивает активность остеокластов. На остеокласты ПТГ действует через Са-зависи-мые рецепторы. Под его влиянием в остеокластах усиливается синтез лактата, цитрата и гиалуроновой кислоты, повышается активность коллагеназы, карбоангидразы, кислой фосфатазы, лизосомальных гидролаз, что повышает остеолитическую ак­тивность клеток. Это сопровождается повышением концентра­ции Са в сыворотке крови.

Таким образом, применение ПТГ сразу же после пе­релома способствует усиленной резорбции кости, очи­щению костной раны и высвобождению морфогене-тических белков кости. Введение же его в поздние сроки будет препятствовать репаративной регенерации.

Кальцитрин (тирокальцитонин, кальцитонин, КТ) секрети-руется С-клетками щитовидной железы.

Кальцитонин стимулирует дифференцировку поли-бластов в фибро- и остеобласты, потенцируя, таким образом, интрамембранозный, но не энхондральный остеогенез.

Однако рецепторы к КТ находятся не на остеобластах, а на остеокластах, торможение активности которых сопровождает­ся снижением резорбции костной ткани и концентрации ионов Са в крови. Это влияние гормона на остеокласты длится всего 3—4 дня, и позже клетки становятся нечувствительными к экзогенному КТ. Именно поэтому длительные курсы КТ неце­лесообразны.

Многие исследователи считают, что КТ в ранние сроки после перелома (3—8-й день) дает наиболь­ший эффект. Из сказанного ясно, что применение КТ в поздние сроки неэффективно.

Анаболический стероид ретаболил оказывает слабое вирили-зирующее действие, но обладает сильным и длительным ана­болическим эффектом. Он стимулирует репаративную регене­рацию кости, что может быть связано со стимуляцией выра­ботки полипептидных факторов роста. Известно, что к актив­ным биосинтезам способны клетки, завершившие дифферен­цировку.

Поэтому введение ретаболила рациональнее начинать тогда, когда подавляющее большинство клеток ока­жется именно в этой фазе репаративной регенера­ции, т.е. через 1,5—2 нед с момента перелома.

Витамины. Витамин А (ретинола ацетат), одним из действу­ющих начал которого является ретиноевая кислота, регулиру­ет пролиферацию и дифференцировку клеток. Он определяет межтканевые взаимодействия, предположительно лежащие в основе остеоиндукции, регулирует синтез гликопротеидов (и, возможно, МБК, принадлежащего к этой группе), увеличива­ет остеоиндуктивную активность костного матрикса, ингиби-рует перекисное окисление липидов и стимулирует активность макрофагов.

Следовательно, назначение витамина А показано на ранних стадиях репаративной регенерации и при наличии воспаления с преобладанием высокой ней-трофильной активности, которая сопровождается значительным разрушением окружающих тканей.

Витамин D стимулирует синтез остеокальцина и морфоге-нетического фактора, участвует в регуляции клеточной актив­ности кости на разных этапах жизненного цикла клеток. Воз­действие его на костную ткань зависит от соотношения мета­болически активных дериватов, особенно 1,25- и 24,25-(ОН)₂-D_r При достаточном количестве витамина D₃ в организме пре­обладает дериват 1,25-(OH),-D₃ (кальцитриол), при его недо­статке — дериват 24,25-(OH)₂-D₃. Кальцитриол усиливает син­тез Са-связывающего белка в кишечнике, что повышает транс­порт ионов Са через его стенку в кровь, увеличивает количе­ство остеокластов и стимулирует резорбцию старой кости, уси­ливает реабсорбцию Са и Р в почечных канальцах. Возникаю­щая под действием кальцитриола гиперкальциемия подавляет секрецию ПТГ и стимулирует выработку КТ.

Кальцитриол, таким образом, создает условия для минерализации новообразованной кости, которая начинается через 2 нед после перелома. Это особен­но интересно, если учесть, что имеются данные о I стимулировании кальцитриолом остеоиндуктивной потенции кости [Сумароков Д.Д., 1988].

Механизм действия 24,25-(OH)₂-D₃ изучен мало. Существу­ют данные, что он усиливает синтетическую активность остео­бластов — синтез органического матрикса [Спиричев В.Б., Исаев В.А., 1984]. Совокупное действие всех дериватов вита­мина D — омоложение костной ткани.

Витамин С (аскорбиновая кислота) является косубстратом в реакциях гидроксилирования, особенно активно протекающих в печени, почках, надпочечниках и соединительной ткани. В печени и почках эти процессы протекают в микросомах и слу­жат для дезинтоксикации как эндо-, так и экзотоксинов. Ко-

личество эндотоксинов, в частности, резко возрастает при травме, остеомиелите, остром воспалении, т.е. при усиленном распаде тканей.

В надпочечниках витамин С — необходимый фактор для синтеза стероидных гормонов, как глюко-, так и минерало-кортикоидов. Следовательно, недостаток витамина С снижает количество гормонов, обладающих противовоспалительным действием.

В соединительной ткани витамин С входит в систему цито-плазматических оксигеназ (ферментов, вызывающих гидрокси-лирование субстратов). Основным гидроксилируемым субстра­том является синтезируемый коллаген. Коллаген, не прошед­ший гидроксилирование, из коллагенобластов (остеобласты, хондробласты, фибробласты) не секретируется, а будучи по ошибке выделенным, разрушается во внеклеточном простран­стве тканевыми протеазами.

Витамин С снижает активность гиалуронидазы (лидазы) и тем самым тормозит распад гликозаминогликанов. Он норма­лизует проницаемость капилляров и свертываемость крови.

Следовательно, применение витамина С целесообраз­но с первых же дней после перелома для дезинток­сикации и подавления воспаления; с середины пер­вой недели он необходим для стимулирования син­теза коллагена и цементирования коллагеновых фиб­рилл гликозаминогликанами.

Витамин Е (токоферол) может рассматриваться как проти­вовоспалительный препарат вследствие своего антиоксидант-ного действия (обезвреживания свободных радикалов). Витамин Е — «ловушка свободных радикалов». Свободные редикалы являются «рабочим инструментом» нейтрофилов, так как они обладают способностью разрушать макромолекулы и инакти-вировать бактерии. Однако затянувшаяся более 2 сут нейтро-фильная стадия воспаления с высокой концентрацией свобод­ных радикалов, продуцируемых нейтрофилами, приводит к неоправданно большим разрушениям тканей организма.

В таких случаях показано назначение токоферола, но при преобладании макрофагального компонента вос­паления введение его вряд ли целесообразно.

Нестероидные противовоспалительные препараты. Индомета-цин (метиндол) оказывает прямое влияние на воспалительный процесс, так как тормозит циклооксигеназу и тем самым син­тез простагландинов, уменьшает проницаемость сосудов и миграцию лейкоцитов, является антагонистом медиаторов вос­паления и ингибитором гиалуронидазы, не снижает регенера-

торные потенции тканей. Небольшие дозы индометацина сти­мулируют остеоиндуктивную активность костного матрикса, а большие влияния не оказывают.

Иммуномодуляторы, в частности препараты вилочковой же­лезы (тималин, тимарин, тимазин), стимулируют реакцию кле­точного иммунитета, регулируют количество Т- и В-лимфоци-тов, усиливают фагоцитоз и репаративную регенерацию, ока­зывая прямое влияние на кость.

Производные нуклеотидов (метилурацил, оротат калия, 8-мер-каптоаденин, этаден). Существует ряд препаратов, представля­ющих собой производные пиримидина и пурина. К производ­ным пиримидина относятся метилурацил, пентоксил, оротат калия, лейкоген. Первые четыре считаются стимуляторами клеточной пролиферации, а последний является мощным ци-тостатиком. Механизм митогенного действия указанных препа­ратов неясен. Более того, биологи, работающие на биологи­ческих моделях, вообще его не обнаруживают. В экспериментах на животных с переломом нижней челюсти было установле­но, что прием метилурацила внутрь уменьшал прочность кос­тной мозоли по сравнению с животными, не получавшими его [Сумароков Д.Д., 1988].

Производные пурина — АТФ, фосфаден, этаден, рибоксин. Первые два — нуклеотиды; следовательно, они не могут про­ходить через клеточную мембрану и попадать внутрь клетки. Фармакологическим действием могут обладать только продук­ты их распада. Рибоксин — нуклеозид, а этаден — азотистое основание, поэтому они могут попасть в клетку.

По своим данным естественные пуриновые (аденин, гуанин, ксантин, гипоксантин) и пиримидиновые (урацил, тимин, цитозин) основания, поступившие в пищеварительный тракт, разрушаются в слизистой оболочке кишечника до мочевой кислоты и для построения нуклеиновых кислот организма не могут быть использованы. Они выделяются с калом. Реутили-зированы могут быть только пурины и пиримидины, введен­ные парентерально [Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Роду-элл В., 1993]. По-видимому, лекарственные препараты, пост­роенные на базе этих веществ, ведут себя также.

Рибоксин-инозин не может превратиться в нуклеотид (ино-зинмонофосфат), так как в природе не существует соответству­ющих ферментов. Может быть использовано входящее в его состав азотистое основание гипоксантин. Этаден представляет собой химически модифицированный пурин, и прямое вклю­чение его в состав нуклеотидов явно нежелательно. Следова­тельно, рибоксин и этаден не следует рассматривать как стро­ительный материал для нуклеотидов.

В то же время в организме есть пуриновые рецепторы, че- рез которые пуриновые основания и их производные (напри­мер, кофеин) могут оказывать регуляторное действие.

Как показывает вышеизложенное, теоретические ме­ханизмы действия указанных препаратов не разра­ботаны. Применение метилурацила для лечения жи­

вотных с переломом нижней челюсти дало отрица­тельный результат. Поэтому мы не считаем для себя возможным рекомендовать эти препараты для кли­нического использования.