Способ определения условий энергообеспечения репаративного остеогенеза у собак

Изобретение относится к области ветеринарной биохимии, в частности к биохимии углеводно-энергетического обмена. В основе способа определения условий протекания окислительного распада глюкозы в ходе остеогенеза у собак лежит расчет индекса - ЭИМГ по формуле: ЭИМГ=ЛДГ·М·Lact/Piruw·Н, где ЭИМГ - энергетический индекс метаболизма глюкозы, ЛДГ - каталитическая активность фермента лактатдегидрогеназы, в мккат/л; Lact/Piruw (МК, ПВК) - концентрация молочной и пировиноградной кислот в венозной крови, в ммоль/л; -М и -Н-доля М- и Н-субъединиц в ферменте ЛДГ в %. Установлено, что значение ЭИМГ зависит от условий протекания (анаэробных, аэробных) реакций окислительного распада глюкозы в организме собак в ходе регенерации костной ткани после остеотомии. При анаэробном характере катаболизма глюкозы значение ЭИМГ составляет от 44,1 до 70,5, а в условиях преобладания аэробного типа окислительного распада значение ЭИМГ составляет от 9,5 до 14. Технический результат: определение условий энергообеспечения остеогенеза у собак (анаэробные, аэробные) на основе ключевых метаболитов окислительного распада глюкозы в зависимости от периода регенераторного процесса в костной ткани. 1 табл.

 

Изобретение относится к области ветеринарной биохимии, в частности к биохимии углеводно-энергетического обмена. Этот способ позволяет определить условия (анаэробные, аэробные) окислительного распада глюкозы в зависимости от стадии регенераторного процесса в костной ткани.

В ветеринарии традиционным лабораторным способом определения условий окислительного распада глюкозы является вычисление коэффициента Lact/Piruw (МК/ПВК), который является постоянной величиной до тех пор, пока метаболизм углеводов осуществляется при достаточном уровне кислорода. Как только снабжение кислородом отстает от потребностей организма, в крови увеличивается содержание молочной кислоты, повышается и коэффициент Lact/Piruw (Савойский А.Г., 1963). При расширении спектра определяемых промежуточных метаболитов окислительного распада глюкозы в данный коэффициент не входят все исследуемые показатели, что снижает его информативность.

Наиболее близким аналогом изобретения является способ исследования интермедиарного обмена углеводов у коров (Байматов В.Н., 1984). В известном способе судят об интенсивности обменных процессов углеводов по уровню промежуточных продуктов метаболизма: пировиноградной и молочной кислот и расчету на основе их концентраций коэффициента Lact/Piruw (МК/ПВК) в разные периоды лактации и время года. Установлено, что данный показатель варьирует в пределах 14,76-30,10 у клинически здоровых коров и достигает наибольших величин в первый период лактации и сухостоя, а также зависит от времени года.

Недостатком этого способа является небольшое количество промежуточных метаболитов окислительного распада глюкозы, входящих в состав коэффициента и характеризующих условия протекания реакций ее катаболизма.

Целью изобретения является разработка способа определения условий энергообеспечения остеогенеза у собак на основе расчета индекса, включающего в своем составе основные ключевые метаболиты анаэробного и аэробного пути окислительного распада глюкозы в ходе регенерации после травмы костей скелета.

Указанная цель достигается путем расчета индекса - энергетический индекс метаболизма глюкозы (ЭИМГ) по формуле

где

ЛДГ - каталитическая активность фермента лактатдегидрогеназы, в мккат/л;

Lact, Piruw (МК, ПВК) - концентрация молочной и пировиноградной кислот в венозной крови, в ммоль/л;

-М и -Н - доля М- и Н-субьединиц в ферменте ЛДГ в %;

Числитель данного индекса представляет собой произведение значений величин, синтез которых в организме происходит в анаэробных условиях. Это концентрация молочной кислоты, активность ЛДГ и общая доля в ней М-субьединиц. Знаменатель, наоборот, представлен уровнем соединений, синтезируемых аэробно (концентрация пировиноградной кислоты и уровень Н-субьединиц в ЛДГ). Концентрация данных показателей зависит от обеспеченности тканей организма кислородом. Поэтому соотношение в ЭИМГ анаэробных и аэробных метаболитов характеризует условия протекания биологического окисления глюкозы.

Биологический смысл данного индекса сводится к тому, что в ходе регенерации костной ткани после травмы, в период гипоксии величина ЭИМГ выше средней физиологической (дооперационной) величины в результате накопления в крови кислых продуктов из-за недостаточно развитой микроциркуляции очага повреждения. В период же активации реакций тканевого дыхания, наоборот, его уровень ниже счет активно протекающих аэробных окислительно-восстановительных реакций.

В исследованиях авторов у здоровых беспородных собак-самцов в возрасте 3-5 лет и массой тела 16-20 кг ЭИМГ колебался в пределах 15,1-19,7. В начальную фазу остеогенеза, сопровождающуюся гипоксией, уровень ЭИМГ возрастал в 1-сут после травмы до 44,1-55,6; на 3-4-е сут до 61,6-70,5. Во вторую фазу остеогенеза, сопровождающуюся активацией биосинтетических реакций в костном регенерате, протекающих в аэробных условиях, он уменьшается на 40-45-е сут остеогенеза до 9,5-14,0; 60-е сут до 10,33-13,07.

В результате сопоставительного анализа заявляемого решения с прототипом можно сделать вывод, что заявляемый способ определения условий энергообеспечения остеогенеза у собак позволяет более объективно оценить анаэробный и аэробный характер протекания реакций окислительного распада глюкозы, так как содержит в своем составе большее количество промежуточных метаболитов. Поэтому предлагаемый способ соответствует критерию «новизна».

Признаки, отличающие предлагаемое техническое решение от прототипа:

1. Способ определения условий энергообеспечения остеогенеза у собак использован для характеристики условий окислительного распада глюкозы после травмы трубчатых костей у животных;

2. В индекс дополнительно введены: каталитическая активность фермента лактатдегидрогеназы (ЛДГ) и доли в ней (в %) Н- и М- субъединиц;

3. Доля Н- и М- субъединиц в ЛДГ определяет условия (анаэробные, аэробные) синтеза изоферментных форм фермента, определяющих общую сумму каталитической активности лактатдегидрогеназы.

Анализ известных технических решений в области ветеринарной биохимии костной ткани позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с отличительными признаками в заявляемом способе. Это позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «существенные отличия».

Пример выполнения. При проведении испытания способа определения условий энергообеспечения остеогенеза у собак у 30 беспородных собак-самцов в возрасте 3-5 лет, массой тела 16-20 кг моделировали экспериментальную поперечную остеотомию большеберцовой кости.

В сыворотке крови опытных животных в 1, 3-4, 10-12, 40-45 и 60-е сутки остеогенеза определяли уровень молочной и пировиноградной кислот, каталитическую активность лактатдегидрогеназы и ее электрофоретический спектр методом энзим-электрофореза в полиакриламидном геле (ПА-АГ). В качестве контроля использовали данные определения этих же показателей у животных до проведения остеотомии. На основании данных исследований рассчитывали энергетический индекс метаболизма глюкозы (ЭИМГ).

Результаты определения показателей метаболизма глюкозы и рассчитанного на их основе индекса - ЭИМГ представлены в таблице 1.

Таблица 1
Показатели углеводного обмена крови собак с регенерирующей костной тканью (n=30), M±m, *-Р<0,001
Дни исследований	ПВК, ммоль/л	МК, ммоль/л	ЛДГ, мккат/л	М- в ЛДГ	Н- в ЛДГ	ЭИМГ
Контроль	0,105±0,003	0,91±0,01	1,57±0,02	52,26±0,68	46,27±0,98	16,0±0,53
1-е сут	0,140±0,003*	1,56±0,01*	2,40±0,04*	64,32±0,78	35,12±0,57	48,91±1,14*
3-4-е сут	0,184±0,002*	1,83±0,01*	2,95±0,03*	69,46±0,65	30,45±0,54	65,4±0,85*
10-12-е сут	0,197±0,002*	1,46±0,01*	2,30±0,03*	66,24±0,45	32,65±0,78	26,43±1,39*
40-45-е сут	0,173±0,003*	1,09±0,02*	1,70±0,05	49,62±0,58	48,38±0,79	12,93±0,55*
60-е сут	0,140±0,001	0,92±0,02	1,61±0,02	53,18±0,35	46,98±0,34	12,23±0,44

Как следует из данных табл.1, в первые сутки после остеотомии ЭИМГ увеличился в 2,5 раза, на 3-4-е сут в 3,08 раза по сравнению с дооперационным уровнем. В период наибольшей активности аэробных энергодающих реакций (40-45-е и 60-е сут после травмы) значение индекса снизилось на 19,2 и 23,56% соответственно.

Таким образом, уровень энергетического индекса метаболизма глюкозы характеризует условия протекания реакций ее окислительного распада. В условиях гипоксии его уровень выше контроля, что свидетельствует о преобладании анаэробных реакций и, наоборот, в период активации аэробных энергодающих реакций меньше.

Использование предлагаемого способа определения условий энергообеспечения остеогенеза у собак обеспечивает по сравнению с существующим методом следующие преимущества:

1. Предлагаемая методика обработки лабораторных данных позволяет объективно и точно определить анаэробный и аэробный характер протекания энергодающих реакций метаболизма глюкозы.

2. Вычисление индекса - ЭИМГ не требует сложной математической обработки результатов.

При необходимости данный способ можно использовать для прогноза течения регенерации места травмы.

Источники информации

1. Байматов В.Н. Биохимические методы исследования интермедиарного обмена углеводов в ветеринарии // Метод. рекоменд., Уфа, 1983. - 28 с.

2. Савойский А.Г. Уровень промежуточного обмена углеводов у продуктивных коров при заболеваниях печени // Мат. докл. Всес. научн. конф., Казань, 1963. - С.561.

Способ определения условий энергообеспечения остеогенеза у животного, включающий определение в сыворотке крови уровня молочной и пировиноградной кислот и расчет на основе их концентраций коэффициента Lact/Piruw (МК/ПВК), отличающийся тем, что определение осуществляют в сыворотке крови собак на начальной фазе остеогенеза в период с 1 по 4 сутки после травмы и во вторую фазу остеогенеза в период с 40 по 60-е сутки после травмы дополнительно проводят определение активности фермента лактатдегидрогеназы и ее изоферментного спектра с последующим подсчетом долей Н- и М-субъединиц, при этом расчитывают коэффициент энергетического индекса метаболизма глюкозы (ЭИМГ) по формуле ЭИМГ=ЛДГ·M·Lact/Piruw·H, и при значении ЭИМГ от 44,1 до 70,5 определяют анаэробные условия энергообеспечения остеогенеза у собак, соответствующие начальной фазе остеогенеза, а при значении ЭИМГ от 9,5 до 14 определяют аэробные условия энергообеспечения остеогенеза у собак, соответствующие второй фазе остеогенеза.