State of the antioxidant protection system in trauma patients during prolonged immobilization

Abstract

BACKGROUND: The study of antioxidant protection state is important both for diagnosing the influence of forced hypodynamia on the main pathological process and development of the approaches to minimize these adverse manifestations.

AIM: To study the state of antioxidant protection system in blood plasma and erythrocytes in the patients with tibia and femur fractures depending on the duration of immobilization.

MATERIALS AND METHODS: The study involves biochemical examination of 20 patients with shin and hip fractures aged from 18 to 50 years, without a concomitant pathology, who underwent skeletal traction associated with prolonged restriction of motor activity. Blood sampling was performed on the 7^th, 14^th, 21^st, 28^th, and 35^th days after injury. The main parameters of the antioxidant defense system in the blood plasma and erythrocytes have been studied.

RESULTS: A stagewise shift of the studied parameters depending on the time of immobilization has been established. The maximum decrease in the antioxidant defense action has been noted on the 21^th day, while relative stabilization of the indicators has been noted on the 35^th day of the observation.

CONCLUSIONS: The findings can be recommended to estimate the effect of forced limitation of motor activity on the posttraumatic process. The necessity of including vitamins with antioxidant action in the complex therapy of the patients of the corresponding profile has been proved.

Keywords

antioxidant protection / trauma / hypodynamia

References

[1] Gluskov NI, Puzdriak PD, Ivanov MA, et al. Inadequate rehabilitation after multi-level revascularization as a risk factor of low quality of life. Herald of North-Western State Medical University named after I.I. Mechnicov. 2022;14(1):89–96. DOI: 10.17816/mechnikov105030

[2] Глушков Н.И., Пуздряк П.Д., Иванов М.А. и др. Неполноценная реабилитация после многоуровневой реваскуляризации как фактор риска низкого качества жизни // Вестник Северо-Западного государственного медицинского университета им. И.И. Мечникова. 2022. Т. 14, № 1. С.89–96. DOI: 10.17816/mechnikov105030

[3] Kartisheva SL. The impact of insufficient physical activity on the state of the main physiological systems of organism of schoolchilds. Physical culture and health. 2015;55(4):102–104. (In Russ.)

[4] Картышева С.И. Влияние недостаточной двигательной активности на состояние основных физиологических систем организма учащихся // Культура физическая и здоровье. 2015. № 4(55). С.102–104.

[5] Mukhamedieva LN, Markina EA, Zhuravleva OA, et al. Features of cholesterol metabolism in men and women in long-term simulated space flight (retrospective study). International Research Journal. 2018;67(1 Pt 2):61–64. (In Russ.). DOI: 10.23670/IRJ.2018.67.036

[6] Мухамедиева Л.Н., Маркина Е.А., Журавлева О.А. и др. Особенности холестеринового обмена у мужчин и женщин в условиях длительного моделирования космического полета (ретроспективное исследование) // Международный научно-исследовательский журнал. 2018. № 1–2(67). С. 61–64. DOI: 10.23670/IRJ.2018.67.036

[7] Tikhilov RM, Ptashnikov DA, Grigoriev PV, et al. Results of minimally invasive surgical treatment of patients susceptible to pathological fractures due to proximal femur metastasis. Traumatology and orthopedics of Russia. 2016;22(3):54–64. (In Russ.). DOI: 10.21823/2311-2905-2016-22-3-54-64

[8] Тихилов Р.М., Пташников Д.А., Григорьев П.В. и др. Результаты малоинвазивного хирургического лечения пациентов с угрозой патологического перелома на фоне метастатического поражения проксимального отдела бедренной кости // Травматология и ортопедия России. 2016. Т. 22, № 3. С. 54–64. DOI: 10.21823/2311-2905-2016-22-3-54-64

[9] Treskunova EA, Sviridova SV, Aleshina MI. Korrektsiya fizicheskoi rabotosposobnosti posle vozdeistviya gipokinezii. Bryansk, 2017. 84 p. (In Russ.)

[10] Трескунова Е.А., Свиридова С.В., Алешина М.И. Коррекция физической работоспособности после воздействия гипокинезии. Брянск, 2017. 84 с.

[11] Miller AA, Budzyn K, Soley CG. Vascular dysfunction in cerebrovascular disease: mechanisms and therapeutic intervention. Clin Sci (Lond). 2010;119(1):1–17. DOI: 10.1042/CS20090649

[12] Miller A.A., Budzyn K., Soley C.G. Vascular dysfunction in cerebrovascular disease: mechanisms and therapeutic intervention // Clin. Sci. (London). 2010. 119(1). P. 1–17. DOI: 10.1042/CS20090649

[13] Mazurov VI, Belyayeva IB, Samigullina RR, et al. The participation of interleukin 6 in the formation of pathogenetic mechanisms of immune-inflammatory diseases. Effektivnaya farmakoterapiya=Effective pharmacotherapy. 2022;18(8):22–31. (In Russ.). DOI: 10.39978/2307-3586-2022-18-8-22-30

[14] Мазуров В.И., Беляева И.Б., Самигуллина Р.Р. и др. Участие интерлейкина 6 в формировании патогенетических механизмов иммуновоспалительных заболеваний // Эффективная фармакотерапия. 2022. Т. 18, № 8. С. 22–31. DOI: 10.39978/2307-3586-2022-18-8-22-30

[15] Lushchak VI. Free radical protein oxidation and its relationship with functional state of the organism. Biochemistry (Moscow). 2007;72(8):809–827.

[16] Лущак В.И. Свободно-радикальное окисление белков и его связь с функциональным состоянием организма // Биохимия. 2007. Т. 72, № 8. С. 995–1017.

[17] Khanferyan RA, Radysh IV, Surovtsev VV. The importance of physical activity in the regulation of anti-viral immunity. Sports Medicine: Research and Practice. 2020;10(3):27–39. (In Russ.). DOI: 10.47529/2223-2524.2020.3.27

[18] Ханферьян Р.А., Радыш И.В., Суровцев В.В. и др. Значение физической активности в регуляции противовирусного иммунитета // Спортивная медицина: наука и практика. 2020. Т. 10, № 3. С. 27–39. DOI: 10.47529/2223-2524.2020.3.27

[19] Gaykovaya LB, Tyunina NV, Pavlova RN, et al. Metabolic correction of anti-oxidant status of blood using omega-3 polyunsaturated fatty acids in the treatment of psoriasis patients. Problems of Biological, Medical and Pharmaceutical Chemistry. 2020;23(7):52–57. (In Russ.). DOI: 10.29296/25877313-2020-07-09

[20] Гайковая Л.Б., Тюнина Н.В., Павлова Р.Н. и др. Метаболическая коррекция антиоксидантного статуса крови с использованием омега-3 полиненасыщенных жирных кислот при лечении больных псориазом // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2020. Т. 23, № 7. С. 52–57. DOI: 10.29296/25877313-2020-07-09

[21] Kirichuk VF, Tsymbal AA. Terahertz radiation application of nitrogen oxide frequencies for correction of antioxidant properties of blood and lipid peroxidation in the conditions of stress. Ross Fiziol Zh im. I.M. Sechenova. 2010;96(2):121–127. (In Russ.)

[22] Киричук В.Ф., Цымбал А.А. Применение терагерцового излучения на частотах оксида азота для коррекции антиоксидантных свойств крови и перекисного окисления липидов в условиях стресса // Росс. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2010. Т. 96, № 2. С. 121–127.

[23] Orlov YP, Ivanov AV, Dolgih VT, et al. Free radical oxidation induced by iron metabolism disorder in femoral and pelvic fractures and potential for its correction. General Reanimatology. 2016;12(1):26–34. (In Russ.). DOI: 10.15360/1813-9779-2016-1-26-34

[24] Орлов Ю.Л., Иванов А.В., Долгих В.Т. и др. Свободнорадикальное окисление, индуцированное нарушением обмена железа при переломах бедра и костей таза. Возможный путь коррекции // Общая реаниматология. 2016. Т. 12, № 1. С. 26–34. DOI: 10.15360/1813-9779-2016-1-26-34

[25] Juravlyova OA, Markin AA, Kuzichkin DS, et al. Dynamics of oxidation stress markers during long-term antiorthostatic hypokinesia: a retrospective study. Human Physiology. 2016;42(1):79–83. DOI: 10.7868/S0131164615060107

[26] Журавлева О.А., Маркин А.А., Кузичкин Д.С. и др. Динамика маркеров окислительного стресса при длительной антиортостатической гипокинезии // Физиология человека. 2016. Т. 42, № 1. С. 94–99. DOI: 10.7868/S0131164615060107

[27] Tukmachev AG, Gorev SG, Tsapok PI. Opredelenie nalichiya i prodolzhitel’nosti stressovogo sostoyaniya pri travme. Praktikuyushhii vrach. 2002;(1):123. (In Russ.)

[28] Тукмачев А.Г., Горев С.Г., Цапок П.И. Определение наличия и продолжительности стрессового состояния при травме // Практикующий врач. 2002. № 1. С. 123.

[29] Kamyshnikov VS. Kliniko-biokhimicheskaya laboratornaya diagnostika: spravochnik. In 2 vol. Minsk: Interpresservis; 2003. 953 p. (In Russ.)

[30] Камышников В.С. Клинико-биохимическая лабораторная диагностика: справочник: в 2 т. Минск: Интерпрессервис, 2003. 953 с.

[31] Kontorshchikova KN. Perekisnoe okislenie lipidov v norme i patologii. Nizhny Novgorod; 2000. 24 p. (In Russ.)

[32] Конторщикова К.Н. Перекисное окисление липидов в норме и патологии. Н. Новгород, 2000. 24 с.

[33] Arutyunyan AV, Prokopenko VM, et al. Svobodnoradikal’noe okislenie i antioksidantnaya aktivnost’ u zdorovykh donoshennykh novorozhdennykh detei. Human Physiology. 2001;27(3):133–136. (In Russ.)

[34] Арутюнян А.В., Прокопенко В.М., Евсюкова И.И. и др. Свободнорадикальное окисление и антиоксидантная активность у здоровых доношенных новорожденных детей // Физиология человека. 2001. Т. 27, № 3. С. 133–136.

[35] Dubinina EE, Sal’nikova LA, Efimova LF. Activity and isoenzyme spectrum of superoxide dismutase in erythrocytes and human blood plasma. Laboratornoe delo=Laboratory practice. 1983;(10):30–33. (In Russ.)

[36] Дубинина Е.Е., Сальникова Л.А., Ефимова Л.Ф. Активность и изоферментный спектр супероксиддисмутазы эритроцитов и плазмы крови человека // Лабораторное дело. 1983. № 10. С. 30–33.

[37] Meditsinskie laboratornye tekhnologii: spravochnik. Ed. by A.L. Karpischenko. Saint Petersburg: Intermedtechnika; 2002. 600 p. (In Russ.)

[38] Медицинские лабораторные технологии: справочник / под ред. А.И. Карпищенко. Санкт-Петербург: Интермедтехника, 2002. 600 с.

[39] Volchegorskii IA, Khrebtova AI. Effect of personality traits on levels of lipid peroxidation products in serum and the blood antioxidant activity. Ross Fiziol Zh im. I.M. Sechenova. 2004;90(3):339–344. (In Russ.)

[40] Волчегорский И.А., Хребтова А.Ю. Влияние психологических особенностей личности на уровень продуктов перекисного окисления липидов в сыворотке крови и ее антиокислительную активность // Росс. физиол. журнал им. И.М. Сеченова. 2004. Т. 90, № 3. С. 339–344.

[41] Tseilikman VE, Volchegorskii IA, Tseilikman OB, et al. Effect of rarely repeated immobilization episodes on hypoxia-tolerance and anxiogenic stress severity. Ross Fiziol Zh im. I.M. Sechenova. 2005;91(4):394–399. (In Russ.)

[42] Цейликман В.Э., Волчегорский И.А., Цейликман О.Б. и др. Влияние повторных редко чередующихся иммобилизаций на устойчивость к гипоксии и на выраженность анксиогенного стресса у крыс // Росс. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2005. Т. 91, № 4. С. 394–399.

RIGHTS & PERMISSIONS

Eco-Vector