文摘
在骨细菌感染,过度形成氧化剂可能导致当地和系统性的氧化应激。维生素C是主要的细胞外非酶的抗氧化剂,还涉及骨细胞代谢和生存能力。维生素C的生理功能在很大程度上取决于其氧化还原状态。我们按顺序评估氧化应激标志物,氢过氧化物和丙二醛(MDA)、总抗氧化活性(AOA)、维生素C、总抗坏血酸(Asc)和氧化/减少维生素C比137年急性骨髓炎患者(OM)。52名健康对照组相比,在OM组基线血清氢过氧化物,MDA和氧化/减少维生素C率高而Asc和AOA低(、职责)。另一方面,总维生素C水平的病人和对照组相似,从而表明相对而非绝对缺乏维生素C OM。在随访期间,氧化应激标记、AOA和oxidizedreduced维生素C比值逐渐恢复正常,而没有明显的变化总维生素C的浓度。居高不下的氧化值/减少维生素C率和血清MDA是亚急性OM中发现的。总之,急性OM与增强系统性氧化应激和维生素C对氧化氧化还原状态的改变形式。
1。介绍
急性细菌性骨髓炎(OM)是骨和骨髓感染,仍与重大残疾和临床疗效不佳1]。在儿童,它往往是造成的金黄色葡萄球菌由造血的传播传播从炎症和其他一些网站,偶尔,从邻近组织发炎或通过开放骨折伤口直接渗透。疾病伴随促炎细胞因子的合成,激活吞噬细胞和动员,血栓形成,坏死,骨封存,形成新骨感染的网站。
众所周知,多形核白细胞(中性粒细胞)扮演重要角色在限制和解决骨细菌感染。然而,激活中性粒细胞合成高活性氧化剂如过氧化氢,过氧化阴离子自由基和次氯酸,这可能会破坏骨组织和软骨(2,3]。这些氧化剂所示增加骨基质蛋白质的分解速率,诱导osteoclastogenesis和骨吸收,抑制分化成骨细胞和骨髓基质细胞(4- - - - - -9]。在生物系统中,氧化剂的浓度通常是低,在严格控制酶和非酶的抗氧化剂。然而,当防御机制是不知所措,由于内在的不足,过度的氧化剂的形成,或两者的结合,发生氧化应激。此外,增加氧化应激在OM之前报道和其他一些osteoarticular疾病(2,3,10]。
维生素C是主要的非酶的水溶性抗氧化剂(11)和骨细胞代谢的监管者和生存能力。在结缔组织中,维生素C作为赖氨酸和脯氨酸羟化酶的辅因子,与胶原蛋白合成。体外研究表明,维生素C可以抑制活动,减少破骨细胞的存活率7)生存而提高8和成骨细胞的分化9]。除此之外,政府的抗氧化维生素A、E和C是加速骨折愈合后显示长骨固定的手术通过减少氧化损伤和促进成骨的活动(12]。
维生素C在减少形式存在,如氧化抗坏血酸(Asc)和维生素组成部分氧化脱氢抗坏血酸(DHA)和完全氧化2,3-diketogulonic酸。维生素C参与氧化还原(氧化还原反应)。电子从Asc丢失逐步的形成不稳定的激进中间semidehydroascorbic酸,后来dismutate Asc和DHA。DHA必须减少回Asc进入细胞;否则它是生物活性2退化,3-diketogulonic酸和从尿中排出来。维生素C的行为作为电子供体;因此,抗氧化性质实际上取决于氧化还原状态。鉴于维生素C可能骨感染的保护作用,本研究调查了氧化应激和维生素C在治疗急性化脓性OM氧化还原状态。
2。材料和方法
2.1。病人
本研究加入儿童诊所的将军和整形外科手术治疗,医学院普里什蒂纳(Kosovska米特罗维察),急性细菌性OM。有137名符合条件的患者OM细菌学的证明。对照组由52岁,sex-matched健康受试者进行了临床和实验室检查至少6个月后完全恢复从平凡的骨折愈合。家长或监护人的知情同意提供。参与者发展慢性OM,耐甲氧西林葡萄球菌感染患者以及那些接受维生素C或其他抗氧化剂补充疗法,被排除在外。本研究根据赫尔辛基宣言和医学院的机构审查委员会批准,普里什蒂纳。
临床诊断的OM的存在是基于一个或多个下列标准(13):临床症状和体征提示骨和/或关节感染(局部肿胀、疼痛、压痛和限制影响肢体的运动),与疾病持续时间不到两周;孤立的细菌在血液或组织文化;手术发现化脓的骨和/或关节;辐射为OM找到暗示(骨膜反应,骨破坏)。入院时,所有患者接受经验性抗生素治疗(第一代头孢菌素和万古霉素),止痛药和退烧药。如果表示,抗生素治疗后改变了抗菌谱。外科治疗包括切口,环钻术,刮除术,发炎骨组织的排水。急性OM被定义为临床改善达到6周治疗结束;例改进达到6至8周称为亚急性OM。
2.2。生物化学方法
血液被带进没有或与EDTA抗凝管。白细胞计数(WBC)和微分红细胞计数(RBC)、红细胞沉降率(ESR)和血红蛋白浓度通常以实际上血。血清c反应蛋白(CRP)是由immunoturbidimetric方法日立902化学分析仪(罗氏诊断GmbH,曼海姆,德国)。氧化应激标记顺序和抗氧化剂进行了评估,在每日新鲜样本承认,在第二和第三周的住院,在医院治疗。
2.2.1。测定血清MDA浓度
浓度的血清丙二醛(MDA),作为一个相对稳定的脂质过氧化作用加合物,在每日新鲜样品评估,使用修改后的硫代巴比土酸方法我们之前描述的14]。粉红色的吸光度读数彩色quinoneimine拍摄在515海里,532 nm和555 nm,在UV / VIS分光光度计(南非2,摩纳哥)。艾伦的校正后,MDA的浓度计算使用的摩尔消光系数ε= 1.56×105×L×M−1×厘米−1。
2.2.2。评估血清氢过氧化物
血清总氢过氧化物的浓度,不稳定的脂质过氧化产物,测定的亚铁氧化二甲酚橙的方法,减少后既存过氧化物与三苯基膦15]。结果ferric-xylenol橙色复杂在560纳米测量和校准与过氧化氢标准曲线0-50的浓度范围μmol / L。
2.2.3。测量血清维生素C和总抗坏血酸浓度
总维生素C的浓度(Asc +氧化维生素C形式)是衡量2,4-dintrophenylhydrazine (DNPH)方法(16]。在这种方法中,库珀(II)硫酸氧化Asc样本中DHA。之后新成立的和既存的DHA与DNPH反应在酸性条件下(pH值1 - 2)给bis-2 4-dinitrophenyl腙抗坏血酸盐,与吸光度最高在520海里。总维生素C测量后样品除蛋白(60 g / L偏磷酸;EDTA二钠2毫米),使用刚做好的2,4-dintrophenylhydrazine-thiourea-copper试剂硫酸(II)工作。抗坏血酸的水溶液(6 - 120μmol / L)被用来构建校准曲线。
先前存在的氧化维生素C (DHA + 2, 3-diketogulonic酸)确定样品除蛋白后使用DNPH试剂硫酸库珀(II)被省略。Asc的浓度计算总之间的区别和先前存在的氧化维生素C氧化维生素C Asc集中度(氧化/减少维生素C比值)计算每个样本。
2.2.4。测定血清总抗氧化活性
总抗氧化活性(AOA)使用benzoate-based测定比色法(17]。这种方法评估羟基自由基的非酶的抗氧化保护,带来的生理水平的尿酸,白蛋白,丙酮酸。结果表示为更易与尿酸/ L。
2.3。统计方法
数据分布和方差的同质性被Kolmogorov-Smirnov测试测试。用单向方差分析组之间的差异进行了分析。事后比较是通过学生的独立完成或配对样本t以及,如适当。频率数据进行卡方检验。变量之间的关系由计算皮尔逊相关系数来评估。统计学意义是。
3所示。结果
共有137名患者细菌OM和52岁,sex-matched控制受试者参与研究。基本的人口,OM和对照组的临床和实验室研究结果展示在表1。骨髓炎是最常见的本地化长骨头:股骨(32.8%),胫骨(16.0%),和肱骨(7.3%)。金黄色葡萄球菌被隔离在大多数情况下(91.2%)。约40.0%患者()用积极记忆先前的创伤,频繁剧烈体力活动或钝后受伤。在6周的治疗,110例(80.3%)完全恢复;其他的()治疗8周,认为亚急性OM的发展。平均住院急性OM天,在亚急性OM天。
常规实验室检测进行录取的时候显示的平均值增加ESR, CRP和WBC OM组(表中红细胞和血红蛋白含量下降1)。控制相比,血清氢过氧化物的基线值,MDA,和氧化/减少维生素C比值增加,同时Asc和AOA OM组下降;的意思是总维生素C的浓度在OM和对照组(表非常相似1)。有直接相关性血清氢过氧化物和白细胞计数(;)和血清Asc和AOA总额(;);MDA水平和白细胞之间的相关性不显著(;)。
OM的病人,112年接受了手术治疗之后,抗生素;其他的()保守治疗。没有手术和保守治疗组之间的差异对基线氧化应激标记,AOA,维生素C、总抗坏血酸以及氧化/减少维生素C比(、职责)。
表2和图1描述变化的氧化应激标记在OM的治疗和抗氧化剂。如图所示,总AOA血清氢过氧化物的浓度减少而增加治疗两周后。血清MDA的浓度在前两周在慢慢减少,仍高于控制随访结束时的值。没有明显的变化总维生素C浓度。相反,最初低浓度Asc达到最低的第二周,此后逐渐增加,而氧化/减少维生素C比稳步下降。在保守治疗组(),逆转氧化/减少维生素C的比例是低于手术治疗组(),在放电的区别是重要的(μmol / L和μmol / L;手术与保守治疗组;)。
我们进一步评估急性和亚急性OM组(表之间的区别3)。在基线血清氢过氧化物()、MDA ()、AOA (),总维生素C ()和Asc ()急性和亚急性OM组之间没有差异,而氧化/减少维生素C比后者高()。在住院,血清MDA浓度()、氢过氧化物()和氧化/减少维生素C比()比例较低,而总AOA ()和Asc ()在急性高于那些在亚急性OM组(表3)。
4所示。讨论
本研究的主要发现是急性OM与氧化应激增加有关加上显然正常血清总维生素C水平,主要包括氧化维生素形式。打扰维生素C氧化还原状态没有改善在临床治疗亚急性OM和恶化发展。始终与先前的报道(18,19),常规实验室炎症标记物,如白细胞、ESR、CRP,已经增加了诊断的时候,大约有76%的中性粒细胞在微分。有相当多的证据表明,oxidant-mediated中性粒细胞杀菌活动是必要的限制和骨感染的决议。例如,慢性肉芽肿性疾病患者的中性粒细胞缺乏功能NADPH氧化酶和活性氧产生低于正常,可能盛行的OM (20.]。不过,PMN-derived氧化剂选择性较低,可以损害多种分子导致炎症性骨破坏。
像许多其他组织一样,氧化剂是既定的形成在低水平的服务不同的监管职能和维护优良的破骨细胞和成骨细胞活动之间的平衡21]。然而,超过氧化剂可以干扰信号通路,促进破骨细胞的分化和激活,影响成骨细胞功能,增加细胞凋亡,并抑制骨生成,从而导致骨吸收(5,21]。由于高水平的il - 6或多态伯灵顿基因表达,中性粒细胞可能延长寿命在OM (22),因此可以成为一个氧化剂在流通的重要来源。代理一起与当地因素,如血流量减少,血栓形成,缺氧,表达诱导环氧酶(23),中性粒细胞可以提高氧化剂在发炎骨组织的形成。
氧化剂可以诱导脂质过氧化膜结合和血浆脂蛋白的多不饱和脂肪酸产生各种有机氢过氧化物。这些化合物化学性质不稳定,随后分解更稳定的MDA和其他醛,这些物质都对成骨细胞(24]。此外,氧化应激标志物增加诊断的时候OM在先前的研究10,25- - - - - -27),我们的研究结果证实这些报道。我们也观察到,氢过氧化物水平规范化治疗2周后,同时MDA值仍高于控制排放,特别是在亚急性OM组,表明氧化应激的强度可能与疾病的临床过程和并发症。同样,较高的血清MDA是最近在脓毒症预后差(28]。
系统性氧化应激在OM以前与减少抗氧化酶paraoxonase和芳香酯(27总维生素C], [26]。在目前的研究中,抗氧化剂,表示为总AOA,最初在OM组和低逐渐恢复正常后三周的治疗。农产品协定的估计是基于能力以外的几种抗氧化剂维生素C,主要是白蛋白和尿酸,防止氧化损伤的血清生物分子暴露在体外氢氧自由基生成系统(17]。在最近的研究中,血清的浓度范围内的总维生素C OM组健康对照组和相反的结果在成人OM患者(26]。因为我们使用相同的方法来测量总维生素C,这种差异可能反映了不同年龄,饮食习惯,或社会经济地位的参与者。然而,我们观察到严重扰乱了维生素C OM组氧化还原状态,与氧化形式的治疗期间,特别是在亚急性OM,指向不均衡利用率/再生率,而不是缺乏维生素C。
在抗氧化反应,Asc迅速氧化DHA和从血液中删除。这将大幅降低其血清水平,在危重病人发病后脓毒症(29日),构成低基线血清Asc OM集团在当前的研究中。激活中性粒细胞可以通过减少维生素C循环中发挥重要的作用范围广泛的DHA回到Asc在很短的时间内(30.]。然而,这种高效的机制可能会导致中性粒细胞内积累的Asc导致延迟凋亡[31日),在OM (22]。另一方面,过度的形成DHA在血管间细菌感染可能会导致运输系统的饱和或胞内维生素C减少酶与底物32),从而导致血清维生素C的转变更多的氧化形式。
口服补充维生素C是世界各地普遍实行,但其临床意义仍有争议甚至在病态与氧化剂的形成[增加有关32,33]。实验研究表明,作为一种祭祀抗氧化剂Asc可以完全防止氧化修改各种血液分子(11]。然而,Asc也可以作为氧化剂prooxidant和维持生产,特别是在细菌感染。事实上,Asc需要复合三世髓过氧物酶转化为生物活性化合物我34)和激活中性粒细胞积聚毫克分子水平的维生素C (33)为了保持次氯酸的合成。此外,注射用的Asc在急性炎症未能保护细胞外分子对髓过氧物酶和其他PMN-derived氧化剂(35]。
维生素C被认为是高度保护通过促进成骨细胞分化和骨活动并提供稳定的骨基质(7- - - - - -9]。证据表明,Asc可以改善xenobiotic-induced毒性在系统性水平(33)以及骨组织(36]。研究骨折愈合不确凿,尽管Asc补充改进的机械阻力骨折愈伤组织老年维生素C基因缺陷的老鼠,没有见过野生动物组织学或临床的改进(37,38]。
由此产生的问题是是否维生素C能影响骨细菌感染的发病率和临床结果。血液和组织人类维生素C的浓度取决于饮食。据报道,高维生素C摄入量降低骨髓病变的风险和中年受试者骨关节炎的发展39和在骨质疏松髋部骨折40]。在氧化应激条件下,Asc可能支持osteoblastogenesis [41),与骨再生和愈合过程。高水平的Asc结合葡萄球菌肠毒素C可能增加骨骨髓来源间充质干细胞的分化率成成骨细胞(42]。这些结果,连同亚急性OM之间的联系和降低血清Asc发现在我们的研究中,指出Asc对骨细菌感染可能有一些有利的影响。不过,Asc可以作为一个强大的prooxidant,这个特性在细菌感染可能会变得重要。
提出了在当前的研究中,OM患者增强氧化应激下,证实了通过增加血清总氢过氧化物和MDA,和减少总非酶的抗氧化活性。氧化应激的强度逐渐恢复正常在治疗期间,按照疾病的临床过程。这不是伴随着减少总维生素C水平,而是显著和持久的维生素氧化还原状态转向氧化形式。这些结果表明Asc的氧化和再生之间的失衡,而不是缺乏维生素C。鉴于Asc有多个角色的骨骼和中性粒细胞可能都参与组织损伤和Asc回收,还需要进一步的研究来评估期间维生素C OM的新陈代谢。
利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。