Dynamics of the level of cytokines in the isolated femoral fracture under conditions of system ozone therapy

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

A close link between processes of immune-based and osteogenesis, influence of immune system on reparative processes after a traumatic femur fracture, as well as state of increased afferent signals emitted by intraosseous receptors and hyperstimulation of immune cells during trauma accounts for feasibility of using efferent multimodal therapy interventions, which may be accomplished by medical ozone. The aim of the study was to assess dynamic changes in pain syndrome and level of pro- and anti-inflammatory cytokines in isolated femur fracture treated with systemic ozone therapy.
The study group coprised 32 male patients with isolated femur fracture, average age 44.2±2.4 years. Starting from day 2 after surgical treatment, all patients received standard anticoagulant treatment and antibiotic therapy, 16 patients additionally received ozone therapy applied as small autohemotherapy (MAGT) at ozone therapeutic unit by using ozone destructor UOTA-60-01 “Medozon” manufactured by Medozon LLC, Moscow. Ozone concentration in ozone-oxygen mixture was 20 mg/l, per 10 ml-volume, applied as 7-9 injections course every other day. Patient-provided assessment of pain level in all groups was investigated by using a visual analogue pain scale. Concentrations of IL-6 and IL-4 cytokines were measured by using standard test systems (pruchased from Vector-Best JSC, Novosibirsk). Statistical data processing was carried out by using software package Statistica 10.0. The subjective pain level prior to the onset of the course ozone therapy and 2 days after surgical treatment was higher than average level after the end of MAGT course, pain level decreased to low level and significantly differed from that one before surgery, which indicates developed analgesic effect after systemic ozone therapy, likely associated with oxidative modification of inflammatory mediators. The level of pro-inflammatory cytokine IL-6 in patients with IPPK during systemic ozone therapy significantly decreased, which indicates some normalizing effect induced by ozone therapy on parameters of immunocyte secretory activity and prevents ovgert effects triggered by “cytokine storm”. Concentration of IL-4 vs after traumatic femur damage did not significantly differ among patient groups, except for differences with control group. Spearman correlation analysis revealed high degree of dependence between pain intensity and level of pro-inflammatory cytokines, whereas ozone therapy led to decreased pain intensity in lesion site and directly correlated with decreased IL-6 concentration. Thus, use of ozone at therapeutic concentrations limits excessive reactions of innate immunity that can lead to massive tissue damage in early stages of the posttraumatic process.

About the authors

K. S. Abramov

South Ural State Medical University

Email: fake@neicon.ru

Assistant Professor, Department of Pathological Physiology

Chelyabinsk

Russian Federation

E. V. Davydova

South Ural State Medical University

Author for correspondence.
Email: dav-zhenya@yandex.ru

Davydova Eugeniya V. - PhD, MD (Medicine), Professor, Department of Pathological Physiology

454092, Chelyabinsk, Vorovsky str., 64 

Phone: 7 (908) 060-92-06

Russian Federation

M. V. Osikov

South Ural State Medical University

Email: fake@neicon.ru

PhD, MD (Medicine), Professor, Head, Department of Pathological Physiology

Chelyabinsk

Russian Federation

References

  1. Коршунова Е.Ю., Белохвостикова Т.С., Дмитриева Л.А. Иммунологический контроль гомеостаза костной ткани // Политравма, 2011. № 1. [Электронный ресурс]: сайт. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/immunologicheskiy-kontrol-gomeostaza-kostnoy-tkani (дата обращения: 10.04.2020). [Korshunova E.Yu., Belokhvostikova T.S., Dmitrieva L.A. Immunological control of bone tissue homeostasis. Politravma = Politrauma, 2011, no. 1. [Electronic resource]. Access mode: https://cyberleninka.ru/article/n/immunologicheskiy-kontrol-gomeostaza-kostnoy-tkani (date of the application: 10.04.2020).
  2. Коршунова Е.Ю., Дмитриева Л.А., Лебедев В.Ф. Цитокиновая регуляция метаболизма костной ткани // Политравма. 2012. № 3. [Электронный ресурс]: сайт. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/tsitokinovaya-regulyatsiya-metabolizma-kostnoy-tkani (дата обращения: 10.04.2020). [Korshunova E.Yu., Dmitrieva L.A., Lebedev V.F. Cytokine regulation of bone metabolism. Politravma = Politrauma, 2012, no. 3. [Electronic resource]. Access mode: https://cyberleninka.ru/article/n/tsitokinovaya-regulyatsiya-metabolizmakostnoy-tkani (date of the application: 10.04.2020).
  3. Панков И.О., Габдуллин М.М., Емелин А.Л. Исследование интерлейкина­6 у пациентов с тяжелой травмой нижних конечностей, осложненных синдромом жировой эмболии // Современные проблемы науки и образования, 2016. № 2. [Электронный ресурс]: сайт. Режим доступа: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=24272 (дата обращения: 10.04.2020). [Pankov I.O., Gabdullin M.M., Emelin A.L. The study of interleukin­6 in patients with severe lower limb trauma complicated by fat embolism. Sovremennyye problemy nauki i obrazovaniya = Modern Problems of Science and Education, 2016, no. 2. [Electronic resource]. Access mode: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=24272 (date of the application: 10.04.2020).
  4. Bortolotti P., Faure E., Kipnis E. Inflammasomes in tissue damages and immune disorders after trauma. Front. Immunol., 2018, no. 9, 1900. doi: 10.3389/fimmu.2018.01900.
  5. Cekic, C., Linden, J. Purinergic regulation of the immune system. Nat. Rev. Immunol., 2016, no. 16, pp. 177-192.
  6. Galie M., Costanzo M., Nodari A., Boschi F., Calderan L., Mannucci S., Covi V., Tabaracci G., Malatesta M. Mild ozonisation activates antioxidant cell response by the Keap1/Nrf2 dependent pathway. Free Radic. Biol. Med., 2018, Vol. 124, pp. 114-121.
  7. Gibon E., Lu L.Y., Nathan K., Goodman S.B. Inflammation, ageing, and bone regeneration. J. Orthop. Translat., 2017, no. 10, pp. 28-35.
  8. Jorch S.K., Kubes P. An emerging role for neutrophil extracellular traps in noninfectious disease. Nat. Med., 2017, no. 23, pp. 279-287.
  9. Xiao W., Mindrinos M.N., Seok J. A genomic storm in critically injured humans. J. Exp. Med., 2011, Vol. 208, no. 13, pp. 2581-2590.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2020 Abramov K.S., Davydova E.V., Osikov M.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».