Journal of Experimental and Clinical SurgeryJournal of Experimental and Clinical SurgeryВестник экспериментальной и клинической хирургии2070-478X2409-143XVoronezh State Medical University named after N.N. Burdenko110610.18499/2070-478X-2017-10-4-283-287Original articlesОригинальные статьиResearch ArticleThe question of the influence of the dosed tissue stretching on the concentration of the hypoxia-inducible factor (HIF-1α) in the stretched flapК вопросу о влиянии дозированного тканевого растяжения на концентрацию гипоксией-индуцибельного фактора (HIF-1α) в дистрагируемом лоскутеhttps://orcid.org/0000-0003-2230-94315557-6327BagryantsevMaxim VladimirovichБагрянцевМаксим Владимирович
Russian Federation

surgical Department, surgeon

врач-хирург 2 хирургического отделения

maks-bagryancev@mail.ruPavlenkoIlia ViktorovichПавленкоИлья Викторович
Russian Federation

surgical Department, surgeon

врач-ординатор 2 хирургического отделения

maks-bagryancev@mail.ruShelchkovaNatalya AlexandrovnaЩелчковаНаталья Александровна
Russian Federation

candidate of biological Sciences, head of the Department of molecular and cellular technologies

кандидат биологических наук, заведующий отделом молекулярно-клеточных технологий

maks-bagryancev@mail.ruMironovAndrey AlexandrovichМироновАндрей Александрович
Russian Federation

PhD, professor assistent, Department of Neurotechnology; Senior researcher of Experimental Modeling Department

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник отдела экспериментального моделирования; доцент кафедры нейротехнологий Института биологии и биомедицины

maks-bagryancev@mail.ruRyabkovMaxim GeorgievichРябковМаксим Георгиевич
Russian Federation

doctor of medicine, consultant physician 1 surgical Department

доктор медицинских наук, научный консультант 1 хирургического отделения

maks-bagryancev@mail.ruBeschastnovVladimir ViktorovichБесчастновВладимир Викторович
Russian Federation

doctor of medicine, consultant physician 2 surgical Department

доктор медицинских наук, научный консультант 2 хирургического отделения

maks-bagryancev@mail.ruCity clinical hospital № 30, Moscow district, Nizhny NovgorodГБУЗ НО "Городская клиническая больница № 30 Московского района", г. Нижний НовгородCentral Research Laboratory Nizhny Novgorod State Medicine Academy", RussiaЦНИЛ ГБОУ ВПО НижГМА МинЗдрава РФ, г. Нижний Новгород, РоссияNizhny Novgorod State University (NNSU)ФГАОУ ВО «Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»Central Research Laboratory Nizhny Novgorod State Medicine Academy"ЦНИЛ ГБОУ ВПО НижГМА МинЗдрава РФ311220171042832872809201707102017Copyright ©; , Bagryantsev M.V., Pavlenko I.V., Shelchkova N.A., Mironov A.A., Ryabkov M.G., Beschastnov V.V.Copyright ©; , Багрянцев М.В., Павленко И.В., Щелчкова Н.А., Миронов А.А., Рябков М.Г., Бесчастнов В.В.Bagryantsev M.V., Pavlenko I.V., Shelchkova N.A., Mironov A.A., Ryabkov M.G., Beschastnov V.V.Багрянцев М.В., Павленко И.В., Щелчкова Н.А., Миронов А.А., Рябков М.Г., Бесчастнов В.В.http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0https://vestnik-surgery.com/journal/article/view/1106

Relevance: the method of dosed dermotension as one of the options for plastic reconstruction of the foot with the soft tissue defects of various etiologies (including diabetes mellitus) are widely used in surgery. Local circulatory compensated hypoxia, occurs when dosed dermotension, stimulates proliferation of blood vessels, but to date no proven link between measured growth and the concentration of cytokine HIF-1α.

Aim: the aim was to identify patterns between local circulatory compensated hypoxia created by carrying out the dosed dermotension and cytokine concentration of HIF-1α in stretched the flap when closing the wound of the soft tissues.

Materials and methods: the experiment was carried out on 18 experimental animals, which was simulated wound scapular area and conducted a hardware apparatus dermotension under the control of laser Doppler flowmetry, formed the skin samples and performed enzyme-linked immunosorbent assay to determine the concentration of cytokine HIF-1α after 30 minutes, 24 hours from the beginning of tissue stretching.

Results: the concentration of HIF-1α in the skin before the start of the dermotension was (Me [Q1; Q3]) 110 [98,1; 114,8] ng/ml. A statistically significant increase in the concentration of HIF-1α to 148 [122,2; 221,7] ng/ml (p=0.008) recorded in the group of animals who underwent tissue stretching within 30 minutes, research also showed that the concentration of HIF-1α increased to 330 [246,4; 463,3] ng/ml (p=0.007) after 24 hours from the start of the dosed strains.

Conclusion: the concentration of cytokine HIF-1α in stretched the flap increases with dosed dermotension. Thus, the regulation of adaptation of the skin to stretching is performed by increasing the concentration of the cytokine HIF-1α.

Актуальность: метод дозированной дермотензии как один из вариантов пластической реконструкции стопы при дефектах мягких тканей различной этиологии (в том числе и при сахарном диабете) широко применяется в хирургии. Известно, что локальная циркуляторная компенсированная гипоксия, возникающая при дозированной дермотензии, стимулирует процессы пролиферации кровеносных сосудов, однако на сегодняшний день не доказана связь между дозированной дермотензией и изменением концентрации цитокина HIF-1α.

Цель: перед авторским коллективом стояла цель выявить закономерности между локальной циркуляторной компенсированной гипоксией, создаваемой путем проведения дозированной дермотензии и концентрацией цитокина HIF-1α в дистрагируемом лоскуте при закрытии раны мягких тканей.

Материалы и методы: эксперимент проведен на 18 экспериментальных животных, которым моделировали рану лопаточной области и проводили аппаратную дермотензию под контролем лазерной допплеровской флоуметрии, формировали образцы кожи и проводили иммуноферментный анализ с целью определения концентрации цитокина HIF-1α через 30 минут, 24 часа от начала тканевого растяжения.

Результаты: концентрация HIF-1α в коже до начала дермотензии составляла (Ме [Q1; Q3]) 110 [98,1; 114,8] нг/мл. В группе животных, которым выполняли тканевое растяжение в течение 30 минут зафиксировано статистически значимое увеличение концентрации HIF-1α до 148 [122,2; 221,7] нг/мл (р=0,008), через 24 часа от начала дозированного растяжения, выявлено, что концентрация HIF-1α увеличилась до 330 [246,4; 463,3] нг/мл (р=0,007).

Вывод: при дозированной дермотензии увеличивается концентрация цитокина HIF-1α в дистрагируемом лоскуте. Таким образом, регуляция адаптации кожных покровов к растяжению осуществляется за счет увеличения концентрации цитокина HIF-1α.

Keywords: dosed dermotension, tissue hypoxia, hypoxia inducible factor, HIF-1α, enzyme immunoassay.Ключевые слова: дозированная дермотензия, тканевая гипоксия, гипоксией индуцибельный фактор, HIF-1α, иммуноферментный анализ.ReferencesСписок литератураMitish, V.A. Plasticheskie i rekonstruktivnye operatsii v gnoinoi khirurgii i travmatologii [Plastic and reconstructive surgery in purulent surgery and traumatology] Surgery. 2000; 4: 41-44. (in Russ.)Митиш В.А. Пластические и реконструктивные операции в гнойной хирургии и травматологии. Хирургия. 2000; 4: 41-44.Izmailov S.G. Novye napravleniia v khirurgicheskikh tekhnologiiakh lecheniia ran miagkikh tkanei [New directions in surgical technologies for the treatment of wounds of soft tissues] Vestnik RAMN. 2005; 10: 25-30. (in Russ.)Измайлов С.Г. Новые направления в хирургических технологиях лечения ран мягких тканей. Вестник РАМН. 2005; 10: 25-30.Bogos'ian, R.A. V.V. Beschastnov. Kompleksnoe ispol'zovanie sposobov dozirovannoi spitsevoi i ekspandernoi dermotenzii [Integrated use of methods and-spoke expansion dosed dermotension] Annals of plastic, reconstructive and aesthetic surgery. 2012; 4: 51-57. (in Russ.)Богосьян, Р.А. В.В. Бесчастнов. Комплексное использование способов дозированной спицевой и экспандерной дермотензии. Анналы пластической, реконструктивной и эстетической хирургии. 2012; 4: 51-57.X. Dan. A Skin-stretching wound closure system to prevent and manage dehiscence of high-tension flap donor sites: a report of 2 cases. Ostomy Wound Manage. 2015; 61: 8: 35-40.R. Maiti, J. Mech. In vivo measurement of skin surface strain and sub-surface layer deformation induced by natural tissue stretching. Behav Biomed Mater. 2016; 62: 556-569.M.S. Chin. In vivo acceleration of skin growth using a servo-controlled stretching device. Tissue Eng Part C Methods. 2010; 16: 3: 397-405.X. Liang. Mechanical stretching promotes skin tissue regeneration via enhancing mesenchymal stem cell homing and transdifferentiation. Stem Cells Transl Med. 2016; 5: 7: 960-969.G. L. Semenza, G.L. Wang. A nuclear factor induced by hypoxia via de novo protein synthesis binds to the human erythropoietin gene enhancer at a site required for transcriptional activation. Mol. Cell. Biol. 1992; 12: 5447-5454.Heyma, S.N., D. Leibowitz, I. Mor-Yosef Levi. Adaptive response to hypoxia and remote ischaemia pre-conditioning: a newhypoxia-inducible factors era in clinical medicine. Physiol (Oxf). 2016; 216: 4: 395-406.E. Andrikopoulou. Current Insights into the role of HIF-1 in cutaneous wound healing. Curr Mol Med; 2011: 11: 218–235. R. J. Ruthenborg. Regulation of Wound Healing and Fibrosis by Hypoxia and Hypoxia-Inducible Factor-1. Mol Cells. 2014; 37: 9: 637–643.Lorber M., S.A. Milobsky. Stretching of the skin in vivo. A method of influencing cell division and migration in the rat epidermis. Invest Dermatol. 1968; 51: 5: 395-402.D.C. Pamplona, R.Q. Velloso, H.N. Radwanski. On skin expansion. Mech Behav Biomed Mater. 2014; 29: 655–662.V.V. Beschastnov. Aktivnost' protsessov reparativnoi regeneratsii v usloviiakh lokal'noi tsirkuliatornoi gipoksii okoloranevoi oblasti [The activity of the processes of reparative regeneration in terms of local circulatory hypoxia colornews region] News surgery. 2015; 6: 23: 612-618. (in Russ.)В.В. Бесчастнов. Активность процессов репаративной регенерации в условиях локальной циркуляторной гипоксии околораневой области. Новости хирургии. 2015; 6: 23: 612-618.E. Berra. Hypoxia-inducible factor-1 alpha (HIF-1alpha) escapes O2-driven proteasomal degradation irrespective of its subcellular localization: nucleus or cytoplasm. EMBO Rep. 2001; 2: 7: 615–620.E. Andrikopoulou. Current Insights into the role of HIF-1 in cutaneous wound healing. Curr Mol Med. 2011; 11: 3: 218–235. W.X. Hong. The Role of Hypoxia-Inducible Factor in Wound Healing. Adv Wound Care. 2014; 3: 5: 390–399.J. Kalucka. Loss of epithelial hypoxia-inducible factor prolyl hydroxylase 2 accelerates skin wound healing in mice. Mol Cell Biol. 2013; 33: 17: 3426–3438.K.W. Leung. Ginsenoside-Rg1 mediates a hypoxia-independent upregulation of hypoxia-inducible factor-1α to promote angiogenesis. Angiogenesis. 2011; 14: 4: 515-522.Semenza G.L. Oxygen-dependent regulation of mitochondrial respiration by hypoxia-inducible factor 1. Biochem J. 2007; 405: 1: 1–9.Semenza G.L. Oxygen-dependent regulation of mitochondrial respiration by hypoxia-inducible factor 1. Biochem J. 2007; 405: 1: 1–9.M. Olenius, C.J. Dalsgaard, M. Wickman Mitotic activity in expanded human skin. Plast Reconstr Surg. 1993; 91: 2: 213-216.