CC BY
15
I
Орипнальы досл1дження
Original Researches
Травма
УДК616.71-018.3: 616.391.04: 599.323.4
ГАЙКО Г.В., КАЛАШНИКОВ О.В., БРУСКО А.Т., ЧАЛАЙДЮК Т.П. ДУ «1нститут травматологи та ортопедн НАМН Укра'ни», м. Кив
МЕДИКАМЕНТОЗНА КОРЕЩЯ СТРУКТУРНО-ФУНКЦЮНАЛЬНОГО СТАНУ ХРЯЩОВО'' ТКАНИНИ ПРИ АЛ1МЕНТАРНОМУ Р-ППОВ1ТАМ1НО31
Резюме. Пстоморфолопчними, включаючи к!льк1сн! методи, досл!д>кеннями на 50 щурах-самцяхл1н11 Встар, у яких моделювали ал/ментарний й-пповтамноз, визначено порушення структури еп/ф/зарного i сугло-бового хрящiв. Доведений дозозалежний вплив втамну Е на корекцю порушень структури епiфiзарного та суглобового хряща. Доза втамну Е 0,6 мг найбльш ефективно сприяе вдновленню структури i функцП епiфiзарного та суглобового хряща в умовах алiментарного й-пповтамнозу. Встановлена нами можливють корекци структурно-функцюнального стану хрящово! тканини може бути використана для лкування захво-рювань, що супроводккуються й-пповтамнозом. Ключов слова: й-гiповiтамiноз, хрящ, корек^я, вiтамiни й3 та Е.
Вступ
Вщомо, що в комплексному лкуванш коксартрозу використовують препарати вггамшу Б [1]. При цьому вiдмiчають збтьшення рiвня втьних радикатв, яы мо-жуть пошкоджувати хрящ суглоба [9]. За даними влас-них бiохiмiчних дослтжень, коксартроз супроводжуеть-ся вираженим В-гшовггамшозом, що шдтверджуеться зниженням його активних метаболтв у сироватщ кровi та доводить доцiльнiсть застосування препарат вггамшу Б в його комплексному лiкуваннi [2]. Проте дея-к данi лiтератури свщчать про недостатньо ефективну профiлактичну та лкувальну дiю вiтамiну Б3 [6].
На нашу думку, причинами неефективного впливу препаратав вiтамiну Б3 при коксартрозi можуть бути: систем ний характер змш при дисплази сполучно! тканини у хворих на коксартроз; зниження бюдоступносл вiтамiну з вiком; можливiсть передодозування вггамшу Б3; призначення препаратiв на фош тдвищенно-го рiвня втьних радшатв у сиворотцi кровi та мiжсу-глобово! рiдини.
Можливо, виршенню ще! проблеми сприятиме призначення вггамшу Б3 та вiтамiну Е, якому прита-манний виражений антиоксидантний ефект. На даний час використовують велик дози вггамшу Е [9]. Але втомо, що при застосуванш великих доз вггамшу Е його антиоксидантна активнють дорiвнюе лише 10 щ вщ активностi його фiзiологiчних доз, осктьки за цих умов вiдмiчаеться спочатку перенапруження, а попм виснаження антиоксидантно! системи, спостертають-ся крововиливи, школи ентероколiти, головний бiль [1]. Ъм у важливим моментом е визначення таких доз i строкiв призначення вггамшу Е, яи б не впливали негативно на обмш речовин та стан здоров'я людини.
Мета дослтження — визначити ефективнють лшу-вально1 да рiзних доз вггамшу D3 та Е на хрящ в умовах атментарного D-гшовггамшозу.
Матер1али й методи
Експериментальш дослтження виконaнi на базi вiддiлу патоморфологи' з експериментально-бюлопч-ним вiддiленням ДУ «1ТО НАМНУ» та лаборатори' кль нiчноï бiохiмiï НАН Украши.
Робота проведена на 50 щурах-самцях лши' Bic-тар масою 90 ± 5 г, на яких моделювали атментар-ний D-гiповiтaмiноз. Експерименти на тваринах ви-конaнi вiдповiдно до вимог 6вропейсько1 конвенцп' захисту хребетних тварин, яы використовуються з експериментальною та iншою метою та Закону Укра1-ни № 3447-IV вщ 21.02.2006 р. «Про захист тварин вщ жорсткого поводження». Тварини вciх cерiй до початку дослтження знаходились на звичайному харчовому рацюш, утримувались вiдповiдно до Са-нггарних правил створення, обладнання та утриман-ня експериментально-бюлопчних кпiнiк (вiвaрiïв) вщ 06.04.73 р. У перiод акшматизаци' (тиждень) i пiд час експерименту тварини знаходились у вiвaрiï при темперaтурi 18—22 °С, вологоcтi 50—60 щ, природному cвiтловому режимi «день — шч» [4]. Пiдбiр тварин та формування експериментальних груп проводили за методом випадкових чисел [3, 7]. Дослтний препарат у виглядi водно!' суспензи' таблетовано1 маси вводили
© Гайко Г.В., Калашшков О.В., Бруско А.Т.,
Чалайдюк Т.П., 2014 © «Травма», 2014 © Заславський О.]Ю , 2014
один раз на добу внутршньошлунково за допомогою зонда в дозах 200 мгДсг, виходячи з максимальних ль кувальних добових доз та загального обмiну речовин у експериментальних тварин [5]. Доза препарату, що вводили, становила 0,1 мл.
Поставлено п'ять серш дослiдiв.
Щури, яы знаходились у звичайних умовах вiварiю та харчування протягом 60 дшв, становили першу (конт-рольну) серш — 10 щурiв; щурам наступних 4 серш iз 31-го дня моделювання продовжили D-гiповiтамiнозну дieту (друга серiя дослiду — 10 щурiв); тварини, яким на фонi продовження D-riповrraмшозноi дieти протягом наступних 30 дiб вводили 40 МО вггамшу D3, становили третю серш (10 щурiв), щури, якi отримували 40 МО вiтамiну D3 у поеднаш з вiтамiном Е 0,6 мг, — четверту (10 щурiв), п'яту — щур^ як отримували 40 МО вггамшу D3 у поeднанi з вiтамiном Е 6 мгДдобу (10 тварин).
Шсля заынчення дослiду тварин пiд ефiрним наркозом виводили з експерименту та вирiзали стегнову та великогомшкову кiстки.
Юстки розтинали на шматочки, як фiксували в 10щ розчиш формалiну, знежирювали, зневоднювали в спиртах наростаючо! мiцностi й спирт-ефiрi та заливали на блоки в целощин. Отримували тоны пстолопч-ш зрiзи, яы забарвлювали гематоксилiном та еозином, а також ткрофуксином за Ван-Пзоном.
Проводили гiстоморфометричнi дослiдженя. Для цього використовували мiкроскоп та окуляр-ну лiнiйку. Визначали висоту епiфiзарного хряща
та шару первинних перекладок дистального в1дд1-лу стегново! та проксимального великогомшково! к1сток.
На фронтальних г1столог1чних зр1зах центрального вщщлу суглобово! поверхн1 головки стегново! истки пдраховували ыльысть хондроцит1в, за якою пев-ною м1рою визначали прол1феративну активн1сть та структурно-функц1ональний стан суглобового хряща. Для цього ШД свгтловим м1кроскопом ф1рми ZEISS Axics tar plus з об'ективом х20 i3 г1столог1чних препа-рат1в отримували фотовщбитки, на яких визначали дтянки суглобового хряща стандартного розмiру (60 х 60 мм) кожно! тварини ушх серiй та пщраховували ыль-кiсть хрящових клiтин (рис. 1).
Результати та Тх обговорення
Гiстоморфологiчними, включаючи кiлькiснi мето-ди, дослщженнями встановлено, що при застосуван-ш зазначених вище вiтамiнних препаратiв у щурiв на фонi D-гiповiтамiнозноi' дiети вiдбувалися однотипнi за кiлькiстю та яыстю вiдновлювальнi процеси струк-турно-функцюнально! оргашзаци епiфiзарного та суглобового хрящiв стегново! та великогомiлковоi' исток (табл. 1, 2).
1з боку епiфiзарного хряща, зональна будова яко-го зберiгалась, в!дм!чали активiзацiю пролiферацii' та формування колонок хондроципв, зменшення висоти зони гшертрофованих хрящових кл1тин та посилення вростання судин у шар гшертрофованих хондроци-т1в, як1 пiддавалися звапнiнню (рис. 2). Таким чином, отримаш результати свщчать, що поеднане призначен-ня вггамшв D3 та Е сприяе вщновленню структурно-функцюнального стану ыстково! тканини та епiфiзар-ного хряща. Бтьший лшувальний ефект вiдмiчали у тварин, яким призначали на фош вiтамiну D3 вiтамiн Е у ф!зюлопчнш доз1.
У результатi проведеного пдрахунку к1лькост1 хон-дродит1в на стандартну одиницю площ1 суглобового хряща головки стегново! ыстки (табл. 2) установлено, що D-гшовггамшоз протягом двох мюящв супроводжу-вався статистично в1ропдним зниженням на 38,70 щ Рисунок 1. Стандартна длянка проксимального ылькосл хондроципв суглобового хряща пор1вняно з еп1ф1зарного хряща стегновоi юстки, на яюй групою контрольних тварин (р < 0,01).
пщраховували к'шьк'сть хондроципв у тварин У той же час показано, що у тварин третьо! гру-
р!зних груп експерименту пи, яы протягом двох мюящв, як i тварини IV
Таблиця 1. Результати пстоморфометрП зони росту ксток у досл'щних груп тварин, мкм, n = М
Групи та число тварин Висота етфйзарного хряща Висота шару п<р винних кiсткових пер екладок
Стег нова кiстка Beликогомiлкова кiстка Стег нова кiстка Великогомшкова кiстка
Контроль 201 ± 9* 195 ± 6* 1050±27* 930±39*
D-rin0BiTaMiH03 218 ± 10 212 ± 7 650 ± 16 625 ± 25
D-rin0BiTaMiH03 + 40 МО D3 212 ± 9* 206 ± 6* 790 ± 29* 780±32*
D-rin0BiTaMiH03 + 40 МО D3 + 0,6 мг BiTaMiHy Е 208 ± 8* 200 ± 9* 820 ± 28* 800 ± 25*
D-rin0BiTaMiH03 + 40 МО D3 + 6 мг BiTaMiHy Е 204 ± 4* 197 ± 5* 980 ± 29* 910±25*
Примтка: * — показники в!рог!дн! пор'тняно з групою тварин iз й-ппов 'там'шозом.
Том 15, №2 • 2014
www.mif-ua.com
17
та V груп дослiду, продовжували знаходитися на D-гiповiтамiнознiй дiетi, але останнiй мiсяць отриму-вали вггамш Б3 у дозi 40 МО, установлено статистично
вiрогiдне (р < 0,05) збiльшилася кiлькiсть хондроцитiв до 156,00 ± 1,06 порiвняно з тваринами групи, яким корекцiю Б-гшовггамшозного стану не проводили (120,00 ± 2,02), та не досягала показниив контрольних тварин (р < 0,01).
Найбтьший позитивний вплив виявлено у тварин четверто! групи, у яких корекцш порушень структурно-функцiонального стану суглобового хряща в умовах двохмюячно! Б-гшовггамшозно! дiети проводили шляхом застосування вггамшу Б (40 МО) та фiзiологiчноl дози вiтамiну Е — 0,6 мг (табл. 2): кшьысть хондроципв сягала 191,00 ± 1,01, тобто фактично набувала показнишв тварин контрольно! групи (р > 0,05).
У тварин п'ято! групи, яким корекцш структурно-функцiонального стану суглобового хряща проводили шляхом застосування вггамшв Б (40 МО) та Е 6 мг, лшувальний ефект виявляли на рiвнi показниив, яы спостерiгали у тварин, у яких застосовували тiльки вь тамiн Б.
Висновки
1. При алiментарному D-гiповiтамiнозi в щурiв вщ-буваеться порушення структури епiфiзарного i суглобового хрящiв.
2. Застосування комплексу вггамМв Б3 та Е при D-гiповiтамiнозi бiльш ефективно нормалiзуе струк-турно-функцюнальний стан епiфiзарного та суглобового хрящiв, нiж використання лише вггамшу Б3.
3. Доведений дозозалежний вплив вггамшу Е на корекцш порушень структури епiфiзарного та
Таблиця 2. Вплив в'/тамЫв й3 та Е на кльюсть хондроцит1в проксимального суглобового хряща стегновоI к!стки щур!в масою 168 ± 8 г в умовах й-пповтамшозу, М ± т, п= 10
Групи тварин Кшьюсть хондроципв суглобового хряща
Контроль 199,00 ± 1,25
D-rin0BiTaMiH03 120,00 ± 2,02*
D-rin0BiTaMiH03 + 40 МО D3 156,00 ± 1,06*
D-rin0BiTaMiH03 + 40 МО D3 + 0,6 мг BiTaMiHy Е 191,00 ± 1,01
D-rin0BiTaMiH03 + 40 МО D3 + 6 мг BiTaMiHy Е 164,00 ± 2,07*
Примака: * — показники статистично в1рогщш (р < 0,01) порiвняно з тваринами контрольноi групи.
Рисунок 2. Длянки проксимального епф 'зарного хряща великогомлковоI к'/стки щур1в: а) контрольноI, б) 1з й-г1пов1там1нозом, п!сля м/сячно/ медикаментознойкорекци: в) в!там!ном й3, г) в!там!нами й3 + Е 0,6 мг, д) в!там!нами й3 + Е 6 мг. Зупинка ендохондр!ального скостен/ння та збльшення висоти зони ппертрофованихклтин (1) при 0-ппов1там1ноз1 (б). Актив1зац1я процесу ендохондр!ального юсткоутворення та зменшення висоти зони ппертрофованих клтин (1) (в-д). Найбльш активно в/н переб!гае у тварин, як отримували в!там!н й3 + Е 0,6 мг (г). Гематоксилн-еозин, х 120
суглобового хряща, що викликанi атментарним D-rin0BÎTaMÎH030M.
4. BÎTaMÎH Е в дозi 0,6 мг найбiльш ефективно сприяе вiдновленню структури i функцй' ешфiзар-ного та суглобового хряща в умовах атментарного D-гiповiтамiнозу.
5. Установлена нами можливють корекцй' структур-но-функцiонального стану хрящово! тканин може бути використана при захворюваннях, яи супроводжуються D-гiповiтамiнозом (остеопороз, коксартроз тощо).
Список л1тератури
1. Витамин D и костная система/Г.В. Гайко, А.Т. Бру-ско, А.В. Калашников и др. — К.: Книга-Плюс, 2008.— 147 с.
2. Вплив змш мтерального та D-втамтного обмшв на прогресування iдiопатичного коксартрозу / Л.1. Апуховська, О.В. Калашшков, В.М. Василевська, А.В. Калашшков, A.I. Безусяк // Травма. — 2011. — № 3, Т. 12. — С. 126-132.
3. Лапач С.Н. Статистические методы в биологических исследованиях с использованием Excel /С.Н. Лапач, А.В. Чубенко, П.Н. Бабич. — К.:Морион, 2000. — 320 с.
4. Науково-практичш рекомендацн з утримання лабора-торних тварин та робота з ними / Ю.М. Кожем 'якт, О.С. Хромов, М.А. Фыоненко, Г.А. Сайфетдшова. — К.: Авщена, 2002. — 156с.
5. Оганов В. С. Костная система / В. С. Оганов, В. С. Шнейдер // Космическая биология и медицина: Человек в космическом полете. — Т. 3, Кн. 1. — М.: Наука, 1997. — С. 421-460.
6. Сергеев И.Н. Роль витамина Е в обмене и рецепции витамина Д /И.Н. Сергеев, Ю.П. Ахрапчев, В.Б. Спири-чев // Биохимия. — 1990. — Вип. 11, № 55. — С. 19891994.
7. Урбах В.Ю. Статистический анализ в биологических и медицинских исследованиях/В.Ю. Урбах. — М.: Медицина, 1975. — 295 с.
8. Effect ofantioxidants on knee cartilage and bone in healthy, middle-aged subjects: a cross-sectional study / Y. Wang, A.M. Hodge, A.E. Wluka [et al.]//Arthritis Research and Therapy. — 2007. — № 9. — P. 66-71.
9. Jain Sushil K. Relationship between elevated lipid peroxides, vitamin E deficiency and hypertension in preeclampsia /Sushil K. Jain, Rodney Wise//мо1. Cell. Biochem. — 1995. — Vol. 151, № 1. — P. 33-38.
Отримано 18.04.14 ■
Гайко Г.В., Калашников А.В., Бруско А.Т., Чалайдюк Т.П.
ГУ «Институт травматологии и ортопедии НАМН Украины», г. Киев
МЕДИКАМЕНТОЗНАЯ КОРРЕКЦИЯ СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ХРЯЩЕВОЙ ТКАНИ ПРИ АЛИМЕНТАРНОМ D-ГИПОВИТАМИНОЗЕ
Резюме. Гистоморфологическими, включая количественные методы, исследованиями на 50 крысах-самцах линии Вистар, у которых моделировали алиментарный D-гиповитаминоз, определены нарушения структуры эпифизарного и суставного хрящей. Доказано дозозависимое влияние витамина Е на коррекцию нарушений структуры эпифизарного и суставного хряща. Витамин Е в дозе 0,6 мг наиболее эффективно способствует восстановлению структуры и функции эпифизарного и суставного хряща в условиях алиментарного D-гиповитаминоза. Установленная нами возможность коррекции структурно-функционального состояния хрящевой тканей может быть использована для лечения заболеваний, сопровождающихся D-гиповитаминозом.
Ключевые слова: D-гиповитаминоз, хрящ, коррекция, витамины D, и Е.
Gaiko G.V., KalashnikovO.V., BruskoA.T., ChalaydyukT.P. State Institution «Institute of Traumatology and Orthopedics of National Academy of Medical Sciences of Ukraine», Kyiv, Ukraine
DRUG CORRECTION OF THE STRUCTURAL AND FUNCTIONAL STATE OF THE CARTILAGE TISSUE IN THE ALIMENTARY D-HYPOVITAMINOSIS
Summary. Using histomorfological, including quantitative methods, researches on 50 male Wistar rats, in which we simulated alimentary D-hypovitaminosis, there were identified violations of the structure of the epiphyseal and articular cartilage. We proved dose-dependent effect of E vitamin on correction of disorders of the structure of the epiphyseal and articular cartilage. Vitamin E in a dose of 0.6 mg most effectively contributes to the restoration of the structure and functions of the epiphyseal and articular cartilage under alimentary D-hypovitaminosis. The ability to correct the structural and functional state of cartilage tissues, revealed by us, can be used for treatment of diseases accompanied by D-hypovitaminosis.
Key words: D-hypovitaminosis, cartilage, correction, vitamins D3 and E.
TOM 15, №2 • 2014
www.mif-ua.com
19
