CC BY
7
В1СНИК Украгнсъког медичног стоматологгчног акадежш
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬН1 ТА МОРФОЛОГ1ЧН1
ДОСЛ1ДЖЕННЯ
УДК [577.12 + 611.018.4]:616-092.9
МЕТАБ0Л1ЧН1ЗМ1НИ 0РГАН1ЧН0Г0 МАТРИКСУ К1СТК0В01ТКАНИНИ ЗА УМОВ ЕМ0Ц1ЙН0Г0 СТРЕСУ, 0ВАР10ЕКТ0М11ТА1Х К0РЕКЦ1Я КАЛЬЦИТ0Н1Н0М
Бглецъ М.В.
Вищий державний навчальний заклад УкраТни "Украшська медична стоматолопчна академ1я" м. Полтава
На 87 статевозрглих щурах-самках Вгстар дослгджено метаболгзм органгчного матриксу кгст-ковог тканини ргзних вгддглгв скелету (ни^юня щелепа, хребцг, стегнова кгстка) за умов дгг емо-цгйного стресу, оваргоектомгг та гхнього сполученого впливу. Встановлено, що найбгльш суттевг змгни в органгчному матриксг виникають в кгстковгй тканинг нижньог щелепи за умов сполуче-ног дгг емоцгйного стресу та недостатностг гонад. Корекцгя метаболгчних змгн в кгстковгй тканинг кальцитонгном призводить до пригнгчення резорбцгг тканини.
Ключов1 слова: емоцшний стрес, оварюектом1я, кальцитонЫ, оргаычний матрикс
Кюткова тканина (КТ) скпадаеться з органн-ного матриксу, який представлений колагенови-ми та неколагеновими бтками, та мшеральноТ фази, яка складаеться з аморфних фосфа^в та апатитв [7,8].
Метаболам КТ можна охарактеризувати дво-ма р^нонаправленими процесами: утворенням ново1 кютковоТ тканини остеобластами та руйну-ванням - резорбцию старо!' кютки остеокластами. Ксткова тканина нколи не перебувае в стан1 спокою. Органнний матрикс КТ та мшеральна фаза тканини постмно перебудовуються. Структурна цтюнють скелету пщтримусться безупин-ним процесом перебудови - ремоделюванням [7,15].
Поки ще не зовам зрозумто, якою саме ре-човиною ¡нщюеться процес ремоделювання, але вщомо, що провщну роль у цьому процеа вщ1грають неколагенов1 бтки: протеоглкани та глкопротеши [7]. Вказаы бтки разом з колаге-ном е ¡нщаторами процесу мнерал^аци КТ.
У людей ремоделююча активысть зростас з вком [8,12]. У дорослих людей щорнно оновлю-сться приблизно 25% губчатоТ кюти \ близько 3% кортикальноТ кютки [8]. Ктькють маси КТ зале-жить вщ балансу м1ж ТТ резорбцию й утворенням одиниць ремоделювання та вщ числа цих оди-ниць.
Метаболны процеси в КТ регулюються ней-
рогуморальними механ1змами за участю кальци-тропних гормоыв (паратгормон, кальцитонн), статевих, кортикостероТд1в. 1снус багато ¡нфор-мацИ стосовно змш в структур! мЫеральноТ фази КТ та колагену за умов дм р^них патогенних чинниюв [9]. Але питання, як1 стосуються змн метабол^му неколагенових 61лк1в п1д впливом р^них патогенних фактор^, зокрема емоцмного стресу (ЕС) залишаються до цього часу недо-статньо з'ясованими. На сьогоды ¡снуе багато засоб1в корекци метаболнних змЫ в КТ: викори-стання статевих гормоыв, особливо естрогеыв, в1тамшу й, а також препарат^ на основ! кальци-тоыну.
Метою дано!' роботи являсться з'ясування впливу емоцмного стресу на тл1 недостатност1 естрогеыв на стан органнного матриксу кютко-во1 тканини р^них в1дд1л1в скелету (нижньоТ щелепи, хребцв та стегновоТ кютки) та можливють його корекци кальцитоншом.
Матер1али та методи досл1джень
Експерименти виконаы на 87 статевозртих щурах-самках Вютар масою 180-230 г. Природну модель емоцмного стресу вщтворювали за методом С.А. Юматова [13]. Оварюектом1ю проводили зпдно з методичними рекомендации Я.Д. Кршенблата за три тижы до моделювання стресу [4]. Евтаназ1ю тварин здмснювали п1д гексе-
* Робота е частиною науково-досл/дно)' роботи: "Молекулярн'1 механ/зми ушкодження сполучнотканинних структур за умов емоц/йного стресу та )'х зв'язок з/стресост/йкютю орган/зму"№ держреестрацп 0105и002208
наловим наркозом (50 мг/кг) шляхом кровопускания. 3 метою корекци кальцитоншом метабо-лнних змЫ у кютковм тканны використовували препарат 'Макальцик", який вводили в доз1, адекватнм 0,2 мкг гормону, пщшюрно напередо-дн1 моделювання стресу. Для оцнки метаболн-них процеав в КТ визначали вмют вуглеводних похщних неколагенових 61лк1в КТ: концентрац1ю палуроновоТ кислоти, хондро1тинсульфат1в, Ы-ацетилнейрамшовоТ кислоти, фукози [3, 5, 14]. Для оцнки ступеня резорбци альвеолярного вщростка визначали коефщснт оголення коре-н1в молярв [6]. При проведены експеримента-льних дослщжень дотримувались рекомендацм щодо медико-бюлопчних дослщжень згщно з Свропейською конвенцию (1993). Отримаы ре-зультати пщдавали математико-статистичному анал^у з використанням критер1ю t Ст'юдента.
Результати та 1х обговорення
У р^них вщдтах скелету визначали концент-рац1ю фракцм глкозамшоглкаыв - палуроновоТ кислоти та хондро1тинсульфат1в, як1 е найрозпо-всюдженими в КТ глкозамноглканами - небт-ковими компонентами протеоглкаыв.
Таблиця 1
Концентрац/я г'/алуроновоТкислоти в к'ютковЮ тканин/
р'вних
в/дд/л/в скелету за умов емоц/йного стресу, оварюектомп
та 1'х сполученоТ дп (М+т)
Характер дослщжень Г1алуронова кислота, г/100 г сух.тк.
Нижня щелепа Стегнова KicTKa Хребщ
1. 1нтакт1-п (n=6) 0,250+0,009 0,251+0,003 0,260+0,009
2. Емоцшний стрес (n=6) 0,262+0,008 0,283+0,008 0,290+0,009
3. Оварюекто-м1я (n=12) 0,253+0,006 0,270+0,010 0,282+0,013
4. Емоцшний стрес + OBapi-оектом1я (n=6) 0,290+0,006* 0,290+0,017 0,330+0,017*
Прим/тка: *- Р1-4<0,05
Таблиця 2
Концентрац/я хондро/тинсульфат/в в к'ютковЮ тканинi
р'вних
eiddrnie скелету за умов емоц/йного стресу, оеарюектомп
та fx сполученоТ dfi (M+m)
Результати таблиц! 1 свщчать про те, що за умов парцельного впливу емоцмного стресу та
оварюектомп концентраця палуроновоТ кислоти BiporiflHO не змнилась пороняно з ¡нтактними тваринами. Сполучена дт ЕС та недостатност1 гонад призвела до вфогщного пщвищення р1вня палуроновоТ кислоти в 1,2 рази - в КТ нижньоТ щелепи та в 1,3 рази - в КТхребцв.
Результати, приведен! в таблиц! 2, свщчать про те, що за умов ЕС концентраця хондро1тин-сульфат1в BiporiflHO збтьшилась в 1,2 рази nopi-вняно з ¡нтактними тваринами ттьки в КТ нижньоТ щелепи. Оварюектомт не призвела до Bipo-гщного пщвищення р1вня хондро1тинсульфат1в в КТ р1зних вщдт1в скелету. Сполучена д1я ЕС та овар1оектом1Т викпикала пщвищення в 1,3 рази р1вня хондро1тинсульфат1в в КТ нижньоТ щелепи. За цих же умов спостер1галось пщвищення в 1,3 рази хондро1тинсульфат1в в КТ хребц1в.
N-ацетилнейрамшова кислота (NANA) та фу-коза - вуглеводы noxiflHi глкопротеТыв - ще од-HieT групи неколагенових 6inKiB КТ. 3 приведених в таблиц! 3 результат^ видно, що за умов ЕС концентрац1я NANA в1рогщно збтьшилась в 1,2 рази ттьки в КТ нижньоТ щелепи. Недостатысть гонад не призводила до вфогщних змЫ цього показника.
Посднаний вплив емоцмного стресу та ова-pioeKTOMiT призв1в до вфогщного пщвищення piB-ня ^ацетилнейрамновоТ кислоти в КТ нижньоТ щелепи в 1,7 рази; в КТ стегновоТ кютки BiflnoBi-дно - в 1,4 рази.
Таблиця 3
Концентрац/я М-ацетилнейрам'моеоТ кислоти в к'ютковЮ
тканинi
р'вних eiddrnie скелету за умов емоц':йного стресу, оеарюектомп та fx сполученоТ дп (M+m)
Характер дослщжень N-aцeтилнeйpaмiнoвa кислота, мкм оль/г
Нижня щелепа Стегнова KicTKa Хребщ
1. 1нтактн1 (n=14) 1,60+0,09 1,56+0,08 1,68+0,03
2. Емоцшний стрес (n=17) 1,99+0,08* 1,70+0,14 1,73+0,09
3.Несправжня кастращя (n=9) 1,77+0,09 1,58+0,11 1,66+0,07
4. Оварюекто-м1я (n=12) 1,89+0,16 1,59+0,08 1,77+0,07
5. Емоцшний стрес + OBapio-ектом1я (n=13) 2,71+0,18** 2,25+0,16** 1,93+0,09
Прим1тка: *- Р1-2<0,05; **- Р1-з<0,05;
Таблиця 4
Концентрац1я фукози в KicmKoeiO тканинi р'вних eiddrnie
скелету
щур'ю за умов емоц':йного стресу, оеарюектомп та fx сполученоТ дп' (M+m)
Характер досл1джень Фукоза, мкмоль/г
Нижня щелепа Стегнова KicTKa Хребщ
1. 1нтактн1 (n=14) 1,40+0,09 1,39+0,12 1,44+0,08
2. Емоцшний 1,50+0,08 1,39+0,10 1,40+0,12
Характер дослщжень Хондро1тинсульфати, г/100 г сух.тк.
Нижня щелепа Стегнова KicTKa Хребц1
1. 1нтактн1 (n=6) 0,180+0,006 0,200+0,012 0,162+0,007
2. Емоцшний стрес (n=6) 0,210+0,005* 0,190+0,008 0,180+0,011
3. Оварюекто-м1я (n=12) 0,188+0,011 0,203+0,013 0,160+0,010
4. Емоцшний стрес + OBapi-оектом1я (n=6) 0,230+0,007** 0,210+0,008 0,210+0,010
npuMimKa: *- Pi-2<0,05; **- Pi^<0,05
Том 6, Выпуск 3
11
В1СНИК Украгнсъког медичног стоматологгчног академШ
стрес (п=17)
3.Несправжня кастрац1я (п=9) 1,43+0,07 1,42+0,07 1,48+0,09
4. Оварюекто-м1я (п=12) 1,43+0,14 1,46+0,08 1,43+0,16
5. Емоцшний стрес + овар1о-ектом1я (п=13) 1,70+0,10 1,52+0,05 1,59+0,09
Результату приведен! таблиц! 4, вказують на те, що р1вень фукози в1ропдно не змшився п1д парц1альною д1ею ЕС та оварюектоми.
Приведен! нами результати дослщжень орга-ннного матриксу кютковоТ тканини р^них в1дд1л1в скелету та мшеральноТ фази в попередых до-слщженнях [1] свщчать про найбтьшу чутли-вють кютковоТ тканини пародонта до емоцмного стресу пороняно з ¡ншими вщдтами скелету.
Для пщтвердження ступеню вираженост1 де-структивних змЫ в юстковм тканны нижньоТ ще-лепи визначали коефщент оголення моляра, який об'ективно характеризуе ступшь резорбцп альвеолярного вщростка (таблиця 5).
Таблиця 5
Коефщент оголення корен/в моляров за умов емоц/йного
стресу,
оварюектоми, )х сполученоТдп та корекцпкальцитон'том
(М+т)
Прим/тка: *- Р1-4<0,05; **
- Р1-5<0,05; М1, М2, М3 - перший, другий та третей моляри
Пюля перенесеного ЕС не спостер1галось вн ропдного пщвищення коефщенту оголення ко-реыв моляра. Оварюектомт призвела до пщвищення в 1,5 рази коефщенту оголення моля-р1в на р1вы третього моляра (таблиця 5).
Сполучена д1я емоцмного стресу та оварюектоми призвела до пщвищення коефщенту оголення моляра на р1вы першого моляра - в 1,3 рази, на р1вы другого моляра - в 1,8 рази та на р1вы третього моляра - в 1,9 рази (таблиця 5). Вказаы змши свщчать про значне пщсилення резорбтивних процесс в юстковм тканны нижньоТ щелепи за умов сполученоТ дм емоцмного стресу та оварюектоми. Як свщчить таблиця 5,
корекц1я кальцитонном метаболнних змЫ за умов ЕС, оварюектоми та Тх сполученого впливу призвела до нормал^аци коефщюнту оголення кореыв моляр1в до р1вня контрольних груп тва-рин. Отже, кальцитонн мае виражену антирезо-рбтивну д1ю на КТ за вказаних умов, \ це може служити пщставою для проведения шннних дослщжень оцнки ефективност1 кальцитоыну у хворих на остеопороз, ¡нщмований недостатыс-тю гонад \ стресогенними впливами.
Отримаы результати також пщтверджують даО деяких автор! в про те, що органнний мат-рикс КТ е надзвичайно чутливим до дм патоген-них фактор^ [7,10,16]. А так, як мЫерал^ацт КТ здмснюеться ттьки на органичному матриш, який ¡н1ц1юе формування кристалл апатитв, - це мае дуже важпиве значения у пщтриманы структурного гомеостазу КТ [8].
Приведен! даы переконують в тому, що най-бтьш виражеы змЫи в структурой оргаызаци кютковоТ тканини характеры для тварин ¡з спо-лученою дюю ЕС та оварюектоми. За умов ЕС активуеться ппоталамо-ппоф^арно-
наднирникова система, що призводить до п1д-вищення р1вня глюкокортикощв, як1 стимулюють катаболны процеси в КТ, пщсилюють ТТ демЫе-рал^ацю та послаблюють вплив кальцитонну [2,10,15]. Л1тературн1 джерела свщчать про те, що естрогени вщграють провщну роль у регуля-ци структури \ метабол^му КТ. Вщомо, що дефь цит естрогеыв сприяе продукци ¡нтерлейшу 1 та ¡нтерлейкну 6, як1 беруть участь в стимуляци резорбци КТ [7,8]. Кр1м цього, недостатнють естрогеыв знижуе секрец1ю кальцитонну \ пщсилюе д1ю паратиреоТдного гормону, що також може бути важливим патогенетичним мехаызмом по-рушення структурно!' оргаызаци кютковоТ тканини [7]. Таким чином, недостатнють гонад пщси-люс патогенний вплив емоцмного стресу на кют-кову тканину.
Згщно з концепцию В.В. Фролькюа, в1ков1 ¡н-волюцмы змЫи пов'язаы з пщвищеною чутливь стю оргаызму до стресорних фактор^ [11]. Наш1 даО е пщгрунтям для пояснения мехаызму роз-витку остеопорозу та пщвищеноТ вразливост1 КТ до патогенних вплив1в у оаб похилого вку на фоы ¡нволюцИ" статевих залоз \ особливо при сполучен1й дм ЕС та недостатност1 гонад.
Висновки:
1. Найб1льш чутливою д1лянкою скелету до дм емоц1йного стресу та овар1оектом1Т е к1сткова тканина нижньоТ щелепи.
2. Найбтьш виражен1 зм1ни в структурой ор-ган1зац1Т орган1чного матриксу кютковоТ тканини характерн1 для тварин, що зазнали ¡з сполученоТ дм емоц1йного стресу та овар1оектом1Т.
3. Кальцитон1н мае антирезорбтивний вплив на кюткову тканину \ це е п1дставою для необх1д-
Характер дослщжень М1,% М2,% М3%
1. 1нтактн1 (п=14) 46,0+3,0 33,0+1,6 36,0+1,6
2. Емоцшний стрес (п=17) 54,0+2,0 50,0+1,8 51,0+2,4
3. Несправжня кас-трац1я (п=9) 46,0+2,7 45,0+3,0 48,0+2,7
4. Оварюектом1я (п=12) 48,0+2,4 49,0+2,8 52,0+1,8*
5. Емоц1йний стрес + оварюектом1я (п=13) 60,0+2,4" 59,0+3,3" 68,0+4,0*
6.0вар1оектом ¡я+ кальцитонш (п=7) 46,0+2,3 47,0+2,4 50,0+2,0
7. Емоц1йний стрес + кальцитонЫ (п=7) 53,0+3,8 50,0+4,0 41,0+3,1
8. Емоц1йний стрес + оварюектом1я + кальцитон1н (п=8) 44,0+1,8 42,0+2,7 46,0+4,2
9. Роль эндогенных гормонов в регуляции костно-минерального обмена / В.И. Краснопольский, В.У. Тор-чинов, О.Ф. Серова, Н.В. Зароченцева // Российский вестник акушера-гинеколога. - 2005. - №4. - С. 16-20.
10. Тарасенко Л.М., Петрушанко Т.А.Стресс и пародонт.-Полтава, 1999.-192 с.
11. Фролькис В.В. Молекулярные физиологические механизмы старения // Физиол. журнал. - 1984. - T.30, №3.
- С. 309-316.
12. Эндокринный остеопороз /Олейник В.А., Поворознюк В.В., Терехова Г.Н., Орленко В.Л.// Проблеми остеоло-rii. - 2000. - T.3, №1. - С.65-79.
13. Юматов Е.А., Певцова Е.И., Мезенцева Л.И. Физиологически адекватная модель агрессии и эмоционального стресса // Журн. высш. нервн. деят. - 1988. - T.38, №2.
- С.350-354.
14. Bitter T., Muir H.M. A modified uronic acid carbasole reaction // Analyt. Biochem. 1968. - №4. - P. 330-334.
15. Popp A., Isengger J., Buergi E. et al. Glucocorticosteroid-induced spinal osteoporosis: scientific update on pato-physiology and treatment // Eur. Spine J.- 2006. - №2. - P. 1-15.
16. Lee E., Wuton A.K., Xue Z. et al. Osteoporosis management in a medical population after the women's health initiative study // J. Womens Health. - 2006. - Vol. 15, №2. -P. 155-161.
HOCTi клннних дослщжень ефективност кальци-тон1ну у хворих на остеопороз, ¡нщмований не-достатнютю гонад i стресогенними впливами.
Л1тература
1. Бтець M.B. ЗмЫи мЫерально!' фази кютково!' тканини в умовах сполученоТ дм емоцшного стресу i недостатносл гонад // КлУчна та експериментальна патолопя. -2004. - T.3, №2. - С. 332-333.
2. Државецкая .А., Државецкий Ю.М. Гормональная регуляция обмена кальция и секреторные процессы // Итоги науки и техники. Физиология человека и животных. -M.: Медицина, 1983. - 132 с.
3. Камышников B.C. Клиническая биохимия. - Минск, "Беларусь", 2000. - T.2. - 463 с.
4. Киршенблат Я.Д. Практикум по эндокринологии. - Москва, "Высшая школа".- 1969. - 256 с.
5. Леонтьев В.К., Гайдамака A.H. Методы определения белковосвязанных углеводов в минерализованных тканях // Лабораторное дело. - 1975. - №5. - С. 35-38.
6. Николаева А.В., Розовская Е.С. Экспериментальные дистрофии тканей пародонта // Бюл. эсперим. биологии и медицины. - 1965. - T.60, №7. - С. 46-49.
7. Поворознюк В.В., Мазур И.П. Костная система и заболевания пародонта. - К., 2003. - 446 с.
8. Риггз Лоренс Б., Мелтон III Джозеф Л. Остеопороз. Этиология, диагностика, лечение. - СПб.: ЗАО "Изд-во БИНОМ", 2000. - 560 с.
Реферат
МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО МАТРИКСА КОСТНОЙ ТКАНИВ УСЛОВИЯХ ЭМОЦИОНАЛЬНОГО СТРЕССА, ОВАРИОЭКТОМИИ И ИХ КОРРЕКЦИЯ КАЛЬЦИТОНИНОМ Билец M.B.
Ключевыеслова: эмоциональный стресс, овариоэктомия, кальцитонин, органический матрикс
На 87 половозрелых крысах-самках Вистар исследован метаболизм органического матрикса костной ткани разных отделов скелета (нижняя челюсть, позвонки, бедренная кость) в условиях эмоционального стресса, овариоэктомии и их сочетанного действия. Установлено, что наиболее существенные изменения в органическом матриксе возникают в костной ткани нижней челюсти в условиях сочетанного действия эмоционального стресса и недостаточности гонад. Коррекция метаболических изменений кальцитонином приводит кугнентению резорбции ткани.
Summary
METABOLIC CHANGES IN ORGANIC MATRIX OF OSSEOUS TISSUE UNDER THE CONDITIONS OF EMOTIONAL STRESS, OVARIECTOMY, AND THEIR CORRECTION WITH CALCITONIN Bilets M.V.
Key words: emotional stress, ovariectomy, calcitonin, organic matrix.
87 adult female Wistar rats were used to study the characteristics of organic matrix metabolism in some parts of the skeleton (mandible, vertebrae, femoral bone) under the condition of emotional stress, ovariectomy and under their combined effect. It has been found out that the most significant changes in organic matrix are observed in mandibular osseous tissue under the combined effect of both emotional stress and gonad insufficiency. Calcitonin correction results in bony resorption depression.
Tom 6, Выпуск 3
13
