CC BY
24
Практична медицина / Practical Medicine
TiOflbr СУСТАВЫ.
позвоночн ик
УДК615.27:616.71-007.234-092.9
БРУСКО А.Т.1, АПУХОВСЬКА Л.1.2, КАЛАШН1КОВ А.В.1, КАЛАШН1КОВ О.В.1, МАЛИКВ.Д.3 1ДУ «1нститут травматологи та ортопеда НАМН УкраУни», м. КиУв, УкраУна 21нститут б'юх'т'й'т. О.В. Паллад'шаНАНУкраУни,м. КиУв, УкраУна 3Полтавська обласна лкарня 'т. Н.В. Скл'фосовського, УкраУна
ВПЛИВ ПРЕПАРАТУ МЕБ1В1Д НА СТРУКТУРНО-ФУНКЦЮНАЛЬНИЙ СТАН К1СТКОВО1 ТКАНИНИ ПРИ АЛ1МЕНТАРНОМУ ОСТЕОПОРОЗ1 В ЕКСПЕРИМЕНТ1
Резюме. З метою визначення впливу на нормалiзацiю структурно-функцюнального стану епiфiзарного хряща та кютково'Т тканини в^чизняного комплексного препарату мебiвiд, що мютить у складi вiтамiн D3 та бюфосфонат, проведено експериментальне дослiдження на 30 щурах лжи Вютар масою 90 ± 5 г. Було використано алiментарну модель остеопорозу. Про-водилися гiстоморфологiчне та остеометричне дослщження, визначалась зольнiсть кiсток. За результатами доспщження виявлено, що мебiвiд ефективно впливав на нормалiзацiю порушень структурно-функцюнального стану епiфiзарного хряща та кютково'Т тканини при алiментарному остеопорозi в щурiв. Експериментальнi дослiдження доводять доцтьшсть застосування комплексного препарату мебiвiд у лтуванш ортопедичних захворювань, що супроводжуються порушеннями повздовжнього росту, росту в товщину та структурно-функцiонального стану кютково'Т тканини.
Ключовi слова: алiментарний остеопороз, порушення росту кiсток та структурно-фун-кцiонального стану кютково'Т тканини, препарат мебiвiд.
Вступ
Порушення структурно-функцюнального стану ыстково! тканини (остеопенiя, остеопороз) потребуюсь тривалого комплексного л^вання, часто супроводжуються переломами исток i становлять актуальну медико-соцiальну проблему [1, 10]. Поширенють цих ускладнень перебiгу репаративного остеогенезу, за-лежно вiд регiону проживання, серед жшок дорiвнюe 20-39 %; у чоловшв — 9-13 % [11, 12].
За останш 20 рокiв поглибилися уявлення про патогенез та особливост ремоделювання ыстково! тканини. Однак, незважаючи на те, що в арсеналi практичного лшаря е рiзнi за механiзмом ди, активнiстю, хiмiчною структурою та шшими показниками пре-парати, кiлькiсть хворих на остеопороз зростае, що вимагае розробки нових медикаментозних засобiв iз метою профилактики та лiкування надмiрно! втра-ти ыстково! тканини [6]. Визначення механiзмiв роз-витку остеопоротичних змш спрямовуе на пошук нових протиостеопоротичних препарапв, застосування яких сприяло би вщновленню структури ыстково! тканини.
Препарати для профилактики та л^вання остеопоротичних змiн умовно складають такi групи, що:
— забезпечують позитивний кальцieвий баланс (каль-цiй, вiтамiн Б та його активы метаболiти, тiазиди);
— пригшчують резорбцiю ыстково! тканини (естро-гени, кальцитонш, бiсфосфонати);
— стимулюють утворення ыстково! тканини (похщ-Hi фтору, анабол1чн1 стеро!ди, паратирео!дний гормон та шш1) [8].
В1домо, що остеопороз та остеопешя виникають на фот довготривалого Б-г1пов1там1нозу, унасль док недостатносп чи деф1циту його надходження в оргашзм, що супроводжуеться порушеннями мше-рального обм1ну та пог1ршенням структурно-функ-ц1онального стану ыстково! тканини [2]. Достат-ня забезпечен1сть в1там1ном D3 позитивно впли-вае на вм1ст у сироватц1 кров1 активного метаболь ту — 1,25(OH)2D3, який сприяе прол1ферацп мезен-х1мальних стовбурових кл1тин, 1х диференц1юванню в остеобласти — кл1тини, що в1дпов1дають за процес ысткоутворення.
Ефективним медикаментозним засобом, що ак-тивуе остеогенез i сприяе формуванню ыстково! тканини, е бюфосфонати, як1 були запропонова-н1 ще в XIX стол1тт1, але для корекцп к1сткового метабол1зму вперше застосоваш в кл1н1ц1 лише в
Адреса для листування з авторами: Калашнжов Олексш Валершович E-mail: [email protected]
© Бруско А.Т., Апуховська Л.1., Калашшков А.В.,
Калашнков О.В., Малик В.Д., 2015 © «Бшь. Суглоби. Хребет», 2015 © Заславський О.Ю., 2015
60-х роках минулого столптя. Шдставою для ме-дичного використання бюфосфонапв е здатнiсть запобiгати розчиненню гiдроксiапатиту, знижую-чи тим самим втрату кютково! маси. Тiльки в 90-х роках було встановлено мехашзм !х ди на прикла-дi Fosamax (алендронат), випущеного компанiею Merck [13].
Ксткова тканина постiйно оновлюеться, рiвнова-га остеогенезу та остеорезорбц!! пiдтримуеться остеобластами, як! формують исткову тканину, та остеокластами, як! l! резорбують. Бiсфосфонати гальму-ють руйнування исток остеокластами. Кшьысть осте-окласпв регулюеться шляхом апоптозу (запрограмо-вана клгганна смерть), якому сприяють бюфосфона-ти [14].
Тому в науковому та практичному плаш вважае-мо доцтьним проведення експериментального дослi-дження з метою визначення впливу на структурно-функцюнальний стан юстково! тканини впчизняно-го препарату мебiвiд, що мiстить вггамш D3 i бiсфос-фонат.
Мета роботи — визначити в експериментi вплив комплексного препарату мебiвiд на структурно-функ-цiональний стан ыстково! тканини при алiментарно-му остеопорозi.
Матерiали та методи
Експеримент проведено на 30 щурах лши Вiстар, маса кожно! тварини — 90 ± 5 г. Утримання та хар-чування тварин здшснювали вiдповiдно до «Саш-тарних правил створення, обладнання та утримання експериментально-бюлопчних клiнiк ^варь !в)» вiд 06.04.1973 р. та доповнень в!д 04.12.1978 р. до наказу МОЗ СРСР № 163 вщ 10.03.1966 р. «Про добовi норми харчування тварин та продуценти». У перюд акшматизацп (тиждень) i пiд час експери-менту тварин утримували у вiварi! при температурi 18—22 °С, вологостi 50—60 %, природному свгтлово-му режимi «день-шч» [9]. Пiдбiр тварин та форму-вання груп проводили за методом випадкових чисел [5].
Поставлено 3 групи експерименту. У кожну групу дослщв взято 10 щурiв. Контрольну (першу) групу щурiв утримували в звичайних умо-вах вiварiю на повноцiннiй дiетi протягом 60 дшв; другу групу тварин — протягом 60 дшв на D-гiповiтамiнознiй дiетi, тварин третьо! групи — протягом 30 дшв на D-гiповiтамiнознiй дiетi, шс-ля яко! упродовж наступних 30 дшв щоденно пе-рорально вводили 0,1 мл дослщного комплексного препарату мебiвiд. Цей препарат уводили за допо-
могою зонду внутр1шньошлунково один раз на до-бу в доз1 66,7 МО вггамшу Б3 та 6,7 мг бюфосфона-ту (динатр1ева с1ль метилендифосфоново! кисло-ти). 1з досл1ду тварин виводили шляхом декашта-ци шд еф1рним наркозом, забирали стегнов1 та ве-ликогом1лков1 к1стки.
П1сля видалення м'яких тканин проводили осте-ометричне дослщження стегново! та великогомшко-во! к1сток, для чого використовували штангенциркуль (точшсть вим1рювання 0,1 мм). Вим1ри к1сток проводили у фронтальнш площин1 за стандартною методикою та визначали таы показники: загальна довжина; ширина дистального ешметаф1за стегново! та проксимального ешметаф1за великогомшко-во! к1сток.
П1сля спалювання великогом1лково! истки визначали масу золи, зольнють, х1м1чним методом — вм1ст кальцш та фосфору та !х сшввщношення.
Для проведення г1столог1чних досл1джень ыстки розтинали на поперечн1 шматочки, як ф1ксували в 10% розчин1 формалшу, знежирювали, зневоднювали в спиртах наростаючо! м1цност1 та спирт-еф1р1, заливали на блоки в цело!дин. Пстолопчш зр1зи забарвлю-вали гематоксил1ном 1 еозином, а також шкрофукси-ном за ван Пзоном.
Отриман1 цифров1 показники п1ддавали статистич-ному опрацюванню [3, 4, 7].
Результати та обговорення
Результати впливу препарату меб1в1д на мшераль-ний обм1н ыстково'! тканини наведено у табл. 1.
За даними табл. 1, при ал1ментарному остеопоро-з1 знижуеться зольнють великогом1лково! к1стки на 34 % та на 25 1 19 % — вмют кальцш та фосфору в зол1 пор1вняно з !х ум1стом у к1стках контрольних тварин. Тобто отримаш результати свщчать про порушення м1нерального обм1ну ыстково'! тканини за умов аль ментарного остеопорозу. При введенш щурам з ос-теопорозом досл1дного препарату зростае зольнють ыстково! тканини на 28 % та вщповщно на 27 1 23 % — вмют кальцш та фосфору в зол1, показники яких до-сягають величин у контрольних тварин. Отже, отримаш результати свщчать, що застосування препарату меб1в1д нормал1зуе мшеральний обмш в орган1зм1 щур1в.
Беручи до уваги позитивний вплив складо-вих компоненпв препарату на мшеральну актив-н1сть обм1ну к1стково! тканини, вважали доцшь-ним досл1дити вплив комплексного препарату ме-б1в1д на структурно-функцюнальний стан ыст-ково! тканини. Для цього були проведен! пор!в-
Таблиця 1. Вплив препарату меб 'в 'д на мшеральний обмн кктково! тканини, М ± m
Показники Контроль Ал1ментарний остеопороз Ал1ментарний остеопороз + меб1в1д
Зольнють, % 56,3 ± 0,5 40,1 ± 1,0* 54,7 ± 0,9**
Bmíct кальцш в золь % 41,0 ± 0,5 22,4 ± 0,3* 41,7 ± 0,4**
Bmíct фосфору в золь % 16,3 ± 0,1 10,9 ± 0,3* 16,9 ± 0,3**
Примтки: * — пор>вняноз показниками контрольно)'групи тварин (р < 0,05); ** — порвняно з показниками групи
тваринз ал'тентарним остеопорозом (р < 0,05).
Таблиця 2. Дан остеометричного досл'дження стегновоi та великогом'лково)' KicmoK тварин з ал/'ментарним остеопорозом i при корекцПлкарським засобом Me6ÍBÍd (мм), M ± m
Групи обстежених тварин Кютки
Стегнова Великогомткова
Довжина Товщина ДЕМ Довжина Товщина ПЕМ
Контроль 31,8 ± 0,2* 6,2 ± 0,1* 35,0 ± 0,3* 6,3 ± 0,1*
Алiментарний остеопороз 25,0 ± 0,3 5,3 ± 0,1 28,6 ± 0,2 5,3 ± 0,1
Алiментарний остеопороз + мебiвiд 30,1 ± 0,2* 5,8 ± 0,1* 33,9 ± 0,2* 5,9 ± 0,1*
Примтки: ДЕМ — дистальний еп'тетаф'>з cmегнoвoi кстки; ПЕМ — проксимальний етметаф'!з великогомшково)' кктки; * — показники в'рог'дно в'дм'шш пор'шняноз групою тваринз ал'ментарним остеопорозом.
няльш остеометричш та пстоморфолопчш до-слщження.
У табл. 2 наведено результати впливу препарату на остеометричш показники истково! тканини.
Порiвняльний ан^з остеометричних даних свщ-чить, що при ^ментарному остеопорозi в щурiв iз незакшченим ростом вiрогiдно (р < 0,05) порушуеть-ся рiст стегново! та великогомшково! кiсток як у до-вжину, так i у товщину. Призначення щурам протя-гом мюяця препарату мебiвiд позитивно впливае на показники росту исток. Про це свщчать вiрогiднi вщ-мiнностi (р < 0,05) морфометричних показникiв цих исток у груш щурiв з атментарним остеопорозом та в груш тварин, яы останнi 30 дiб отримували препарат мебiвiд.
Даш остеометричних дослщжень шдтверджують-ся й результатами пстоморфолопчних спостережень (рис. 1 i 2).
Показано, що в тварин з алiментарним остеопорозом порiвняно з тваринами контрольно! групи (рис. 1 i 2) вiдбуваеться змiна структурно-функцю-нально! органiзацi! як шстково! тканини, так i еш-фiзарного хряща. У кiстковiй тканиш дiафiза при алiментарному остеопорозi вшзначали порушення формування зовнiшнiх i внутршшх загальних ото-чуючих кiсткових пластин та iнодi !х, особливо вну-трiшнiх, вiдсутнiсть (рис. 1б). Середнш остеонний шар також зазнавав перебудови, що характеризува-лась збiльшенням кшькосп та розширенням цен-тральних судинних i пронизних каналiв, а також
посиленням рисунку лшш цементування, що свш-чить про порушення метаболiзму кiстково! тканини. 1нтегральним структурним показником цих по-рушень е загальне потоншення шару компактно! шстково! тканини стегново! та великогомшково! шсток.
В епiфiзарному хрящi кiсток, що формують колш-ний суглоб, також вщбуваеться порушення структу-ри та функци на фонi алiментарного остеопорозу, що призводить до розладу повздовжнього росту та росту исток у товщину. Пстолопчно в тварин виявляли по-товщення епiфiзарного хряща переважно за рахунок зони гiпертрофованих хрящових клггин (рис. 2б). Крiм того, в епiфiзарному хрящi з'являлись поширенi без-клiтиннi дiлянки. Зону первинно! спонгюзи практично не виявляли, що свщчить про порушення функци остеогенезу.
Застосування препарату мебiвiд, за даними пс-тологiчного дослiдження, призводить до вщновлен-ня структурно-функцiонально! органiзацi! компактно! истково! тканини та епiфiзарного хряща (рис. 1в, рис. 2в). Шар компактно! ыстково! тканини потовщу-вався, вщновлювалася структура зовнiшнiх i внутрш-нiх загальних оточуючих кiсткових пластинок й остео-нного шару дiафiза. Висота епiфiзарного хряща змен-шувалась, з'являвся шар первинно! спонгiози на фо-нi потовщених кiсткових перекладок вторинно! спон-гiози.
Отже, нашi дослiдження довели ефективний вплив вгтчизняного комплексного препарату мебь
Рисунок 1. Поперечнзр'1зи д'шф'вавеликогомшково! к'ктки:а — контрольнихтварин; б — тваринз ал'ментарним
остеопорозом; в — тварин, як отримували препарат меб'в'д. У контрольних тварин сформован зовн'шн'1 та внутршнзагальноточуюч'1 к'ктков'1 пластини й остеонний шар д'шф'1за (а);компактний шар кстки стоншений, зовн'шш та особливо внутршн загальн оточуюч'1 к'ктков'1 пластини на окремихдлянках в'дсутн (б); в'дновлення структури компактного шару к'ктковоУтканини пiд впливом препарату меб'в'д (в). Гематоксилн та еозин, х 14
Рисунок2. Проксимальний еniфiзарнийхрящ великогомтково! кстки: а — тварин контрольноI групи; б — при ал'тентарному остеопорозув — пклям'кячноIкорекцНпрепаратоммеб'в'д. Погршення структурно-функц'юнального стану еп'ф'зарногохряща при гтов'1там'тоз'1 (б) та в'дновлення пiд впливом препарату меб'в'д (в).
Гематоксилн та еозин, х 10
вщ на норм&изацш структурно-функцюнального стану ыстково1 тканини, епiфiзарного хряща, picT ыстки та формування ыстково1 тканини при ви-кликаному експериментальному алiментаpному ос-теопорозь
Висновки
1. Препарату мебiвiд властива висока здатнicть до нормаизацп' порушень структурно-функцюналь-
ного стану й функцп епiфiзарного хряща та ыстково! тканини внаслщок аиментарного остеопорозу в експериментi.
2. Проведет експериментальш дослiдження до-водять доцтьшсть застосування комплексного препарату мебiвiд при лiкуваннi ортопедичних захворю-вань, що супроводжуються порушеннями росту ыс-ток, структурно-функцiонального стану епiфiзарного хряща та ыстково! тканини.
Список лггератури
1. Беневоленская Л.И. Остеопороз. Диагностика, профилактика и лечение (клинические рекомендации) / Л.И. Беневоленская, О.М. Лесняк. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. — 176 с.
2. Витамин D и костная система / [Г.В. Гайко, А.Т. Бру-ско, А.В. Калашников и др.]. — К.: ООО «Книга-Плюс», 2008. — 147 с.
3. Гланц С. Медико-биологическая статистика / С. Гланц; [перевод с англ.]. — М.: Практика, 1998. — 459 с.
4. Климовицкий В.Г. Применение математической статистики в медико-биологических исследованиях / В.Г. Климовицкий, А.В. Колодежный, Н.А. Вертыло. — Донецк: Донеч-чина, 2004. — 216 с.
5. Лапач С.Н. Статистические методы в биологических исследованиях с использованием Excel / С.Н. Лапач, А.В. Чу-бенко, П.Н. Бабич. — К.: Морион, 2000. — 320 с.
6. Михайлов Е.Е. Частота новых случаев переломов позвонков в популяционной выборке лиц в возрасте 50 лет и старше: Тезисы Российского конгресса по остеопорозу / Е.Е. Михайлов, Н.М. Мылов. — Ярославль: Литера, 2003. — С. 63.
7. Мшцер О.П. 1нформацшш технологи в охорош здоров'я i практичнш медициш: [у 10 кн.]: Оброблення кль шчних i експериментальних даних у медициш: навч. поаб.,
кн. 5 / О.П. Мшцер, Ю.В. Вороненко, В.В. Власов. — К.: Ви-ща школа, 2003. — 350 с.
8. Насонов Е.Л. Профилактика и лечение остеопороза: современное состояние проблемы / Е.Л. Насонов // Русский медицинский журнал. — 1998. — № 6. — С. 1176-1180.
9. Науково-практичш рекомендаци з утримання лабо-раторних тварин та робота з ними / [Ю.М. Кожем'якш, О.С. Хромов, М.А. Фшоненко, Г.А. Сайдетдшова]. — К.: Авь ценна, 2002. — 156 с.
10. Остеопороз и заболевания опорно-двигательного аппарата / Гайко Г.В., Рыбачук О.И., Крысь-Пугач А.П. и др. // Вюник ортопед]!, травматолот та протезування. — 2001. — № 3. — С. 5-9.
11. Поворознюк В.В. Остеопороз у населення Украши: фактори ризику, клшка, д1агностика, профилактика i ль кування / В.В. Поворознюк: Автореф... дис. д-ра мед. наук: 14.01.21, Кшвськ. НД1 ортопедН. — К., 1998. — 48 с.
12. Поворознюк В.В. Захворювання шстково-м'язово! системи в людей р1зного вшу (вибраш лекцН, огляди, стат) / В.В. Поворознюк: у 4 томах. — 2014. — Т. 4. — 672 с.
13. Fleisch H. Development ofbisphosphonates / H. Fleisch // Breast Cancer Res. — 2002. — № 4, Vol. 1. — P. 30-34.
14. Weinstein R.S. Giant osteoclast formation and long-term oral bisphosphonate therapy / R.S. Weinstein, P.K. Robertson, S.C. Manolagas // N. Engl. J. Med. — 2009. — № 360. — P. 53-62.
Отримано 21.11.15 ■
Бруско А.Т.1, Апуховская Л.И.2, Калашников Ан.В.1, Калашников Ал.В.2, Малик В.Д.' 1ГУ «Институт травматологии и ортопедии НАМН Украины», г. Киев, Украина 2Институт биохимии им. А.В. Палладина НАНУкраины, г. Киев, Украина 3Полтавская областная больница им. Н.В. Склифосовского, Украина
Влияние препарата мебивид на структурно-функциональное состояние костной ткани при алиментарном остеопорозе в эксперименте
Резюме. С целью определения воздействия на норма- физарного хряща и костной ткани отечественного ком-лизацию структурно-функционального состояния эпи- плексного препарата мебивид, который имеет в соста-
ве витамин Б3 и бисфосфонат, проведено экспериментальное исследование на 30 крысах линии Вистар массой 90 ± 5 г. Использовалась алиментарная модель осте-опороза. Проводились гистоморфологическое и остео-метрическое исследования, определялась зольность костей. По результатам исследования выявлено, что меби-вид эффективно влияет на нормализацию нарушений структурно-функционального состояния эпифизарно-го хряща и костной ткани при алиментарном остеопоро-
зе у крыс. Экспериментальные исследования доказывают целесообразность применения комплексного препарата мебивид в лечении ортопедических заболеваний, сопровождающихся нарушениями продольного роста, роста в толщину и структурно-функционального состояния костной ткани.
Ключевые слова: алиментарный остеопороз, нарушение роста костей и структурно-функционального состояния костной ткани, препарат мебивид.
Brusko A.T.', Apukhovska L.I.2, Kalashnikov A.V.', Kalashnikov O.V.', Malyk V.D.3
'State Institution «Institute of Traumatology and Orthopedics of National Academy of Medical Sciences of Ukraine», Kyiv, Ukraine
2Institute of Biochemistry named after A.V. Palladin of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine 3Poltava Regional Hospital named after M.V. Sklifosovskyi, Poltava, Ukraine
Influence of Mebivid on the Structural and Functional State of Bone Tissue in Experimental Nutritional Osteoporosis
Summary. To determine the impact of domestic combined preparation mebivid containing vitamin D3 and bisphospho-nate on the normalization of the structural and functional state of epiphyseal cartilage and bone tissue, we have conducted an experimental study on 30 Wistar rats weighing 90 ± 5 g. We used nutritional model of osteoporosis. Histomorphologic and osteometric studies were carried out, bone ash content was determined. The study found that mebivid effectively influences the normalization of disorders of the structural and func-
tional state of epiphyseal cartilage and bone tissue in the nutritional osteoporosis in rats. Experimental studies demonstrate the feasibility of using a combined drug mebivid in the treatment of orthopedic diseases associated with impaired longitudinal growth, increase in thickness and structural and functional state of bone tissue.
Key words: nutritional osteoporosis, impaired bone growth and disorders of the structural and functional state of bone tissue, mebivid.
