Модель остеопороза на крысах

М.Н. Макарова, доктор медицинских наук, директор,
В.Г. Макаров, доктор медицинских наук, профессор, зам. директора

Санкт-Петербургский институт фармации,

188663, Российская Федерация, Ленинградская обл., Всеволожский район, г.п. Кузьмоловский, ул. Заводская, д. 3, к. 245

Высокий уровень заболеваемости остеопорозом диктует необходимость поиска путей его эффективной профилактики и лечения, в том числе и путем экспериментов на животных. Из огромного количества моделей на разных видах животных (грызунах, кроликах, овцах и т.д.) наиболее часто используются крысы, которые не только имеют сходство патофизиологических реакций скелета с таковыми у человека, но и удобны в обслуживании, содержании и разведении, дешевы и не имеют таких этических ограничений, как собаки, кошки, обезьяны и т.п. При этом применяют в основном крыс диких аутбредных линий (Sprague Dawley и др.).

Для индукции остеопороза наиболее пригодны комплексные методы, сочетающие в себе овариоэктомию у самок или орхидэктомию у самцов, с одновременным введением глюкокортикостероидов на фоне рациона питания, дефицитного по кальцию, а иногда и по фосфору, и витамину D. При этом самки предпочтительнее самцов в связи с более быстрым развитием у них остеопороза. Обычно для моделирования остеопороза применяют синтетические рационы питания с содержанием 0,1% кальция и меньше (контрольные животные получают рацион с 0,6 до 1,1% кальция).

Для оценки наличия остеопороза у экспериментальных животных следует использовать показатели, характеризующие как интенсивность формирования костной ткани (активность щелочной фосфатазы, содержание остеокальцина и проколлаген I полипептидов сыворотки крови), так и уровень резорбции костей (активность тартрат-резистентной кислой фосфатазы сыворотки крови, содержание гидроксипролина и пиридинолинов в моче). Кроме того, важно выявление содержания кальция и фосфора в сыворотке крови, выведение кальция с мочой, минеральная плотность костных тканей, масса бедренных костей и их испытание на разрыв, а также гистоморфология костных тканей. У животных с остеопорозом наиболее часто изменяются показатели, характеризующие прочность костных тканей и их массу, активность щелочной фосфатазы, массы тела, выведения кальция с мочой. При этом содержание кальция и фосфора сыворотки крови существенно не изменяется.

Высокий уровень заболеваемости остеопорозом, тяжелые отдаленные последствия (переломы, ограничение подвижности), высокая смертность, большие финансовые затраты на лечение и резкое снижение качества жизни больных свидетельствуют о тяжести этого заболевания у людей. Причем рост продолжительности жизни населения планеты в настоящее время ведет к увеличению заболеваемости остеопорозом, сопутствующей старению. Для лучшего понимания многофакторной природы остеопороза и разработки новых профилактических и лечебных методов необходимо использование экспериментальных моделей этого заболевания на животных.

Для моделирования остеопороза используются разные виды животных: грызуны, кролики, овцы, свиньи, собаки, кошки и обезьяны. При этом известно множество моделей индукции остеопороза у животных: овариоэктомия и орхидэктомия, введение кортикостероидов, дефицит кальция, иммобилизация конечности, применение генетически модифицированных животных, предрасположенных к остеопорозу, и др.

Цель настоящего обзора литературы – обоснование наиболее адекватных моделей диет-индуцированного остеопороза для проведения экспериментальных исследований по поиску путей лечения и профилактики этого заболевания.

Остеопороз (ОП) – хроническое, прогрессирующее, системное заболевание костной ткани, характеризующееся уменьшением ее минеральной плотности, снижением костной массы в единице объема и нарушением структуры, что приводит к снижению прочности костей и повышению риска их переломов [1–4].

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) включила ОП в число 10 основных современных массовых неинфекционных заболеваний, причем по своей медицинской и социально-экономической значимости ОП занимает 4-е место после сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, а также сахарного диабета. По данным ВОЗ, в конце ХХ века в пересчете на все население старше 50 лет остеопороз выявлялся у 13–18% женщин и 7–8% мужчин. В связи с прогрессирующим старением населения мира распространенность остеопороза в ХХI веке увеличивается [1].

По частоте госпитализаций ОП стоит вслед за инсультом, инфарктом миокарда и раковыми заболеваниями [2]. Увеличение распространенности ОП диктует необходимость разработки адекватных мер по профилактике и лечению этого непростого заболевания, в том числе путем экспериментальных исследований на животных.

Остановимся на таких основных факторах риска возникновения ОП, как дефицит половых гормонов и неполноценное питание. При этом на одно из первых мест следует поставить дефицит женских и мужских половых гормонов, недостаточную обеспеченность организма кальцием и витамином D, а также факторы, ведущие к их дефициту [7].

Идеальная модель экспериментального остеопороза должна соответствовать комплексу различных критериев. При этом выделяют 3 основных аспекта: удобство, релевантность и целесообразность [4]. Удобство характеризуется легкостью обслуживания, содержания и низкой стоимостью разведения экспериментальных животных, в то время как релевантность определяется соответствием данных, получаемых на животных, таковым у человека. И наконец, целесообразность оценивается по комплексу таких факторов, как доступность животных, эффективность их использования, этические соображения и генетическое единообразие между видами.

Указанным критериям лучше всего соответствуют грызуны (в основном крысы и мыши). Поэтому их наиболее часто используют для экспериментального моделирования остеопороза [4, 8]. Грызуны недороги, просты в разведении и уходе, имеют небольшую продолжительность жизни и четкие генетические линии [4]. Методик индукции остеопороза на грызунах (в частности, мышах линии SAMP6) довольно много: удаление яичников и яичек, кальций-дефицитный рацион, введение кортикостероидов, иммобилизация и генетическая модификация [4]. Однако моделям на грызунах присущи и многочисленные ограничения, сужающие круг возможностей их использования: отсутствие Гаверсовой системы (остеонов), медленное уменьшение костной массы, они слишком малы для исследования протезирования и отбора достаточного количества крови (особенно мыши) и др. [4].

Кроме того, есть исследователи, которые используют модели остеопороза на кроликах, овцах и мини-свиньях, очень редко – на козах, собаках, кошках и обезьянах. Следует отметить, что хотя мини-свиньи и обезьяны физиологически наиболее близки человеку, они очень дороги как сами по себе, так и в обслуживании, особенно это касается обезьян, в отношении которых очень важен еще и этический аспект, так же как и в отношении собак и кошек. Модели на кроликах и овцах довольно широко распространены, но эти животные как травоядные, менее близки организму человека [4]. Кроме того, для развития остеопороза у овец и редко используемых коз необходимо от 6 до 30 мес [9], что гораздо дольше, чем у грызунов. Моделирование наиболее распространенного постменопаузального ОП осуществляется с помощью овариоэктомии [10], которая, наряду с прочими изменениями, приводит к увеличению хрупкости костей и снижению прочности костной ткани [5].

Кальций и фосфор необходимы для нормального роста и минерализации костных тканей, однако и у овец, и у таких маложивущих животных, как мыши и крысы, одним только кальций-фосфор-дефицитным рационом добиться остеопороза довольно сложно, поэтому дополнительно используют овариоэктомию/орхидэктомию и для ускорения процесса – введение глюкокортикостероидов [8–10]. Так, например, дексаметазон в дозе 0,3 мг/кг, вводимый овариоэктомированным крысам даже 1 раз в 2 нед в течение не менее 1 мес, существенно снижает плотность костной ткани в позвонках, а через 3 мес – в костях таза [11]. Следует отметить, что как овариоэктомия усиливает остеопоретическое действие кальций-дефицитного рациона, так и создание дефицита кальция ускоряет развитие остеопороза у овариоэктомированных животных. Иногда используют рационы, дефицитные по кальцию, фосфору и витамину D [9].

Самки крыс, подвергнутые овариоэктомии, участвуют в экспериментах гораздо чаще, чем самцы с удаленными яичками, так как у последних остеопороз развивается медленнее. Так, например, J.H. Park et al. [12] использовали молодых 6-недельных овариоэктомированных самок Sprague–Dawley, получавших 12 нед рацион питания с 0,1% кальция; контролем служили овариоэктомированные животные на рационе питания с 0,6% кальция. X.Gao et al. [10] также предлагают рацион с 0,1% кальция, однако для контроля рекомендуют рацион питания с 1,1% кальция в течение 12 нед у крыс 8-недельного возраста. Для формирования синтетического рациона питания, дефицитного по кальцию и фосфору, грызунам предлагается стандартный рацион и солевая смесь без этих 2 элементов следующего состава (%): KCl – 57,7; NaCl – 20,9; MgSO₄ – 17,9; FeSO₄•7H₂O – 3,22; CuSO₄•5H₂O – 0,078; NaF – 0,133; CoCl₂•6H₂O – 0,004; KI – 0,01; MnSO₄•5H₂O – 0,06; ZnSO₄•7H₂O – 0,44; (NH₄)6Mo₇O₂₄4H₂O – 0,005. При этом необходимо учитывать, что казеин содержит 22 мг% кальция и 400 мг% фосфора [13].

Для подтверждения развития остеопороза у экспериментальных животных используют такие показатели, как содержание кальция, фосфора и остеокальцина в сыворотке крови, кальция, гидроксипролина и пиридинолинов – в моче, активность щелочной фосфатазы и тартрат-резистентной кислой фосфатазы сыворотки крови, минеральную плотность костных тканей, массу бедренных костей и их испытание на разрыв, а также денситометрию и гистоморфологию костных тканей [10, 12, 14, 15].

Так, в частности, если активность щелочной фосфатазы является маркером формирования костной ткани, то активность тартрат-резистентной кислой фосфатазы – маркер резорбции костей [16]. Кроме того, о формировании костной ткани свидетельствуют содержание остеокальцина и проколлаген I полипептидов в сыворотке крови, а уровень костной резорбции отражают такие показатели, как гидроксипролин и пиридинолины мочи [15]. Согласно определению ВОЗ, о развитии остеопороза свидетельствует снижение минеральной плотности костной ткани более чем на 2,5 стандартных отклонения [5]. Что касается костной массы, то ее существенное снижение (более 30%) в губчатой кости проксимального метафиза большеберцовой кости отмечается у крыс уже на 14-й день после овариоэктомии, в шейке бедренной кости – на 30-й день, в теле поясничного позвонка – на 60-й день [8].

Согласно данным таблицы, развитие остеопороза у овариоэктомированных крыс на кальций-дефицитном рационе сопровождается существенным увеличением активности щелочной фосфатазы и небольшим – тартрат-резистентной кислой фосфатазы, снижением веса высушенной бедренной кости и ее золы, а также уменьшением усилия, необходимого для разрыва кости, на фоне выраженного роста массы тела. Кроме того, отмечено выраженное уменьшение плотности костной ткани бедра и позвоночника. При этом, если содержание кальция и фосфора в сыворотке крови существенно не менялось, то выведение кальция с мочой у подопытных крыс было в 3 раза меньше, чем у контрольных.

Некоторые показатели, используемые для оценки остеопороза
у крыс на различных рационах

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Якупов Расуль Радикович, Рахматуллин Салават Ибрагимович, Ибатуллина Рифа Бареевна, Каюмов Фарит Амирьянович

Показано, что в условиях эксперимента введение преднизолона у животных приводит к остеопорозу , что подтверждается повышенным содержанием кальция в моче, кроме того, выявлены выраженные изменения гистоструктуры трубчатой кости.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Якупов Расуль Радикович, Рахматуллин Салават Ибрагимович, Ибатуллина Рифа Бареевна, Каюмов Фарит Амирьянович

Osteoporosis in experimental rats

It has been shown that experimental administration of prednisolone to the animals causes osteoporosis , calcium withdrawal from the bones. This is confirmed by its increasing content in urine. In addition, marked histrostructural changes in the tube bone have been detected.

P.P. якупов, С.И. Рахматуллин, Р.Б. ибатуллина1, Ф.А. Каюмов

экспериментальным остЕопороз у крыс

ГОУ ВПО Башкирский государственный медицинский университет Росздрава (Уфа) ФГУН Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека Роспотребнадзора (Уфа)

Показано, что в условиях эксперимента введение преднизолона у животных приводит к остеопорозу, что подтверждается, повышенным, содержанием, кальция в моче, кроме того, выявлены, выраженные изменения гистоструктуры, трубчатой кости.

Ключевые слова: крысы, стероиды, остеопороз, гистологическая структура кости

OSTEOPOROSiS iN EXPERiMENTAL RATS

R.R. Yakupov, S.I. Rakhmatullin, R.B. Ibatullina1, F.A. Kayumov

Bashkirian State Medical University, Ufa 1Ufa Institute of Occupational Health and Human Ecology, Ufa

It has been shown that experimental administration of prednisolone to the animals causes osteoporosis, calcium, withdrawal from the bones. This is confirmed, by its increasing content in urine. In addition, marked, histrostructural changes in the tube bone have been detected.

Key words: rats, steroids, osteoporosis, bone histologic structure

Остеопороз — самое частое метаболическое заболевание скелета, которое характеризуется дисбалансом процессов костного ремоделирования и прогрессирующим снижением костной массы в единице объема кости по отношению к нормальному показателю, нарушением микроархитектоники костной ткани, приводящим к повышенной хрупкости костей [1, 3]. Диагностика остеопороза в клинической практике, как правило, основана на лучевых методах исследования. При этом изменения костной ткани и маркеров костного метаболизма изучены недостаточно, что определяет актуальность исследования.

Целью работы было изучение гомеостаза кальция, оценка состояния костной системы лабораторных животных при экспериментальном стероидном остепорозе.

Эксперименты были проведены на 50 крысах-самцах линии Вистар, массой 200 — 250 г, полученных в Башкирском государственном медицинском университете, которые были разделены на две группы. Животным первой группы (40 крыс) под эфирным наркозом вводили внутрижелудочно преднизолон в дозе 50 мг/кг в течение 14 дней по описанной модели [4]. Вторая группа служила контролем — интактные крысы (10 животных), которые получали эквивалентный объем дистиллированной воды.

После окончания эксперимента на 14 день в крови и моче животных определяли содержание кальция [2]. Для оценки состояния костной системы проводились гистологические исследования. Для этого, после декапитации, брали фрагменты диафиза верхней и нижней трети бедра, грудопоясничного отдела позвоночника. После фиксации

в 10%-ном формалине взятый материал был обызвествлен в 7%-ной азотной кислоте. Часть срезов была изготовлена в криостате при температуре

— 20 °С, другую часть уплотнили с помощью парафина. Все срезы толщиной 10 мкм окрашивались гематоксилин-эозином.

Статистическую обработку полученных данных проводили на основе расчета средних арифметических и их ошибок. Различия показателей, по сравнению с контролем и между группами, определялись методом вариационной статистики с использованием критерия Стьюдента. Различия значений считали достоверными при р Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

• • На заглавную

  Поиск

  Патологические изменения в костной ткани у крыс при экспериментальном остеопорозе

  УДК 616.31-042.2

  Р.Ю. ИЛЬИНА 1 , Р.Г. КАРИМОВА 2 , Л.Р. МУХАМЕДЖАНОВА 3 , Л.Е. ЗИГАНШИНА 4

  1 Казанская государственная медицинская академия — филиал РМАНПО МЗ РФ, 420012, г. Казань, ул. Бутлерова, д. 36

  2 Казанская государственная академия ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана, 420029, г. Казань, ул. Сибирский тракт, д. 35

  3 Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова, 428015, г. Чебоксары, Московский пр-т, д. 15

  4 Казанский (Приволжский) федеральный университет, 420008, Казань, ул. Кремлевская, д. 18

  Ильина Роза Юрьевна — кандидат медицинских наук, доцент кафедры челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии, тел. +7-917-255-43-87, e-mail: [email protected]

  Каримова Руфия Габдельхаевна — доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой физиологии и патологической физиологии, тел. +7-917-255-43-87, e-mail: [email protected]

  Мухамеджанова Любовь Рустемовна — доктор медицинских наук, профессор кафедры пропедевтики стоматологических заболеваний и новых технологий, тел. +7-965-597-11-64, e-mail: [email protected]

  Зиганшина Лилия Евгеньевна — доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой экспериментальной и клинической фармакологии, тел. +7-917-255-43-87, e-mail: [email protected]gmail.com

  В статье представлены результаты экспериментальных исследований на взрослых крысах породы Vistar, получавших в течение 90 дней терапевтические дозы галоперидола (внутрибрюшинно) и димефосфона с ксидифоном (перорально). Определялся уровень общего кальция и щелочной фосфатазы сыворотки крови, суточного оксипролина в моче до и после эксперимента. Постмортально проводилась рентгеноскопия позвоночника животных. Анализ полученных экспериментальных данных выявил снижение уровня щелочной фосфатазы и оксипролина у крыс, принимавших галоперидол совместно с димефосфоном и ксидифоном; снижение общего кальция (по сравнению с группой животных, получающих монотерапию галоперидолом). У 30 % животных на фоне приема нейролептика на рентгенограммах были выявлены патологические переломы, истончение кортикальной пластинки, очаги субкортикального остеопороза, зоны просветления в губчатой кости позвонков. Сделаны выводы о выраженном остеопоретическом эффекте терапевтических доз галоперидола при длительном применении и положительном влиянии димефосфона и ксидифона на активность метаболических процессов костной ткани в эксперименте на крысах.

  Ключевые слова: экспериментальный остеопороз, галоперидол, димефосфон, ксидифон.

  R.Yu. ILYINA 1 , R.G. KARIMOVA 2 , L.R. MUKHAMEDZHANOVA 3 , L.E. ZIGANSHINA 4

  1 Kazan State Medical Academy — Branch Campus of the RMACPE MOH Russia, 36 Butlerov Str., Kazan, Russian Federation, 420012

  2 Kazan State Academy of Veterinary Medicine named after N.A. Bauman, 35 Sibirskiy Trakt, Kazan, Russian Federation, 420029

  3 Chuvash State University named after N.I. Ulyanov, 15 Moskovskiy prospekt, Cheboksary, Russian Federation, 428015

  4 Kazan (Volga) Federal University, 18 Kremlevskaya Str., Kazan, Russian Federation, 420008

  Ilyina R.Y. — Cand. Med. Sc., Associate Professor of the Department of Maxillofacial Surgery and Surgical Stomatology, tel. +7-917-255-43-87, e-mail: [email protected]

  Karimova R.G. — D. Med. Sc., Professor, Head of the Department of Physiology and Pathological Physiology, tel. +7-917-255-43-87, e-mail: [email protected]

  Mukhamedzhanova L.R. — D. Med. Sc., Professor of the Department of Propedeutics of Stomatology Diseases and New Technologies, tel. +7-965-597-11-64, e-mail: [email protected]

  Ziganshina L.E. — D. Med. Sc., Professor, Head of the Department of Experimental and Clinical Pharmacology, tel. +7-917-255-43-87, e-mail: lezign@gmail.com

  The article presents the results of an experiment on adult Vistar rats, who took haloperidol in therapeutic doses (intraperitoneal) and dimephosphonum with xydifon (per os) during 90 days. Prior and after the experiment, levels of total calcium and alkaline phosphatase in blood serum and oxyproline in urine were determined. Postmortal X-ray of the spine bone was carried out. The analysis of the experiment showed the reduction of alkaline phosphatase and oxyproline levels in rats, who took haloperidol together with dimephosphonum and xydifon; reduction of levels of total calcium (in comparison with rats on the monotherapy of haloperidol). In 30% of rats who took a neuroleptic drug, pathologic fractures, thinning of cortical lamina, foci of subcortical osteoporosis and clearing zones in the spongeous bone were found with roentgen research. Conclusions were made about an expressed osteoporosis-induction effect of haloperidol therapeutic doses in rats, as well as the positive influence of dimephosphonum and xydifon on bone tissue metabolism in experiment on rats.

  Key words: experimental osteoporosis, haloperidol, dimephosphonum, xydifon.

  Нейролептик первого поколения — галоперидол — нашел широкое применение в психиатрической практике в нашей стране для лечения шизофрении, аффективных расстройств и других психиатрических заболеваний. Частота его использования обусловлена высокой эффективностью и относительной дешевизной препарата. Часто встречаемым побочным эффектом галоперидола является провоцирование двигательных расстройств, однако литературные источники свидетельствуют о риске возникновения метаболического синдрома и ассоциированной с ним резорбцией костной ткани [1, 2].

  Патогенетическая терапия остеопороза включает утвержденные протоколами и клиническими рекомендациями антирезорбентные препараты, стимулирующие костеобразование или угнетающие костную резорбцию. Однако степень реализации риска развития остеопороза и связанных с ним осложнений не имеет тенденции к снижению, что побуждает исследователей к поиску новых методов диагностики и лечения данной патологии.

  Димефосфон — отечественный препарат, который в основном применялся для коррекции ацидотических состояний при хронических воспалительных процессах; заболеваниях, протекающих на фоне сниженной иммунной активности, замедлением процессов регенерации и пролиферации [3, 4]. В психиатрической практике димефосфон применялся с целью повышения нейротропной и вазотропной активности [4]. Литературные источники свидетельствуют об антирезорбтивном эффекте димефосфона [5]. Ксидифон является также отечественным препаратом, имеющим активное антирезорбентное действие, оказывающим мембранопротекторное влияние с нормализацией гомеостаза кальция в клетке, повышая их устойчивость к спонтанному и ферментативному гидролизу [6, 7]. В доступной нам литературе не обнаружено сведений о возможности патогенетической коррекции побочных эффектов галоперидола отечественными препаратами — димефосфон и ксидифон, что и явилось целью настоящего исследования.

  Цель исследования: изучить антирезорбентный эффект ксидифона и димефосфона на костную ткань подопытных крыс в условиях экспериментального остеопороза, вызванного приемом галоперидола.

  Материал и методы исследования. На подопытных крысах породы Vistar был проведен эксперимент. На начало эксперимента возраст виварийных животных, включенных в исследование, составлял 3,2±0,8 месяца, соотношение по полу приближалось к 1:1. Средний вес крыс на начало эксперимента составлял 189,6±54,2 г. Крысы находились в просторных клетках, при естественном освещении, на смешанном зерновом и овощном питании, в свободном доступе к воде. После адаптации к клеткам крысы были разделены на четыре группы: 1-я группа — контрольная; 2-я группа — на приеме галоперидола; 3-я группа — на приеме галоперидола с димефосфоном; 4-я группа — на приеме галоперидола с ксидифоном. В каждой группе было 10 крыс. Длительность эксперимента — 90 дней.

  Галоперидол вводился внутрибрюшинно по схеме: с 1-й по 10-й день в дозе 15 мг в сутки (вводился 1 мл 0,15 % р-ра галоперидола), с 10-го по 20-й день — в дозе 10 мг в сутки (1 мл 0,1 % р-ра) и с 20-го по 90-й день — в дозе 5 мг (1 мл 0,05 % р-ра). 0,5 % раствор галоперидола разводился физиологическим раствором и вводился из расчета 1 мл препарата на 100 мг веса крысы.

  15 % раствор димефосфона разводился дистиллированной водой и вводился крысам 3-й группы перорально через катетер в дозе 208 мг на кг веса один раз в сутки. 20 % раствор ксидифона также разводился дистиллированной водой и вводился крысам 4-й группы перорально в дозе 45 мг на кг веса.

  Перед началом эксперимента и при его завершении у виварийных животных всех групп проводился забор крови из хвостовой вены с определением общего кальция плазмы крови методом колориметрии с О-крезолфталеином, ммоль/л; активности щелочной фосфатазы сыворотки крови (метод кинетический колориметрический, Ед/л) на спектрофотометре СФ-46 (ОАО ЛОМО, Санкт-Петербург). Для определения в моче оксипролина крысы перемещались на три дня в обменные клетки. По окончании процесса адаптации проводился сбор суточной мочи. Определение свободного оксипролина проводилось методом кинетической колориметрии согласно методике I. Bergmann, R. Loxley (1963) в модификации А.А. Крель и Л.Н. Фурцевой (1968).

  Виварийных животных выводили из эксперимента путем декапитации под эфирным наркозом в соответствии с Международными нормами (Council of the European Communities Directive 86/609/EES). Затем выделяли позвоночник и на дентальной рентгеновской установке Sirona (Германия) проводили исследование костной ткани. Выявлялись патологические переломы, зоны остеопороза (эндокортикальные, субкортикальные, трабекулярные), истончение кортикальной пластинки, вывихи позвонков.

  Статистический анализ полученных результатов проводили при помощи программы SPSS-14 for Windows с вычислением средней арифметической — М, ошибки средней арифметической — m. Достоверность полученных данных оценивали с помощью критерия достоверности — t (критерий Стьюдента, Ньюмена-Кейсла). Результаты считали достоверными при р

  
  

  ИЗМЕНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО ОБМЕНА КОСТНОЙ ТКАНИ АЛЬВЕОЛЯРНОГО ОТРОСТКА КРЫС ВСЛЕДСТВИЕ ОСТЕОПЛАСТИКИ КОСТНОГО ДЕФЕКТА ЧЕЛЮСТИ В УСЛОВИЯХ СОЧЕТАННОГО ОСТЕОПОРОЗА И ПАРОДОНТИТА

  Медицинский университет, Варна, Болгария

  В эксперименте на 80 крысах, 65 из которых содержались на низкокальциевой диете (НКД), установлено, что проведение операции остеопластики временно усугубляет деструкцию костной ткани скелета крыс, вызванную НКД, что подтверждается снижением плотности бедренной кости через 3 месяца после операции. Через 6 месяцев под действием препарата ЭКСО отмечается увеличение плотности бедренной кости, рост активности щелочной фосфатазы и общей протеолитической активности и снижение активности кислой фосфатазы и эластазы в костной ткани, что свидетельствует об активизации процессов костеобразования. Для остеопластики костных дефектов челюстей в условиях алиментарного остеопороза наиболее эффективным оказалось сочетание гидроксиапатита кальция и трикальцийфосфата.

  Ключевые слова : остеопороз, пародонтит, костная ткань

  В последние годы установлено, что дистрофически-деструктивные процессы в тканях пародонта, обменные процессы в костной ткани альвеолярного гребня тесно взаимосвязаны со структурно-функциональным состоянием костной системы, с активностью метаболических процессов и интенсивностью ремоделирования костей скелета [1]. Уменьшение минеральной плотности костной ткани при системном остеопорозе сопровождается прогрессированием дистрофически-резорбтивных процессов в тканях пародонта, деструкцией межзубных костных перегородок [2].

  В настоящее время продолжается поиск и оценка эффективности методов комплексного лечения генерализованного пародонтита у лиц со структурно-функциональными нарушениями костной ткани [3, 4]. Однако, в литературе отсутствуют работы об эффективности хирургического лечения генерализованного пародонтита у лиц со структурно-функциональными нарушениями костной ткани, в частности с системным остеопорозом, и влиянии остеопластических материалов, используемых при замещении костных дефектов челюстей, на состояние минерального обмена и метаболизм костной ткани скелета в целом. Это и определило цель настоящего исследования.

  Целью работы было изучение влияния операции остеопластики костного дефекта челюсти различными остеопластическими материалами на состояние минерального обмена у крыс в условиях моделирования остеопороза и пародонтита.

  Материал и методы

  Эксперимент проведен на 80 белых крысах-самках линии Вистар, в возрасте в начале эксперимента 7 месяцев, средним весом 270,4 г.

  В качестве модели остеопороза использована модель "алиментарного остеопороза", которая заключается в содержании животных на пищевом рационе с дефицитом кальция [5].

  В стандартном рационе вивария содержание кальция составляет 150 мг, фосфора - 173 мг. Животных опытных групп содержали в условиях зерново-овощной, низкокальциевой диеты (НКД) (кальция - 17 мг, фосфора - 50 мг). Предварительными исследованиями показано достоверное снижение плотности костей крыс через 2 месяца содержания на НКД [6].

  Через 2,5 месяца содержания крыс в условиях моделирования остеопороза им дополнительно моделировали пародонтит путем введения в корм переокисленного подсолнечного масла из расчета 2 мл на крысу в сутки ("перекисная" модель пародонтита [7]). Продолжительность моделирования пародонтита составила 3 недели. Далее во всех группах крыс проводили хирургическую операцию на верхней челюсти, которая заключалась в травматическом удалении фрагмента альвеолярного отростка челюсти и дальнейшем закрытии костного дефекта без применения остеопластических материалов (ложнооперированные) и с их применением.

  Ход операции: под тиопенталовым наркозом у крыс скальпелем разрезали слизистно-надкостничный лоскут сразу за верхними резцами, отслаивали его, обнажали при помощи распатора костную ткань и травматически, при помощи костных кусачек, удаляли фрагмент альвеолярного отростка челюсти. Образовавшийся дефект имитировал потерю костной ткани при пародонтите. Далее в костный дефект помещали различные остеопластические материалы. Рану ушивали с использованием резорбируемых нитей. В качестве заменителей кости использовали следующие материалы: гидроксиапатит гранулированный (ГАП) - "ГАП-99 г" (ЗАО "Полистом", Россия); синтетический монофазный Р-трикальцийфосфат - "CERASORB" ("Curasan", Германия); коллапан (гидроксиапатит с коллагеном и антибиотиком) - "Коллапан-Л" ("Интермедапатит", Россия); коллагеновая мембрана - "HYPRO-SORB F" ("Нурго Otrokovice, s.r.o.", Чехия).

  Со следующего дня после операции и на протяжении всего периода реабилитации (6 мес.) крысам групп 3-7 вводили ежедневно внутрижелудочно в виде водной суспензии препарат ЭКСО в дозе 300 мг/кг массы тела крысы для усиления процессов репаративной регенерации пародонтальных структур и профилактики дальнейшего прогрессирования остеопороза, так как ранее изучены его пародонтопротекторные и остеотропные свойства [8, 9].

  Таким образом, в зависимости от проведенных вмешательств и использованных остеопластических материалов все крысы были разделены на 7 групп:

  1 группа (15 крыс) - контроль 1 - диета вивария, ложнооперированные;

  2 группа (15 крыс) - контроль 2 - НКД, пародонтит, ложнооперированные;

  3 группа (10 крыс) - НКД, пародонтит, ложнооперированные, ЭКСО;

  4 группа (10 крыс) - НКД, пародонтит, операция - ГАП, ЭКСО;

  5 группа (10 крыс) - НКД, пародонтит, операция - ГАП + трикальцийфосфат, ЭКСО;

  6 группа (10 крыс) - НКД, пародонтит, операция - коллапан, ЭКСО;

  7 группа (10 крыс) - НКД, пародонтит, операция - ГАП + трикальцийфосфат + коллагеновая мембрана, ЭКСО.

  Животных выводили из эксперимента в несколько этапов:

  1. через 3 мес. и 1 неделю по 5 крыс групп 1 и 2 для оценки моделей остеопороза и пародонтита;
  2. через 3 мес. после операции (через 6 мес. и 1 неделю после начала эксперимента) по 5 крыс всех исследуемых групп для оценки влияния остеопластики и введения ЭКСО на состояние костной ткани;
  3. через 6 месяцев после операции (через 9 мес. и 1 неделю после начала эксперимента) по 5 оставшихся крыс во всех группах.

  Крыс умерщвляли под тиопенталовым наркозом (20 мг/кг массы тела крысы), производили забор крови и выделяли бедренные кости: в одной определяли плотность [10], в другой - активность щелочной (ЩФ) и кислой фосфатазы (КФ) [11]. В сыворотке крови определяли содержание кальция [12], неорганического фосфата [13] и активность щелочной фосфатазы [11].

  Полученные данные обрабатывали статистически.

  Результаты и обсуждение

  Проведенные исследования показали, что длительное содержание животных на пищевом рационе с дефицитом кальция вызвало достоверное повышение содержания кальция в сыворотке крови (в 1,3 раза, р Выводы

  1. Проведение операции остеопластики на верхней челюсти временно усугубляет деструкцию костной ткани скелета крыс, вызванную моделированием остеопороза путем содержания их на НКД, что подтверждается снижением плотности бедренной кости через 3 месяца после операции. Через 6 месяцев под действием препарата ЭКСО отмечается увеличение плотности бедренной кости, рост активности ЩФ и нормализация содержания кальция и фосфора в сыворотке крови, что свидетельствует об активизации процессов костеобразования.
  2. Препарат ЭКСО нормализует состояние минерального обмена, нарушенного дефицитом минеральных компонентов и операцией остеопластики.
  3. Показано, что изученные остеопластические материалы по-разному воздействуют на состояние минерального обмена крыс. Для остеопластики костных дефектов челюстей в условиях алиментарного остепороза наиболее эффективным в отношении влияния на минеральный обмен оказалось использование коллапана и сочетания гидроксиапатита кальция и трикальцийфосфата.
  1. Мазур И.П., Поворознюк В.В. Некоторые аспекты патогенеза резорбции альвеолярного гребня при генерализованном пародонтите // Пародонтология.— С.-Пб., 1999.-№3 (13).-С.19-23.
  2. Поворознюк В.В., Мазур И.П., Вишняк Г.Н. и др. Системный остеопороз в развитии заболеваний пародонта // Вiсник стоматологii.—1997.—№4.—С.554-557.
  3. Богдан А.С. Структурно-функщональний стан пародонта i опорного скелета у жiнок в пре- та постменопаузi та шляхи корекцii iх порушень: Автореф. . дис. канд. мед. наук: 14.01.22 / Нац. мед. ун-т iм. О.О. Богомольця.—К., 2002.—20 с.
  4. Неико Н.В., Поворознюк В.В., Павлюк Т.Д., Головач I.Ю. Ефективнiсть альфакальцидолу при генералiзованому пародонтитi у хворих на ревматоiдний артрит // Вiсник стоматологii.—1999.—№3.—С.24-26.
  5. Дедух Н.В., Малышкина С.В. Бенгус Л.М. Алиментарный остеопороз // Остеопороз: эпидемиология, клиника, диагностика, профилактика и лечение / Под ред. НА. Коржа, В.В. Поворознюка, Н.В. Дедух, И.А. Зупанца.—Х.: Золотые страницы, 2002.—С.527-531.
  6. Левицкий А.П., Макаренко О.А., Дюдина И.А., Зеленина Ю.В. Влияние соевых изофлавонов на протеолиз в костной ткани при экспериментальном остеопорозе // "Проблемы медицинской энзимологии": Труды Всерос. Конф. (Москва, ЦДХ, 28-31 мая 2002 года).—М.: ЛаборДиагностика, 2002.
  7. Козлянина Н.П. Физиологическая антиоксидантная система десны и кости альвеолярного отростка в норме и при патологии: Дис. . канд. биол. наук.—Одесса, 1989.—204 с.
  8. Левицкий А.П., Чумакова Ю.Г., Макаренко О.А. и др. Влияние препарата "ЭКСО" на состояние тканей пародонта крыс // Вiсник стоматологii.—2000.— №1.-С.15-17.
  9. Левицкий А.П., Макаренко О.А., Россаханова Л.Н., Лерфина Н.Ю. Остеотропная активность соевого препарата "ЕКСО" // Вiсник стоматологii.—2000.— №4.-С.5-9.
  10. Леонтьев В.К., Петрович Ю.А. Удельный вес // Биохимические методы исследования в клинической и экспериментальной стоматологии.—Омск, 1976.-С.51.
  11. Левицкий А.П., Марченко А.И., Рыбак Т.Л. Сравнительная оценка трех методов определения активности фосфатаз слюны // Лабор. дело.—1973.— №10.-С.624-625.
  12. Лабораторные методы исследования в клинике: Справочник / Под ред. Меньшикова В.В.—М.: Медицина, 1987.—368 с.
  13. Колб В.Г., Камышников В.С. Справочник по клинической химии.—Минск, 1982.—230 с.

  Alveolar tissues mineral metabolism after tissue deficit osteoplasty in rats with osteoporosis and parodontitis

  On 80 rats [65 of which were on the low-calcium diet (LCD)] it was established that the osteoplasty intervention results in temporary bone tissue destruction induced by LCD proved by femoral bone tissue mineral density decreasing after 3 months. In 6 months period EKSO promotes femoral bone tissue mineral density, acid phosphatase and elastase increasing in bone tissue that proved the bone synthetic processes activation. Calcium hydroxyapatite and tricalciumphosphate are the most effective compounds for jaws osteoplasty in conditions of alimentary osteoporosis.

  Key words : osteoporosis, parodontitis, bone tissue