Морфологическая и биохимическая характеристика остеогенеза при медикаментозной терапии экспериментального остеопороза

Актуальность. Остеопороз представляет собой клинико-экономическую проблему мирового масштаба. Существенным вкладом в решение проблемы эффективного лечения остеопороза может стать создание препаратов на основе уникальных биологически активных соединений.

Целью исследования явилось морфологическое обоснование экспериментальной модели остеопороза и комплексная (многофакторная) оценка эффективности его медикаментозной терапии. Материалы и методы. Исследование выполнено на 40 половозрелых самках крыс Вистар, которые составили 6 групп. У животных четырех опытных групп (по 6 особей в каждой) формировали модель остеопороза: первую и вторую группу (соответственно) составили крысы молодого возраста, третью и четвертую — старого. Животным второй и четвертой групп вводили препарат, апробируемый на способность активировать процесс остеосинтеза. Крысы пятой и шестой групп (молодые и старые, по 8 особей в каждой), подвергнутые ложной операции, служили контролями. В результате применения гистоморфометрического метода и атомно-абсорбционной спектроскопии в диафизах бедренных костей устанавливали толщину слоев компактного вещества, число костных пластинок и остеоцитов, а также количество коллагена, кальция и фосфора. При помощи иммуноферментного анализа в сыворотке крови устанавливали маркеры костного ремоделирования — остеокальцина, склеростина, остеопротегерина, фактора роста фибробластов-23 и лиганда активатора ядерного фактора каппа-β (RANKL). Статистическую обработку данных проводили с использованием программы GraphPad PRISM (USA) определения медианы, верхнего и нижнего квартилей. Различия считали значимыми при р < 0,01.

Результаты. Моделирование остеопороза индуцирует атрофическое истончение компактного вещества, снижение числа остеоцитов и костных пластинок в диафизах бедренных костей, уменьшение в них содержания коллагена, кальция и фосфора, снижение концентрации остеокальцина, склеростина, фактора роста фибробластов, остеопротегерина и увеличение концентрации RANKL в плазме крови, более выраженные у старых животных. В результате использования препарата Х3 для терапии остеопороза выявлены: значительное увеличение толщины компактного вещества, количества остеоцитов и костных пластинок в диафизах, содержания в них коллагена, кальция и фосфора, увеличение концентрации биохимических маркеров остеосинтеза, слабо выраженный дисбаланс RANKL. Увеличение содержания в плазме маркеров костного ремоделирования было наиболее выраженным при комбинации препарата Х3 с витамином Д3.

Заключение. 1. Использованный эндокринно-хирургический способ моделирования остеопороза приводит к выраженным дегенеративным изменениям остеоцитов и их производных во всех отделах компактного вещества кости, а также вызывает значительные нарушения минерального состава и дисбаланс маркеров костного ремоделирования, более выраженные у сенильных крыс. 2. Тестируемый препарат Х3, использованный для терапии остеопороза, обладает высокой степенью эффективности, поскольку стимулирует регенераторный остеогенез, восстанавливает нарушенное строение элементов костной ткани, ее органических и минеральных компонентов. 3. Восстановительный эффект препарата более выражен у сенильных крыс.

1. Bolland MJ, Grey AB, Gamble GD, Reid IR. Effect of osteoporosis treatment on mortality: a meta-analysis // J Clin Endocrinol Metab. 2010. No 95. P. 1174–1181.

2. MacLean C, Newberry S, Maglione M, et al. Systematic review: comparative effectiveness of treatments to prevent fractures in men and women with low bone density or osteoporosis // Ann Intern Med. 2007. No 148. Р. 197–213.

3. Cauley JA, Thompson DE, Ensrud KC, et al. Risk of mortality following clinical fractures // Osteoporosis Int. 2000. No 11. Р. 556–561.

4. Kanis JA. World Health Organization Scientific Group. Assessment of Osteoporosis at the Primary Health-Care Level Technical Report Sheffield. UK: WHO Collaborating Centre, Uni versity of Sheffield; 2008.

5. National Osteoporosis Foundation 2004. Disease statistics.

6. National Osteoporosis Foundation. Advocacy News & Updates. American’s Bone Health: The State of Osteoporosis and Low Bone Mass. Accessed April 18. 2011.

7. Риггз Б.Л., Мелтон Д. Остеопороз. Этиология, диагностика, лечение. ЗАО «Издательство Бином». М. 2000. С. 309–313.

8. International Osteoporosis Foundation. 2010.

9. EFFO and NOF. Who are candidates for prevention and treatment for osteoporosis? // Osteoporos Int. 1997. No 7. Р. 1–32.

10. Management of Osteoporosis in Postmenopausal Women: 2010 Position Statement of The North American Menopause Society // Menopause. 2010. Vol.17. No 1. Р. 25–54.

11. WHO. FRAX® WHO fracture risk assessment tool: calculation tool. Accessed February 14. 2011.

12. Байрамов А.А., Маевский Е.И., Шабанов П.Д. Коррекция костного ремоделирования при экспериментальном остеопорозе // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. 2019. Т. 17. № 4. С. 43–50.

13. Лесняк О.М. Аудит состояния проблемы остеопороза в Российской Федерации // Профилактическая медицина. 2011. № 2. С. 7–10.

14. Кеттайл В.М., Арки Р.А. Патофизиология эндокринной системы. Перевод с англ. М.: Бином. 2010. 335 с.

15. Поворознюк В.В., Григорьева Н.В. Менопауза и остеопороз. К.: Здоровье, 2004. 356 с.

16. Маевский Е.И., Рощенфельд А.С., Гришина Е.В., Кондрашова М.Н. Коррекция метаболического ацидоза путем поддержания функций митохондрий: монография. Пущино, ИТЭБ РАН. 2001.155 с.

17. Маевский Е.И., Учитель М.Л., Байрамов А.А. и др. Коррекция гормональной активности субстратными композициями у мужчин и женщин // Гастроэнтерология Санкт-Петербурга. 2017. № 2–3. С. 55–56.

18. Митохондриальные процессы во временной организации жизнедеятельности: Сб. / Под ред. М. Н. Кондрашовой, В. В. Дынника, Ю. Г. Каминского и др. Пущино, 1978. 182 с.

19. Терапевтическое действие янтарной кислоты: Сб. / Под ред. М. Н. Кондрашовой. Пущино, 1976. 255 с.

20. Маевский Е.И., Гришина Е.В., Хаустова Я.В. и др. Вновь о препаратах, содержащих сукцинат // Гастроэнтерология Санкт-Петербурга. 2017. № 1. С. 91–92.

21. Vasilieva AA, Simonova MA, Bairamov AA, et al. Сorrection of the functional state of female rats after unilateral ovariectomy using a succinate containing composition. Cardiometry, 2017. No 10. P. 86–92. DOI: 0.12710/cardiometry.2017.8692.

22. Янтарная кислота в медицине, пищевой промышленности, сельском хозяйстве: Сб. / Под ред. М. Н. Кондрашовой, Ю. Г. Каминского, Е. И. Маевского. Пущино, 1996. 300 с.

23. Котельников Г.П., Булгаков С.В. Остеопороз. М.: ГЕОТАР-Медиз. 2010. 504 с.

24. Кроненберг Г.М., Мелмед Ш., Полонски К.С., Ларсен П.Р. Эндокринология по Вильямсону. Репродуктивная эндокринология. Перевод с англ. М.: Рид Элсивер. 2011. 410 с.

25. Ходжкин С. Клиника Мэйо об Остеопорозе. Перевод с англ. М.: Астрель. 2007. 237 с.].

26. Левицкий А.П., Макаренко О.А., Деньга О.В. и др. Экспериментальные методы исследования стимуляторов остеогенеза: Методические рекомендации. Киев: Авиценна, 2005. С. 31–38.

27. Фролькис В.В., Поворознюк В.В., Евтушенко О.А., Григорьева Н.В. Экспериментальный остеопороз // Doctor. 2003. № 6. С. 48–52.

28. Байрамов А.А., Мамина Н.Ш., Каронова Т.Л., Шабанов П.Д. Возможности прижизненной валидации модели экспериментального остеопороза остеопорозе // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. 2020. Т. 18. № 4. С. 365–367. DOI: 10.7816/RCF184365-367.

29. Замараева Т.В. Метод определения содержания коллагеновых белков по оксипролину // Современные методы в биохимии. М.: Медицина, 1977. C. 262–264].

30. Берченко Г.Н., Липкин С.М. Особенности исследования костной ткани. В кн.: Микроскопическая техника: Руководство для врачей и лаборантов. / Под ред. Д. С. Саркисова и Ю. Л. Перова. М.: Медицина, 1996. С. 463.

31. Шараев П.Н. Метод определения свободного и связанного оксипролина в сыворотке крови // Лабораторное дело. 1981. № 5. С. 283–285.

32. Патент на изобретение RU2582973C1. Байрамов А.А., Шабанов П.Д., Маевский Е.И. и др. Антиостеопорозное средство.

33. ГОСТ 33044-2014 «Принципы надлежащей лабораторной практики».

34. Vega D, Maalouf NM, Sakhaee K. The role of receptor activator of nuclear factor-kappaB (RANK)/ RANK ligand/osteoprotegerin: clinical implications // J Clin Endocrinol Metab. 2007. Vol. 92. No 12. Р. 4514–4521.

35. Добронравов В.А. Современный взгляд на патофизиологию вторичного гиперпаратиреоза: роль фактора роста фибробластов 23 и Klotho // Нефрология. 2011. No. 4. С. 11–20.

36. Шутов Е.В. Значение фактора роста фибробластов-23 у больных хронической болезнью почек — обзор современных исследований // Лечащий врач. 2012. № 8. С. 35–42.

37. Kneissel M. The promise of sclerostin inhibition for the treatment of osteoporosis // IBMS BoneKEy. 2009. No. 6. Р. 259–264.

38. Гребенникова T.А., Белая Ж.Е., Рожинская Л.Я., Мельниченко Г.А. Канонический сигнальный путь Wnt/β-катенин: от истории открытия до клинического применения // Терапевтический архив. 2016. Т. 10, № 88. С. 74–81.

39. Sims NA, Chia LY. Regulation of sclerostin expression by paracrine and endocrine factors // Clin Rev Bone Miner Metab. 2012. No.10. Р. 98–107.