CC BY
6Вестник АПК
Ставрополья Bern ерш ария __— - № 1(49), 2023 г Г
УДК 619:615.015.4:636:611.71:569.323.4 DSXFKH m
DOI: 10.31279/222-9345-2023-12-49-19-24 Дата поступления статьи в редакцию: 28.03.2023
ЛЛ. П. Семененко, Д. П. Винокурова, А. А. Власенко, К. А. Семененко, Е. В. Кузьминова 0
Semenenko M. P., Vinokurova D. P., Vlasenko A. A., Semenenko K. A., Kuzminova E. V.
ГИСТОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ КОСТНОЙ ТКАНИ БЕЛЫХ КРЫС ПРИ ОЦЕНКЕ ХРОНИЧЕСКОЙ ТОКСИЧНОСТИ ПРЕПАРАТА КАРТИСИЛАН
HISTOMORPHOLOGICAL CHANGES IN BONE TISSUE OF WHITE RATS IN THE ASSESSMENT OF CHRONIC TOXICITY OF THE DRUG KARTISILAN
Изучались вопросы оценки потенциальной опасности и величины токсических параметров нового остеотроп-ного препарата на организм белых крыс в целом, а также его влияния на костную ткань в эксперименте по изучению хронической токсичности. Для этого было создано три группы грызунов - две получали субтоксические дозы, составляющих 1/5 и 1/10 от максимально введенной вну-трижелудочной дозы, и одна контрольная, не получающая препарат. По итогам эксперимента представлены результаты гистологических исследований микропрепаратов костной и хрящевой тканей на примере костей голени и бедра опытных и контрольных животных. В работе представлены материалы по описанию картины влияния препарата на клеточный состав, структуру трубчатой кости, состояние костного мозга. Описаны выявленные деструктивные и воспалительные процессы у контрольной группы крыс и результаты положительного влияния препарата на данные патологические изменения у опытных животных, что позволило подтвердить не только отсутствие токсического эффекта нового препарата у исследуемых животных, но и положительное влияние на восстановление нормальной структуры костной и хрящевой тканей как на клеточном, так и на макроуровне.
Ключевые слова: гистология, морфология, костная ткань, крысы, хроническая токсичность, патология.
The article is devoted to the study of the issues of assessing the potential danger and the magnitude of the toxic parameters of a new osteotropic drug on the body of white rats in general, as well as its effect on bone tissue in an experiment to study chronic toxicity. For this, three groups of rats were created - two groups received subtoxic doses, consisted of 1/5 and 1/10 of the maximum administered intragastric dose, and one control group, which did not receive the drug. Based on the results of the experiment, the results of histological studies of micropreparations of bone and cartilage tissues are presented on the example of the bones of the lower limbs and thigh bones of experimental and control animals. Presents materials on the description of the picture of the effect of the drug on the cellular composition, the structure of the tubular bone, the state of the bone marrow. The revealed destructive and inflammatory processes in the control group of rats and the results of the positive effect of the drug on these pathological changes in experimental animals are also described, which made it possible to confirm not only the absence of the toxic effect of the new drug in the studied animals, but also a positive effect on the restoration of the normal structure, bone and cartilage tissues both at the cellular and macro levels.
Key words: histology, morphology, bone tissue, rats, chronic toxicity, pathology.
Семененко Марина Петровна -
доктор ветеринарных наук,
заведующая отделом фармакологии
ФГБНУ «Краснодарский научный центр по зоотехнии
и ветеринарии»
г. Краснодар
РИНЦ SPIN-код: 2038-7259 Тел.: 8-918-461-26-63 E-mail: [email protected]
Винокурова Диана Петровна -
кандидат ветеринарных наук, доцент кафедры анатомии, ветеринарного акушерства и хирургии ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет им. И. Т. Трубилина» г. Краснодар
РИНЦ SPIN-код: 1033-8489 Тел.: 8-903-466-46-44 E-mail: [email protected]
Власенко Артем Андреевич -
младший научный сотрудник отдела фармакологии
ФГБНУ «Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии» г. Краснодар
РИНЦ SPIN-код: 1459-2982
Тел.: 8-918-697-37-04
E-mail: [email protected]
Semenenko Marina Petrovna -
Doctor of Veterinary Science,
Head of Pharmacology Department
FSBSI «Krasnodar Scientific Center
for Animal Husbandry and Veterinary Medicine»
Krasnodar
RSCI SPIN-code: 2038-7259 Tel.: 8-918-461-26-63 E-mail: [email protected]
Vinokurova Diana Petrovna -
Candidate of Veterinary Sciences, Associate Professor of the Department of Anatomy, Veterinary Obstetrics and Surgery
FSBEI HE «Kuban State Agrarian University
named after I. T. Trubilin»
Krasnodar
RSCI SPIN-code: 1033-8489 Tel.: 8-903-466-46-44 E-mail: [email protected]
Vlasenko Artem Andreevich -
junior researcher of the Department Pharmacology
FSBSI «Krasnodar Scientific Center
for Animal Husbandry and Veterinary Medicine»
Krasnodar
RSCI SPIN-code: 1459-2982
Tel.: 8-918-697-37-04
E-mail: [email protected]
20
Ежеквартопьный «еСТНИКАПК
научно-практический ИС Ставрополья
журнал ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ -—-
Семененко Ксения Андреевна -
кандидат экономических наук,
старший научный сотрудник отдела фармакологии
ФГБНУ «Краснодарский научный центр по зоотехнии
и ветеринарии»
г. Краснодар
РИНЦ SPIN-код: 5551-4181
Тел.: 8-918-444-22-42
E-mail: [email protected]
Кузьминова Елена Васильевна -
доктор ветеринарных наук,
главный научный сотрудник отдела фармакологии ФГБНУ «Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии» г. Краснодар
РИНЦ SPIN-код: 1897-5113 Тел.: 8-918-419-83-69 E-mail: [email protected]
Semenenko Ksenia Andreevna -
Candidate of Economic Sciences, Senior Researcher
of the Department Pharmacology
FSBSI «Krasnodar Scientific Center
for Animal Husbandry and Veterinary Medicine»
Krasnodar
RSCI SPIN-code: 5551-4181
Tel.: 8-918-444-22-42
E-mail: [email protected]
Kuzminova Elena Vasilevna -
Doctor of Veterinary Science, Chief Researcher
of the Department Pharmacology
FSBSI «Krasnodar Scientific Center
for Animal Husbandry and Veterinary Medicine»
Krasnodar
RSCI SPIN-code: 1897-5113 Tel.: 8-918-419-83-69 E-mail: [email protected]
Разработка и внедрение в ветеринарную практику новых лекарственных средств и кормовых добавок ставит перед фармакологами множество вопросов относительно их безопасности и клинической эффективности. При этом любое лекарственное средство следует рассматривать с точки зрения его терапевтической ценности, которая должна кратно превышать риски от возможных токсических эффектов, проявляемых в рамках его прямого или побочного действия на биологические объекты [1, 2].
Оценка потенциальной опасности и величина токсических параметров изучаемого лекарственного средства могут быть получены при выполнении доклинических исследований, протокол которых предусматривает проведение ряда токсикологических тестов, проводимых как in vitro, так и in vivo на лабораторных животных с учетом видовых различий и сходстве токсикологических реакций на живой организм. Такой подход позволяет не только выявлять механизмы фармакологического действия лекарства и его распределение в органах-мишенях, но контролировать побочное действие, включая свойства препаратов вызывать зависимость [3].
Данные токсикологических исследований являются обязательной предпосылкой к клиническим испытаниям, позволяя интегрировать полученную информацию для дальнейшего, более углубленного представления о сходных чертах и различиях в фармакологических и токсикологических ответах у различных видов животных, в том числе на клеточном уровне [4].
Поэтому целью настоящего исследования явилось изучение влияния нового остеотропно-го препарата, направленного на активизацию и стимулирование репаративных процессов остеогенеза, а также консолидацию костной ткани у животных в ходе длительного применения белым лабораторным крысам в субтоксических дозах в рамках прелиминарной оценки его безопасности.
Исследования проведены в отделе фармакологии федерального государственного бюд-
жетного научного учреждения «Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии».
Объект исследования - комплексный препарат картисилан, включающий ряд активных биологических и химических веществ, приведенных в единую фармацевтическую композицию для проявления мультимодального действия на процессы оссификации и остеогенеза, оказания максимального эффекта на костную массу и прочность костной ткани животных на всех стадиях репаративного остеогенеза.
Общетоксические свойства препарата оценивались путем определения его хронической токсичности на трех группах клинически здоровых нелинейных белых крыс (п=10) с начальной массой тела 120±12,5 г, согласно «Руководству по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ» под общей редакцией проф. Р. У. Хабриева (2005), а также при соблюдении правил, предусмотренных Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, которые используются с экспериментальной и научной целью (ETS № 123, Страсбург, 18.03.1986).
Поскольку среднесмертельную величину ^50) препарата картисилан в остром опыте выявить не удалось, дизайн хронического эксперимента предусматривал использование двух субтоксических доз, составляющих 1/5 и 1/10 от максимально введенной внутрижелу-дочной дозы, что в пересчете на массу тела подопытных животных составило 1200 мг/кг (первая опытная группа) и 600 мг/кг (вторая опытная группа). Исследуемые образцы задавались животным посредством болюсов один раз в день курсом 90 дней. Контрольная группа получала болюсы без исследуемого образца в эквиобъе-ме и в том же режиме дозирования.
По окончании экспериментального периода для гистологического исследования костной ткани грызунов из каждой группы с соблюдением правил биоэтики эвтаназией было выведено по 3 крысы. Отбор проб для проведения гистологического исследования микропрепаратов костных тканей бедренных костей и голеней был проведен согласно общепринятым
в
естник АПК
Ставрополья
№ 1(49), 2023
Ветеринария
21
гистотехническим методам. Отобранные пробы фиксировались в 10 %-ном водном растворе нейтрального формалина с последующей декальцификацией и заливкой в парафин. Гистосрезы были выполнены на микротоме МЗП-01. Микроскопический осмотр препаратов осуществлялся на микроскопе МС 300 (Австрия) со специализированным программным обеспечением регистрации изображения цифровой камерой Leica при увеличениях х25, х50, х100.
В результате гистологического исследования костной и хрящевой тканей у крыс из группы контроля были выявлены признаки деструктивных и воспалительных процессов. Так как животные подбирались по общим клиническим и физиологическим параметрам, велика вероятность, что и у крыс опытных групп могли регистрироваться нарушения минерального обмена и воспалительные процессы в костной ткани.
Следует отметить, что костная ткань состоит из клеток и кальцифицированного межклеточного вещества. В составе трубчатых костей различается компактное и губчатое вещество [5-7].
На гистологических препаратах костей как контрольных (рис. 1), так и опытных крыс (рис. 2, 3) губчатое вещество располагается в диафизах, окруженное компактным веществом, имея большие, свободные костномозговые пространства, ограниченные тонкими анасто-мозирующими между собой костными балками - костными трабекулами, состоящими из нескольких слоёв костных пластинок. Далее идет компактный слой, тогда как снаружи кости покрыты соединительной тканью - надкостницей. Костномозговая полость выстлана эндостом, в котором располагаются остеогенные клетки и единичные остеокласты, и заполнена костным мозгом. Во всех изученных препаратах последовательность слоев и клеточный состав костной ткани трубчатых костей были сохранены.
Рисунок 1 - Контрольная группа - диафизбедренной кости, поперечный срез: 1 е кзоьрые нрабекукы е костными балками; 2 - костномозговая полость с расположенными остеогенными клетками. Окраска гематоксилином и эозином, увеличение х25
Рисунок 2 - 1 опытная группа - эпифиз бедренной кости, поперечный срез: 1 - костные трабекулы с костными балками; 2 - костномозговая полость с расположенными остеогенными клетками. Окраска гематоксилином и эозином, увеличение х25
Ц1^<естеик АПК
,,„ „„„„, ^^ Стаироноаья
научно-праю ческии журнал
Рисунок 3 - 2 опытная группа - эпифиз бедренной кости, поперечный срез: 1 - оостные трабекулыс костными балками; 2 - костномозговая полость с расположенными остеогенными клетками. Нмраскакаматокыклиноа иэозином,
Оасако вэлнтроль^ооМ гуупае жкмтуны1а выявлена гипертрофия пластинчатого слоя диа-фнза М^ждое^н^ой ностк. 1Мрти гипыуострке акэст-ной ткани в эндостальном и периостальном направлениях происходят постепенные про-цассы прюлифсраз^к [8].При аломв заэисэ-мости от этиологии и характера основного за-бэтккания возможны два варианта: в первом случае произойдет дальнейшее прогрессиро-вание патоломноа поражкеоавтахаскал ьных элементов костной ткани, в частности уплот-насие и уттлщгние тсакосткуцы, и
коркового вещества за счет увеличения и пре-аблдлдыиянeалалыx клеа-о, аэрафии еосскбги мозга и замены его структуры на жировую или
жеедкмитеиыныытыань, лныyдlнния трхитекто-ники кости в целом; во втором случае поражении е остытовимаа кааровле с^ат^с^-э вощеэлва с образованием очагов склероза. Самыми частыми причинами данных нарушений являются храыич ePбeакдcпaлмтeлнныазлбoгeвaнбы и интоксикации, реже остеосклероз может быть вызван некоторыми генетическими заболеваниями, отравлениями металлами.
Тэ рисунке 4даагнмстно-оан аоыаалитежт-ный процесс костного мозга, что может быть алeдcтвнгдвышeoбoтлaчeолоT п атоыэжии.На препарате отмечается гиперемия, кровоизлия-лие ро—мос5я алЬФл/каая икфиеыраткя лейкоцитами.
Рисунок 4 - Контрольная группа - гиперемия, кровоизлияние и очаговая диффузная инфильтрация лейкоцитами костного мозга (указано стрелками). Окраска гематоксилином и эозином, увеличение х25
Кроме того, в контрольной группе отмечены деструктивные процессы в хрящевой ткани эпифиза (рис. 5), в частности умеренная лим-фоцитарная инфильтрация, указывающая на воспалительные процессы.
На гистопрепарате видно сглаживание границ гиалинового хряща, в частно-
сти размытость слоев надхрящницы, хон-дробластов и хондроцитов, нет четкости окружающего клетки хрящевого матрикса и хондроцитов, образующих клеточные территории. Видна неравномерность окраски препарата.
в
естник АПК
Ставрополья
№ 1(49), 2023
Ветеринария
23
Рисунок 5 - Контрольная группа - деструктивные процессы в хрящевой ткани эпифиза
бедренной кости (указано стрелками).
Окраска гематоксилином и эозином, увеличение х50
В препаратах, полученных от опытных живот- изучаемый препарат положительно повлиял на
ных, патологий не выявлено (рис. 6, 7). При этом восстановление структуры костной ткани и мозга,
если наше предположение о наличии воспали- а также способствовал нормализации обменных тельных процессов в костях у всех крыс верно, то процессов в клетках и межклеточном веществе.
Рисунок 6 - 1 опытная группа - структура костной ткани диафиза голени без патологии (продольный срез). Окраска гематоксилином и эозином, увеличениех25
Рисунок 7 - 2 опытная группа - структура костной ткани диафиза голени без патологии (продольный срез). Окраска гематоксилином и эозином, увеличение х25
24
Ежеквартопьный «вСТНИКАПК
научно-практический ИС Ставрополья
журнал ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ -—-
Благодаря своему составу препарат кар-тисилан улучшает обмен веществ в костной и хрящевой тканях, способствует усвоению фосфора и кальция клетками организма, что повышает плотность костей, замедляет резорбцию костной ткани и снижает потери кальция, ускоряя процессы восстановления. Благодаря ангиопротекторному и антиоксидантному действию компонентов препарата осуществляется стимулирование кроветворения в красном костном мозге, а также усиливаются обменные процессы в гиалиновом, волокнистом хрящах и субхондральной кости при одновременном ин-гибировании ферментов, вызывающих деградацию суставного хряща.
Таким образом, можно сделать вывод, что препарат картисилан не только не оказыва-
ет токсического влияния на организм белых крыс при длительном применении в субтоксических дозах, но и положительно действует на костную и хрящевую ткани, нормализуя обменные процессы в клетках и межклеточном веществе, состояние кровотока и подавляя воспалительные процессы. При его введении в рацион лабораторных животных происходит восстановление процессов обновления клеток, их ультраструктуры и количественного состава для нормального физиологического регулирования разрушения и ремоделирования костной ткани. Возвращается анатомически верное соотношение всех слоев костной ткани, что повышает ее эластичность и прочность, увеличивая сопротивляемость внешним факторам.
Литература
1. Мильчаков К. С. Роль обзора научных работ в регистрации воспроизведенного лекарственного средства на территории Российской Федерации и зоне ЕАЭС // Разработка и регистрация лекарственных средств. 2018. № 4. С. 99-105.
2. Васильев А. Н. Качественные доклинические исследования - необходимый этап разработки и внедрения в клиническую практику новых лекарственных препаратов // Антибиотики и Химиотерапия. 2012. № 57 (1-2). С. 41-49.
3. Бирюкова Н. П., Русаков С. В., Напалкова В. В. Общие принципы доклинической оценки безопасности фармакологических лекарственных средств для ветеринарного применения // Ветеринарный врач. 2018. № 1. С. 3-7.
4. Дорожкин В. И., Бирюкова Н. П., Бахмуто-ва Т. В. Современные требования к изучению общетоксического действия фармакологических веществ // Проблемы ветеринарной санитарии, гигиены и экологии. 2019. № 2. С. 205-215.
5. Борхунова Е. Н. Цитология и общая гистология. Методика изучения препаратов : учебно-методическое пособие. 2-е изд., стер. Санкт-Петербург : Лань, 2022. 144 с.
6. Барсуков Н. П. Цитология, гистология, эмбриология : учебное пособие для вузов. 5-е изд., испр. и доп. Санкт-Петербург : Лань, 2022. 268 с.
7. Гартнер Л. П., Хайатт Дж. Л. Цветной атлас гистологии / пер. с англ. под ред. В. П. Сапрыкина. М. : Логосфера, 2008. 480 с.
8. Canalis E. Regulation of bone remodeling // Primer on the Metabolic Bone Diseases and Disorders of Mineral Metabolism. 2nd ed. Raven Press: N.Y., 1993. P. 33.
References
1. Milchakov K. S. Role of the scientific overviews in the generic drug registration process in the Russian Federation and Eurasian economic union // Drug Development and Registration. 2018. (4). P. 99-105.
2. Vasilyev A. N. Good preclinical study as an obligatory stage in design and clinical use of new medicinal preparations // Antibiotics and Chemotherapy. 2012. № 57 (1-2). P. 41-49.
3. Biryukova N. P., Rusakov S. V., Napalko-va V. V. General principles of preclinical safety assessment of pharmacological medicinal products for veterinary use // Veterinarian. 2018. № 1. P. 3-7.
4. Dorozhkin V. I., Biryukova N. P., Bakhmuto-va T. V. Modern requirements to the study of general toxic effect of pharmacological substances // Problems of Veterinary Sanitation, Hygiene and Ecology. 2019. № 2. P. 205-15.
5. Borkhunova E. N. Cytology and general histology: educational and methodical manual. 2nd ed., stereotypical. Saint Petersburg : Lan, 2022. 144 p.
6. Barsukov N. P. Cytology, histology, embryology : a textbook for universities. 5th ed., rev. and add. Saint Petersburg : Lan, 2022. 268 p.
7. Gartner L. P., Hyatt J. L. Color Atlas of Histology / translated from English edited by V. P. Saprykin. M. : Logosphere, 2008. 480 p.
8. Canalis E. Regulation of bone remodeling // Primer on the Metabolic Bone Diseases and Disorders of Mineral Metabolism. 2nd ed. Raven Press: N.Y., 1993. P. 33.
