CC BY
43
ИЗМЕНЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ В НАДКОСТНИЦЕ И КОСТНОЙ ТКАНИ У ЖИВОТНЫХ С ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ГИПОЭСТРОГЕННЫМ ОСТЕОПОРОЗОМ
А.В. Файтельсон, Д.С.Р. Раджкумар, А.Н. Зохиров
Аннотация. Рассмотрены результаты исследований по изменению параметров микроциркуляции в надкостнице и костной ткани у животных с экспериментальным гипоэстрогенным остеопорозом.
Ключевые слова: микроциркуляция, надкостница, костная ткань, животные, остеопороз.
Патогенетическая терапия остеопороза традиционно включает препараты, замедляющие костную резорбцию, стимулирующие костеобразование, и препараты многопланового действия. Однако увеличение частоты остеопороза и его осложнений показывает, что в настоящее время нет надежных методов медикаментозного лечения и профилактики данного заболевания. Положение о значительном вкладе микроциркуляции в процессы ремоделирования костной ткани является общепризнанным [1,2]. Мы провели исследование целью которого стало изучение особенностей микроциркуляции в надкостнице и костной ткани животных при экспериментальном остеопорозе.
Опыты проводили на 72 самках белых крыс линии Вистар массой 200-300 г. Все манипуляции в эксперименте выполнялись под наркозом (внутрибрюшинное введение раствора хлоралгидрата в дозе 300 мг/кг). Системный остеопороз моделировался путем двусторонней овариэктомии [3]. Для проведения исследования животные были разделены на 2 группы: I - интактные животные (n=42); II - после овариэктомии (n=30).
На 57 день от начала эксперимента осуществляли измерение уровня микроциркуляции в проксимальном метафизе правого бедра при помощи оборудования компании Biopac systems: полиграф MP100 с модулем лазерной допплеровской флоуметрии LDF100C (ЛДФ) и инвазивным датчиком TSD144 и программы Ac-qKnowledge версии 3.8.1. После измерения микроциркуляции выполнялся забор бедренных костей для гистологического исследования; гистологические препараты проксимальных метафизов бедренных костей окрашивали гематоксилином и эозином. Проводилась оптическая микроскопия препаратов с помощью микроскопа Leica CME (увеличение х100) с фотографированием препаратов при помощи фотоаппарата Olympus SP-350 (разрешение 3264х2448). Морфометрическое исследование полученных фотоснимков производили при помощи программы ImageJ версии 1.39, в ходе которого оценивали ширину костных трабекул соответствующих показателей в контрольной и экспериментальной группах [3].
Полученные значения сравнивали в группе с ин-тактными животными (контрольной) и экспериментальной, где посредством проведения билатеральной овариэктомии моделировали остеопороз. При статистической обработке данных рассчитывали среднее значение, величину стандартной ошибки. Различия считали достоверными при p<0,05.
Остеопоротические изменения в костях скелета были гистологически подтверждены у всех крыс через восемь недель после овариэктомии и выражались в истончении костных трабекул и увеличении межтрабекуляр-
ного пространства, так же в гистологических препаратах отмечались микропереломы костных трабекул. О прижизненном возникновении которых можно было, судить по прорастанию соединительной ткани в зоне перелома трабекулы. Средняя ширина костной трабекулы у ин-тактных животных равнялась 97,7±1,0 мкм (микрометр), а билатеральная овариэктомия через восемь недель после начала эксперимента приводила к уменьшению средней ширины костной трабекулы до 61,7±1,2 мкм.
Измерение микроциркуляции проводили следующим образом: разрезом кожи остро и тупо производился доступ к проксимальному метафизу бедренной кости, а именно участку, расположенному дорсо-латерально между большим и нижним вертелами бедра. После оценки уровня микроциркуляции в надкостнице кортикальный слой метафиза перфорировался на глубину 2,53 мм, и изучалась микроциркуляция в собственно костной ткани метафиза бедренной кости. Получены следующие результаты: средние уровни микроциркуляции в контрольной группе составили 75,4±5,1 ПЕ (перфузион-ные единицы) для надкостницы и 100,5±4,4 ПЕ для костной ткани; в экспериментальной группе средние показатели микроциркуляции были достоверно ниже (уровень значимости а=0,01) и составляли 51,4±5,9 ПЕ и 61,5±3,7 ПЕ для надкостницы и костной ткани соответственно.
Для подтверждения роли дисфункции эндотелия [1] в развитии нарушения регионарной микроциркуляции рассчитывался коэффициент эндотелиальной дисфункции (КЭД) на основании данных ЛДФ. В ответ на системное введение ацетилхолина и нитропруссида наблюдается снижение микроциркуляции с последующей нормализацией показателей кровотока. КЭД определялся как отношение площади треугольника над кривой восстановления микроциркуляции в ответ на введение нитропруссида к площади треугольника над кривой восстановления микроциркуляции в ответ на введение ацетилхолина [2, 4]. В группе интактных животных получили КЭД=1,3±0,2, в группе крыс с остеопорозом КЭД=2,4±0,2. Данные результаты свидетельствуют о формировании изменений, свидетельствующих о дисфункции эндотелия сосудов микроциркуля-торного русла костной ткани после овариэктомии.
Совместное использование двух указанных методов и морфологического исследования костей позволило обнаружить признаки развития эндотелиальной дисфункции, а также выявить взаимосвязь между нарушением микроциркуляции и возникновением осте-опоротических изменений в костях у крыс [3] .
На основании результатов, полученных в ходе исследования, мы пришли к заключению, что у крыс с генерализованным остеопорозом, обусловленным ова-риоэктомией отмечается более низкий уровень микроциркуляции в надкостнице и собственно костной ткани по сравнению с интактными животными. В то же время у крыс экспериментальной группы присутствуют косвенные признаки развития эндотелиальной дисфункции - снижение выраженности реакции на введение ацетилхолина [1]. Полученные данные позволяют предположить, что одним из звеньев в патогенезе остеопороза является эндотелиальная дисфункция, раз-
вившаяся в результате гипоэстрогенного состояния после овариэктомии. Следовательно, перспективным направлением в поиске новых подходов к патогенетической коррекции остеопоротических нарушений является изучение влияния эндотелиотропных препаратов на процессы ремоделирования костной ткани.
Таким образом, на основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы.
1. В результате овариэктомии наблюдается снижение выраженности реакции на введение ацетилхоли-на, как одно из проявлений эндотелиальной дисфункции, а также достоверное снижение уровня микроциркуляции в надкостнице и собственно костной ткани проксимального метафиза бедренной кости.
2. Развитие остеопоротических нарушений в бедренной кости у самок крыс Wistar является следствием снижения регионарной микроциркуляции в результате возникшей гипоэстроген-индуцированной эндотелиальной дисфункции.
3. Изучение влияния эндотелиотропных препаратов на процессы ремоделирования костной ткани является перспективным направлением в поиске новых подходов к патогенетической коррекции остеопоротических нарушений.
Список использованных источников
1 Марков Х.М. Оксидантный стресс и дисфункция эндотелия // Патологическая физиология и эксперим. терапия. -2005. - № 4. - С. 5-9.
2 Методические подходы для количественной оценки развития эндотелиальной дисфункции при L-NAME-индуцированной модели дефицита оксида азота в эксперименте / М.В. Покровский, В.И. Кочкаров, Т.Г. Покровская и др. // Кубанский научный медицинский вестник. - 2006 -№10. - С. 72-77.
3 Перспективы изучения микроциркуляции в костной ткани в поиске новых звеньев патогенеза остеопороза / О.С. Гудырев, А.В. Файтельсон, М.В. Покровский, Г.М. Дубровин // Курский научно-практический вестник «Человек и его здоровье».- 2007. - №3. - С.17-20.
4 Сравнительное исследование эндотелио- и кардиопро-тективных свойств фуростаноловых гликозидов из культуры клеток растения Dioscorea cleltoidea и 17Р-эстрадиола. / М.В. Ко-рокин, А.М. Носов, М.В. Покровский и др. // Кубанский научный медицинский вестник. - 2006. - № 9 (90). - С.137-140.
Информация об авторах
Файтельсон Александр Владимирович, кандидат медицинских наук, доцент кафедры травматологии, ортопедии и военно-полевой хирургии ФГБОУ ВПО «Курский государственный медицинский университет».
Денсинг Самуэл Радж Раджкумар, аспирант ФГБОУ ВПО «Курский государственный медицинский университет».
Зохиров Алишер Нобоварович, ординатор кафедры травматологии, ортопедии и военно-полевой хирургии ФГБОУ ВПО «Курский государственный медицинский университет».
