CC BY
13
Список литературы
1 Баевский Р. М., Берсенева А. П. Оценка адаптационных возможностей организма и риска развития заболеваний. М.: Медицина, 1997. 225 с.
2 Ковинька М. А, Стогов М. В., Тушина Н. В., Гофман Ф. Ф. Динамика биохимических показателей сыворотки крови у пациентов с посттравматическими укорочениями костей конечности в процессе лечения методом Илизарова // Гений ортопедии. 2011. № 4. С. 35-38.
3 Лунева С. Н., Стогов М. В., Столбиков С. А. Изменения биохимических показателей сыворотки крови у пациентов с закрытыми переломами костей голени в нижней трети при лечении по методу Илизарова // Травматология и ортопедия России. 2007. № 3. С. 63-67.
4 Травматическая болезнь и ее осложнения / под ред. С. А. Селезнева, С. Ф. Багненко, Ю. Б. Шапота. СПб.: Политехника, 2004. 414 с.
5 Свешников А. А., Офицерова Н. В. Радиоиммунологический метод в познании гормональной регуляции репаративного костеобразования // Ортопедия, травматология и протезирование. 1986. № 2. С. 67-70.
6 Ларионов А. А., Офицерова Н. В. Некоторые аспекты нейро-гормональной регуляции костеобразования при чрескостном остеосинтезе // Травматология и ортопедия России. 1994. № 2. С. 121-129.
7 Зайчик А. Ш., Чурилов Л. П. Основы общей патологии. Часть 1. Основы общей патофизиологии. СПб. : Элби, 1999. 624 с.
УДК 577.17.05 М.А. Ковинька, М.В. Стогов ФГБУ «Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" им. акад. Г.А. Илизарова» Минздрава России, Курган
изучение дозозависимых эффектов белковых факторов, выделяемых из костной ткани крупного
рогатого скота
Аннотация. В работе изучен дозозависи-мый эффект белковых факторов, выделяемых из костной ткани крупного рогатого скота, на синтез гликогена в мышцах и печени интактных мышей. Обнаружено, что тестируемые факторы проявляли свои физиологические эффекты в части способности стимулировать гликогеногенез в мышцах и печени только при инъекционном введении в оптимальной дозе - 3 мг/кг.
Ключевые слова: белки костной ткани, дозо-зависимый эффект, гликоген.
M.A. Kovinka, M.V. Stogov
Russian Ilizarov Scientific Center "Restorative
Traumatology and Orthopaedics", Kurgan
research of dose-dependent effects of protein factors extracted from bovine bone tissue
Annotation. This paper studies the effect of a dose-dependent protein factors, extracted from bovine bone tissue, on the glycogen synthesis in muscles and liver of intact mice. It was found that the tested factors exhibit their physiological effects in terms of ability to stimulate glycogen synthesis in muscle and liver only when the optimum dose (3 mg/ kg) injected.
Keywords: bone proteins, dose-dependent effect, glycogen.
введение
Предыдущими исследованиями было показано, что костная ткань является органом, способным аккумулировать многочисленные факторы роста, обнаруживаемые в составе неколлагено-вых белков костной ткани [1]. Показана способность некоторых низкомолекулярных белковых факторов, выделенных из неколлагеновых белков костной ткани, активировать процесс репаратив-ного остеогенеза как в эксперименте, так и в клинике [2-4]. Однако влияние этих белков на обмен параоссальных органов, играющих важную роль в репаративной регенерации кости, не изучалось. Мы полагаем, что эффективность введения этих фракций связана с активацией анаболических процессов не только в костной ткани, но и в скелетных мышцах.
Цель исследования: изучить дозозависи-мый эффект белковых факторов, выделяемых из костной ткани крупного рогатого скота, на синтез гликогена в мышцах и печени мышей.
Материалы и методы исследования
Дозозависимые эффекты низкомолекулярных белковых факторов, выделенных из костной ткани, при различных способах введения белкового препарата изучали на 148 взрослых мышах-самцах линии СВА.
Выделение и очистку низкомолекулярных неколлагеновых белков костной ткани проводили по схеме, предложенной К.С. Десятниченко (патент РФ №2050158 «Препарат для стимулирования физиологической и репаративной регенерации, стимбон-1»). В эксперименте использовали фракцию этих белков, обладающих свойствами инсу-линоподобных факторов роста, с молекулярной массой 5-10 кДа, не сорбирующуюся на катионо-и анионообменниках. Выделенную фракцию лио-фильно высушивали. Наличие в данной фракции инсулиноподобного фактора роста 1 (ИПФР-1) подтверждали с помощью радиоиммунного анализа с использованием наборов фирмы Immunotech (Франция). Проведенный нами радиоиммунный анализ обнаружил, что в составе выделяемой низкомолекулярной фракции неколлагеновых белков значительная доля принадлежит ИПФР-1. Учитывая, что ИПФР-1, проявляя эффекты инсулина, способен активировать синтез гликогена в чувствительных к нему тканях (прежде всего печень и мышцы), мы провели исследование эф-фе ктивности разо во го в нутрим ы шечного в веде-
ния препарата в различных дозах на способность стимулировать гликогеногенез именно в печени и скелетных мышцах.
Тестируемую фракцию вводили:
- путем однократной внутримышечной инъекции растворенного в физиологическом растворе лиофилизата в разных концентрациях: 20 мг/кг; 10 мг/кг; 5 мг/кг; 3 мг/кг; 0 мг/кг (только физиологический раствор). Сроки наблюдения за животными после инъекции составили 3, 6, 9 и 13 суток. На каждую точку наблюдения использовали 6 животных (всего в серии 120 животных);
- путем восьмисуточной аппликации на бедро лиофилизата белкового препарата на тизолевой основе в следующих концентрациях белка (% от массы): 0% (только аппликация тизоля); 0,6%; 1,2%, в каждой группе использовали 6 животных (всего в серии 18 животных).
В качестве группы сравнения (норма) изучали показатели 10 интактных животных.
Все животные получали стандартный сбалансированный рацион питания при свободном доступе к воде. Из эксперимента животных выводили декапитацией после предварительного наркотизирования.
На проведение экспериментальных исследований получено разрешение комитета по этике при «РНЦ "ВТО" им. акад. Г.А. Илизарова».
Уровень гликогена в мышцах (выделяли мышцы правого бедра) определяли непрямым антро-новым методом, в печени - прямым антроновым методом.
Достоверность межгрупповых различий определяли с помощью непараметрического критерия Крускала-Уоллиса с последующим множественным сравнением с использованием критерия Данна.
Результаты исследования
Проведенные исследования показали, что при инъекционном введении белков максимальное увеличение уровня гликогена в мышцах для всех исследованных доз наблюдалось на 9-е сутки после инъекции (рисунок 1а). Однако изучение абсолютных показателей не позволяет выявить наиболее эффективную дозу. Для этого мы рассчитывали коэффициент [Гликоген]мышц/[Доза], показывающий, какое количество гликогена образуется в ткани на единицу вводимой дозы (рисунок 1б). Такой расчет однозначно обнаружил, что наибольший эффект на накопление гликогена в мышцах на всех сроках после инъекции оказывало введение препарата в дозе 3 мг/кг массы веса.
—♦— физ.р-р —о— 20 —10 О 5 —*— 3 а
0,07 т-
8 0,06--Г-
Л 0,05---
| 0,04---
я 0,03---
Щ
3 6 9 13
□ 20 □ 10 □ 5 П3
б
а - по абсолютным значениям; б - по относительным значениям.
Рисунок 1 - Содержание гликогена в мышцах мышей после внутримышечного введения белкового препарата в зависимости от дозы Примечание. Физ.р-р - внутримышечное введение физиологического раствора. 20, 10, 5, 3 - вводимые дозы, соответственно 20мг/кг; 10мг/кг; 5 мг/кг; 3 мг/кг. По оси ОХ сутки после инъекции.
Максимальное увеличение уровня гликогена в печени для всех исследованных доз отмечалось на 3-е сутки после инъекции, высокие значения отмечались и на 13-е сутки (рисунок 2). Анализ изменения коэффициента [Гликоген]печени/[Доза] на сроках после инъекции обнаружил, что наиболее эффективной дозой также является минимальная из исследованных доз - 3 мг/кг.
серия «физиология, психология, медицина», выпуск 8
"107
□ 20 □ 10 □ 5 □ 3
б
а - по абсолютным значениям; б - по относительным значениям
Рисунок 2 - Содержание гликогена в печени мышей после внутримышечного введения белкового препарата в зависимости от дозы Примечание. Физ.р-р - внутримышечное введение физиологического раствора. 20, 10, 5, 3 - вводимые дозы, соответственно 20мг/кг; 10мг/кг; 5 мг/кг; 3 мг/кг. По оси ОХ сутки после инъекции
Нами была также изучена возможность транс-кутанного способа введения изученных белков. В качестве носителя использовали гель для местного и наружного применения «Тизоль» (титана аквакомплекс глицеросольвата, регистрационный номер Р№001667/01-2002). Достоверное увеличение уровня гликогена в мышцах на 32% от нормы (р=0,04) наблюдали при транскутанном введении 1,2%-го раствора белка на «Тизоле» (для сравнения при внутримышечном введении уровень гликогена в мышцах на 9-е сутки после инъекции возрастал от 300% до 1000%, в зависимости от дозы), значительных изменений гликогена в печени не обнаружено (рисунок 3).
ГЛ мышц*100 ГЛ печень
Рисунок 3 - Содержание гликогена (ГЛ, мг%) в мышцах и печени мышей после восьмисуточной аппликации белкового
препарата на тизолевой основе Примечание. Т - аппликация тизоля; Т+0,6%белок - аппликация 0,6%-го белкового препарата на тизолевой основе; Т+1,2%белок- аппликация 1,2%-го белкового препарата на тизолевой основе. * - достоверные отличия с нормой при р<0,05
Заключение
Таким образом, проведенное исследование выявило, что низкомолекулярные белковые факторы, выделяемые из неколлагеновых белков костной ткани, проявляли свои физиологические эффекты в части способности стимулировать гли-когеногенез в мышцах и печени только при инъекционном введении в оптимальной дозе - 3 мг/кг.
Список литературы
1 Десятниченко К. С. Неколлагеновые белки костной ткани в регуляции скелетного гомеостаза, минерализации ирепаративного остеогенеза : автореф. дис. ... д-ра мед. наук. Челябинск, 1997. 34 с.
2 Гребнева О. Л., Ковинька М. А., Изотова С. П. Влияние остеоиндуктивных компонентов плазмы крови на гематологические показатели у мышей // Гений ортопедии. 2005. № 3. С. 58-61.
3 Гребнева О. Л., Ковинька М. А., Силантьева Т. А. и др. Экспериментальная модель для изучения процессов репа-ративного остеогенеза // Сибирский медицинский журнал. 2011. Т. 26. № 1-1. С. 135-139.
4 Ковинька М. А. Регуляция регенерации кости в условиях остеосинтеза у больных ахондроплазией: автореф. дис. ... канд. биол. наук. Тюмень, 2002. 23 с.
