CC BY
34
УДК 616.72-002.772-085.357-092.4
влияние кальцитонина на состояние соединительнотканных структур кроликов
с экспериментальным артритом
С.В. Белова
Саратовский НИИ травматологии и ортопедии (410002, Саратов, ул. Чернышевского, 148) Ключевые слова: ревматоидный артрит, миокальцик, внутрисуставная терапия.
На экспериментальной модели ревматоидного артрита обоснована возможность внутрисуставной терапии кальцитони-ном (препарат «Миакальцик») и предложен новый способ, предупреждающий развитие воспалительной деструкции в соединительнотканных структурах коленного сустава (патент РФ № 2269355).
Распространенность ревматоидного артрита (РА) в человеческой популяции доходит до 1 %, при этом экономические потери, связанные с данным заболеванием, сопоставимы с потерями от ишемической болезни сердца и злокачественных новообразований [3, 4, 11].
Как известно, характерным проявлением ревматоидного процесса является локальный и системный остеопороз, характеризующийся снижением минеральной плотности кости, а также патологическим изменением качества костной ткани, причем особое значение приобретает состояние субхондральной кости, во многом обеспечивающей метаболические процессы в суставном хряще.
Рентгенологически остеопороз проявляется атрофией субхондральной пограничной пластинки и размытой структурой костной ткани эпифиза. Про-грессирование нарушений ремоделирования костной ткани приводит к тому, что эпифизы пораженного сустава выглядят при рентгенографии прозрачнее, чем в норме [5].
Существует представление, что структурно-метаболическое состояние костной ткани во многом сопряжено с особенностями кальций-фосфорного обмена. Многие авторы рассматривают нарушение ремодели-рования костной ткани как показатель тяжести заболевания и активности воспалительного процесса. При РА прогрессирование воспалительно-деструктивных процессов в суставах и костная резорбция находятся в тесной патогенетической взаимосвязи [12, 14].
В настоящее время для лечения остеопороза различной этиологии достаточно широко используется кальцитонин лосося - препарат «Миакальцик», применяемый и в комплексной терапии РА в виде подкожных и внутримышечных инъекций, а также интраназально (спрей) [6, 7]. Учитывая, что ведущими патогенетическими механизмами РА являются воспалительно-деструктивные процессы, в том числе и в субхондральной кости, можно предположить, что при внутрисуставном введении миакальцика
Белова Светлана Вячеславовна - канд. биол. наук, ст.н.с. отдела фундаментальных и клинико-экспериментальных исследований Саратовского НИИТО; e-mail: sarniito_bsv@mail.ru
непосредственное воздействие на суставные ткани повысит эффективность терапии.
Цель исследования - анализ эффективности внутрисуставного воздействия кальцитонина при экспериментальном РА.
Материал и методы. Эксперимент проведен на 40 половозрелых кроликах породы шиншилла русская весом 3-3,7 кг в соответствии со стандартами этического комитета и Хельсинской декларации 1975 г. и ее пересмотра в 1983 г. 10 интактных животных составили контрольную группу. У 30 кроликов путем введения овальбумина в правый коленный сустав был сформирован экспериментальный артрит [13]. 10 из них после этого внутрь коленного сустава вводился 0,9 %-ный физиологический раствор (группа сравнения), 20 -препарат Miacalcic (Novartis Pharma AG, Швейцария) в дозе 10 МЕ 1 раз в неделю, общим курсом 4 инъекции (опытная группа).
Оценка состояния лабораторных животных осуществлялась при помощи клинических (осмотр, взвешивание, оценка поведения и активности, пальпация и измерение окружности сустава) и лабораторных методов. В крови определялись СОЭ, содержание гемоглобина, лейкоцитов и эритроцитов. Цитологически исследовались уровень общего цитоза и клеточный состав синовиальной жидкости. С помощью биохимических методов вычислялась концентрация общего (Fluitest Ca-CPC, фирма Biocon, Германия) и ионизированного (анализатор Ciba-Corning M 634, Великобритания) кальция, неорганического фосфора (Phosphorus UV FS, DiaSys, Германия). Проводилась оценка метаболизма соединительной ткани по общему содержанию гликозаминогликанов в сыворотке крови и их фракционному составу в синовиальной жидкости. Гистоморфометрическое исследование тканей коленных суставов животных выполнялось после окончания эксперимента.
Клинико-лабораторные исследования проводились в динамике: до моделирования РА, перед началом и после завершения лечения. Выведение животных из эксперимента осуществлялось путем воздушной эмболии через краевую вену уха. Статистическая обработка полученных данных проводилась методом вариационных рядов с вычислением средней арифметической, среднеквадратического отклонения, средней ошибки средней арифметической, коэффициента Стьюдента и показателя вероятности разности.
Результаты исследования. У всех животных опытной группы зарегистрирован синовит правого коленного
Оригинальные исследования
39
сустава с отеком, ограничением движения и повышением местной температуры. Описанные явления были более выражены на 3-4-е сутки после введения разрешающей дозы антигена, при этом наблюдалось максимальное увеличение окружности сустава, в среднем на 10-12 мм. Было обнаружено нарушение метаболизма соединительной ткани, выражавшееся в снижении общего содержания гликозаминог-ликанов с одновременным нарастанием количества их сульфатирован-ных форм в суставном содержимом и нарастании уровня гликозаминог-ликанов в сыворотке крови: уровень уроновых кислот - 2,73±0,07 гх10-2/л (норма - 1,71±0,11 гх10-2/л), гек-соз - 4,43±0,07 гх10-2/л (норма -2,58±0,11 гх10-2/л).
При исследовании содержимого полости коленного сустава зарегистрированы цитоз и изменение качественного состава клеточных элементов, при этом наблюдалось значительное повышение количества нейтрофилов, макрофагов, лимфоцитов, а у некоторых животных определялись раго-цитоподобные клетки с типичными включениями в цитоплазме, которые свидетельствовали о местной активности воспалительного процесса [5] (табл. 1). Общая активность воспалительного процесса также была повышена (табл. 2). Параллельно с этим обнаруживались признаки нарушения кальций-фосфорного обмена: повышение уровня кальция на фоне снижения содержания неорганического фосфора в сыворотке крови животных с экспериментальным артритом (табл. 3).
Гистоморфометрически обнаружены воспалительно-деструктивные изменения в тканях пораженных суставов. Микроструктура суставного хряща была изменена, имелись небольшие участки с разрыхленным и частично утраченным поверхностным слоем. В этих же местах располагались дистрофически измененные хондроциты. Наиболее выраженным признаком поражения была потеря гликозаминогликанов поверхностной и частично основной зонами суставного хряща, говорившая о деградации его матрикса. Микроскопическое строение субхондральной кости в большинстве случаев нарушалось, выявлялась тенденция к истончению субхондральной костной пластинки и трабекул, свидетельствующая о потере костного вещества.
После внутрисуставного введения миакальцика на фоне улучшения клинической картины и уменьшения
Таблица 1
Общий цитоз и клеточный состав синовиальной жидкости при экспериментальном РА
Показатель Контроль Кролики с артритом2
до лечения миакальцик физ. р-р
Цитоз, 109/л 0,15±0,01 2,18±0,06 0,57±0,05 3,20±0,09
Нейтрофилы, %1 9,51±0,11 57,02±0,65 18,34±0,46 54,01±0,35
Лимфоциты, %1 8,43±0,09 44,95±0,42 5,39±0,08 53,18±0,51
Макрофаги, %1 0 46,34±0,47 0,95±0,25 55,80±0,61
Рагоциты, %1 0 33,15±0,46 0,85±0,28 36,15±1,10
1 Частота встречаемости, на поле зрения.
2 Здесь и в табл. 2: разница по всем показателям между контрольной группой и группой «до лечения», между группами «до лечения» и «миакальцик», а также между группами «миа-кальцик» и «физ. р-р» статистически значима.
Таблица 2
Гематологические показатели экспериментальных животных
Показатель Контроль Кролики с артритом
до лечения миакальцик физ. р-р
Гемоглобин, г/л 124,30±0,80 120,70±0,20 123,50±0,44 119,02±0,35
Эритроциты, 1012/л 4,04±0,10 3,18±0,04 3,95±0,16 3,27±0,09
Лейкоциты, 109/л 7,60±0,11 11,19±0,11 7,89±0,11 13,50±0,27
П/я нейтрофилы, % 3,96±0,18 6,31±0,49 4,52±0,08 7,38±0,16
С/я нейтрофилы, % 42,60±0,81 53,93±0,46 44,25±0,54 55,08±0,62
Лимфоциты, % 47,80±0,84 32,13±0,37 44,65±0,63 28,15±0,47
Эозинофилы, % 1,49±0,10 2,46±0,06 1,71±0,07 3,22±0,09
Моноциты, % 3,44±0,12 4,49±0,07 3,68±0,08 4,17±0,14
Таблица 3 Показатели кальций-фосфорного обмена у экспериментальных животных
Показатель Кролики с артритом1
Контроль до лечения миакальцик физ. р-р
Са общ., ммоль/л 2,89±0,02 3,41±0,06 2,80±0,04 3,55±0,09
Са иониз., ммоль/л 1,47±0,01 2,44±0,03 1,67±0,01 2,87±0,01
Р неорг., ммоль/л 2,45±0,13 2,05± 0,19 2,29±0,14 1,79±0,17
1 Разница по всем показателям для общего и ионизированного кальция между контрольной группой и группой «до лечения», между группами «до лечения» и «миакальцик», а также между группами «миакальцик» и «физ. р-р» статистически значима.
отека сустава отмечались положительные сдвиги в результатах лабораторных анализов. О позитивных сдвигах в метаболизме соединительной ткани свидетельствовала практическая нормализация общего содержания и фракционного состава гликозаминогликанов в содержимом суставной полости. В сыворотке крови также наблюдалось снижение содержания гликозами-ногликанов: уроновые кислоты - до 1,93±0,06 гх10-2/л, гексозы - до 3,30±0,10 гх10-2/л.
В синовиальной жидкости снижался общий цитоз, реже обнаруживались лимфоциты, эозинофилы и рагоцитоподобные клетки, у интактных животных встречались лишь единичные нейтрофилы и лимфоциты (табл. 1). У больных РА наличие и количество ра-гоцитов в синовиальной жидкости является одним из
важных диагностических и прогностических признаков местной воспалительной активности процесса [2, 5]. Общая активность воспалительного процесса также уменьшалась: снижалось СОЭ, в крови увеличивалось количество эритроцитов и содержание гемоглобина, за счет палочко- и сегментоядерных форм уменьшалось количество лейкоцитов (табл. 2). Также наблюдалось улучшение показателей кальций-фосфорного обмена: снижался уровень общего и ионизированного кальция и повышалось содержание неорганического фосфора в сыворотке крови (табл. 3).
Эффективность внутрисуставного применения миакальцика в условиях экспериментального ревматоидного воспаления подтвердил и анализ результатов гистоморфометрического исследования. У животных опытной группы после внутрисуставного введения препарата патологические изменения параартикуляр-ных тканей в виде незначительного утолщения были зафиксированы только в одном случае, когда суставной хрящ имел небольшие шероховатые участки в краевых зонах мыщелков. Патологические изменения костной ткани у этих животных отсутствовали.
У всех животных группы сравнения отмечены значительные патологические изменения: параартикулярные ткани были утолщены и разрыхлены. Суставной хрящ на значительном протяжении был тусклым, зафиксирована порозность суставных поверхностей. У некоторых кроликов по краям наружных мыщелков большеберцо-вой кости имелись остеофиты, сохранялось истончение субхондральной костной пластинки и трабекул.
Обсуждение полученных данных. Околосуставной остеопороз при РА, проявляющийся атрофией субхон-дральной пограничной пластинки и размытой структурой костной ткани эпифиза, является ранним рентгенологическим признаком заболевания, выявляющимся уже в первые недели развития суставной патологии. Дальнейшее прогрессирование остеопоретических явлений приводит к тому, что эпифизы пораженного сустава при рентгенографии выглядят более прозрачными, чем в норме [5]. Схожая картина наблюдалась и у кроликов с экспериментальным артритом.
Для коррекции описанных явлений в клинической практике широко используются препараты, модифицирующие метаболизм костной ткани. Одним из таких препаратов является кальцитонин лосося -препарат «Миакальцик». Эффективность применения данного препарата демонстрировали и другие экспериментальные исследования: показано положительное воздействие миакальцика на образование костной мозоли в эксперименте после перелома большеберцовой кости [9], на регенерацию нижней челюсти и восстановление суставного хряща у крыс-самок после овариэктомии [8, 15].
Современные данные демонстрируют воздействие кальцитонина лосося как на остеокласты, так и на хондроциты, при этом сделано заключение о его позитивном действии на состояние костной ткани, а также представлено прямое анаболическое действие
на хондроциты, выражающееся в повышенном синтезе гликозаминогликанов, показано тормозящее влияние на деградацию хрящевой ткани [10].
Таким образом, данное исследование демонстрирует положительное влияние кальцитонина на состояние соединительнотканных структур коленных суставов кроликов и позволяет предложить новый способ внутрисуставной терапии экспериментального артрита [1]. Литература
1. Белова С.В., Карякина Е.В., Блинникова В.В. Способ лечения ревматоидного артрита. Патент РФ № 2269355, опубл. 19.05.2004.
2. Клиническая ревматология: руководство для практических врачей / под ред. В.И. Мазурова. СПб.: Фолиант, 2001. 416 с.
3. Насонов Е.Л., Каратеев Д.В., Балабанова Р.М. Ревматоидный артрит // Ревматология: национальное руководство / под ред. В.А. Насоновой. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. С. 290-331.
4. Насонов Е.Л. Перспективы лечения ревматических болезней в начале XXI века // Тер. архив. 2011. Т. 83, № 5. С. 5-9.
5. Ревматические болезни: руководство для врачей / под ред. В.А. Насоновой, Н.В. Бунчука. М.: Медицина, 1997. 520 с.
6. Рубин М.П., Чечурин Р.Е. Диагностика, профилактика и лечение остеопороза в поликлинических условиях // Тер. архив. 2011. № 1. С. 32-38.
7. Торопцова Н.В., Михайлов Е.Е., Беневоленская Л.И. Проблема остеопороза в современном мире // Рус. мед. журнал. 2005. Т. 13, № 24 (248). С. 1582-1585.
8. Arisawa E.A., Brandao A.A., Almeida J.D., da Rocha R.F. Calcitonin in bone-guided regeneration of mandibles in ovariectomized rats: densitometric, histologic and histomorphometric analysis // Int. J. Oral. Maxillofac. Surg. 2008. Vol. 37 (1). P. 47-53.
9. Bulbul M., Esenyel C.Z., Esenyel M. [et al.] Effects of calcitonin on the biomechanics, histopathology, and radiography of callus formation in rats // J. Orthop. Sci. 2008. Vol. 13 (2). P. 136-144.
10. Karsdal M.A., Sondergaard B.C., Arnold M., Christiansen C. Cal-citonin affects both bone and cartilage: a dual action treatment for osteoarthritis? // Ann. N. Y. Acad Sci. 2007. Vol. 1117. P. 181-195.
11. Klareskog L., Cartina A.I., Paget S. Rheumatoid arthritis // Lancet. 2009. № 374. Р. 659-672.
12. Park M.K., Her Y.M., Cho M.L. [et al.] IL-15 promotes osteo-clastogenesis via the PLD pathway in rheumatoid arthritis // Immunol. Lett. 2011. Vol. 30, № 1-2. P. 42-51.
13. Pettipher E.R., Henderson B., Moncada S., Higgs G.A. Leucocyte infiltration and cartilage proteoglycan loss in immune arthritis in the rabbit // Br. J. Pharmacol. 1988. Vol. 95. P. 169-176.
14. Shinzawa M., Akiyama T. Regulation of central tolerance by RANKL signaling // Clin. Calcium. 2011. Vol. 21, № 8. P. 1193-1199.
15. Sondergaard B.C., Oestergaard S., Christiansen C. [et al.] The effect of oral calcitonin on cartilage turnover and surface erosion in an ovariectomized rat model // Arthritis Rheum. 2007. Vol. 56 (8). P. 2674-2678.
Поступила в редакцию 03.05.2012. EFFECT OF CALCITONIN ON CONNECTIvE TIssUE IN RABBITs
with experimental arthritis
S.V. Belova
Saratov Research Institute of Traumatology and Orthopedics (148 Chernyishevskogo St. Saratov 410002 Russian Federation) Summary - The paper provides data for substantiating the possibility of intra-articular therapy with calcitonin (Miacalcic) on the basis of experimental simulation of rheumatoid arthritis. The author offers a new method of preventing inflammatory destruction in the knee joint connective tissues (Russian Federation patent No. 2269355).
Key words: rheumatoid arthritis, miacalcic, intra-articular therapy.
Pacific Medical Journal, 2013, No. 3, p. 38-40.
