CC BY
19
© Малишюна С. В., Нiкольченко О. А., Вишнякова I. В., Пошелок Д. М.
УДК 611.08:616-001.18:618.11-089.87:611.711.6:616-073.75 ]:599.323
Малишюна С. В., Н'1кольченко О. А., Вишнякова I. В., Пошелок Д. М.
ВПЛИВ ЗАГАЛЬНОТ ППОТЕРМП
НА М1НЕРАЛЬНУ Щ1ЛЬН1СТЬ К1СТКОВОТТКАНИНИ Т1Л ХРЕБЦ1В
ОВАР1ОЕКТОМОВАНИХ ЩУР1В
ДУ «1нститут патологи хребта та суглоб1в iM. проф. М. I. Ситенка НАМН Укра'Гни» (м. Харк1в)
Досл1дження виконано в рамках НДР «Вивчи-ти ремоделювання к1стково1 тканини т1л хребц1в та структурну орган1зац1ю м1жхребцевих дисюв в умовах остеопорозу, обтяженого д1ею несприятли-вих еколог1чних чинник1в», № державно! реестрацИ 0114U00301, шифр ЦФ.2014.1.НАМНУ
Вступ. Скелет як найважлив1ша структура морального обм1ну депонуе макро- i м1кроелементи, що додають юстц мiцнiсть та визначають II функц^ ональнi особливостi. У лiтературi е вщомост щодо негативного впливу загально! гiпотермiI на мше-ральний склад юсток черепа щурiв [2]. Доведено, що тривала холодова дiя на щурiв (30 дiб у холодовм камерi при температурi -15оС по три години щодня) призводить на 30 добу до значного зниження вмюту кальцю та залiза. У виконаних нами попередых екс-периментальних доотдженнях також було встанов-лено, що нав^ь легка гiпотермiя (утримання щурiв протягом 5 дiб у холодовм камерi при температурi -20оС по 5 годин щодня) спричинюе розвиток значних порушень у мшеральному складi кортексу стегнових кiсток та виражених деструктивних змш у компактно та губчастiй речовинi цих юсток [1,3,4]. У юстковм тканинi спостер^аеться збiльшення кiлькостi порож-нiх лакун (без остеоци^в), поява осередкiв остео-лiзису, зменшення площi кiсткових трабекул, пере-важання процесiв резорбци над юсткоутворенням, що характерно для остеопенп [6]. Легка первинна гiпотермiя спостер^аеться i у людей, особливо по-хилого вiку, що обумовлено зменшенням здатност органiзму виробляти тепло внаслщок вiкових функ-цiональних змiн [10,14]. За даними J. J. Patell (2009) у 10% людей iз популяци практично здорових англм-щв вiком понад 60 рокiв була зафксована гiпотермiя (зниження температури тта до 35,5оС) [15]. У робот M. L. Mallet (2002) наведен данi про 85% пащентв-англм^в (iз рiзними захворюваннями) аналогiчноI вково! групи, у яких була виявлена гiпотермiя рiз-ного ступеня [18]. D. J. Brown et al. (2012) вказують, що в США кожного року приблизно у 1500 пащентв iз рiзними травмами у свiдоцтвi про смерть зазна-чено про попереднм стан гiпотермiI [8].
Зазначен вище змiни у мшеральному d<j^i та структурнiй органiзацiI юстки можуть впливати на II мщнють, проте дослiджень щодо ди ппотерми на мiнеральну щiльнiсть кiстковоI тканини (МЩКТ)
s_malysh@ukr.net
ми не зустрти в лiтературi. Мiнеральна щiльнiсть юстки - важливий показник II мщностк Зниження мiнеральноI щiльностi супроводжуеться порушен-ням мiкроархiтектонiки кiстки, зменшенням юстко-во1 маси, пiдвищенням II крихкост, що призводить до розвитку остеопенп та остеопорозу [12,19,20]. Висока поширенють остеопорозу i пов'язаних з ним переломiв кiсток обумовлюють актуальнiсть под^ бного дослiдження. 1з лiтератури вщомо, що у по-стменопаузальний перюд у жiнок спостерiгаеться зниження МЩКТ [22], тому особливого значення набувають дослщження МЩКТ за умови поеднано! дiI на органiзм легкоI ппотерми та нестачi естрогенiв (у жшок постменопаузального перiоду).
Мета дослiдження - вивчити вплив загально'| легкоI ппотерми на мшеральну щiльнiсть тiл хреб^в поперекового вiдцiлу хребта щурiв зi змодельова-ною оварiоектомiею.
Об'ект i методи дослiдження. Експеримен-тальне дослiдження виконане на 40 бiлих щурах-са-мицях 6-мiсячного вiку популяцiI експерименталь-но-бiологiчноI клiнiки ДУ «1нститут патологи хребта та суглобiв iм. проф. М. I. Ситенка НАМН Украши».
Щури були розподiленi на чотири групи:
• перша - штактна (10 щурiв);
• друга - контрольна (10 щурiв зi змодельова-ною оварiоектомiею);
• третя - дослщ перший (10 щурiв зi змодельо-ваною гiпотермiею);
• четверта - дослщ другий (10 щурiв зi змоде-льованими оварiоектомiею та гiпотермiею).
Моделювання оварiоектомiI виконували за методикою М/. Б. иве et а1. (2001) шляхом видалення яеч-никiв у щурiв контрольноI та другоI дослiдноI груп при загальному знеболюванн (амiназин та кетамш) [17]. Через три мiсяцi пюля операцiI щури другого дослiду були використан в експериментi щодо хо-лодового впливу, бо за даними лггератури вже через 14 тижыв у тварин з оварiоектомiею розвиваеться остеопеычний стан [9].
Моделювання легкоI гiпотермiI виконували шляхом утримання щурiв першоI дослiдноI групи протягом 5 дiб у холодовм камерi (Т=-20°С) по 5 годин щодня [5]. Кожний щур знаходився в окремому вщ-ску камери. Тварини iнтактноI групи в цей час пе-ребували в умовах кiмнатноI температури поодинцi
в аналопчних щурам першого дослiду вiдсiках. Пюля закiнчення експерименту щодо холодово! дм щури bcíx чотирьох груп знаходились у звичайних умовах вiварiю на стандартному рацюы харчування.
В результат аналiзу показникiв температури тiла пюля холодового впливу було встановлено, що температура тта у щурiв першо! дослiдноI групи знизи-лась на 2,29оС (з 38,07 ± 0,17оС до 35,78 ± 0,21оС). Це вказуе на розвиток у щурiв легко! гiпотермiI за класифка^ею J. Tuli [23].
Роботу з тваринами проводили з дотриманням правил гуманного ставлення до експерименталь-них тварин вщповщно до вимог бвропейсько! кон-венцiI захисту хребетних тварин, яких використо-вують у експериментальних та шших наукових цiлях (Страсбург, 1986) та Закону Украши «Про захист тварин вщ жорстокого поводження» (№ 3447-IV вiд 21.02.2006 р.). План експериментальних дослщжень був затверджений локальним Комiтетом з бiоетики (протокол № 117 вщ 22.04.2013 р.).
Визначення м'1нерально'1 щльност юстковоi тка-нини (МЩКТ) в ттах хреб^в поперекового в^ту хребта щурiв всiх експериментальних груп вико-нували на кютковому денситометрi Explorer QDR W (Hologic) на першу та 21 добу пюля закшчення холодово! дм на тварин обох дослiдних груп. Денсито-грама проведеного доогмдження МЩКТ тiл хребцiв поперекового в^ту хребта (сегмент L| - LV|) представлена на рисунку. Мшеральну щiльнiсть вира-жали в г/см2 (показник BMD, англ. - bone mineral density). Для визначення ступеню вщмшност отри-маних даних в експериментальних групах проведений порiвняльний аналiз за Т-тестом для парних ви-бiрок.
Результати дослщжень та Ух обговорення.
У до^джены МЩКТ тт хребцiв щурiв штактно! групи з першо! до 21 доби експерименту спосте-рiгали пщвищення показника на 10,9%. За даними лтератури у дослiдженнi МЩКТ довгих кюток юнц^ вок та тт хребцiв поперекового вiдцiлу хребта щурiв рiзного вiку (вiд 1 до 24 мюя^в) було встановлено, що формування тку кютково! маси у здорових щурiв лiнi! Wistar вiдбуваеться до 10-12-мiсячного вiку [7,13]. Одержан нами данi свiдчать, що МЩКТ
Рис. Денситограма тш хребцiв по
тiл хребцiв у щурiв 6-7-мiсячного BiKy ще не досягла свого niKy (табл.).
Моделювання оварюектомп у щyрiв негативно впливае на МЩКТ тiл хребцiв. Через три мюяц пiсля операцiI (тобто на початок експерименту щодо холодово! дм) показник МЩКТ тiл хреб^в у щyрiв (контрольна група) був нижчим на 10,5% за показник у тварин штактно! групи (табл.). На 21 добу експерименту МЩКТ по вщношенню до першо! доби вiро-гщно не змшилася, проте II показники були нижчими на 13,2% вщ показниюв у штактних тварин на даний термш дослiдження.
У проведених експериментальних доотдженнях T. Wang etal. (2004) на щурах лшп Wistar також було встановлено зниження в середньому на 10,4% морально! щтьност компактно! та губчасто! кiстки тт хребцiв поперекового вiдцiлy хребта пюля проведено! оварюектомп по вщношенню до несправжньоо-перованих тварин [21]. При цьому автори спостер^ гали негативну кореля^ю (r=-0,772, p=0,042, n=7) мiж показниками МЩКТ тiл хреб^в та виразнiстю дегенеративних змiн у мiжхребцевих дисках щyрiв. Дослiдженнями низки авторiв МЩКТ тiл хребцiв у пащенпв (жiнки у постменопаузальному перюдО та морфологiчних змiн у мiжхребцевих дисках було встановлено, що юнуе взаемозв'язок мiж МЩКТ тiл хреб^в та розвитком дегенеративних змiн у мiж-хребцевих дисках [11,16,22]. Автори роблять висно-вок, що остеопеыя може бути одним iз етюлопчних факторiв розвитку дегенерацiI мiжхребцевих дисюв.
Пiсля перебування щyрiв у холодовм камерi (перша дослiдна група) на першу добу доотдження мiнеральна щтьнють !х тiл хребцiв не вiдрiзнялась вiд показникiв МЩКТ у штактних щyрiв. На 21 добу пюля холодово! дм зафiксовано зниження МЩКТ на 14,7% у порiвняннi з показником штактних тварин на даний термш доотдження. При порiвняннi з першою добою не було встановлено вiрогiдних вiдмiнностей з показниками МЩКТ тт хребцiв дослiдних тварин.
Перебування оварюектомованих щyрiв у холо-довм камерi (друга дослiдна група) призводило до значного зниження МЩКТ тт хреб^в. На першу добу пюля ппотермп МЩКТ тiл хребцiв щyрiв другого дослiдy нижча на 12,7% ыж у тварин першого дослщу, а стосовно показника у штактних щyрiв
Scan Information:
Scan Date: 13 November 2015 ID: A111150F
Scan Type: d Lumbar Spine
Analysis: 13 November 2015 12:10 Version 13.3.0.1:3 Subregion Array Spine
Operator:
Model: Explorer (S/N 91295)
DXA Results Summary:
Region Area BMC BMD
(cm2) (g) (g/cm2)
GLOBAL 7.08 1.28 0.180
R1 2.03 0.39 0.192
R2 2.48 0.44 0.179
R3 2.51 0.43 0.173
Net 7.01 1.27 0.181
вщдГлу хребта (сегмент LI — LVI) щурiв
пад1ння м1нерально1 щ1льност1 склало 14,1%. На 21 добу пюля ппотерми у щур1в другого досл1ду заф1ксован1 ще бтыш ви-ражен1 в1дм1нност1 у показниках МЩКТ Стосовно показниюв МЩКТ щур1в першо-го досл1ду та контрольно'! групи зниження становило, вщповщно, 9,8 та 11,3%, а у пор1внянн1 з показниками МЩКТ у ¡н-тактних тварин р1зниця склала 23,1%.
Висновки
В результат! виконаного експеримен-талыного досл1дження щодо впливу легкоУ загалыноУ ппотерми' на МЩКТ тт хребц1в у овар1оектомованих щур1в встановлено, що як легка загалына г1потерм1я, змоде-лыована перебуванням щур1в у холодов1й камер1 протягом 5 д1б по 5 годин щодня, так i змоделыована овар1оектом1я при-зводяты до вiрогiдного зменшення МЩКТ Зниження показниюв МЩКТ тт хреб^в на 21 добу пiсля ппотерми порiвняно з ш-тактною групою щурiв становило 14,7%.
Змоделыована оварiоектомiя у щурiв через 3 м^ сяцi супроводжуваласы падiнням показника МЩКТ тт хребцiв на 10,5% вщ показника у iнтактних тварин. Поеднана дiя оварiоектомiï та холодового впливу призводиты до бтыш значного зниження МЩКТ. Так, МЩКТ тт хреб^в у таких щурiв на 21 добу досл^ дження була нижчою за показники у штактних щурiв на 23,1%. Одержав данi свiдчаты, що дiя загалыноУ легкоУ гiпотермiï та оварiоектомiï е факторами ри-зику розвитку остеопеычних та остеопоротичних порушены у юстках, призводячи до зниження МЩКТ i, як наслщок, до погiршення мщнюних якостей юс-ток, що е фактором ризику переломiв.
Показники мшерально'Г щiльностi кютково'Г тканини тiл хребщв поперекового вiддiлу хребта щурiв (n=
Таблиця.
5)
Експериментальна група МЩКТ (M±m, г/см2)
1 доба 21 доба
1нтактш щури 0,184 ± 0,006 0,204 ± 0,005 1)
Контролына (щури тсля оварюектомП) 0,165 ± 0,005 1) 0,177 ± 0,006 2)
Перший дослщ (щури тсля ппотермй') 0,181 ± 0,008 0,174 ± 0,005 2)
Другий дослщ (щури тсля оварюектомП' та ппотермй') 0,158 ± 0,012 1), 4) 0,157 ± 0,005 2), 3), 4)
Примiтки:
1) Р<0,05 пор1вняно з показником ЫтактноУ групи на першу добу;
2) Р<0,05 пор1вняно з показником ЫтактноУ групи на 21 добу;
3) Р<0,05 пор1вняно з показником контролыноУ групи на даний строк досл1дження;
4) Р<0,05 пор1вняно з показником першого досл1ду на даний строк дослщження.
Перспективи подальших досл1джень.
З огляду на резулытати дослiджены, представле-них у лiтературi щодо впливу МЩКТ тт хребцiв на стан мiжхребцевого диска, та встановлений у вико-наному дослiдженнi факт зниження МЩКТ тт хреб-цiв пiд впливом ппотерми та оварюектомп, можна зробити висновок, що гiпотермiя може бути фактором ризику дегенеративних змш у мiжхребцевих дисках у жшок (перюд постменопаузи - зниженого рiвня естрогеыв) та, особливо, у людей похилого в^. Проте прямих доказiв цыого факту у науковiй л^ тературi поки не iснуе. Тому подалыхм дослiдження у цыому напрямку актуалынi.
Лiтература
1. Бенгус Л.М. Ультраструктура губчатой костной ткани молодых и старых крыс в условиях общей легкой гипотермии /
Л.М. Бенгус, Н.В. Дедух, Д.М. Пошелок // Проблеми остеологи. - 2014. - Т. 17, № 1. - С. 3-8.
2. Количественные показатели содержания некоторых микроэлементов в костях висцерального черепа крыс на фоне введе-
ния антиоксиданта / О.Ю. Шарапов, В.И. Ионцев, А.В. Лемещенко, Ю.А. Парфенов // Фундаментальные науки. - 2012. -№ 10. - С. 356-358.
3. Мшеральний склад компактно! юстки у щурiв тсля змодельованоУ легкоУ ппотерми / С.В. Малишюна, Д.М. Пошелок,
О.А. Нкольченко [та ш.] // Галицький лкарський вюник. - 2015. - Т. 22, № 3, ч. 2. - С. 22-24.
4. Морфологическая характеристика остеоцитов компактной кости у старых крыс после индуцированной общей легкой гипо-
термии / С. В. Малышкина, Л.М. Бенгус, О.А. Никольченко, И.В. Вишнякова // Актуальш питання медичноУ науки та практики: Зб. наук. праць ДЗ «ЗМАПО МОЗ УкраУни». - Запорiжжя, 2015. - Вип. 82, т. 2, кн. 1. - С. 112-120.
5. Патент УкраУни на корисну модель № 67527 МПК (2012.01) G09B 23/00. Моделювання легкоУ ппотерми / Корж М.О.,
Малишюна С.В., Дедух Н.В., Пошелок Д.М., Нкольченко О.А., Чепурний В.А. - № u 2011 09289; заявл. 25.07.11; опубл. 27.02.2012, Бюл. № 4.
6. Пошелок Д.М. Влияние гипотермии на ремоделирования трабекулярной кости крыс / Д.М. Пошелок, Н.В. Дедух, С.В. Ма-
лышкина // Сборник статей по материалам XXXIII международной научно-практической конференции «Современная медицина: актуальные вопросы», 9 июля 2014 г. / НП «СибАК». - Новосибирск: СибАК, 2014. - № 7 (33). - С. 70-85.
7. Структурно-функциональные изменения костной ткани позвоночника и конечностей у крыс Oxys / О.В. Фаламеева, М.А. Са-
довой, Ю.В. Храпова, Н.Г. Колосова // Хирургия позвоночника. - 2006. - № 1. - С. 88-94.
8. Accidental Hypothermia / D.J. Brown, H. Brugger, J. Boyd, P. Paal // N. Engl. J. Med. - 2012. - Vol. 367. - Р. 1930-1938.
9. Atmaca H. Experimental model of osteoporosis: comparison between ovariectomy and botulinum toxin A / H. Atmaca, A. Aydin,
R. Musaoglu // Acta Ortop. Bras. - 2013. - Vol. 21, № 6. - P. 340-343.
10. Collins K.J. Urban hypothermia: preferred temperature and thermal perception in old age / K.J. Collins, A.N. Exton-Smith, C. Dore // Br. Med. J. - 1999. - Vol. 282. - P. 175-177.
11. Correlation between bone mineral density and intervertebral disc degeneration / A. Harada, H. Okuizumi, N. Miyagi, E. Genda // Spine. - 1998. - Vol. 23. - P. 857-862.
12. Cummings S.R. Epidemiology and outcomes of osteoporotic fracture / S.R. Cummings, L.J. Melton // Lancet. - 2002. - Vol. 359. -P. 1761-1767.
13. Fukuda S. Age-related changes in bone mineral density, cross-sectional area and the strength of long bones in the hind limbs and first lumbar vertebra in female Wistar rats / S. Fukuda, H. lida // J. Vet. Med. Sci. - 2002. - Vol. 66. - P. 755-760.
14. Hypothermia inhibits osteoblast differentiation and bone formation but stimulates osteoclastogenesis / J.J. Patel, J.C. Utting, M.L. Key [et al.] // Exp. Cell Res. - 2012. - Vol. 318, № 17. - P. 2237-2244.
15. Hypothermia stimulates osteoklastogenesis but inhibits osteoblast differentiation and bone formation / J. Patel, I. Orriss, M. Key [et al.] // Bone. - 2009. - Vol. 44, Suppl. 2. - P. 305.
16. Inverse relation between osteoporosis and spondylosis in postmenopausal women as evaluated by bone mineral density and semiquantitative scoring of spinal degeneration / N. Miyakoshi, E. Itoi, H. Murai [et al.] // Spine. - 2003. - Vol. 28. - P. 492-495.
17. Jee W.S. Overview: animal models of osteopenia and osteoporosis / W.S. Jee, W. Yao // J. Musculoskel. Neuron. Interact. - 2001. -Vol. 1, № 3. - P. 193-207.
18. Mallet M.L. Pathophysiology of accidental hypothermia / M.L. Mallet // QJM. - 2002. - Vol. 95. - P. 775-785.
19. Melton L.J. Magnitude and impact of osteoporosis and fracture / L.J. Melton, C. Cooper // Osteoporosis; Eds. R. Marcus, D. Feldman, J. Kelsey. - [Ed. 2nd]. - San Diego: Academic Press, 2001. - P. 557-567.
20. Mosekilde L. Correlation between the compressive strength of iliac and vertebral trabecular bone in mineral individuals / L. Mosekilde, A. Viidik, L. Mosekilde // Bone. - 1995. - Vol. 6. - P. 207-212.
21. Relationship between osteopenia and lumbar intervertebral disc degeneration in ovariectomized rats / T. Wang, L. Zhang, C. Huang [et al.] // Calcif. Tissue Int. - 2004. - Vol. 75. - P. 205-213.
22. The relationship between degenerative change and osteoporosis in the lumbar spine / J.Y Margulies, A. Payzer, M. Nyska [et al.] // Clin. Orthop. - 1996. - Vol. 324. - P. 145-152.
23. Tuli J.S. Hypothermia in animals / J.S. Tuli, R.C. Gilbert. - Available from: URL: http://www.hypothermia.org/animalhypo.htm.
УДК 611.08:616-001.18:618.11-089.87:611.711.6:616-073.75 ]:599.323
ВПЛИВ ЗАГАЛЬНОТ ППОТЕРМП НА М1НЕРАЛЬНУ Щ1ЛЬН1СТЬ К1СТКОВОТ ТКАНИНИ Т1Л ХРЕБЦ1В ОВАР1ОЕКТОМОВАНИХ ЩУР1В
Малишкша С. В., Ншольченко О. А., Вишнякова I. В., Пошелок Д. М.
Резюме. Методом двофотонно! абсорбцюметри (кютковий денситометр Explorer QDR W Hologic) анал^ зували мшеральну щтьнють хреб^в поперекового в^ту хребта 40 бтих щyрiв 6-мюячного вку у чотирьох експериментальних групах: штакты тварини; оварюектомоваы щури; щури з модельованою гiпотермiею; оварюектомоваы щури з модельованою гiпотермiею. Встановлено, що i оварiоектомiя, i загальна легка п-потермiя (перебування тварин у холодовм камерi при температyрi -20°С впродовж 5 дiб по 5 годин на добу) призводять до зниження мшерально! щтьност тт хреб^в (вщповщно, на 13,2 та 14,7% вщ показника штактно! групи). Поеднана дiя оварюектоми та ппотерми супроводжуеться бтьш значним зниженням морально! щтьност кютково! тканини (на 23,1%) вщносно штактних щyрiв, що свщчить про розвиток остеопеычних та остеопоротичних порушень.
Ключовi слова: кюткова денситометрiя, тта хреб^в, загальна легка гiпотермiя, оварiоектомiя, щури.
УДК 611.08:616-001.18:618.11-089.87:611.711.6:616-073.75 ]:599.323
ВЛИЯНИЕ ОБЩЕЙ ГИПОТЕРМИИ НА МИНЕРАЛЬНУЮ ПЛОТНОСТЬ КОСТНОЙ ТКАНИ ТЕЛ ПОЗВОНКОВ ОВАРИОЭКТОМИРОВАННЫХ КРЫС
Малышкина С. В., Никольченко О. А., Вишнякова И. В., Пошелок Д. М.
Резюме. Методом двухфотонной абсорбциометрии (костный денситометр Explorer QDR W Hologic) анализировали минеральную плотность позвонков поясничного отдела позвоночника 40 белых крыс 6-месячного возраста в четырех экспериментальных группах: интактные животные; овариоэктомированные крысы; крысы с моделированной гипотермией; овариоэктомированные крысы с моделированной гипотермией. Установлено, что и овариоэктомия, и общая легкая гипотермия (пребывание животных в холодовой камере при температуре -20°С в течение 5 дней по 5 часов в сутки) приводят к снижению минеральной плотности тел позвонков (соответственно, на 13,2 и 14,7% по сравнению с показателем интактной группы). Совместное действие овариоэктомии и гипотермии сопровождается более выраженным снижением минеральной плотности костной ткани (на 23,1%) относительно интактных крыс, что свидетельствует о развитии остео-пенических и остеопоротических нарушений.
Ключевые слова: костная денситометрия, тела позвонков, общая легкая гипотермия, овариоэктомия, крысы.
ЫйС 611.08:616-001.18:618.11-089.87:611.711.6:616-073.75 ]:599.323
INFLUENCE OF GENERAL HYPOTHERMIA ON THE BONE MINERAL DENSITY OF THE VERTEBRAL BODIES IN OVARIECTOMIZED RATS
Malyshkina S. V., Nikolchenko O. A., Vyshniakova I. V., Poshelok D. M.
Abstract. Skeleton as the most important structure of the mineral metabolism deposits the macro- and microelements that determine bone strength and functional peculiarities. Data that induced hypothermia causes significant changes in the mineral content of rat bone and destructive changes in bone structure are presented in the scientific literature. These changes in bones can lead to the bone strength decrease and increase of the fracture risk. However, we have not found any research work related to the study of bone mineral density (BMD) in ovariectomized rats and without ovariectomy after the induction of hypothermia.
The objective of the research was to study the effect of general mild hypothermia on mineral density of the lumbar vertebrae in rats with the modeled ovariectomy.
Materials and Methods. 40 female rats aged 6 months were divided into four experimental groups: 1st group -intact (as control group); 2nd group - ovariectomized rats; 3d group - rats with induced hypothermia; 4th group -ovariectomized rats with induced hypothermia.
Modeling of ovariectomy in rats was performed by surgical removal of the ovaries under conditions of general anesthesia. Osteopenic changes caused by ovariectomy occurred within for three months. General mild hypothermia in rats was induced by placing the animals in the temperature chamber at -20°C for 5 hours each day within a period of 5 days. Bone mineral density (BMD, g/cm2) in lumbar vertebrae was analyzed using densitometer Explorer QDR W (Hologic) at 1st and 21st days after induced hypothermia. The comparative analysis was conducted by T-test for paired samples to determine the degree of difference data obtained in the experimental groups.
Results. BMD in lumbar vertebrae of the intact rats has increased by 10.9 % within interval from 1st to 21st days (from 0,184 ± 0,006 to 0,204 ± 0,005 g/cm2). According to the literature data, peak bone mass in rats is formed in 10-12 months. Ovariectomy in rats negatively affects the BMD in lumbar vertebrae, which was lower compared to intact animals by 10.5 and 13.2% respectively on the 1st and 21st days.
BMD in lumbar vertebrae of the rats with induced hypothermia statistically not differs from the intact rats on the 1st and was lower by 14.7% on the 21st days after the exposure to cold.
Combined effect of ovariectomy and cold exposure resulted in significant decrease of bone density. BMD in lumbar vertebrae of the ovariectomized rats with induced hypothermia compared to intact rats was lower by 14.1 and 23.1% respectively on the 1st and 21st days, whereas in comparison to rats with induced hypothermia decline was 9.8 and 11.3%. In the literature, there is evidence of communication reduce of vertebral bodies bone mineral density of ovariectomized rats with degenerative changes in the intervertebral discs.
Conclusion. Ovariectomy in rats with hyperthermia causes a significant decrease in BMD of lumbar vertebrae which leads to deterioration of the strength characteristics of bone and increased risk for osteopenia, osteoporosis.
Prospects for further research. The literature data suggests that the decrease in bone mineral density of the vertebral bodies is a risk factor for degenerative changes in the intervertebral discs, and the study of the structural peculiarities of the intervertebral discs in animals with modeled ovariectomy and hypothermia is relevant.
Keywords: bone densitometry, vertebral bodies, mild hypothermia, ovariectomy, rats.
Рецензент -доц. Пелипенко О. В.
Стаття надшшла 25.01.2016 року
