Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.


Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

 

"Тrauma" Том 15, №2, 2014

Back to issue

Медикаментозна корекція структурно-функціонального стану хрящової тканини при аліментарному d-гіповітамінозі

Authors: Гайко Г.В., Калашніков О.В., Бруско А.Т., Чалайдюк Т.П. - ДУ «Інститут травматології та ортопедії НАМН України», м. Київ

Categories: Traumatology and orthopedics

Sections: Clinical researches

print version


Summary

Гістоморфологічними, включаючи кількісні методи, дослідженнями на 50 щурах-самцях лінії Вістар, у яких моделювали аліментарний D-гіповітаміноз, визначено порушення структури епіфізарного і суглобового хрящів. Доведений дозозалежний вплив вітаміну Е на корекцію порушень структури епіфізарного та суглобового хряща. Доза вітаміну Е 0,6 мг найбільш ефективно сприяє відновленню структури і функції епіфізарного та суглобового хряща в умовах аліментарного D-гіповітамінозу. Встановлена нами можливість корекції структурно-функціонального стану хрящової тканини може бути використана для лікування захворювань, що супроводжуються D-гіповітамінозом.

Гистоморфологическими, включая количественные методы, исследованиями на 50 крысах-самцах линии Вистар, у которых моделировали алиментарный D-гиповитаминоз, определены нарушения структуры эпифизарного и суставного хрящей. Доказано дозозависимое влияние витамина Е на коррекцию нарушений структуры эпифизарного и суставного хряща. Витамин Е в дозе 0,6 мг наиболее эффективно способствует восстановлению структуры и функции эпифизарного и суставного хряща в условиях алиментарного D-гиповитаминоза. Установленная нами возможность коррекции структурно-функционального состояния хрящевой тканей может быть использована для лечения заболеваний, сопровождающихся D-гиповитаминозом.

Using histomorfological, including quantitative me­thods, researches on 50 male Wistar rats, in which we simulated alimentary D-hypovitaminosis, there were identified violations of the structure of the epiphyseal and articular cartilage. We proved dose-dependent effect of E vitamin on correction of disorders of the structure of the epiphyseal and articular cartilage. Vitamin E in a dose of 0.6 mg most effectively contributes to the restoration of the structure and functions of the epiphyseal and articular cartilage under alimentary D-hypovitaminosis. The ability to correct the structural and functional state of cartilage tissues, revealed by us, can be used for treatment of diseases accompanied by D-hypovitaminosis.


Keywords

D-гіповітаміноз, хрящ, корекція, вітаміни D3 та Е.

D-гиповитаминоз, хрящ, коррекция, витамины D3 и Е.

D-hypovitaminosis, cartilage, correction, vitamins D3 and E.

Статья опубликована на с. 16-19

Вступ

Відомо, що в комплексному лікуванні коксартрозу використовують препарати вітаміну D [1]. При цьому відмічають збільшення рівня вільних радикалів, які можуть пошкоджувати хрящ суглоба [9]. За даними власних біохімічних досліджень, коксартроз супроводжується вираженим D-гіповітамінозом, що підтверджується зниженням його активних метаболітів у сироватці крові та доводить доцільність застосування препаратів вітаміну D в його комплексному лікуванні [2]. Проте деякі дані літератури свідчать про недостатньо ефективну профілактичну та лікувальну дію вітаміну D3 [6].

На нашу думку, причинами неефективного впливу препаратів вітаміну D3 при коксартрозі можуть бути: систeмний характeр змін при дисплазії сполучної тканини у хворих на коксартроз; зниження біодоступності вітаміну D3 з віком; можливість передодозування вітаміну D3; призначення препаратів на фоні підвищенного рівня вільних радікалів у сиворотці крові та міжсуглобової рідини.

Можливо, вирішенню цієї проблеми сприятиме призначення вітаміну D3 та вітаміну Е, якому притаманний виражений антиоксидантний ефект. На даний час використовують великі дози вітаміну Е [9]. Але відомо, що при застосуванні великих доз вітаміну Е його антиоксидантна активність дорівнює лише 10 % від активності його фізіологічних доз, оскільки за цих умов відмічається спочатку перенапруження, а потім виснаження антиоксидантної системи, спостерігаються крововиливи, інколи ентероколіти, головний біль [1]. Тому важливим моментом є визначення таких доз і строків призначення вітаміну Е, які б не впливали негативно на обмін речовин та стан здоров’я людини.

Мета дослідження — визначити ефективність лікувальної дії різних  доз вітаміну D3 та Е на хрящ в умовах аліментарного D-гіповітамінозу.

Матеріали й методи

Експериментальні дослідження виконані на базі відділу патоморфології з експериментально-біологічним відділенням ДУ «ІТО НАМНУ» та лабораторії клінічної біохімії НАН України.

Робота проведена на 50 щурах-самцях лінії Віс–тар масою 90 ± 5 г, на яких моделювали аліментарний D-гіповітаміноз. Експерименти на тваринах виконані відповідно до вимог Європейської конвенції захисту хребетних тварин, які використовуються з експериментальною та іншою метою та Закону Украї–ни № 3447-IV від 21.02.2006 р. «Про захист тварин від жорсткого поводження». Тварини всіх серій до початку дослідження знаходились на звичайному харчовому раціоні, утримувались відповідно до Санітарних правил створення, обладнання та утримання експериментально-біологічних клінік (віваріїв) від 06.04.73 р. У період акліматизації (тиждень) і під час експерименту тварини знаходились у віварії при температурі 18–22 °С, вологості 50–60 %, природному світловому режимі «день — ніч» [4]. Підбір тварин та формування експериментальних груп проводили за методом випадкових чисел [3, 7]. Дослідний препарат у вигляді водної суспензії таблетованої маси вводили один раз на добу внутрішньошлунково за допомогою зонда в дозах 200 мг/кг, виходячи з максимальних лікувальних добових доз та загального обміну речовин у експериментальних тварин [5]. Доза препарату, що вводили, становила 0,1 мл.

Поставлено п’ять серій дослідів.

Щури, які знаходились у звичайних умовах віварію та харчування протягом 60 днів, становили першу (конт–рольну) серію — 10 щурів; щурам наступних 4 серій із 31-го дня моделювання продовжили D-гіповітамінозну дієту (друга серія досліду — 10 щурів); тварини, яким на фоні продовження D-гіповітамінозної дієти протягом наступних 30 діб вводили 40 МО вітаміну D3, становили третю серію (10 щурів), щури, які отримували 40 МО вітаміну D3 у поєднані з вітаміном Е 0,6 мг, — четверту (10 щурів), п’яту — щурі, які отримували 40 МО вітаміну D3 у поєднані з вітаміном Е 6 мг/добу (10 тварин).

Після закінчення досліду тварин під ефірним наркозом виводили з експерименту та вирізали стегнову та великогомілкову кістки.

Кістки розтинали на шматочки, які фіксували в 10% розчині формаліну, знежирювали, зневоднювали в спиртах наростаючої міцності й спирт-ефірі та заливали на блоки в целоїдин. Отримували тонкі гістологічні зрізи, які забарвлювали гематоксиліном та еозином, а також пікрофуксином за Ван-Гізоном.

Проводили гістоморфометричні дослідженя. Для цього використовували мікроскоп та окулярну лінійку. Визначали  висоту епіфізарного хряща та  шару первинних перекладок дистального  відділу стегнової та проксимального  великогомілкової кісток.

На фронтальних гістологічних зрізах центрального відділу суглобової поверхні головки стегнової кістки  підраховували кількість хондроцитів, за якою певною мірою визначали проліферативну активність та структурно-функціональний стан суглобового хряща. Для цього  під світловим мікроскопом  фірми ZEISS Axiostar plus з об’єктивом х20 із гістологічних препаратів отримували фотовідбитки, на яких  визначали ділянки суглобового хряща стандартного розміру (60 х 60 мм) кожної тварини усіх серій та підраховували кількість хрящових клітин (рис. 1).

Результати та їх обговорення

Гістоморфологічними, включаючи кількісні методи, дослідженнями встановлено, що при застосуванні зазначених вище вітамінних препаратів у щурів на фоні D-гіповітамінозної дієти відбувалися однотипні за кількістю та якістю відновлювальні процеси структурно-функціональної організації епіфізарного та суглобового хрящів стегнової та великогомілкової  кісток (табл. 1, 2).

Із боку епіфізарного хряща, зональна будова якого зберігалась, відмічали активізацію проліферації та формування колонок хондроцитів, зменшення висоти зони гіпертрофованих хрящових клітин та посилення вростання судин у шар гіпертрофованих хондроцитів, які піддавалися звапнінню (рис. 2).

Таким чином, отримані результати свідчать, що поєднане призначення вітамінів D3 та Е сприяє відновленню структурно-функціонального стану кісткової тканини та епіфізарного хряща. Більший лікувальний ефект відмічали у тварин, яким призначали на фоні вітаміну D3 вітамін Е у фізіологічній дозі.

У результаті проведеного підрахунку кількості хондроцитів на стандартну одиницю площі суглобового хряща головки стегнової кістки (табл. 2) установлено, що D-гіповітаміноз протягом двох місяців супроводжувався статистично вірогідним зниженням на 38,70 % кількості хондроцитів суглобового хряща порівняно з групою контрольних тварин (р ≤ 0,01).

У той же час показано, що у тварин третьої групи, які протягом двох місяців, як і  тварини  IV та V груп досліду, продовжували знаходитися на D-гіповітамінозній дієті, але останній місяць отримували вітамін D3  у дозі 40 МО, установлено статистично вірогідне (р ≤ 0,05) збільшилася кількість хондроцитів до 156,00 +- 1,06 порівняно з тваринами групи, яким корекцію D-гіповітамінозного стану не проводили (120,00 +- 2,02), та не досягала показників контрольних тварин (р ≤ 0,01).

Найбільший позитивний вплив виявлено у тварин четвертої групи, у яких корекцію порушень структурно-функціонального стану суглобового хряща в умовах двохмісячної D-гіповітамінозної дієти проводили шляхом застосування вітаміну D (40 МО) та фізіологічної дози вітаміну Е — 0,6 мг (табл. 2): кількість хондроцитів сягала 191,00 +- 1,01, тобто фактично набувала показників тварин контрольної групи (р > 0,05).

У тварин п’ятої групи, яким корекцію структурно-функціонального стану суглобового хряща проводили  шляхом застосування вітамінів D (40 МО) та Е 6 мг, лікувальний ефект виявляли на рівні показників, які спостерігали у тварин, у яких застосовували тільки вітамін D.

Висновки

1. При аліментарному D-гіповітамінозі в щурів відбувається порушення структури епіфізарного  і суглобового хрящів.

2. Застосування комплексу вітамінів D3 та Е при D-гіповітамінозі більш ефективно нормалізує структурно-функціональний стан епіфізарного та суглобового хрящів, ніж використання лише вітаміну D3.

3. Доведений дозозалежний вплив вітаміну Е на корекцію порушень структури епіфізарного та суглобового хряща, що викликані аліментарним D-гіповітамінозом.

4. Вітамін Е в дозі 0,6 мг найбільш ефективно сприяє відновленню структури і функції епіфізарного та суглобового хряща в умовах аліментарного D-гіповітамінозу.

5. Установлена нами можливість корекції структурно-функціонального стану хрящової тканин може бути використана при захворюваннях, які супроводжуються D-гіповітамінозом (остеопороз, коксартроз тощо).


Bibliography

1.   Витамин D и костная система / Г.В. Гайко, А.Т. Бруско, А.В. Калашников и др. — К.: Книга-Плюс, 2008.— 147 с.

2.   Вплив змін мінерального та D-вітамінного обмінів на прогресування ідіопатичного коксартрозу / Л.І. Апуховська, О.В. Калашніков, В.М. Василевська, А.В. Калашніков, А.І. Безусяк // Травма. — 2011. — № 3, Т. 12. — С. 126-132.

3.   Лапач С.Н. Статистические методы в биологических исследованиях с использованием Excel / С.Н. Лапач, А.В. Чубенко, П.Н. Бабич. — К.: Морион, 2000. — 320 с.

4.   Науково-практичні рекомендації з утримання лабораторних тварин та робота з ними / Ю.М. Кожем’якін, О.С. Хромов, М.А. Філоненко, Г.А. Сайфетдінова. — К.: Авіцена, 2002. — 156 с.

5.   Оганов В.С. Костная система / В.С. Оганов, В.С. Шнейдер // Космическая биология и медицина: Человек в космическом полете. — Т. 3, Кн. 1. — М.: Наука, 1997. — С. 421-460.

6.   Сергеев И.Н. Роль витамина Е в обмене и рецепции витамина Д / И.Н. Сергеев, Ю.П. Ахрапчев, В.Б. Спиричев // Биохимия. — 1990. — Вип. 11, № 55. — С. 1989-1994.

7.   Урбах В.Ю. Статистический анализ в биологических и медицинских исследованиях / В.Ю. Урбах. — М.: Медицина, 1975. — 295 с.

8.   Effect of antioxidants on knee cartilage and bone in healthy, middle-aged subjects: a cross-sectional study / Y. Wang, A.M. Hodge, A.E. Wluka [et al.] // Arthritis Research and Therapy. — 2007. — № 9. — Р. 66-71.

9.   Jain Sushil K. Relationship between elevated lipid pero–xides, vitamin E deficiency and hypertension in preeclampsia / Sushil K. Jain, Rodney Wise // Моl. Cell. Biochem. — 1995. — Vol. 151, № 1. — P. 33-38.

Similar articles

Structural disturbances of the knee joint while modeling osteoarthritis
Authors: Ткачук П.В., Страфун С.С., Савосько С.І., Макаренко О.М.
ДУ «Інститут травматології та ортопедії НАМН України», м. Київ, Україна
Національний медичний університет імені О.О. Богомольця, м. Київ, Україна

"Тrauma" Том 20, №1, 2019
Date: 2019.03.26
Categories: Traumatology and orthopedics
Sections: Clinical researches
Influence of Mebivid on the Structural and Functional State of Bone Tissue in Experimental Nutritional Osteoporosis
Authors: Brusko A.T. - State Institution «Institute of Traumatology and Orthopedics of National Academy of Medical Sciences of Ukraine», Kyiv, Ukraine; Apukhovska L.I. - Institute of Biochemistry named after A.V. Palladin of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine; Kalashnikov A.V., Kalashnikov O.V. - State Institution «Institute of Traumatology and Orthopedics of National Academy of Medical Sciences of Ukraine», Kyiv, Ukraine; Malyk V.D. - Poltava Regional Hospital named after M.V. Sklifosovskyi, Poltava, Ukraine
"Pain. Joints. Spine." 4 (20) 2015
Date: 2016.02.29
Categories: Rheumatology, Traumatology and orthopedics
Sections: Specialist manual
Application of platelet-rich plasma in the treatment of osteochondral defects in animal testing
Authors: Бур’янов О.А.(1), Лябах А.П.(3), Дедух Н.В.(2), Омельченко Т.М.(1), Черновол П.А.(1), Турчин О.А.(3)
1 - Національний медичний університет імені О.О. Богомольця, м. Київ, Україна
2 - ДУ «Інститут патології хребта та суглобів імені проф. М.І. Ситенка НАМН України», м. Харків, Україна
3 - ДУ «Інститут травматології та ортопедії НАМН України», м. Київ, Україна

"Тrauma" Том 20, №1, 2019
Date: 2019.03.26
Categories: Traumatology and orthopedics
Sections: Clinical researches
Вплив дефіциту мікроелементів йоду та селену на фізіологічний та репаративний остеогенез
Authors: Ковальчук П.Є., Тулюлюк С.В. - Вищий державний навчальний заклад України «Буковинський державний медичний університет», м. Чернівці, Україна
International journal of endocrinology 2 (74) 2016
Date: 2016.05.12
Categories: Endocrinology
Sections: Medical forums

Back to issue