Введение к работе
Актуальность проблемы. В Российской Федерации у людей старше 50 лет диагностируется в среднем 105,9 случаев переломов проксимального отдела бедренной кости, 426,2 случаев переломов дистального отдела предплечья на 100 000 населения [О.М. Лесняк, Л.И. Беневоленская, 2010], каждую минуту происходит 7 переломов позвонков [О.М. Лесняк, 2010]. Основной причиной таких переломов является остеопороз - прогрессирующее системное метаболическое заболевание скелета, которое характеризуется снижением костной массы и нарушениями архитектоники костной ткани, приводящие к уменьшению её механической прочности и увеличению частоты переломов [Л.Я. Рожинская, 2002]. Смертность в течение первого года после перелома бедренной кости в России составляет 30%, а из выживших через год после перелома - 78%, через 2 года 65,5% нуждаются в постоянном уходе [Л.В. Меньшикова и др., 2002] и требуют значительных финансовых затрат. Остеопороз вызывает летальный исход у 1 из 1 000 жителей популяции, что сопоставимо с риском смерти от инфаркта миокарда [Э.Ю. Коцелапова и др., 2009]. В 2002 г. в США ежегодные расходы на лечение и реабилитацию больных с остеопоротическими переломами оценивались в 17,5 млрд. долларов [L.Y. Melton III, 2003]. По прогнозам экспертов затраты на лечение остео-поротических переломов и, прежде всего, шейки бедра будут проградиентно увеличиваться, и к 2025 году составят в Европе около 31,8 млрд. евро [IOF, 2006]. Не случайно остеопороз, наряду с сердечно-сосудистыми, онкологическими заболеваниями, сахарным диабетом и хронической обструктивной болезнью лёгких, относится к важнейшим социально-медицинским проблемам современности [В.К. Казимирко и др., 2006].
В отличие от других наиболее социально-значимых болезней наблюдается низкий охват нуждающихся в диагностике и лечении остеопорозом, поскольку потери минеральной плотности костной ткани (МПКТ) происходит исподволь и часто диагностируется только после переломов. В сложившейся обстановке для предупреждения неблагоприятной ситуации ведущей стратегией является своевременная диагностика и профилактика остеопороза, выявление лиц, у которых имеется высокий риск развития переломов. С этих позиций представляет интерес клинические исследования, демонстрирующие, что у пациентов с заболеваниями пародонта, приводящими к выпадению зубов, выявляются низкие показатели МПКТ [Е.Е Конопля и др., 2008; Н.В. Плескановская и др., 2008; В.Г. Атрушкевич, 2008; A.R. Mohanmod et al., 2003; Y. Watawski-Wende et al, 2005; S. Gomes-Filho et al., 2007]. У пациентов с остеопорозом в более, чем в 40% случаев диагностируется хронический генерализованный пародонтит, а у пациентов без такового - лишь в 12,5% [С.Д. Арутюнов и др., 2007; 2009]. Авторами продемонстрировано нарастание тяжести поражения пародонта по мере потери МПКТ периферического скелета.
Одним из малоизученных аспектов развития воспалительно-дистрофических изменений в пародонте и остеопороза являются химические загрязнители окружающей среды и производственных помещений [А.Ф.
Вербовой, 2002; Т.С. Чемикосова и др., 2003; 2004; А.Ш. Галикеева, А.И. Булгакова, 2008; Ф.Х. Камилов и др., 2007; 2008; Э.Ю. Коцелапова и др., 2009].
Показано, что у работников химического предприятия, имеющих производственный контакт с различными хлорорганическими веществами (дихлорэтан, хлорпропан, хлорвинил, хлорпропен, дихлорпропан, эпихл-оргидрин и др.) во всех возрастных группах чаще, чем у рабочих других профессий обнаруживается развитие остеопенического синдрома [Ф.Х. Камилов и др., 2007; 2008; 2009; И.А. Меньшикова и др., 2007; 2008; Л.М. Рамазанова и др., 2008; 2009]. Авторами установлено, что при хронической интоксикации дихлорэтаном в низких концентрациях наблюдается нарушения метаболизма трубчатых костей экспериментальных животных с превалированием катаболических и резорбтивных процессов.
Одним из основных принципов профилактики и лечения остеопороза является обеспечение поступления в организм оптимального количества кальция [Л.И. Беневоленская, 2003; Н.В. Торопцева, Л.И. Беневоленская, 2005; О.А. Никитская, Н.В. Торопцева, 2011]. Препараты кальция с другими медикаментозными средствами (витамин Д и его активные формы, антире-зорбтивные препараты) оказывают положительный лечебный эффект и при лечении хронических заболеваний пародонта, потере МПКТ лицевого скелета [В.Г. Атрушкевич, 2008; Е. Kail et al., 2001]. Сотрудниками Ижевской государственной медицинской академии, физико-технического института УрО РАН (г. Ижевск) совместно с институтом органической и физической химии им. А.Е. Абузова Казанского научного центра РАН и Казанского физико-технического института им. Е.К. Завойского КазНЦ РАН разработана нанодис-персная механоактивированная аморфная форма кальциевой соли глюконовой кислоты, показавшая хорошую биохимическую совместимость и терапевтическую эффективность при лечении заболеваний, связанных с нарушением обмена кальция в организме [Н.С. Стрелков и др., 2004; 2008; Г.Н. Коныгин и др., 2005; 2006; 2009]. Положительное действие соединения авторы связывают с существенным улучшением биодоступности кальция в организме.
Цель исследования. Оценить влияние механоактивированной аморфной формы кальциевой соли глюконовой кислоты и её комбинации с антиоксидантным витаминным препаратом на метаболизм костной ткани периферического и лицевого скелета экспериментальных животных при хронической интоксикации дихлорэтаном.
Задачи исследования.
1. Изучить в костной ткани нижней челюсти и трубчатой кости белых крыс содержание свободного и белковосвязанного оксипролина, гликозаминогликанов, в плазме крови - уровни общего и ионизированного кальция, магния, фосфора, биохимических маркёров ремоделирования кости (С-концевые телопептиды, активность общей и костной щелочной фосфатаз) при хронической интоксикации дихлорэтаном в суммарной дозе 0,1ЛД50 и введении механоактивированной аморфной (нанодисперсной) формы
кальциевой соли глюконовой кислоты (Кальций-МАГ), её комбинации с антиоксидантным препаратом (Триовит).
-
Оценить состояние оксидантно-антиоксидантной системы (интенсивность хемилюминесценции, уровень первичных и вторичных продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ), общую антиоксидантную активность, активность супероксиддисмутазы, каталазы и глутатиоппероксидазы) в гомогенатах костной ткани нижней челюсти и эпифизов трубчатой кости при хронической интоксикации дихлорэтаном и лечении кальщш-МАГом, комбинацией кальций-МАГа с триовитом.
-
Исследовать в плазме крови крыс при интоксикации дихлорэтаном и лечении этих животных кальций-МАГом и его комбинации с триовитом, содержание паратгормона, эстрадиола, тестостерона, гонадотропных гормонов (фолликулостимулирующего, лютеинизирующего и лактикотропного), и кортизола.
-
Изучить влияние лечения кальций-МАГом и его комбинации с триовитом на гистологическую структуру костной ткани нижней челюсти и трубчатой кости при хронической интоксикации дихлорэтаном в суммарной дозе ОДЛД».
Научная новизна. Впервые установлено, что при хронической интоксикации малыми дозами хлорированных производных алифатических углеводородов (дихлорэтан) наблюдаются нарушения метаболизма костной ткани лицевого скелета, характерные для развития остеопенического синдрома в ткани трубчатых костей, и патогенетические механизмы их остеотоксического действия. Впервые показано, что введение механоактивированной аморфной (нанодисперсной) формы глюконата кальция при интоксикации дихлорэтаном способствует нормализации содержания в периферической крови общего и ионизированного кальция, снижению уровня паратгормона и пролактина, биохимического маркёра костной резорбции - С-концевых телопептидов коллагена типа 1, интенсификации включения в костную ткань радиоактивного 45Са, улучшению гистологической структуры костной ткани лицевого и периферического скелета, торможеншо в них катаболизма межклеточного матрикса.
Впервые установлено, что комбинированное лечение механоактивированной аморфной (нанодисперсной) формой глюконата кальция с витаминным антиоксидантным препаратом при интоксикации малыми дозами дихлорэтана приводит к более выраженному терапевтическому эффекту, чем их раздельное применение, ингибируя катаболические процессы со снижением резорбции, интенсивность липопероксидации, с повышением активности антиоксидантных ферментов - супероксиддисмутазы, каталазы и глутатионпероксидазы, общей антиокислительной активности костной ткани, усиливая продукцию половых и нормализуя выработку гонадотропных гормонов, предотвращая нарушения гистологической структуры костной ткани нижней челюсти и трубчатых костей периферического скелета экспериментальных животных.
Научно-практическая значимость. Экспериментально подтверждена эффективность использования нанодисперсной формы глюконата кальция для лечения остеопенических состояний. Показано выраженное лечебное влияние комбинированного применения механоактивированной аморфной соли глюконата кальция с витаминным препаратом антиоксидантного действия -триовитом при нарушениях метаболизма костной ткани периодонта и периферического скелета в условиях длительного действия малых доз низко-молекулярных ациклических хлорированных углеводородов (дихлорэтана), что может быть использовано для проведения профилактических мероприятий у работников химических предприятий, имеющих профессиональный производственный контакт с хлорорганическими поллютантами.
Основные положения, выносимые на зашиту.
1. Лечение белых крыс механоактивированной аморфной (нанодис
персной) формой глюконата кальция (кальций-МАГ) при хронической инток
сикации малыми дозами хлорированного углеводорода - дихлорэтана повы
шает в крови содержание кальция, фосфора, магния и включение кальция в
костную ткань, ингибируя её резорбцию.
-
Применение антиоксидантного витаминного препарата (триовит) при хронической интоксикации дихлорэтаном снижает в костной ткани экспериментальных животных лицевого и периферического скелета процессы липо-пероксидации, повышает активность основных антиоксидантных ферментов, способствует нормализации фосфорно-кальциевого обмена и гормонального баланса.
-
Использование при экспериментальной интоксикации животных дихлорэтаном комбинации механоактивированной аморфной формы глюконата кальция и антиоксидантного препарата приводит к более выраженному терапевтическому эффекту на метаболизм и микроархитектонику костной ткани, состояние фосфорно-кальциевого обмена и гормональный статус, чем их раздельное применение.
Внедрение результатов исследования в практику.
Основные положения диссертационного исследования используются в учебном процессе кафедры биологической химии, кафедры фармакологии №1 с курсом клинической фармакологии, кафедры патологической физиологии и кафедры общей гигиены с курсом гигиенических дисциплин медико-профилактического факультета ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации.
Апробаиия работы. Основные результаты диссертации доложены на 74-й и 76-й итоговых Республиканских научных конференциях студентов и молодых ученых «Вопросы теоретической и практической медицины» (Уфа, 2009, 2011), на 7-й и 8-й международных научно-практических конференциях «Достижения фундаментальных наук в решение актуальных проблем медицины» (Астрахань, 2010; 2011), на IV Российском конгрессе по остеопорозу (СПб., 2010), Всероссийской научно-практической конференции с
международным участием «Современные проблемы гигиенической науки и медицины труда» (Уфа, 2010); научно-практической конференции «Инновации в медицине - решение проблем охраны здоровья нефтехимиков», посвященной 45-летию медслужбы ОАО «Салаватнефтехиморгсинтез» (Салават, 2010); Российской научно-практической конференции «Медицинская биохимия и клиническая лабораторная диагностика в аспекте модернизации системы научных исследований» (Омск, 2011); на совместном заседании кафедр биологической химии, патологической физиологии, фармакологии №1 с курсом клинической фармакологии, общей гигиены с курсом гигиенических дисциплин медико-профилактического факультета ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития РФ (Уфа, 2012).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ, включая 5 журнальных статей в изданиях, рекомендованных ВАК для публикации материалов диссертационных исследований.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 160 страницах машинописи, содержит 18 таблиц и 17 рисунков и приложения на 32 страницах (62 рисунка), состоит из введения, обзора литературы, результатов исследования и их обсуждения, заключения, практических рекомендации и списка литературы, включающей 282 источника, в том числе 130 иностранных.
