Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор литературы 13
1.1 Значение сосудистого эндотелия в развитии, функционировании и репаративной регенерации костной ткани 13
1.2 Основные механизмы влияния лозартана и резвератрола на дисфункцию эндотелия 23
1.3 Фармакотерапия остеопоротических нарушений стронция ранелатом 30
2 Материалы и методы исследования 35
2.1 Моделирование экспериментального остеопороза 35
2.2 Оценка кровоснабжения костной ткани, проведение функциональных сосудистых тестов, расчет коэффициента эндотелиальной дисфункции 36
2.3 Гистоморфометрическая оценка эффективности фармакотерапии исследуемыми препаратами 39
2.4 Обоснование выбора препаратов, их доз и дизайна эксперимента 40
2.5 Статистическая обработка результатов исследования 46
3 Результаты исследования 49
3.1 Изучение остеопротективной активности препарата Бивалос при экспериментальном остеопорозе 49
3.2 Изучение остеопротективной активности лозартана, резвератрола и их комбинации при экспериментальном остеопорозе 60
3.3 Изучение остеопротективной активности нанокапсулированных форм лозартана и резвератрола при экспериментальном остеопорозе 69
3.4 Изучение остеопротективной активности комбинации нанокапсулированной формы лозартана и резвератрола при экспериментальном остеопорозе 76
3.5 Изучение остеопротективной активности комбинации лозартана и нанокапсулированной формы резвератрола при экспериментальном остеопорозе 82
3.6 Изучение остеопротективной активности комбинации нанокапсулированных форм лозартана и резвератрола при
экспериментальном остеопорозе 88
Заключение 96
Выводы 105
Список сокращений и условных обозначений 107
Список литературы
- Фармакотерапия остеопоротических нарушений стронция ранелатом
- Гистоморфометрическая оценка эффективности фармакотерапии исследуемыми препаратами
- Изучение остеопротективной активности лозартана, резвератрола и их комбинации при экспериментальном остеопорозе
- Изучение остеопротективной активности комбинации лозартана и нанокапсулированной формы резвератрола при экспериментальном остеопорозе
Введение к работе
Актуальность темы исследования
Остеопороз – мультифакториальное системное заболевание, характеризующееся прогрессирующим снижением костной массы и нарушением структуры костной ткани, приводящими к увеличению риска переломов костей скелета. Широкая распространенность переломов костей на фоне остеопороза делает его одним из приоритетных проблем современной медицины. В соответствии с данными ВОЗ, проблема остеопороза, как причина инвалидности и смертности больных от переломов костей, занимает четвертое место в мире среди неинфекционных заболеваний, уступая болезням сердечнососудистой системы, онкопатологии и сахарному диабету. Остеопороз выявлен более, чем у 75 миллионов человек в США, в странах Европы и Азии (Беневоленская Л.И., 2004). В связи с увеличением продолжительности жизни населения планеты ожидается значительный рост частоты остеопоротических переломов. Вместе с тем, применение современных методов диагностики и рано начатые профилактика и лечение остеопороза позволяют снизить риск, а в ряде случаев и предотвратить возникновение переломов и их осложнений.
Современные лекарственные средства, применяемые в лечении остеопороза, условно можно разделить на три группы: замедляющие резорбцию кости (эстрогены, кальцитонин); стимуляторы костеобразования (анаболические стероиды, фториды, стронция ранелат); многопланового действия (витамин D). Данное деление относительно, поскольку эти лекарственные средства, в той или иной степени, влияют на все процессы остеорегенерации. Однако, увеличение частоты переломов на фоне остеопоротических изменений костей скелета доказывает, что на сегодняшний день нет надежных способов медикаментозной терапии данной патологии. Это обстоятельство указывает на актуальность поиска новых путей фармакологической коррекции нарушений костного ремоделирования при остеопорозе, обосновывая, тем самым, направление данного исследования.
Степень разработанности темы исследования
Известна значительная роль микроциркуляторного кровоснабжения на процессы восстановления костной ткани (Гудырев О.С., 2008; Стабровская Н.В., 2011; Файтельсон А.В., 2013; Kusumbe А.P., 2014). Капиллярные сосуды в костях значительно отличаются от строения микрососудов других тканей организма. В них отсутствуют мышечный и соединительнотканный слои, имеется только эндотелий, через который непосредственно идут регуляционные обменные процессы между остеокластами, остеобластами и кровью (Marotti G., 1980; Streeten E.A., 1990; Гайворонский И.В., 2015). Дисфункция эндотелия может быть одной из причин нарушения кровоснабжения кости, посредством ухудшения микроциркуляторного кровотока способна приводить к нарушению остеогенеза, обуславливая тем самым остеопоротические изменения (Файтельсон А.В., 2010).
Проведенные ранее экспериментальные исследования
продемонстрировали положительное остеопротективное действие препаратов,
корригирующих дисфункцию эндотелия, таких как ингибитор ангиотензинпревращающего фермента эналаприл и блокатор ангиотензиновых рецепторов лозартан (Гудырев О.С., 2008; Стабровская Н.В., 2011; Файтельсон А.В., 2013). Наряду с эналаприлом и лозартаном, выраженным эндотелиотропным и остеопротективным действием обладает резвератрол – природное вещество, содержащееся в большом количестве в красных виноградных винах. Экспериментальные работы показали, что, кроме эндотелиопротективных свойств, резвератрол обладает антиоксидантной, эстрогенной и антиагрегационной активностью (Кочкаров В.И., 2009), что благоприятно влияет на костное ремоделирование и репаративную регенерацию при остеопорозе (Стабровская Н.В., 2011; Файтельсон А.В., 2013).
В то же время, в общедоступной литературе не имеется сведений о том, чтобы кто-либо использовал нанокапсулированные формы резвератрола, лозартана или иных лекарственных средств с положительным влиянием на функцию эндотелия сосудов в лечении остеопоротических нарушений.
Цель исследования
Провести оценку остеопротективной активности лозартана, резвератрола, их нанокапсулированных форм, а также их различных комбинаций в сравнении с препаратом Бивалос на модели экспериментального остеопороза у лабораторных животных.
Задачи исследования
1. Изучить остеопротективную активность препарата Бивалос с
использованием результатов оценки кровоснабжения кости, функциональных
сосудистых тестов и гистоморфометрического исследования на модели
экспериментального остеопороза у лабораторных животных.
2. Провести изучение остеопротективной активности
нанокапсулированных форм лозартана и резвератрола с использованием
результатов оценки кровоснабжения кости, функциональных сосудистых
тестов и гистоморфометрического исследования на модели экспериментального
остеопороза у лабораторных животных.
-
Провести изучение остеопротективной активности комбинации нанокапсулированной формы лозартана и резвератрола с использованием результатов оценки кровоснабжения кости, функциональных сосудистых тестов и гистоморфометрического исследования на модели экспериментального остеопороза у лабораторных животных.
-
Провести изучение остеопротективной активности комбинации лозартана и нанокапсулированной формы резвератрола с использованием результатов оценки кровоснабжения кости, функциональных сосудистых тестов и гистоморфометрического исследования на модели экспериментального остеопороза у лабораторных животных.
-
Провести изучение остеопротективной активности комбинации нанокапсулированных форм лозартана и резвератрола с использованием результатов оценки кровоснабжения кости, функциональных сосудистых тестов и гистоморфометрического исследования на модели экспериментального остеопороза у лабораторных животных.
Научная новизна исследования
Впервые продемонстрировано, что ежедневное внутрижелудочное введение крысам препарата Бивалос в дозе 171 мг/кг в течение восьми недель после билатеральной овариэктомии не приводит к достоверному уменьшению коэффициента эндотелиальной дисфункции, рассчитанному по результатам проведения лазерной допплеровской флоуметрии в костной ткани. Введение препарата по указанной схеме несколько предупреждает снижение уровня микроциркуляции в костной ткани проксимального отдела бедренной кости экспериментальных животных. Тем не менее, изученное лекарственное средство предотвращает развитие экспериментального остеопороза, что выражается в замедлении истончения костных трабекул в проксимальном отделе бедра экспериментальных животных.
Впервые выявлено, что нанокапсулированные формы лозартана в дозе 0,6 мг/кг и резвератрола в дозе 0,2 мг/кг, вводимые в качестве монотерапии в течение восьми недель после билатеральной овариэктомии, уменьшают значения коэффициента эндотелиальной дисфункции, то есть обладают эндотелиопротективными эффектами, и эффективно предупреждают снижение уровня регионарной микроциркуляции в костной ткани. Тем самым, нанокапсулированные формы лозартана и резвератрола способствуют замедлению истончения трабекул в костной ткани и предотвращению возникновения в них микропереломов, то есть обладают остеопротективной активностью, сопоставимой по выраженности с традиционными формами исследуемых препаратов, а также препаратом сравнения Бивалос.
В работе впервые продемонстрировано, что комбинации нанокапсулированной формы лозартана в дозе 0,6 мг/кг и резвератрола в дозе 2 мг/кг, лозартана в дозе 6 мг/кг и нанокапсулированной формы резвератрола в дозе 0,2 мг/кг, а также нанокапсулированных форм лозартана в дозе 0,6 мг/кг и резвератрола в дозе 0,2 мг/кг, обладая выраженными эндотелиопротективными свойствами, положительно влияют на показатели микроциркуляции в проксимальном отделе бедренной кости у крыс с экспериментальным остеопорозом. Применение исследуемых комбинаций препаратов эффективно предотвращает ухудшение процессов костного ремоделирования при развивающемся гипоэстроген-индуцированном остеопорозе, свидетельством чего является достоверное замедление истончения костных трабекул в губчатой костной ткани, сохранение микроархитектоники и предупреждение возникновения микропереломов трабекул, то есть остеопротективное действие изученных комбинаций препаратов. Кроме того, наблюдается положительное фармакодинамическое взаимодействие препаратов, что выражается в большей эффективности комбинации изучаемых препаратов по сравнению с монотерапией в отношении кровоснабжения костной ткани и средней ширины костных трабекул в проксимальном отделе бедра у крыс.
Теоретическая и практическая значимость работы
В работе обоснована эффективность применения нанокапсулированных форм лозартана и резвератрола как в виде монотерапии, так и в различных комбинациях с традиционными формами исследуемых препаратов и друг с
другом для коррекции остеопоротических изменений костей скелета. В эксперименте доказано, что использование нанокапсулированных форм лозартана и резвератрола в виде монотерапии и в комбинациях позволяет нормализовать изменения соотношений сосудистых реакций в ответ на введение ацетилхолина (эндотелийзависимая вазодилатация) и нитропруссида натрия (эндотелийнезависимая вазодилатация). Исследуемые препараты и комбинации препаратов способствуют нормализации микроциркуляторного кровотока в костной ткани при развивающемся остеопорозе, благодаря чему происходит замедление отрицательной динамики гистоморфометрических показателей в костной ткани экспериментальных животных. При этом нанокапсулированные формы лозартана и резвератрола в на порядок меньшей дозировке демонстрируют на модели экспериментального остеопороза у животных остеопротективную активность, сопоставимую с таковой у традиционных форм препаратов. Полученные экспериментальные данные позволяют рекомендовать проведение целенаправленных клинических испытаний нанокапсулированных форм лозартана и резвератрола при остеопоротических изменениях костей скелета.
Методология и методы диссертационного исследования Экспериментальные исследования выполнены в соответствии с требованиями, предъявляемыми действующими руководствами по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Диссертационное исследование выполнено на лабораторных животных – крысах линии Вистар с использованием современных общелабораторных, электрофизиологических, морфологических и гистоморфометрических методов. Положения, выносимые на защиту
1. Препарат Бивалос в дозе 171 мг/кг на модели генерализованного
остеопороза, вызванного билатеральной овариэктомией, не обладает
эндотелиопротективным действием, в то же время препарат положительно
влияет на показатели микроциркуляции в костной ткани бедра, а также
обладает остеопротективным действием, заключающимся в замедлении
истончения костных трабекул и сохранении микроархитектоники губчатой
костной ткани.
2. Нанокапсулированные формы лозартана в дозе 0,6 мг/кг и резвератрола
в дозе 0,2 мг/кг обладают выраженным эндотелиопротективным действием и
предотвращают ухудшение регионарного микроциркуляторного кровотока в
костной ткани бедра, благодаря чему обладают статистически значимым
остеопротективным действием, заключающимся в замедлении истончения
костных трабекул и сохранении микроархитектоники губчатой костной ткани.
При этом наблюдается сопоставимое эндотелио- и остеопротективное действие
нанокапсулированных форм препаратов при на порядок меньших дозах.
Наибольшей остеопротективной активностью обладает нанокапсулированная
форма резвератрола.
3. Применение различных комбинаций лозартана, резвератрола и их
нанокапсулированных форм выявляет положительное фармакодинамическое
взаимодействие препаратов в отношении эндотелио- и остеопротективного
действия: комбинированная терапия по эффективности превосходит монотерапию. При этом, несмотря на десятикратное уменьшение доз, комбинации, включающие нанокапсулированные формы препаратов, имеют сопоставимую активность с комбинацией, включающей традиционные формы препаратов. Наиболее эффективной в плане остеопротекции является комбинация нанокапсулированной формы лозартана с резвератролом.
Степень достоверности, апробация и публикация результатов
Высокая степень достоверности полученных результатов диссертационной работы обеспечивается достаточным объемом проведенных экспериментальных исследований, адекватным выбором современных специфических лабораторных и инструментальных методов получения первичных научных результатов, а также их последующей систематизации и статистической обработки.
Материалы работы были представлены на XV и XVII Российских национальных конгрессах «Человек и лекарство» (Москва, 2008, 2010); II и IV международных научных конференциях молодых ученых-медиков (Курск, 2008, 2010); IV и VI конференциях с международным участием «Проблема остеопороза в травматологии и ортопедии» (Москва, 2009, 2015); третьей международной дистанционной научной конференции «Инновации в медицине» (Курск, 2010); III Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Биотехнология и биомедицинская инженерия» (Курск, 2010); 75-й Всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых с международным участием «Молодежная наука и современность» (Курск, 2010); заседаниях Курского регионального отделения ассоциации травматологов-ортопедов России (Курск, 2011, 2013); Х международном научном конгрессе «Рациональная фармакотерапия» (Санкт-Петербург, 2015); VIII Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых с международным участием «Цивьяновские чтения» (Новосибирск, 2015); международной научно-практической конференции, посвященной 81-летию Курского государственного медицинского университета «Университетская наука: взгляд в будущее» (Курск, 2016).
Апробация диссертации проведена на совместном заседании кафедры фармакологии и центра доклинических и клинических исследований ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет», а также кафедры травматологии и ортопедии ФГБОУ ВО «Курский государственный медицинский университет» Минздрава России.
По материалам диссертации опубликовано 27 печатных работ, в том числе одиннадцать статей, из них семь – в научных журналах и изданиях, которые включены в перечень российских рецензируемых научных журналов и изданий для опубликования основных научных результатов диссертаций, одна – в научном журнале, входящем в международную базу цитирования Scopus. Получено четыре патента на изобретения РФ.
Личный вклад в проведенное исследование
Личный вклад заключается в непосредственном персональном участии на всех этапах выполнения диссертационного исследования, а именно:
в углубленном анализе отечественной и зарубежной научной литературы по теме диссертационного исследования; в наборе экспериментального материала на лабораторных животных; в систематизации и статистической обработке первичных данных с последующим анализом и описанием полученных результатов; в подготовке и оформлении публикаций и охранных документов по теме выполненной работы, а также рукописи диссертации и автореферата.
Объем и структура работы
Диссертационная работа изложена на 126 страницах машинописного текста, содержит 10 таблиц и 32 рисунка. Состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, заключения, выводов, списка сокращений и условных обозначений и списка литературы, включающего 176 источников, из которых 70 отечественных и 106 зарубежных авторов.
Фармакотерапия остеопоротических нарушений стронция ранелатом
Впервые продемонстрировано, что ежедневное внутрижелудочное введение крысам препарата Бивалос в дозе 171 мг/кг в течение восьми недель после билатеральной овариэктомии не приводит к достоверному уменьшению коэффициента эндотелиальной дисфункции, рассчитанному по результатам проведения лазерной допплеровской флоуметрии в костной ткани. Введение препарата по указанной схеме несколько предупреждает снижение уровня микроциркуляции в костной ткани проксимального отдела бедренной кости экспериментальных животных. Тем не менее, изученное лекарственное средство предотвращает развитие экспериментального остеопороза, что выражается в замедлении истончения костных трабекул в проксимальном отделе бедра экспериментальных животных.
Впервые выявлено, что нанокапсулированные формы лозартана в дозе 0,6 мг/кг и резвератрола в дозе 0,2 мг/кг, вводимые в качестве монотерапии в течение восьми недель после билатеральной овариэктомии, уменьшают значения коэффициента эндотелиальной дисфункции, то есть обладают эндотелиопротективными эффектами, и эффективно предупреждают снижение уровня регионарной микроциркуляции в костной ткани. Тем самым, нанокапсулированные формы лозартана и резвератрола способствуют замедлению системного истончения трабекул в костной ткани и предотвращению возникновения в них микропереломов, то есть обладают остеопротективной активностью, сопоставимой по выраженности с традиционными формами исследуемых препаратов, а также препаратом сравнения Бивалос. В работе впервые продемонстрировано, что комбинации нанокапсулированной формы лозартана в дозе 0,6 мг/кг и резвератрола в дозе 2 мг/кг, лозартана в дозе 6 мг/кг и нанокапсулированной формы резвератрола в дозе 0,2 мг/кг, а также нанокапсулированных форм лозартана в дозе 0,6 мг/кг и резвератрола в дозе 0,2 мг/кг, обладая выраженными эндотелиопротективными свойствами, положительно влияют на показатели микроциркуляции в проксимальном отделе бедренной кости у крыс с экспериментальным остеопорозом. Применение исследуемых комбинаций препаратов эффективно предотвращает ухудшение процессов костного ремоделирования при развивающемся гипоэстроген-индуцированном остеопорозе, свидетельством чего является достоверное замедление истончения костных трабекул в губчатой костной ткани, сохранение микроархитектоники и предупреждение возникновения микропереломов трабекул, то есть проявление остеопротективного действия изученных комбинаций препаратов. Кроме того, наблюдается положительное фармакодинамическое взаимодействие препаратов, что выражается в большей практическая значимость работы.
В работе обоснована эффекэффективности комбинации изучаемых препаратов по сравнению с монотерапией в отношении кровоснабжения костной ткани и средней ширины костных трабекул в проксимальном отделе бедра у крыс.
Научная новизна подтверждается получением четырех патентов на изобретения РФ. Теоретическая и практическая значимость работы. В работе обоснована эффективность применения нанокапсулированных форм лозартана и резвератрола как в виде монотерапии, так и в различных комбинациях с традиционными формами исследуемых препаратов и друг с другом для коррекции остеопоротических изменений костей скелета.
В эксперименте доказано, что использование нанокапсулированных форм лозартана и резвератрола в виде монотерапии и в комбинациях позволяет нормализовать изменения соотношений сосудистых реакций в ответ на введение ацетилхолина (эндотелийзависимая вазодилатация) и нитропруссида натрия (эндотелийнезависимая вазодилатация). Исследуемые препараты и комбинации препаратов способствуют нормализации микроциркуляторного кровотока в костной ткани при развивающемся остеопорозе, благодаря чему происходит замедление отрицательной динамики гистоморфометрических показателей в костной ткани экспериментальных животных. При этом нанокапсулированные формы лозартана и резвератрола в на порядок меньшей дозировке демонстрируют на модели экспериментального остеопороза у животных остеопротективную активность, сопоставимую с таковой у традиционных форм препаратов.
Полученные экспериментальные данные позволяют рекомендовать проведение целенаправленных клинических испытаний нанокапсулированных форм лозартана и резвератрола при остеопоротических изменениях костей скелета. Методология и методы диссертационного исследования. Экспериментальные исследования выполнены в соответствии с требованиями, предъявляемыми действующими руководствами по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Диссертационное исследование выполнено на лабораторных животных – крысах линии Вистар с использованием комплекса современных общелабораторных, электрофизиологических, морфологических и гистоморфометрических методов на кафедре фармакологии и в центре доклинических и клинических исследований федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Белгородский государственный национальный исследовательский университет».
Гистоморфометрическая оценка эффективности фармакотерапии исследуемыми препаратами
Остеопороз характеризуется снижением костной массы и нарушением микроструктуры кости, что приводит к повышенной ломкости костей, и, как следствие – к повышению риска возникновения переломов [22, 32, 52, 61, 70, 103, ]. В настоящее время патогенетическая терапия данного заболевания традиционно включает препараты, замедляющие костную резорбцию (бисфосфонаты, эстрогены, селективные модуляторы эстрогенных рецепторов, кальцитонины), костостимулирующие препараты (фториды, анаболические стероиды, стронция ранелат и т.д.) и препараты многопланового действия (витамин D). Это разграничение, в известной мере условно, поскольку костное ремоделирование является двусторонним процессом, то есть уменьшение активности остеокластов из-за антирезорбтивного лечения сопровождается снижением активности остеобластов [43, 46, 63, 67, 74, 90, 98, 129, 164].
По мнению ряда авторов наиболее эффективными для лечения и профилактики остеопороза являются лекарственные средства, включающие соли кальция, которые в течение многих десятилетий используются в медицине [2, 43, 63, 98]. Хотя некоторые фармакологические экспериментальные исследования показали, что, например, препарат Кальций Д3 в суточной дозе 85,7 мг/кг на модели остеопороза, вызванного билатеральной овариэктомией, обладает слабым положительным воздействием на ширину костных трабекул экспериментальных животных [56, 59].
В настоящее время появились многочисленные экспериментальные, а затем клинические исследования, показавшие, что соли стронция, обладают и антирезорбтивным эффектом, и рассматриваются в качестве костестимулирующего агента [74, 77, 82, 135, 158]. Так же, как и кальций, стронций является элементом четвертой группы периодической системы элементов, находится в следующем периоде, имея больший радиус атома. В плазме крови концентрация стронция в норме составляет 0,11–0,31 мкмоль/л [45, 46]. Из-за схожих с кальцием физико-химических характеристик, стронций в основном до 99% аккумулируется в костной ткани. Накопление данного препарата зависит от длительности приема и пола, причем чаще всего он концентрируется в трабекулярной, быстро обновляющейся кости. Не связанный с белком, стронций выводится почками, а в меньшей степени через желудочно-кишечный тракт и с потом, хотя некоторое его количество остается в костях и совсем немного – в мягких тканях. При приеме препаратов, содержащих стронций, максимальная концентрация этого элемента достигается через 15 дней, а после прекращения приема его уровень в плазме быстро снижается [82, 90].
Органическое вещество – ранеловая кислота не кумулируется и не проявляет метаболической активности, быстро и в неизмененном виде выводится почками [129].
Стронция ранелат создан на основе стронция и ранеловой кислоты. Данный препарат содержит два атома стабильного стронция, которые связаны с одной молекулой ранеловой кислоты. Такая структура обеспечивает оптимальное соотношение между стронцием и органической частью молекулы, хорошую биодоступность стронция и хорошую желудочно-кишечную переносимость препарата [77, 82].
Непосредственно в костях у человека стронция ранелат абсорбируется на поверхности кристаллов гидроксиапатита и в незначительном количестве замещает ионы кальция в этих кристаллах и в новообразованной кости, при этом трансформируются морфофункциональные характеристики кристаллизации костной ткани. Данные свойства распределения стронция в костной ткани и повышенная его абсорбция по сравнению с кальцием, приводят к увеличению минеральной плотности костной ткани. Этот факт подтверждается клиническими исследованиями, при которых выявлено 50% увеличения индекса минеральной плотности кости через 3 года лечения Бивалосом в дозе 2 г/сут. Вторичным эффектом стронция ранелата является небольшое уменьшение сывороточных концентраций кальция и паратгормона, а также повышение концентрации фосфора в крови и активности щелочной фосфатазы [22, 82, 90, 135].
В патогенезе гипоэстрогенного остеопороза базисное значение отводится дисбалансу в системе остеопротегеринов RANK (рецептор, который является активатором ядерного фактора kВ) и RANKL (лиганд рецептора – активатора ядерного фактора kВ), имеющего основную роль в регуляции костного метаболизма. RANK формируется поверхностными рецепторами остеокластов, а RANKL вырабатывается поверхностными рецепторами остеобластов. При нарушении взаимодействия RANK и RANKL, происходит дифференциация и активация остеокластов, что потенцирует резорбцию костной ткани. Остеопротегерин – гликопротеин, продуцируемый остеобластами, блокирует взаимосвязь между RANK и RANKL, обладая сильной ингибиторной активностью остеокластогенеза, является достаточно сильным ингибитором костной резорбции, которой отводится существенная роль в механизме развития остеопоротических нарушений. Таким образом, в развитии остеопороза большое значение имеет усиление костной резорбции, которая, можно предположить, связанна с возрастным снижением выработки остеопротегерина [149].
В ряде исследований продемонстрировано, что стронция ранелат потенцирует образование остеобластами остеопротегерина, подавляя при этом резорбцию костной ткани. Стронция ранелат обладает двойным эффектом (влияет как на процессы костеобразования, так и резорбции костной ткани), является сильным терапевтическим средством для ускорения консолидации переломов и увеличения механической прочности кости в месте заживления [67, 77, 82]. Некоторые экспериментальные работы доказали, что данный препарат стимулирует дифференцировку клеток-предшественников в зрелые остеобласты. Это происходит за счет влияния его на кальций-чувствительные рецепторы, повышая, тем самым, активность функционирующих остеобластов, усиливая образование костной ткани в среднем на 30-35%. Существует мнение, что соли стронция потенцируют деление остеоцитов, а также увеличивают продолжительность их жизни [82, 93, 164].
Изучение остеопротективной активности лозартана, резвератрола и их комбинации при экспериментальном остеопорозе
При этом результаты ЛДФ в группах крыс, получавших лозартан и комбинацию лозартана с резвератролом, достоверно превышали таковые в группе животных, получавших лечение препартом сравнения Бивалос (р=0,007 и р=0,007 соответственно). Результаты ЛДФ в группе животных, получавших монотерапию резвератролом, достоверно не отличались от результатов в группе крыс, получавших лечение препартом сравнения Бивалос (р=0,500).
При проведении функциональных проб при терапии лозартаном в ранее указанной дозировке наблюдали следующее. При проведении пробы ЭЗВД происходило падение уровня микроциркуляции в среднем на 32,9±4,0 ПЕ, а восстановление кровотока до исходного уровня происходило в среднем за 38,4±6,3 сек., при этом площадь треугольника над кривой восстановления в среднем была равна 645,2±146,6 усл. ед. (таблица 3.3). При изучении результатов реакции ЭНВД обнаружили снижение микроциркуляторного кровотока в среднем на 36,6±6,1 ПЕ с последующим восстановлением его в среднем за 54,1±10,2 сек., при этом площадь треугольника над кривой восстановления составляла 1016,2±284,3 усл. ед. (таблица 3.3).
В результате введения подопытным крысам в течение 8 недель после овариэктомии резвератрола обнаружили следующее. При проведении реакции ЭЗВД происходило падение уровня микроциркуляции в среднем на 43,4±1,2 ПЕ, а восстановление кровотока до исходного уровня происходило в среднем за 21,9±2,0 сек., при этом площадь треугольника над кривой восстановления в среднем была равна 472,6±31,5 усл. ед. (таблица 3.3).
При изучении результатов пробы ЭНВД обнаружили снижение микроциркуляторного кровотока в среднем на 36,2±3,4 ПЕ с последующим восстановлением его в среднем за 33,5±3,3 сек., при этом площадь треугольника над кривой восстановления составляла в среднем 610,9±100,2 усл. ед. (таблица 3.3).
При проведении функциональных сосудистых тестов при терапии лозартаном в комбинации с резвератролом в ранее указанных дозировках наблюдали следующее. При проведении пробы ЭЗВД происходило падение уровня микроциркуляции в среднем на 54,8±3,5 ПЕ, а восстановление кровотока до исходного уровня происходило в среднем за 26,0±2,1 сек., при этом площадь треугольника над кривой восстановления в среднем была равна 709,8±60,4 усл. ед. (таблица 3.3).
При изучении результатов реакции ЭНВД обнаружили снижение микроциркуляторного кровотока в среднем на 44,7±5,8 ПЕ с последующим восстановлением его в среднем за 36,7±2,4 сек., при этом средняя площадь треугольника над кривой восстановления составляла 810,0±83,6 усл. ед. (таблица 3.3). Таблица 3.3 – Результаты влияния лозартана, резвератрола и их комбинации на величину коэффициента эндотелиальной дисфункции, рассчитанного по результатам лазерной допплеровской флоуметрии, при моделировании остеопороза. Группа животных Реакция Величина снижения микроциркуляции, ПЕ Время нормализации микроциркуляции, сек. Площадь треугольника над кривой восстановления, усл. ед. КЭД Контрольные ЭЗВД 55,8±11,4 22,2±3,8 571,3±153,8 1,3±0,2 ЭНВД 36Д±8,7 40,3±4,6 697,2±171,2 Остеопороз ЭЗВД 28,9±3,9 17,2±3,3 246,9±69,2 2,4±0,2 ЭНВД 21,2±4,6 47,7±4,0 520,3±138,7 Остеопороз+ Бивалос171 мг/кг ЭЗВД 31,2±4,2 19,5±2,6 296,7±65,3 2Д±0,2 ЭНВД 26,4±5Д 45,1±3,9 589,6±156,4 Остеопороз+ лозартан6 мг/кг ЭЗВД 32,9±4,0 38,4±6,3 645,2±146,6 1,5±0,2 ЭНВД 36,6±6Д 54,1±10,2 1016,2±284,3 Остеопороз+ резвератрол2 мг/кг ЭЗВД 43,4±1,2 21,9±2,0 472,6±31,5 1,3±0,2 ЭНВД 36,2±3,4 33,5±3,3 610,9±100,2 Остеопороз+ лозартан6 мг/кг+ резвератрол2 мг/кг ЭЗВД 54,8±3,5 26,0±2Д 709,8±60,4 1Д±0Д ЭНВД 44,7±5,8 36,7±2,4 810,0±83,6 64 Было выявлено, что лозартан, резвератрол, а также их комбинация приводят пропорции между площадями треугольников над кривыми восстановления уровня микроциркуляции в кости в ответ на внутривенное болюсное введение нитропруссида натрия и ацетилхолина к таковым у контрольных животных. Тем самым, изучаемые препараты достоверно снижали КЭД в среднем до: лозартан – 1,5±0,2, резвератрол – 1,3±0,2, комбинация лозартана и резвератрола – 1,1±0,1, тогда как в группе животных с остеопорозом без лечения этот показатель составлял 2,4±0,2 (таблица 3.3).
Как и в случае измерения уровня микроциркуляции в костной ткани, значения КЭД у крыс, получавших лозартан, резвератрол, а также их комбинацию, статистически значимо не отличались от таковых в группе контрольных животных, а также достоверно отличались в меньшую сторону от значений в группе крыс с остеопорозом без лечения (p 0,05) и с остеопорозом, которым проводилась терапия препаратом сравнения Бивалос (p 0,05).
Полученные результаты свидетельствуют об эффективном, статистически значимом снижении коэффициента эндотелиальной дисфункции, рассчитанного на основании ЛДФ, под влиянием лозартана, резвератрола и их комбинации у животных с моделированным гипоэстроген-индуцированным остеопорозом.
Это позволяет нам заключить, что значительную роль в поддержании адекватного кровоснабжения костной ткани играет сохранение функции эндотелия сосудов, питающих кость. В свою очередь, сохранение уровня микроциркуляции в кости на значениях, близких к значениям контрольных животных, способствует поддержанию нормального протекания процессов костного ремоделирования и препятствует развитию остеопороза. Данное положение подтверждается результатами гистоморфометрического исследования костей скелета у крыс, получавших в течение восьми недель после овариэктомии лозартан в дозе 6 мг/кг, резвератрол в дозе 2 мг/кг, а также их комбинацию.
Изучение остеопротективной активности комбинации лозартана и нанокапсулированной формы резвератрола при экспериментальном остеопорозе
В настоящее время известно, что эндотелий сосудов контролирует сосудистый тонус, рост гладкомышечных клеток, тромбообразование, фибринолиз, лейкоцитарное взаимодействие и миграцию моноцитов, оказывает антиоксидантное действие. Нормальное функционирование эндотелия необходимо для здоровья и сосудов, и кости. Сосудистый эндотелий представляет собой макромолекулярный барьер с множеством функций: 1) про- и противовоспалительная; 2) расширение и сужение сосудов, 3) анти- и протромботическая; 4) анти- и проокислительная; 5) подавление и стимулирование роста сосудов. Особое положение клеток эндотелия на границе между циркулирующей кровью и тканями делает их наиболее уязвимыми для различных патогенных факторов, находящихся в системном и тканевом кровотоке. Именно эндотелиоциты первыми встречаются с реактивными свободными радикалами, окисленными липопротеинами низкой плотности, гиперхолестеринемией, высоким гидростатическим давлением внутри выстилаемых ими сосудов при артериальной гипертонии или гипергликемией при сахарном диабете. Все указанные факторы приводят к повреждению эндотелия сосудов и, следовательно, к эндотелиальной дисфункции (ЭД) [6, 21, 27, 65, 114].
Основным механизмом развития ЭД является снижение образования и биодоступности оксида азота (NO) при одновременном повышении уровня супероксид аниона и продукции мощных вазоконстрикторов, т.е. ЭД проявляется дисбалансом между медиаторами, обеспечивающими в норме оптимальное течение всех эндотелийзависимых процессов [6, 15]. Дисбаланс противоположно действующих начал – релаксирующих и констрикторных, прокоагулянтных и антикоагулянтных, факторов роста и их ингибиторов – может быть причиной, кроме всего прочего, ухудшения кровоснабжения костной ткани, и, следовательно, нарушения процессов костного ремоделирования и репарации повреждений кости [126]. Для поддержания гомеостаза кости чрезвычайно важны развитие функционально полноценного микроциркуляторного русла и общее состояние регионарной микроциркуляции в костной ткани. Ухудшение кровоснабжения костной ткани может приводить к развитию патологии опорно-двигательного аппарата.
Данное положение подтверждается работами ряда авторов, установивших, например, что VEGF играет значительную роль в процессах костного ремоделирования [138, 169]. Так, было продемонстрировано, что ингибирование VEGF приводит к снижению интенсивности ангиогенеза в ростковых зонах, потере кровеносных сосудов в метафизарной зоне, а также уменьшению образования трабекулярной структуры кости и интенсификации резорбции губчатой костной ткани.
Здоровый тонус сосудов и нормальное давление поддерживаются постоянным высвобождением оксида азота, синтезируемого из L-аргинина NO-синтазами (NOS), представленными 3 изоферментами: нейрональной (nNOS), эндотелиальной (eNOS) и индуцибельной (iNOS) [41, 116]. Недавно было выявлено, что NO вовлечен также в процессы костного метаболизма. В костях экспрессируются преимущественно eNOS и iNOS, но влияют на кости они по-разному. Например, eNOS экспрессируется постоянно и преимущественно в клетках остеобластной линии, а экспрессия iNOS происходит под влиянием медиаторов воспаления в клетках как остеобластов, так и остеокластов и участвует в развитии остеопороза при воспалительных заболеваниях через снижение формирования костной ткани и апоптоз остеобластов.
Так, некоторые проспективные исследования показали, что у пациентов, непостоянно применяющих нитраты, минеральная плотность кости в области бедренной и пяточной кости выше, чем у тех, кто эти препараты не принимает. В недавнем рандомизированном контролируемом исследовании было выявлено, что изосорбида мононитрат эффективно снижает маркеры костной резорбции (экскрецию N-телопептида с мочой) и повышает маркеры костеобразования (щелочную фосфатазу) у женщин в постменопаузе [131]. В настоящее время ведется активное изучение препаратов, обладающих эндотелиопротективными свойствами. К сожалению, на данный момент не существует лекарственных средств для специфической коррекции дисфункции эндотелия, в связи с чем внимание исследователей приковано к различным группам препаратов. По нашему мнению наибольшего внимания заслуживают представители блокаторов ангиотензиновых рецепторов, в частности, лозартан, ввиду наиболее частого их применения в клинической практике. Также интересным с точки зрения экспериментальной остеологии является представитель группы фитоалексинов резвератрол, обладающий доказанным выраженным эндотелиопротективным действием.
Эндотелиопротективное влияние антагонистов ангиотензиновых рецепторов реализуется за счет блокады АТ1-рецепторов, что ведет к уменьшению продукции супероксидных радикалов и снижению степени связывания NO. Так как стимуляция АТ1-рецепторов способствует образованию супероксидов, инактивирующих NO, а стимуляция АТ2-рецепторов приводит к вазодилатации и усилению натрийуреза за счет активации системы брадикинина, NO и цГМФ, то эффект АТ-2 (усиление синтеза или инактивация NO) зависит от того, с какими рецепторами он преимущественно взаимодействует. Поэтому очевидно, что на фоне блокады АТ1-рецепторов создаются благоприятные условия для функционирования свободных АТ2-рецепторов, что приводит к накоплению оксида азота.