Метаболическое состояние соединительной ткани в условиях физиологической нормы и его регуляция веществами естественного происхождения при экспериментальном артрите

Белова, Светлана Вячеславовна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Метаболическое состояние соединительной ткани в условиях физиологической нормы и его регуляция веществами естественного происхождения при экспериментальном артрите
ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Метаболическое состояние соединительной ткани в условиях физиологической нормы и его регуляция веществами естественного происхождения при экспериментальном артрите"

На правах рукописи

Белова Светлана Вячеславовна

МЕТАБОЛИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ В УСЛОВИЯХ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ НОРМЫ И ЕГО РЕГУЛЯЦИЯ СОЕДИНЕНИЯМИ ЕСТЕСТВЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ АРТРИТЕ

03.03.01. — физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

2 9 АВГ 2013

Астрахань, 2013

005532406

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении

«Саратовский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии»

Научный консультант: Карякина Елена Викторовна, доктор медицинских

наук, профессор, главный научный сотрудник отдела фундаментальных и клинико-экспериментальных исследований ФГБУ «Саратовский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии» Минздрава России

Официальные оппоненты: Анищенко Татьяна Григорьевна, доктор

биологических наук, профессор, зав. кафедрой физиологии человека и животных Национального исследовательского Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского

Кондратенко Елена Игоревна, доктор биологических наук, профессор, зав. кафедрой молекулярной биологии, генетики и биохимии Астраханского государственного университета

Менджерицкий Александр Маркович, доктор биологических наук, профессор, профессор кафедры физиологии человека и животных Южного федерального университета

Ведущая организация: Дагестанский государственный университет

Защита состоится 27 сентября 2013 года в 10 часов на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 212.009.01 при Астраханском государственном университете по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1. Естественный институт АГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Астраханского государственного университета

Автореферат разослан « '¡Ч-» Га'у/У^'ь! 'Л2013 года

Ученый секретарь диссертационного совета, ^^

доктор биологических наук Ю.В.Нестеров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования.

Соединительная ткань (СТ), обеспечивая морфофункциональную целостность организма, играет особую роль в жизнедеятельности млекопитающих как в условиях физиологии, так и патологии (Вельтищев Ю.Е., Ермолаев М.В., Ананенко А.А. [и др.], 1983; Омельяненко Н.П., Слуцкий Л.И., 2009).

Метаболизм клеточных элементов и экстрацеллюлярного матрикса, основных составляющих компонентов СТ, в физиологических условиях находится в состоянии сбалансированной взаимосвязи, нарушение которой является характерной особенностью целого ряда патологических состояний, в том числе ревматоидного артрита (РА), распространенность которого в человеческой популяции достигает 1% (Насонов ЕЛ., Каратеев Д.В., Балабанова P.M., 2008; Klareskog L., Cartina A.I., Paget S., 2009), при этом экономические потери для общества сопоставимы с потерями от ишемической болезни сердца и злокачественных новообразований (Насонов E.JI., 2011).

РА, клинически проявляющийся хроническим прогрессирующим эрозивно-деструктивным полиартритом, характеризуется системной дезорганизацией СТ с выраженной ранней деградацией ее экстрацеллюлярного матрикса и потерей ряда фукционально-значимых структурных биополимеров, в частности, гликозаминогликанов (ГАГ) (Омельяненко Н.П., Слуцкий Л.И., 2009; Kubota К., Ito К., Morooka M. [et al.], 2011 и др.).

Важное значение в деградации СТ отводится свободно-радикальным реакциям, приводящим к интенсификации процессов перекисного окисления липидов (Карякина Е.В., 1998; Shah D., Wanchu A., Bhatnagar А., 2011 и др.). Прогрессирование воспалительно-деструктивных процессов в суставах сопровождается нарушением метаболизма костной ткани, проявляющимся развитием локального и системного остеопороза (Park М.К., Her Y.M., Cho M.L. [et al.], 2011 ; Shinzawa M., Akiyama T., 2011).

Сравнительная оценка метаболического гомеостаза организма млекопитающих с углубленным исследованием особенностей обменных процессов СТ у животных с экспериментальным артритом (ЭА) и больных РА открывает дальнейшие перспективы для объективизации состояния людей и животных, а также для контроля проводимой коррекции имеющихся структурно-функциональных нарушений СТ.

Моделирование различных патологических состояний, в частности РА, является важной проблемой экспериментальной биологии и медицины. Усовершенствование старых и разработка новых биологических моделей позволяет проводить изучение особенностей протекания метаболических процессов в условиях патологии в сравнении с физиологической нормой.

Учитывая значительные нарушение гомеостаза в условиях РА, представляется актуальным поиск новых способов регулирования механизмов восстановления обменных процессов в соединительнотканных суставных

структурах (синовиальная оболочка, мениск, суставной хрящ, субхондральная кость). Применяемые для этой цели способы системного введения препаратов не всегда достигают нужного эффекта и не всегда способны контролировать прогрессирование воспалительно-деструктивных процессов в тканях сустава. Внутрисуставное введение препаратов, позволяет достичь максимальной биологической концентрации в синовиальной среде суставов, способствуя более выраженному воздействию на соединительнотканные суставные структуры, что значительно ускоряет реабилитационный процесс.

В плане новых подходов к восстановлению функциональной активности соединительнотканных компонентов суставов представляется перспективным изучение внутрисуставного использования препаратов на основе соединений естественного происхождения различной химической природы.

Известен принцип коррекции метаболизма СТ с помощью системного и локального введения препаратов на основе компонентов хрящевой ткани. Однако изучение влияния внутрисуставного введения соединений на основе сульфатированных ГАГ (препарат «мукосат») на метаболизм СТ в условиях ЭА не проводилось. Также требуют детализации особенности внутрисуставного введения соединений на основе несульфатированных ГАГ (препарат «гиалган») на структурно-метаболическое состояние СТ при ЭА.

Учитывая активацию свободнорадикального окисления в условиях ЭА, собственный опыт по системному (внутривенному) применению основного сывороточного ферментного антиоксиданта, препарата «церулоплазмин», у больных РА (патент РФ № 2164416) и у кроликов с ЭА (патент РФ № 2395960), а также отсутствие сведений по клиническому использованию внутрисуставного введения церулоплазмина следует признать актуальным изучение влияния комплекса из ферментного и неферментного антиоксидантов на состояние соединительнотканных суставных структур и выраженность ЭА.

Для коррекции нарушений метаболизма костной ткани и кальций-фосфорного обмена у больных РА с определенным успехом используются системно вводимые препараты, модифицирующие состояние кости (Ершова О.Б., 2010; Лесняк О.М., Беневоленская Л.И., 2010). Однако до настоящего времени в литературе отсутствуют сведения по изучению влияния локально применяемых соединений на основе кальциотропного тиреоидного гормона - кальцитонина (препарат «миакальцик») на соединительнотканные элементы суставов и кальций-фосфорный обмен в условиях ЭА.

Цель исследования: оценка метаболических особенностей СТ млекопитающих в условиях физиологической нормы и ее реакций на локальное введение соединений естественного происхождения различной химической природы при ЭА.

Задачи:

1. Проведение сопоставительной оценки метаболического гомеостаза у кроликов в условиях физиологической нормы и ЭА, а также у практически

здоровых людей и больных РА с помощью оптимизации лабораторных методов исследования.

2. Сравнительный анализ особенностей обмена СТ в синовиальной системе коленного сустава и во всем организме в целом в условиях физиологической нормы и ЭА у кроликов.

3. Разработка оригинальной биологической модели ЭА у кроликов и проведение сравнительной оценки используемых моделей артрита.

4. Оценка внутрисуставного воздействия экзогенного сульфатированного ГАГ (хондроитинсульфат) на метаболические процессы в СТ у кроликов с ЭА в сравнении с интактными животными.

5. Изучение внутрисуставного воздействия экзогенного несульфатированного ГАГ (гиалуронат натрия) на обмен протеогликанов в СТ у кроликов с ЭА в сравнении с интактными животными.

6. Исследование влияния антиоксидантного комплекса, состоящего из ферментного антиоксиданта (церулоплазмин) и неферментного антиоксиданта (альфа-токоферол ацетата), на метаболизм СТ в синовиальной системе пораженного коленного сустава и во всем организме в целом в условиях ЭА у кроликов в сравнении с физиологической нормой.

7. Изучение внутрисуставного влияния экзогенного кальциотропного тиреоидного гормона (кальцитонин лосося) на обменные процессы в СТ, в том числе метаболизм костной и хрящевой ткани, и кальций-фосфорный обмен у кроликов с ЭА в сравнении с интактными животными.

Научная новизна

Оценка метаболического статуса у интактных животных и кроликов с ЭА, а также у практически здоровых лиц и больных РА с помощью оптимизированных лабораторных методов исследования продемонстрировала однонаправленные изменения метаболического гомеостаза в условиях ревматоидного воспаления у млекопитающих в сравнении с физиологической нормой.

Установленное нарушение метаболизма СТ проявлялось локальными воспалительно-деструктивными процессами в тканях пораженных суставов, что сопровождалось перераспределением фракционного состава ГАГ, активацией процессов перекисного окисления липидов и относительной несостоятельностью сывороточного ферментного звена антиоксидантной системы, а также повышением общего цитоза и изменением качественного состава клеточных элементов в синовиальном содержимом коленных суставов животных. Нарушения системного гомеостаза заключались в нарушении обмена протеогликанов СТ, интенсификации процессов перекисного окисления липидов, относительной несостоятельности сывороточного ферментного звена антиоксидантной системы, напряженности иммунологических реакций, нарушении окислительного гомеостаза и кальций-фосфорного обмена.

Объективно обоснованы новые методические подходы к оценке активности воспалительного процесса, метаболического гомеостаза и неспецифической резистентности организма.

Обоснован новый принцип формирования ЭА у кроликов.

Продемонстрированы особенности обменных процессов в СТ вследствие регулирующего воздействия некоторых соединений естественного происхождения различной химической природы: суфатированных и несульфатированных ГАГ, ферментных и неферментных антиоксидантов, кальциотропного тиреоидного гормона.

Впервые в условиях ЭА у животных обоснован новый способ внутрисуставного введения сульфатированного ГАГ хондроитинсульфата (препарат «мукосат»), модулирующего метаболизм СТ в синовиальной системе пораженных суставов и в организме в целом (патент РФ № 2347572).

Впервые в условиях ЭА доказано регулирующее влияние внутрисуставного введения несульфатированного ГАГ гиалуроната натрия (препарат «гиалган») на метаболизм СТ (патент РФ № 2341268).

Экспериментально доказана эффективность влияния антиоксидантного комплекса, состоящего из ферментного и неферментного антиоксидантов, на обмен протеогликанов СТ, состояние процессов перекисного окисления липидов и активность антиоксидантной системы как локально в синовиальной системе пораженных суставов, так и во всем организме в целом.

Впервые показано модифицирующее влияние экзогенного кальциотропного тиреоидного гормона кальцитонина лосося (препарат «миакальцик»), вводимого внутрисуставно, на локальные и системные проявления ЭА у кроликов, а также на кальций-фосфорный обмен, метаболизм субхондральной кости и суставного хряща (патент РФ № 2269355).

Обосновано концептуальное представление об однотипной реакции СТ в условиях ЭА на воздействие экзогенных соединений естественного происхождения различной химической природы, заключающейся в модуляции как локального, так и системного воспалительного ответа.

Практическая значимость работы

Разработанная новая оригинальная модель ЭА у животных (патент РФ № 2351021) ускоряет формирование артрита у кроликов, что облегчает изучение обменных процессов в СТ и оценку проводимой коррекции имеющихся нарушений метаболического гомеостаза организма в условиях данной патологии.

Усовершенствование способов объективной лабораторной оценки состояния людей и животных оптимизирует определение активности воспалительного процесса, а также наличия и степени выраженности метаболических нарушений и неспецифической резистентности организма.

Впервые для оценки активности воспалительного процесса у больных РА предложено использование определения содержания молекул средней массы (патент РФ № 2101703).

Предложенная модификация определения содержания молекул средней массы делает ее удобной для широкого использования в эксперименте и клинической практике для оценки наличия и степени выраженности метаболических нарушений (патент РФ№ 2193780).

Впервые для оценки выраженности неспецифической резистентности организма предложено определение активности церулоплазмина с одновременным измерением уровня молекул средней массы (патент РФ № 2350963).

Полученные результаты создают научную основу для дальнейшего изучения возможности локального использования соединений естественного происхождения различной химической природы в коррекции метаболических нарушений СТ у больных РА в клинической практике.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Предложена оригинальная биологическая модель ЭА для изучения особенностей обменных процессов в СТ и проведения необходимой коррекции имеющихся метаболических нарушений.

2. Положительная динамика метаболизма протеогликанов в синовиальной системе коленного сустава и во всем организме в целом вследствие локального введения экзогенных сульфатированных и несульфатированных ГАГ в условиях ЭА сопровождается выраженными противовоспалительным и антиоксидантным эффектами.

3. Воздействие антиоксидантного комплекса у кроликов с ЭА оказывает регулирующее влияние на метаболизм СТ и обмен протеогликанов, состояние процессов перекисного окисления липидов и активность антиоксидантной системы в соединительнотканных суставных структурах и во всем организме в целом.

4. Внутрисуставное введение экзогенного кальциотропного тиреоидного гормона (кальцитонина), регулирующего кальций-фосфорный обмен, оказывает модифицирующее действие на структурно-функциональное состояние субхондральной кости и суставного хряща у кроликов с ЭА, снижая выраженность клинических проявлений заболевания.

Апробация работы

Основные положения работы представлены на: конференции «Физиология и патология перекисного окисления липидов, гемостаза и иммуногенеза» (Полтава, 1993); Международном конгрессе по реабилитации в медицине (Сочи, Дагомыс, 1995); Конференции "Физиологические механизмы развития экстремальных состояний" (С.-Петербург, 1995); V Российском съезде специалистов по лабораторной диагностике (Москва, 1995); Второй конференции Российской Ассоциации по изучению боли (С.-Петербург, 1995), Всероссийской конференции молодых ученых (С.-Петербург, 1996); Всероссийской конференции "Клиническая лабораторная диагностика -состояние и перспективы" (С.Петербург, 1996); I Российском конгрессе по патофизиологии (Москва, 1996);

Национальных днях лабораторной диагностики России (Москва, 1997); II Всероссийском съезде ревматологов (Тула, 1997); VI Съезде травматологов-ортопедов России (Н.-Новгород, 1997); Конференции молодых ученых «Травмы и заболевания опорно-двигательной системы» (Саратов, 1998); Конгрессе травматологов-ортопедов России «Новые имплантанты и технологии в травматологии и ортопедии» (Ярославль, 1999), VI Российском национальном Конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 1999); Научно-практической конференции «Современные аспекты глюкокортикоидной терапии ревматических заболеваний» (Москва, 1999); Всероссийской конференции «Медико-социальные проблемы костно-мышечных заболеваний в XXI веке» (Москва, 2000); VIII Всероссийском национальном Конгрессе «Человек и лекарство" (Москва, 2001); Всероссийской научно-практической конференции «Новые технологии в медицине» (Саратов, 2001); II международной научно-практической конференции «Здоровье и образование в XXI веке» (Москва, 2001); Конференции «Лабораторные исследования в хирургии, акушерстве и травматологии» (Саратов, 2002); Всероссийской научной конференции «Биохимия — медицине», посвященной 110-летию кафедры клинической биохимии и лабораторной диагностики Военно-медицинской академии и 100-летию со дня рождения академика АМН СССР Г.Е. Владимирова, (С.-Петербург, 2002); научно-практической конференции «Актуальные вопросы детской травматологии и ортопедии» (С.-Петербург, 2004); съезде «Национальные дни лабораторной медицины России (Москва, 2005); IV съезде ревматологов России (Казань, 2005); Российской научно-практической конференции «Новые технологии в травматологии и ортопедии и военно-полевой хирургии» (Новосибирск, 2008); IV конференции «Проблема остеопороза в травматологии и ортопедии» (Москва, 2009); научно-практической конференции «Лабораторная медицина в свете Концепции развития здравоохранения России до 2020 года» (Москва, 2009); IX съезде травматологов-ортопедов (Саратов, 2010); Научно-практической конференции «Илизаровские чтения» (Курган, 2011), а также на заседаниях областного научно-практического общества травматологов-ортопедов и Ассоциации клинической лабораторной диагностики (Саратов, 1996, 1997, 2002, 2005,2009,2010,2012).

Материалы предложений по теме диссертации внедрены в практику работы следующих лечебных и учебных учреждений: Республиканский артрологический центр при Саратовском НИИ травматологии и ортопедии (Саратов); клиника кожных и венерических болезней Саратовского медицинского университета (Саратов); факультетская терапевтическая клиника, Клиническая больница № 3 при СГМУ (Саратов); Областная клиническая больница (Саратов); ревматологическое отделение Городской клинической больницы № 3 им. С.М. Кирова (Астрахань);' Кабардино-Балкарская Республиканская клиническая больница (Нальчик); центральная районная больница (Вольск); кафедра клинической лабораторной диагностики Института усовершенствования врачей

(Пенза); кафедра физико-химических основ медицины и лабораторной диагностики Ставропольского Государственного университета (Ставрополь). Имеется 20 актов внедрения.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 54 работы: 1 монография, 32 работы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикаций материалов докторских диссертаций, в том числе 9 патентов РФ на изобретение.

Обоснование научной идеи, разработка, постановка и проведение всех экспериментальных исследований выполнялись лично автором.

Структура и объем диссертации Диссертационная работа изложена на 314 страницах, иллюстрирована 47 таблицами, 59 рисунком, приведен 1 пример.

Диссертация состоит из введения; 9 глав, включая обзор литературы, описание материалов и методов исследования, результатов собственных исследований и обсуждения полученных данных, а также выводов и приложения. Указатель литературы включает 537 источников (175 отечественных и 362 иностранных авторов).

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Характеристика экспериментальных животных и условия проведения

эксперимента

Экспериментальное исследование выполнено на 179 кроликах породы "Шиншилла Русская", весом 3,0-3,6 кг.

Все обследуемые животные были разделены на следующие серии: интактные животные составили контрольную (первую) серию, животные с сформированным ЭА составили (вторую) серию сравнения и опытную (третью) серию. Первая серия (контрольная): 1 группа - 10 интактных кроликов, результаты анализов которых принимались за нормальные величины; 2 группа - 6 интактных кроликов сразу выводились из эксперимента для получения нормальной гистоморфометрической картины суставных тканей животных. Вторая серия (сравнения) разделялась на следующие группы: 3 группа -24 кролика, иммунизированных по методу РеШрЬег Е.Я. й а1. (1988); 4 группа - 30 кроликов, иммунизированных новым предлагаемым способом (патент РФ № 2351021); 5 группа - 10 кроликов с артритом, получавшие 5 внутрисуставных инъекций по 0,05 мл изотонического 0,9% раствора хлорида натрия, проводимые 1 раз в 3 дня; 6 группа - 8 кроликов с ЭА, получавшие 3 внутрисуставных инъекций по 0,1 мл изотонического 0,9% раствора хлорида натрия, проводимых через 3 дня; 7 группа - 9 кроликов с ЭА, получавшие 4 внутрисуставные инъекции по 1 мл изотонического 0,9% раствора хлорида натрия, проводимые 1 раз в неделю; 8 группа - 10 кроликов с ЭА, получавшие 4 внутрисуставные еженедельные инъекции по 0,1 мл изотонического 0,9% раствора хлорида натрия, проводимые 1 раз в неделю. Третья (опытная) серия была разделена на следующие группы: 9 группа - 18 кроликов с ЭА, получавшие 5 внутрисуставные инъекции «мукосата» по 0,05 мл в дозе 1,4 мг на 1 кг массы тела, проводимые 1 раз в 3 дня; 10 группа -

17 кроликов с ЭА, получавшие 3 внутрисуставные инъекции «гиалгана» по 0,1 мл из расчета 0,3 мг на 1 кг массы тела, проводимые через 3 дня; 11 группа - 17 кроликов с ЭА с 4-мя внутрисуставными инъекциями «церулоплазмина» 1 раз в неделю по 1 мл из расчета 2,5 мг на 1 кг массы тела и пероральным введением 10 % масляного раствора «альфа-токоферола ацетата» в дозе по 2 капли ежедневно в течение всего курса; 12 группа - 20 кроликов с ЭА, получавшие 4 внутрисуставные инъекции «миакальцика» по 0,1 мл в разовой дозе 10 ME, проводимые 1 раз в неделю.

Животные содержались в стандартных условиях вивария со свободным доступом к воде и пище по 1-2 однополых особи в клетке.

Все манипуляции проводись с соблюдением правил асептики.

Клинико-лабораторное обследование у всех животных с ЭА проводилось в динамике и осуществлялось в следующие сроки: до и после формирования модели артрита, после завершения курса инъекций, перед выведением животных из эксперимента. Кролики серии сравнения обследовались в те же сроки, что и животные соответствующих групп опытной серии.

Выведение животных из эксперимента проводилось через 2-3 дня после окончания курса инъекций. Эвтаназия осуществлялась путем создания воздушной эмболии с последующим забором тканей коленных суставов для гисто-морфометрического обследования. Все эксперименты на животных проводились в соответствии с требованиями Приказа Минздрава СССР № 755 от 12.08.1977 (приложение 3, 4 «Правила проведения работ с использованием экспериментальных животных») и согласно «Руководству по экспериментальному изучению новых фармакологических веществ» (2000 г.).

Характеристика практически здоровых лиц и больных ревматоидным

артритом

В исследование были включены 86 практически здоровых лиц (добровольных доноров) в возрасте от 20 до 59 лет, из них 40 мужчин и 46 женщин, которые составили группу контроля.

В качестве доноров отбирались люди, не имеющие вредных привычек, без хронических заболеваний, способных оказать негативное влияние на метаболические процессы и исказить данные проведенных исследований, что могло бы затруднить интерпретацию полученных результатов. Состояние здоровья практически здоровых лиц оценивалось по данным собранного анамнеза и результатам клинического (измерение артериального давления, подсчет пульса, определение частоты дыхания и тонов сердца) и лабораторного обследования.

Также были обследованы 162 больных РА. При постановке диагноза руководствовались усовершенствованными критериями, предложенными комитетом экспертов Американской ревматологической ассоциации (АРА). Для исследования отбирались больные без висцеральной патологии и тяжелых сопутствующих заболеваний, способных вызвать дополнительные метаболические нарушения и повлиять, таким образом, на исследуемые показатели.

Среди обследованных преобладали женщины среднего возраста - 131 человек (80,86%). Мужчин было - 31 (19,14%). Возраст больных колебался от 18 до 69 лет (возраст женщин - от 18 до 69, а мужчин - от 25 до 68 лет). Подобное половое и возрастное распределение является характерным для данной патологии. Средняя продолжительность заболевания у мужчин и женщин была примерно одинаковой и составляла соответственно 7,82±0,90 и 7,54±1,01 года. У большей части пациентов была серопозитивная форма заболевания, медленно прогрессирующий характер течения, множественное поражение суставов.

Методы исследования

Обследование животных и людей проводилось с помощью клинических, инструментальных и лабораторных методов исследования.

У животных клинические методы предусматривали осмотр, оценку состояния и поведения, определение массы тела, пальпацию и измерение окружности и объема активных и пассивных движений в обоих коленных суставах.

Инструментальные методы включали в себя тепловизионную термографию, объективно оценивающую наличие и выраженность воспалительных процессов в тканях коленных суставов животных.

Лабораторные исследования включали в себя анализ крови и синовиального содержимого суставной полости и состояли из гематологических (определение СОЭ, уровня гемоглобина, эритроцитов и лейкоформулы); цитологических (определение общего цитоза и клеточного состава суставного содержимого); биохимических; иммунологических и гистоморфометрических методов. С помощью биохимических методов оценивался метаболизм СТ по протеогликанам, определение которых проводилось по уровню ГАГ в сыворотке крови и синовиальном содержимом, количественно определяемых по уроновым кислотам и гексозам; характеризовалось состояние процессов перекисного окисления липидов по уровню малонового диальдегида и антиоксидантной системы по активности сывороточного ферментоного антиоксиданта церулоплазмина в сыворотке крови и синовиальном содержимом; изучался окислительный гомеостаз по показателям газового состава и лактата крови. Состояние отдельных видов обмена оценивалось по уровню общего белка, глюкозы, мочевины, определяемых в сыворотке крови. Функциональное состояние печени определялось по активности ферментов аланинаминотрансферазы, аспартатаминотрансферазы и глутамиламинотрансферазы. Оценка состояния кальций-фосфорного обмена проводилась по уровню неорганического фосфора, общего и ионизированного кальция. Интегральная оценка метаболического гомеостаз осуществлялась по содержанию молекул средней массы.

Гемокоагуляционные методы показывали количественное и качественное измерение состояния свертывающей системы крови, проводимое на анализаторе гемостаза ТЕО 5000.

Иммунологические методы включали определение содержания циркулирующих иммунных комплексов и комплементарной активности.

Морфологические методы оценивали состояние макро- и микроструктуры тканей коленного сустава: параартикулярные ткани (связки, синовиальная оболочка, сухожилия), мениски, суставной хрящ, субхондральная кость.

Гистологическое исследование тканей коленных суставов животных включало окраску гематоксилин-эозином, выявляющую структуру тканей, окраску толуидиновым голубым при различных значениях рН для выявления ГАГ, окраску пикрофуксином по Ван Гизон для выявления коллагеновых волокон и оценки их внеклеточной деградацки, окраску по методу С.П. Шуенинова для обнаружения фибрина, являющегося одним из признаков экссудативного характера воспаления, окраску по Браше для выявления рибонуклеопротеидов, показателя биосинтетической функции клеток, а так же полуколичественную оценку в баллах (от 0 до 4) суммы общепринятых признаков поражения.

У больных РА обследование, принятое в ревматологии, включало проведение рентгенологического исследования пораженных суставов, оценку выраженности суставного синдрома, выявление общей и местной активности воспалительного процесса, проведение лабораторных исследований: гематологические, биохимические, иммунологические (определение циркулирующих иммунных комплексов, классов циркулирующих иммуноглобулинов, С-реактивного протеина, ревматоидного фактора, криоглобулинов). Проводилась детальная оценка метаболизма СТ, а так же определялось состояние процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы теми же методами, что и у экспериментальных животных.

Статистическая обработка полученных данных проводилась с использованием пакета прикладных программ "Medstat", предназначенных для обработки результатов медицинских и биологических наблюдений, с вычислением средней арифметической (М), среднеквадратического отклонения (а), средней ошибки средней арифметической (m), коэффициента достоверности (t), показателя вероятности (р).

В работе было использовано две экспериментальные модели артрита: модель Pettipher E.R. et al., (1989) и новая разработанная в настоящем исследовании (патент РФ № 2351021), детальное описание которой приведено в главе 3.

В качестве соединений естественного происхождения в работе были использованы лекарственные препараты:

1) Мукосат «Mucosatum» 10 % раствор хондроитинсульфата, получаемый из трахеи крупного рогатого скота, выпускаемый ГУ «Государственный институт кровезаменителей и медицинских препаратов».

2) Гиалган «Hyalgan» (Sodium Hyaluronate), выпускаемый итальянской формой Fibia S.p.A. Abano Terme, представляющий собой 1 % раствор

высокомолекулярного гиалуроната натрия, полимера семейства гликозаминогликанов.

3) Церулоплазмин «Ceruloplasminum», выпускаемый киевским предприятием по производству бактерийных препаратов из отходов производства препаратов крови в виде лиофилизированного порошка или пористой массы голубого цвета.

4) Альфа-токоферол ацетата (витамин Е) «a-Tocopheroli acetatis (Vitamini Е)», производимый ОАО «INC Марбиофарм», представлявший собой 10 % раствор бесцветной, вязкой и маслянистой жидкости без запаха.

5) Миакальцик «Miacalcic», выпускаемой Швейцарской фирмой Novartis Pharma AG в виде раствора для инъекций 100 МЕ/мл.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ 1. Состояние метаболического гомеостаза в условиях физиологической нормы и экспериментального артрита

При изучении метаболического гомеостаза у животных с ЭА были обнаружены локальные и системные его нарушения в сравнении с физиологической нормой.

У кроликов с ЭА в сравнении с интактными животными было обнаружено статистически достоверное (р<0,05) повышение уровня ГАГ в сыворотке крови, определяемых по уроновым кислотам и гексозам (табл. 1). Эти изменения были аналогичны таковым при изучении обменных процессов в CT у больных РА, у которых также имелось статистически достоверное (р<0,05) повышение содержания ГАГ в сыворотке крови по сравнению со здоровыми лицами.

В условиях ЭА были обнаружены изменения процессов перекисного окисления липидов и активности антиоксидантной системы. В сравнении с интактными животными у кроликов с ЭА, как и у людей с РА, имелось повышение уровня малонового диапьдегида, несмотря на повышенную активность церулоплазмина (табл. 1).

В данном исследовании у кроликов с ЭА в сравнении с интактными животными было обнаружено нарушение кальций-фосфорного обмена, что проявлялось статистически достоверным (р<0,05) повышением уровня как общего, так и ионизированного кальция, и снижением содержания неорганического фосфора (табл. 1).

У кроликов с ЭА при сравнении с интактными животными имелось нарушение окислительного гомеостаза, установленное по изменению показателей газового состава крови. Наблюдалось существенное снижение уровня pH крови и увеличение дефицита буферных оснований. При этом происходило снижение напряжения кислорода в сыворотке крови на фоне значительного повышения уровня лактата (табл. 1). Выше описанные изменения позволили оценить состояние метаболизма животных с ЭА как нарушение окислительного гомеостаза в виде метаболического ацидоза, что согласуется с известными данными о его развитии у больных РА вследствие нарушения окислительно-восстановительных

процессов, накопления недоокисленных продуктов обмена и продуктов перекисного окисления липидов, а также возникающих электролитных сдвигов.

Таблица 1

Показатели метаболического гомеостаза экспериментальных животных _(М±т)___

Показатели Интактные кролики (п=10) Кролики с артритом (п=30)

Гликозаминогликаны (уроновые кислоты, *10 'г/л) 1,71 ±0,01 2,58±0,08*

Гликозаминогликаны (гексозы, *10': г/л) 2,58±0,11 4,08±0,09*

Малоновый диальдегид (мкмоль/л) 3,74±0,06 4,2&±й,09*

Церулоплазмин (у.е.) 24,59±0,54 44,14±0,60*

Циркулирующие иммунные комплексы (у.е.) 12,3 WO,46 22,40±0,31 *

Комплементарная активность (СН50, у.е.) 12,22±0,25 7,62±0Д0*

Общий кальций (ммоль/л) 2,78±0,02 3,50±0,05*

Ионизированный кальций (ммоль/л) 1,48±0,01 2,44±0,03*

Неорганический фосфор (ммоль/л) 2,45±0,13 2,11±0,06*

pH 7,41±0,01 7,31±0,02*

рОг (mmHg) 73,91±0,63 65,02±3,90*

BE vv (mmol/1) -2,59±0,07 -9ДЗ±0,05*

Лактат (ммол/л) 10,93±0,21 18,61±0,08*

Молекулы средней массы (ед. опт. пл.) 0,23±0,01 0,31±0,01*

Примечание: * - достоверная разница показателей (р<0,05) между интактными животными и животными с артритом, п - число наблюдений.

Развивающийся в очаге воспаления ацидоз, не являясь фактором, инициирующим воспаление, способствует сохранению и хронизации воспалительного процесса. При РА вовлечение в патологический процесс микроциркуляторного русла приводит к возникновению гипоксии и нарушению окислительного гомеостаза. Гипоксия, преобладание гликолиза, накопление недоокисленных продуктов обмена, лактата, снижение рН в очаге поражения с одной стороны стимулируют биосинтетическую активность фибробластов, а с другой стороны способствуют увеличению проницаемости лизосомальных мембран и выходу из клеток лизосомальных энзимов, участвующих в деградации экстрацеллюлярного матрикса СТ и других соединительнотканных структур, усугубляя тем самым тяжесть патологического процесса.

Оценка состояния свертывающей системы крови у животных с ЭА в сравнении с интактными кроликами показала картину гиперкоагуляции за счет увеличения максимальной амплитуды тромбоэластограммы, обусловленного повышенной способностью к агрегации тромбоцитов и увеличением количеством фибрина, что отражено на тромбоэластограммах (рис. 3, 4). У больных РА имеющаяся выраженная диспротеинемия с осаждением грубодисперсных белков, в частности, фибрина приводит к грубому нарушению гемостаза организма.

Рис. 2. Тромбоэластограмма кролика с экспериментальным артритом в сравнении с нормой.

По сравнению с данными, имевшимися у интактных животных, у кроликов с ЭА имелась напряженность иммунологических реакций в виде повышения содержания циркулирующих иммунных комплексов с одновременным снижением комплементарной активности (табл. 1). Как известно, РА является системным иммуновоспалительным заболеванием с тяжелыми нарушениями иммунитета, характеризующимся как аутоиммунитет и аутовоспаление (МсОог^1е О., МсОегтоП М.Р., 2006).

Для оптимизации оценки метаболического гомеостаза был предложен новый способ определения молекул средней массы (патент РФ № 2193780), которые являются общепринятым биохимическим маркером метаболических нарушений и в том числе синдрома эндогенной интоксикации, при различных патологических состояниях, содержание которых коррелирует с основными клиническо-лабораторными проявлениями метаболических изменений и отражает их совокупность в организме (Стогов М.И., Лунева С.Н., Ткачук Е.Л., 2010). При

проведении данного теста у кроликов с ЭА было обнаружено статистически достоверное (р<0,05) повышенное содержание молекул средней массы в сравнении с нормальными величинами у интактных животных (табл. 1), что доказывало наличие выраженных метаболических нарушений.

У людей особенности РА, а именно: нарушение обменных процессов в СТ пораженных суставов, активация свободнорадикальных реакций и процессов перекисного окисления липидов с последующими необратимыми повреждениями клеточных и митохондриальных мембран, выраженные иммунные нарушения; патологические изменения микроциркуляции, тканевая гипоксия и ацидоз, накопление недоокисленных продуктов обмена, а также токсинов, исходящих из ишемизированных тканей пораженных суставов; глубокие метаболические сдвиги вплоть до смещения кислотно-щелочного равновесия, создают предпосылки для возникновения синдрома эндогенной интоксикации (Карякина Е.В., 1998).

Таким образом, у животных с ЭА и у людей с РА в сравнении с физиологической нормой имеются однонаправленные изменения метаболического гомеостаза организма.

2. Моделирование экспериментального артрита В данном диссертационном исследовании была разработана новая биологическая модель ЭА и проведено ее сравнение с моделью Реи1рЬег Е.Я. е1 а1. (1988).

Таблица 2

Результаты гематологического исследования

экспериментальных животных (М±т)_

Показатели Интактные кролики (п=10) Кролики, иммунизированные по новому способу (патент РФ № 2351021)(п=30) Кролики, иммунизированные по методу РеШрЬег Е.Я. Л а1., (п=24)

СОЭ (мм/ч) 2,80±0,20 6,40±0,31* 6Д9±0,27**

Эритроциты (х1012/л) 4,04±0,10 3,26±0,05* 3,22±0,07**

Лейкоциты (хЮ'/л) 7,60±0,11 11,18±0,11* 9,44±0,09**'***

Палочкоядерные нейтрофилы (%) 3,96±0,18 6,31±0,49* 6,87±0,09**

Сегментоядерные нейтрофилы (%) 42,60+0,81 53,93±0,46* 51,68±0,49**'***

Лимфоциты (%) 47,80±0,84 32,13±0,37* 33,16±0,63**

Эозинофилы (%) 1,49±0,10 2,46±0,06* 2,63±0,08**

Моноциты (%) 3,44±0,12 4,49+0,07* 4,60±0,13**

Примечание: * - достоверная разница (р<0,05) между показателями интактных кроликов и кроликов, иммунизированных по новому способу, ** - достоверная разница (р<0,05) между показателями интактных кроликов и кроликов, иммунизированных по методу РеИ1рЬег Е.Я. е1 а)., *** -достоверная разница (р<0,05)'между показателями кроликов, иммунизированных по новому способу, и кроликов, иммунизированных по методу РеЙрЬег Е.Я.; п - число наблюдений.

У кроликов с ЭА развитие ревматоидного воспаления при обоих способах моделирования сопровождалось локальными и системными клинико-лабораторными проявлениями: повышением окружности сустава, снижением объема активных и пассивных движений в нем.

По данным гематологического исследования у животных с ЭА имелось повышение общей активности воспалительного процесса в течение всего периода наблюдений по сравнению с нормальными показателями у интактных кроликов, при этом отмечалось значительное повышение СОЭ, уменьшение количества эритроцитов, повышение количества лейкоцитов и характерные изменения лейкоформулы (табл. 2).

Наличие местной активности воспаления подтверждалось результатами тепловизионного исследования и статистически достоверным (р<0,05) повышением общего цитоза и изменением качественного состава клеточных элементов синовиального содержимого коленных суставов, при детальном изучении которого определялись нейтрофилы, макрофаги, лимфоциты и рагоцитоподобные клетки с характерными включениями в цитоплазме, соответствующие рагоцитам у больных РА, в отличие от интактных животных, у которых в синовиальном содержимом клеточные элементы практически не определялись. Следует отметить, что данные изменения наблюдались у животных при обоих способах моделирования артрита (табл. 3).

Таблица 3

Показатели цитологического исследования синовиального содержимого коленных суставов кроликов (М±т)

Показатели Интактные кролики (п-Ю) Кролики, иммунизированные по новому способу, (патент РФ № 2351021) (п=30) Кролики, иммунизированные по методу Pettipher E.R. et al., (п=24)

Общий цитоз (*109/л) 0,15±0,01 2,18±0,09* 2,20±0,07**

Нейтрофилы (частота встречаемости, %) 9,51±0,П 57,02±0,65* 56,70±0,72**

Лимфоциты (частота встречаемости, %) 8,43±0,10 44,95±0,42* 44,60±0,56**

Макрофаги (частота встречаемости, %) 0 46,34±0,47* 43,63±0,45**'***

Рагоцитоподобные клетки (частота встречаемости, %) 0 33,15±0,46* 33,13±0,78**

Примечание: * - достоверная разница (р<0,05) между показателями интактных кроликов и кроликов, иммунизированных по новому способу, ** - достоверная разница (р<0,05) между показателями интактных кроликов и кроликов, иммунизированных по методу РеШрЬег ЕЯ. е! а!., *** -достоверная разница (р<0,05) между показателями кроликов, иммунизированных по новому способу, и кроликов, иммунизированных по методу РеШрЬег Е.11., п - число наблюдений.

В условиях ЭА, как у животных, так и у людей с РА имелись выраженные нарушения метаболизма протеогликанов с их потерей соединительнотканными суставными структурами, нарастанием содержания и перераспределением фракционного состава ГАГ в биологических жидкостях организма. Причем описанные изменения имелись как у животных, иммунизированных по методу РеИлрИег Е.Я. е1 а1., (1988), так и у животных, иммунизированных по новому способу, в сравнении с нормальными показателями, полученными у интактных животных (рис. 3).

Согласно полученным данным, в синовиальном содержимом коленных суставов кроликов с ЭА по сравнению с показателями у интактных животных, было обнаружено значительное снижение общего содержания ГАГ с одновременным нарастанием количества их сульфатированных фракций.

Вышесказанное свидетельствовало о нарушении обмена протеогликанов в соединительнотканных суставных структурах, причем при использовании обеих моделей эти изменения были сопоставимы.

Рис. 3. Показатели метаболизма Рис. 4. Иммунологические показатели,

соединительной ткани.

Развитие ЭА у животных сопровождалось и напряженностью иммунологических реакций, что отражено на рисунке 4. При этом происходило значительное увеличение содержания в крови циркулирующих иммунных комплексов с одновременным снижением комплементарной активности по сравнению с результатами, имевшимися у интактных животных.

Параллельно с этим было обнаружено повышение активности ферментов аланинаминотрансферазы, аспартатаминотрансферазы и

глутамиламинотрансферазы, свидетельствовавшее о нарушении функционального состояния печени (табл. 4). Изменение этих показателей при обеих моделях было сопоставимо и однонаправлено.

Также наблюдались нарушения белкового и углеводного обмена у кроликов с артритом. Изменение белкового обмена у животных с ЭА проявлялось

статистически достоверным (р<0,05) повышением уровня общего белка при использовании обеих моделей по сравнению с интактными кроликами (табл. 4).

Нарушение углеводного обмена у кроликов с ЭА проявлялось повышением содержания глюкозы в сыворотке крови кроликов, иммунизированных новым методом, и в группе животных, иммунизированных известным методом РеНлрЬег Е.Я. При этом имелось нарушение и выделительной функции почек. Было обнаружено повышение уровня мочевины в обеих опытных группах (табл. 4).

Таблица 4

Биохимические показатели крови экспериментальных животных (М±ш)

Показатели Интактные кролики (п=10) Кролики, иммунизированные по новому способу, (патент РФ № 2351021) (п=30) Кролики, иммунизированные по методу РеиірЬег Е.Я. Й аі., (п=24)

Обший белок (г/л) 56,82±0,13 58,17±0,10* 58,10±0,12**

Мочевина (ммол/л) 5,47±0,17 6,49±0,09* 5,76±0,10***

Глюкоза (ммол/л) 3,63±0.21 4,98±0Д2* 5,04±0,15**

Лактат (ммол/л) 10,93±0Д1 18,61±0,08* 18,53±0,09**

Аланинамино-трансфераза (Е/л) 25,07±0,37 34,59±0,33* 35,03±0,16**

Аспартатамино-трансфераза (Е/л) 47,89±0,85 50,45±1,11 50,07±1,52

Глутамиламино-трансфераза (Е/л) 4,1040,21 5,13±0,09* 4,48±0,13

Примечание: * - достоверная разница (р<0,05) между показателями интактных кроликов и кроликов, иммунизированных по новому способу, ** - достоверная разница (р<0,05) между показателями интактных кроликов и кроликов, иммунизированных по методу РеШрЬег Е.Я. <й а1., *** -достоверная разница (р<0,05) между показателями кроликов, иммунизированных по новому способу, и кроликов, иммунизированных по методу РеЙрЬег Е.Л.; п - число наблюдений.

При гистоморфометрическом исследовании тканей коленных суставов кроликов с новой моделью артрита в сравнении с тканями коленных суставов интактных кроликов было выявлено той или иной степени выраженности утолщение параартикулярных тканей, разволокнение пучков коллагеновых волокон и слабая периваскулярная метахромазия, свидетельствующая о наличии мукоидного набухания - признака дезорганизации СТ. При этом определялась умеренно выраженная пролиферация фибробластов и слабая лимфоидноклеточная инфильтрация.

Синовиальная оболочка была утолщена и разрыхлена. Определялась очаговая пролиферация синовиоцитов, выявлялась гиперплазия ворсин и пролиферация крупных молодых пиронинофильных форм фибробластов. Имелись воспалительно-экссудативные признаки в виде разрыхления поверхностного слоя. Определялся пролиферативный эндоваскулит.

Из признаков дезорганизации СТ выявлялась периваскулярная метахромазия как результат усиленного синтеза ГАГ фибробластами и

синовиоцитами, а также декомпозиции белково-углеводных комплексов экстрацеллюлярного матрикса. Обнаружен склероз, проявлявшийся периваскулярным фиброзом и уплотнением стромы субинтимального слоя.

В менисках выявлялась пролиферация фибробластов, ослабление метахромазии глубоких зон и плазматические клетки.

В суставном хряще кроликов с ЭА в сравнении с хрящом интактных животных (рис. 5) имелись дегенеративные изменения типичные для артрита: очаговая потеря наружных слоев поверхностной зоны хряща, очаговое разволокнение поверхностной и частично основной зон, диффузная ортохромазия, свидетельствующая о выходе ГАГ, потеря хондроцитов и дистрофия оставшихся, что сопровождалось пиронинофилией и повышением активности кислой фосфатазы - маркерного фермента лизосом.

Наиболее выраженным признаком поражения суставного хряща была потеря ГАГ поверхностной и частично основной зонами, что свидетельствовало о деградации его матрикса (рис. 6).

При этом было нарушено и строение субхондральной кости с атрофией субхондральной пограничной пластинки и истончение трабекул, свидетельствующее о потере костного вещества.

- »

* & *»• ■

'Ок а«.»».і

Рис. 5. Микрофото тканей суставного хряща интактного кролика. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. об. 20, ок. 10

Анализ результатов гистоморфометрического исследования показал, что у всех животных с ЭА имелись выраженные воспалительно-деструктивные изменения всех соединительнотканных суставных структур, где развилось ревматоидное воспаление, морфологическим субстратом которого также как и у больных РА, являются взаимосвязанные между собой процессы воспалительной инфильтрации с пролиферацией синовиоцитов и дезорганизация матрикса соединительнотканных структур, формирующих элементы сустава. Аналогичная

гистоморфометрическая картина наблюдалась и у тех кроликов, где ЭА моделировался по методу РеШрЬег Е.Я. е1 а1., (1988).

СацЫ^ШТО

рпчиояокнагам •»*ссц>(\««яттюп*1>ич->г»-> млтршссп & X О!

" >

Ч^-Л'-*

1срныЛ ~ . Ч.Ц >1II11

Рис. 6. Микрофото тканей суставного хряща кролика с экспериментальным артритом. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. об. 20, ок. 10

Принципиальное отличие предлагаемого способа моделирования ЭА у кроликов заключается в дополнительном внутривенном введении папаина, протеолитического фермента растительного происхождения, приводящего к ускоренной деградации белково-углеводных компонентов экстрацеллюлярного матрикса соединительнотканных суставных структур, что позволяет исключить повторную иммунизацию животных как в модели РеШрИег Е.Я. е1 а1. (1988) и способствует формированию ЭА с характерными клинико-лабораторными проявлениями в более ранние сроки (на 14-16 сутки в отличие от известной модели, где артрит формировался только на 21-22 сутки).

Сопоставимость клинических проявлений и изменения результатов инструментального и лабораторного обследования животных сравниваемых моделей, а также надежность и оперативность адекватного воспроизведения ЭА позволяют рекомендовать новую модель (патент РФ № 2351021) для изучения метаболических нарушений при данной патологии, совершенствования методов диагностики и апробации различных схем медикаментозной и немедикаментозной коррекции с использованием как местно-, так и системно действующих препаратов.

3. Реакция соединительной ткани на внутрисуставное введение экзогенного сульфатированного гликозаминогликана (хондроитинсульфат) у кроликов с экспериментальным артритом в сравнении с интактными животными

Сульфатированные ГАГ относятся к важнейшим структурно-функциональным компонентам СТ, в частности, матрикса суставного хряща. Известна положительная реакция СТ на системное (пероральное и

парентеральное) введение экзогенных сульфатированных ГАГ у людей и животных. С целью изучения особенностей реакции CT на внутрисуставное введение экзогенного хондроитинсульфата было обследовано 18 кроликов с ЭА, получавших внутрисуставные инъекции препарата «мукосат» и 10 кроликов, получавших 0,9 % изотонический раствор хлорида натрия.

Полученные результаты показали, что после внутрисуставных инъекций препарата "мукосат" в опытной группе животных на фоне улучшения клинической картины заболевания отмечались и значительные положительные сдвиги в данных лабораторных исследований как местно в синовиальной системе пораженных суставов, так и во всем организме в целом. Улучшение клинического состояния животных опытной группы проявлялось увеличением массы тела, повышением аппетита, а также положительными изменениями status localis -выраженное уменьшение отека пораженного сустава, увеличение активных и пассивных движений в области коленных суставов.

Данные лабораторного обследования показали положительные изменения в обмене CT: содержание ГАГ сыворотки крови было снижено статистически достоверно (р<0,05) по сравнению с исходным уровнем, при этом отмечалась практическая нормализация их фракционного состава в синовиальном содержимом коленных суставов.

Была отмечена положительная динамика в состоянии процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы. В сыворотке крови наблюдалось снижение уровня малонового диальдегида (3,83±0,15 мкмоль/л) в отличие от группы сравнения (4,96±0,26 мкмоль/л), а также снижение активности церулоплазмина (36,24±0,43 у.е.) по сравнению с показателем в группе сравнения (43,86±0,08 у.е.). В синовиальном содержимом коленных суставов животных с артритом констатировалось снижение содержания малонового диальдегида (0,08±0,01 мкмоль/л) по сравнению с группой сравнения (0,33±0,06 мкмоль/л) и снижение активности церулоплазмина (4,42±0,21 у.е.) по сравнению с данными у животных группы сравнения (5,57±0,29 у.е.).

Наблюдалось положительное изменение показателей гематологического исследования: повышение уровня гемоглобина и количества эритроцитов, снижение уровня СОЭ и общего количества лейкоцитов, а также их палочко- и сегментоядерных форм.

В синовиальном содержимом коленных суставов кроликов отмечалось значительное снижение уровня общего цитоза, не достигавшего, однако, нормальных значений. При оценке качественного состава клеточных элементов синовиального содержимого наблюдались также положительные изменения в виде снижения частоты встречаемости нейтрофилов, лимфоцитов и макрофагов, а также отсутствия рагоцитоподобных клеток, индикатора ревматоидного воспалительного процесса.

Вышеописанные клинико-лабораторные изменения подтверждались данными гистоморфометрического исследования, показавшими слабо

выраженные проявления неспецифического хронического продуктивного воспаления на фоне улучшения клинической картины и данных лабораторных исследований. Анализ результатов гистоморфометрического исследования с одной стороны установил, что у животных после внутрисуставных введений препарата «мукосат» имеет место резкое торможение процесса дезорганизации СТ с одновременным снижением степени выраженности группы иммуно-морфологических признаков поражения по сравнению с животными группы сравнения, с другой стороны - сумма баллов всех признаков поражения была значительно меньше, что свидетельствовало о противовоспалительном действии препарата.

У животных группы сравнения к концу эксперимента, как клинические проявления, так и инструментально-лабораторные показатели имели явную тенденцию к ухудшению: наблюдалось дальнейшее прогрессирование ЭА с сохраняющейся высокой общей и местной активностью воспалительного процесса, с выраженным нарушением метаболизма протеогликанов СТ и интенсификацией процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы.

Резюмируя вышеизложенное, можно утверждать, что внутрисуставное введение экзогенного сульфатированного ГАГ, препарата «мукосат», оказывало выраженное положительное действие на метаболизм протеогликанов и морфо-функциональное состояние соединительнотканных суставных структур у животных с ЭА. Наряду с этим были, показаны противовоспалительный и антиоксидантный эффекты как в синовиальной системе коленного сустава, так и во всем организме в целом. Полученные результаты позволили предложить и запатентовать новый способ коррекции ЭА у кроликов (патент РФ № 2347572).

4. Особенности реагирования соединительной ткани на внутрисуставное введение экзогенного несульфатированного гликозаминогликана (гиалуронат натрия) у кроликов с экспериментальным артритом в сравнении с физиологической нормой

Реакция СТ на введение несульфатированного ГАГ, гиалуроната натрия (препарат «гиалган») была показана на 17 кроликах с артритом, получавших внутрисуставные инъекции препарата, и 8 кроликах с артритом, получавших внутрисуставные инъекции изотонического раствора 0,9% раствора хлорида натрия.

Первоначально у животных опытной группы и группы сравнения осуществлялось промывание полости сустава путем введения 1 мл изотонического 0,9% раствора хлорида натрия с последующей аспирацией содержимого суставной полости. Затем проводилось внутрисуставное введение препарата «гиалган» в опытной группе и инъекции изотонического 0,9% раствора хлорида натрия в группе сравнения.

После завершения эксперимента сравнение клинико-лабораторных данных у животных опытной группы до и после курса введения препарата «гиалган», а также соотношение этих данных с результатами у животных группы сравнения продемонстрировало существенное улучшение клинической картины при выраженном положительном изменении лабораторных показателей.

Внутрисуставное введение препарата оказывало положительное влияние на метаболизм СТ в виде статистически достоверного (р<0,05) снижения содержания ГАГ в сыворотке крови и синовиальном содержимом коленных суставов кроликов. Содержание ГАГ в сыворотке крови, определяемых по уроновым кислотам, в опытной группе было (1,85±0,12х10"2 г/л) ниже исходных, а также ниже результатов у животных группы сравнения (3,85±0,14x10"" г/л). Уровень ГАГ, определяемый по гексозам, у животных опытной группы были значительно ниже (2,93±0,08х10"~ г/л), чем до начала инъекций препарата и чем у кроликов группы сравнения (3,86±0,17х10~2 г/л). У животных опытной группы по сравнению с результатами у животных серии сравнения отмечалась выраженная положительная динамика суммарного содержания и фракционного состава ГАГ в синовиальном содержимом коленных суставов.

В опытной группе животных наблюдалось статистически достоверное (р<0,05) снижение уровня малонового диальдегида (4,03±0,17 мкмоль/л) и активности церулоплазмина (36,91±0,92 у.е.) в сыворотке крови по сравнению с исходным уровнем до введения препарата и по сравнению с данными у животных группы сравнения (4,96±0,32 мкмоль/л) и (44,65±1,00 у.е. соответственно). Следует отметить, что в синовиальном содержимом опытных коленных суставов кроликов наблюдалась аналогичная тенденция: уровень малонового диальдегида снизился до 0,09±0,01 мкмоль/л по сравнению с исходными данными и показателями в группе сравнения (0,31±0,05 мкмоль/л). Активность церулоплазмина также понизилась до (3,69±0,15 у.е.) по сравнению с его активностью до начала введения препарата и с его активностью у животных группы сравнения (5,41±0,26 у.е.).

После проведенных инъекций в опытной группе обнаружено снижение местной активности воспалительного процесса: достоверное (р<0,05) снижение уровня общего цитоза (0,68±0,07х 109/л) в синовиальном содержимом коленных суставов кроликов по сравнению с исходными данными до введения препарата (2,18±0,06х109/л), и у животных группы сравнения после внутрисуставного введения изотонического 0,9% раствора хлорида натрия (3,13±0,17хЮ9/л). В качественном составе клеточных элементов также наблюдались значительные положительные изменения: встречались нейтрофилы и небольшое количество лимфоцитов и макрофагов, рагоцитоподобные клетки отсутствовали. У животных группы сравнения отмечалось значительное повышение уровня общего цитоза за счет увеличения количества нейтрофилов, лимфоцитов, макрофагов, также были обнаружены рагоцитоподобные клетки.

Гистоморфометрическая картина у кроликов опытной группы после внутрисуставных инъекций препарата при выведении животных из эксперимента была аналогична таковой при воздействии сульфатированного ГАГ, ховдроитинсульфата (препарат «мукосат») на суставные структуры коленных

суставов кроликов с ЭА.

В отношении животных группы сравнения с инъекциями физиологического раствора можно заключить, что все клинико-инструментально-лабораторные показатели при выведении животных из эксперимента имели явную тенденцию к ухудшению, что было связано с прогрессированием воспалительно-деструктивных

изменений в пораженных суставах.

Таким образом, внутрисуставное введение экзогенного несульфатированного ГАГ, гиалуроната натрия (препарат «гиалган») оказывало выраженный модулирующий эффект на локальные и системные проявления ЭА, что проявлялось положительной динамикой структурно-метаболического состояния соединительнотканных элементов суставов, положительными сдвигами в состоянии процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантнои системе, а также практической нормализацией общей и местной активности воспалительного процесса по данным гематологического и цитологического исследования. Положительное влияние препарата на обмен СТ, в частности, метаболизм протеогликанов в условиях ЭА, возможно, осуществляется за счет стимуляции нарушенного синтеза эндогенных протеогликанов хондро- и синовиоцитами, что предотвращает воспалительную деструкцию тканей, в том числе гиалинового хряща, препятствуя развитию вторичного остеоартроза и одновременно уменьшая общую и местную активность воспалительного процессу На основании полученных результатов был предложен новый способ внутрисуставной коррекции ЭА у кроликов (патент РФ № 2347572).

5. Состояние метаболизма соединительной ткани, процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы под влиянием антиоксидантного комплекса

С целью изучения влияния антиоксидантного комплекса, состоящего из ферментного антиоксидантного препарата «церулоплазмина» и неферментного антиоксидантного препарата «альфа-токоферола ацетат», на обмен СТ было обследовано 26 животных с ЭА, из них 17 особей составили 11 группу опытной серии с введением антиоксидантного комплекса и 9 особей составили 7 группу серии сравнения с внутрисуставными инъекциями изотонического 0,9% раствора хлорида натрия.

У животных опытной группы после введения антиоксидантного комплекса при улучшении клинического состояния и результатов проведенного обследования наблюдалась положительная динамика всех изученных лабораторных показателей. В сыворотке крови было зафиксировано пониженное содержание ГАГ, определяемых по входящим в их состав уроновым кислотам

(1,86*0,09x10 г/л) и гексозам (3,01±0,09х10"2г/л), по сравнению с показателями до начала инъекции и ^показателями у животных группы сравнения (3,70±0,12*10" -г/л) и 4,71±0,13х10-г/л соответственно). У этих же животных в синовиальном содержимом коленных суставов наблюдалась положительная динамика суммарного количества и фракционного состава ГАГ: повышение уровня суммарных ГАГ и снижение содержания сульфатированных ГАГ, отражающих степень деструкции суставных тканей. В целом значения показателей приближались к таковым у интактных животных. В группе сравнения положительной динамики не обнаружено.

После окончания эксперимента активность церулоплазмина в сыворотке крови была ниже в опытной группе (35,64±0,32 у.е.), чем в группе сравнения (47,72±0,54 у.е. ). Несмотря на то, что окончательной нормализации показателя у кроликов опытной группы не происходило, полученные данные оказывались значительно ниже имевшихся до начала введения антиоксидантного комплекса (42,62±0,52 у.е.). У кроликов группы сравнения активность церулоплазмина продолжала увеличиваться (рис. 7). Уровень малонового диальдегида в сыворотке крови был ниже в опытной группе (3,93±0,15 мкмоль/л), чем у кроликов группы сравнения (5,12±0,29 мкмоль/л), при этом он практически не отличался от уровня нормальных показателей у интактных животных, равного в среднем (3,79±0,06 мкмоль/л), в то время как у животных группы сравнения он оказывался близким к данным, имевшимся до начала инъекций препаратов, значительно превышая нормальные показатели (рис. 8).

Рис. 7. Активность церулоплазмина у Рис. 8. Уровень малонового диальдегида

экспериментальных животных. экспериментальных животных.

В синовиальном содержимом коленных суставов кроликов после завершения введения антиоксидантного комплекса отмечалось статистически достоверное снижение (р<0,05) содержания малонового диальдегида (0,08±0,01 мкмоль/л) по сравнению с данными, имевшимися у них до начала введения препаратов (0,18±0,02 мкмоль/л), и с группой сравнения (0,19±0,01 мкмоль/л).

Однако нормального уровня малонового диальдегида, имевшегося у интактных животных (0,06±0,01 мкмоль/л), достигнуто не было (рис. 8). Активность эндогенного церулоплазмина статистически достоверно снижалась (3,94±0,10 у.е.) и приближалась к показателям, полученным у здоровых животных (3,47±0,11 у.е.). В то же время у кроликов группы сравнения активность церулоплазмина была значительно выше (5,78±0,17 у.е.), чем у животных опытной группы до (5,28±0,06 у.е.) и после (3,94±0,10 у.е.) введения препаратов (рис. 7), что можно связать с прогрессированием воспалительно-деструктивных процессов в пораженных суставах.

Введение антиоксидантного комплекса приводило к положительному изменению окислительного гомеостаза (табл. 5) у животных опытной группы. Уровень рН практически мало отличался от данных, имевшихся у кроликов с ЭА до введения препаратов, и был статистически достоверно выше, чем у кроликов группы сравнения.

Уровень напряжения кислорода в крови животных опытной группы после введений препаратов статистически достоверно (р<0,05) превышал аналогичный показатель у кроликов группы сравнения.

Кроме того, под влиянием антиоксидантного комплекса происходило значительное снижение показателя дефицита буферных оснований у кроликов опытной группы. У животных группы сравнения повышенный по сравнению с нормой показатель исследуемого параметра сохранялся на протяжении всего периода наблюдений, начиная с момента иммунизации животных.

Уровень лактата у животных опытной группы статистически достоверно снижался по сравнению с уровнем до начала введения препаратов и с его уровнем у животных группы сравнения.

Таблица 5

Показатели окислительного гомеостаза в крови

Показатели Интакгные кролики (п=10) Кролики опытной группы (п=17) Кролики группы сравнения (п=9)

рН 7,41±0,02 7,37±0,01* 7,21±0,08**'***

рОг (тт^) 73,9±5,07 67,44±0,49 53,01±0,25**-***

ВЕ уу (тто1/1) -2,52±0,51 -5,17±0,10* -12,83±0,11 **•♦**

Лактат (ммол/л) 10,9±0,16 15,68±0,22* 22,83±0,32 **•**♦

Примечание: * - достоверная разница показателей (р<0,05) между интактными кроликами и кроликами с ЭА, ** - достоверная разница показателей (р<0,05) между интактными кроликами и кроликами группы сравнения, ***- достоверная разница показателей (р<0,05) между кроликами опытной группы и группы сравнения

Антиоксидантный комплекс оказывал положительное влияние на системные и местные проявления ЭА. Было обнаружено статистически достоверное снижение (р<0,05) СОЭ, хотя и не наблюдалось окончательной нормализации

данного параметра у кроликов опытной группы. Количество эритроцитов повысилось по сравнению с показателями, имевшимися до введения препаратов у представителей опытной группы, а также превышало показатели в группе сравнения. Уровень гемоглобина в крови у этих кроликов практически нормализовался и был выше, чем у кроликов группы сравнения, при этом отмечалось статистически достоверное (р<0,05) снижение уровня лейкоцитов по сравнению с кроликами группы сравнения. Однако окончательной нормализации показателя не происходило. Содержание палочкоядерных лейкоцитов снижалось по сравнению с показателями, имевшимися у кроликов с ЭА до начала введения препаратов, и у животных группы сравнения. Количество сегментоядерных лейкоцитов статистически достоверно понизилось, хотя не достигло значений, имевшихся у интактных животных, тем не менее оно было статистически достоверно ниже, чем до введения препаратов и в группе сравнения. Количество лимфоцитов статистически достоверно (р<0,05) возрастало в крови животных опытной группы по сравнению с данными, имевшимися у них до начала введения препаратов, и данными, полученными у кроликов группы сравнения.

Снижение местной активности воспалительного процесса под влиянием антиоксидантного комплекса подтверждало цитологическое исследование синовиального содержимого коленных суставов.

В опытной группе имелось снижение напряженности иммунологических реакции, о чем свидетельствовало выраженное статистически достоверное (р<0,05) снижение содержания циркулирующих иммунных комплексов в сыворотке крови животных (14,25±0,24 у.е.), по сравнению с данными до начала введения препаратов (22,40±0,31 у.е.) и по сравнению с показателями у животных группы сравнения (25,53±0,30 у.е.).

Кроме того, было обнаружено повышение комплементарной активности (11,38±0,38 СН50, у.е.) по сравнению с исходными ее значениями и показателями у кроликов группы сравнения (9,48±0,41 СН50, у.е.). Интересно отметить, что у животных этой группы наблюдалась практическая нормализации данного показателя, составляющего у здоровых животных в среднем (12,22±0,25 СН50, у.е.).

Положительное влияние антиоксидантного комплекса на состояние суставных структур подтверждал гистоморфометрический анализ тканей коленных суставов животных опытной группы, установивший торможение процесса дезорганизации СТ и снижение степени выраженности иммуно-морфологических признаков воспаления. У животных группы сравнения имелась характерная картина ревматоидного воспаления тканей коленных суставов.

Данная комбинация антиоксидантов позволила осуществить коррекцию локальных и системных проявлений ЭА за счет устранения относительной несостоятельности сывороточного ферментного звена антиоксидантной системы защиты, что предотвращало воспалительную деструкцию суставных тканей, препятствуя развитию паннуса, а также приводило к улучшению метаболических

процессов в организме в целом, в частности, состояния окислительного гомеостаза.

6. Изменение состояния суставных тканей и кальций-фосфорного обмена в условиях экспериментального артрита под влиянием кальциотропного тиреоидного гормона (кальцитонин лосося)

Реакция суставных тканей на внутрисуставное введение кальциотропного тиреоидного гормона кальцитонина лосося (препарат «миакальцик») была показана на 20 кроликах 12 группы опытной серии и 10 кроликах 8 группы серии сравнения.

В опытной группе после внутрисуставного введения «миакальцик» отмечалось улучшение общего состояния животных, что проявлялось увеличением массы тела животных, повышением аппетита, увеличением активных и пассивных движений в области коленных суставов. На фоне улучшения клинической картины, при выраженном уменьшении отека пораженного сустава, отмечались положительные сдвиги в результатах лабораторных анализов.

Внутрисуставное введение «миакальцика» оказывало положительное влияние на метаболизма СТ, которое проявлялось снижением содержания ГАГ в сыворотке крови, определяемых по уроновым кислотам и гексозам (рис. 9).

О] он акты

е кротки

□ кроликис артритом

Окрошки опытной тругшы ■кротки группы сравнения

ГАГ (уроновые ГАГ (тексты)

кислоты)

Рис. 9. Биохимические показатели метаболизма соединительной ткани у экспериментальных животных.

В опытной группе кроликов имелись положительные сдвиги в данных показателей кальций-фосфорного обмена: статистически достоверное (р<0,05) снижение содержания общего (2,80±0,06 ммоль/л) и ионизированного (1,67±0,01 ммоль/л) кальция. Повышение абсолютного значения неорганического фосфора (2,29±0,14 ммоль/л) было статистически недостоверно (р>0,05) (рис. 10). В группе

□ интактные кролики

□ кролики с артритом

О кролики опытной группы В кролики группы сравнения

сравнения у животных показатели кальций-фосфорного обмена продолжали ухудшаться. Содержание общего и ионизированного кальция в сыворотке крови статистически достоверно (р<0,05) превышало значения, имевшиеся у животных опытной группы после внутрисуставного введения препарата. Уровень же неорганического фосфора достоверно снижался (р<0,05), составляя (1,79±0,17 ммоль/л) (рис. 10).

ммоль/л 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1

0,5 0

кальций общий кальций фосфор

ионизированный неорганический

Рис. 10. Биохимические показатели кальций-фосфорного обмена у экспериментальных животных.

У кроликов после инъекций «миакальцика» имелись статистически достоверные (р<0,05) положительные сдвиги в данных гематологического исследования, заключавшиеся в Снижении СОЭ, повышении количества эритроцитов и содержании гемоглобина, в снижении общего количества лейкоцитов, а также их палочко- и сегментоядерных форм.

Положительное влияние внутрисуставно вводимого препарата «миакальцик» на местную активность артрита подтверждали данные цитологического исследования синовиального содержимого коленных суставов кроликов.

Выше описанные клинико-лабораторные изменения подтверждались данными гистоморфометрического исследования, показавшего снижение выраженности ревматоидного воспаления в тканевых структурах, в частности, суставном хряще и субхондральной кости.

Резюмируя выше изложенное, можно утверждать, что препарат «миакальцик» за счет выраженного противовоспалительного действия, оказывал положительное влияние на кальций-фосфорный обмен и модифицирующее действие на костную и хрящевую ткань, что позволило предложить его внутрисуставное введение для коррекции ЭА (патент РФ № 2269355).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Реакция СТ на воздействие экзогенных соединений естественного происхождения различной химической природы однотипна и заключается в модуляции как локального, так и системного воспалительного ответа.

Особенности и степень выраженности этого ответа связаны с одной стороны со структурно-функциональным состоянием СТ: особенностями ее метаболизма, соотношением и/или особенностями взаимодействия клеточных элементов и экстрацеллюлярного матрикса, состоянием самого экстрацеллюлярного матрикса, степени полимеризации основных структурных макромолекул. С другой стороны - соединения естественного происхождения различной химической природы модулируют воспалительный ответ, оказывая преимущественное влияние в первую очередь на определенную сторону метаболических процессов (метаболизм структурных биополимеров - протеогликанов, состояние процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы, состояние кальций-фосфорного обмена), и опосредованно влияя на другие виды обмена.

Учитывая, что механизмы развития ревматоидного воспаления схожи у людей и животных, можно предположить, что полученные закономерности восстановления метаболизма протеогликанов СТ в суставных структурах однотипны у кроликов с ЭА и больных РА, что делает возможным экстраполяцию полученных экспериментальных данных в клинику.

ВЫВОДЫ

1. При сопоставительном анализе метаболического гомеостаза у кроликов с ЭА и больных РА в сравнении с физиологической нормой выявлены однонаправленные изменения, заключающиеся в локальных и системных проявлениях заболевания. Локально воспалительно-деструктивные процессы в тканях пораженных суставов сопровождались перераспределением фракционного состава ГАГ, активацией процессов перекисного окисления липидов и относительной несостоятельностью сывороточного ферментного звена антиоксидантной системы, а также повышением общего цитоза и изменением качественного состава клеточных элементов в синовиальной системе. Нарушение системного гомеостаза, определяемое по параметрам в сыворотке крови, проявлялось нарушением метаболизма СТ, интенсификацией процессов перекисного окисления липидов и относительной несостоятельностью сывороточного ферментного звена антиоксидантной системы, напряженностью иммунологических реакций, нарушением окислительного гомеостаза и кальций-фосфорного обмена.

2. Структурно-метаболические изменения в тканях пораженных коленных суставов (синовиальная оболочка, мениски, суставной хрящ, субхондральная кость) в условиях ЭА у кроликов сопровождались выраженными нарушениями метаболизма протеогликанов как в синовиальной среде коленного сустава, так и во всем организме в целом. Нарушение обмена протеогликанов в синовиальной

системе проявлялось изменением их общего количества и перераспределением фракционного состава ГАГ. В сыворотке крови повышение общего содержания ГАГ по сравнению с физиологической нормой сопровождалось качественными изменениями их углеводного компонента.

3. Разработанная оригинальная биологическая модель ЭА у кроликов позволяет формировать проявления заболевания в более короткие сроки по сравнению с другими моделями, с одной стороны за счет сокращения количества этапов, (исключение повторной иммунизации), с другой - благодаря дополнительному использованию внутривенного введения папаина, протеолитического фермента растительного происхождения, приводящего к деградации белково-углеводных компонентов матрикса соединительнотканных суставных структур и усиливающего их воспалительную деструкцию.

4. Внутрисуставное введение экзогенного сульфатированного ГАГ -хондроитинсульфата оказывало выраженное модулирующее действие на локальные и системные проявления ЭА, что сопровождалось положительной динамикой структурно-метаболического состояния соединительнотканных элементов суставов и положительными сдвигами в окислительном гомеостазе, состоянии процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантной системе.

5. Регулирующее воздействие хондроитинсульфата, препарат «мукосат», на метаболизм протеогликанов в синовиальной системе пораженного коленного сустава и во всем организме в целом заключалось в положительном изменении общего содержания и перераспределении фракционного состава ГАГ в синовиальной системе, а также в снижении содержания ГАГ в сыворотке крови и нормализации состава их углеводного компонента. В целом локальное использование хондроитинсульфата в условиях ЭА может быть охарактеризовано как модулирующее воспалительный ответ, метаболизм протеогликанов в суставных тканях и состояние процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы.

6. Локальное воздействие несульфатированного ГАГ - гиалуроната натрия оказывало положительное влияние на состояние хрящевой и костной ткани в пораженных суставах и метаболические изменения во всем организме.

7. Регулирующее влияние экзогенного гиалуроната натрия, препарат «гиалган», на состояние обменных процессов в СТ как локально в пораженных суставных структурах, так и во всем организме, проявлялось положительными сдвигами общего и фракционного состава ГАГ в синовиальной системе и сыворотке крови.

8. Антиоксидантный комплекс, состоящий из ферментного и неферментного антиоксидантных препаратов, оказывал существенное противовоспалительное действие, что проявлялось снижением местной и общей активности воспалительного процесса, улучшением метаболического гомеостаза, как локально, в синовиальной системе, так и во всем организме в целом, положительными сдвигами в гисто-морфометрической картине суставных тканей.

9. Внутрисуставное введение ферментного антиоксидантного препарата «церулоплазмин» в комплексе с пероральным введением неферментного антиоксидантного препарата «альфа-токоферол ацетата» характеризовалось регулирующим влиянием на метаболизм СТ и протеогликанов соединительнотканых суставных структур (положительные сдвиги в содержании и качественном составе ГАГ в синовиальной среде и сыворотке крови) и одновременным положительным влиянием на состояние процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы в синовиальной системе пораженного коленного сустава и во всем организме (положительная динамика малонового диальдегида и церулоплазмина).

10. Регулирующее действие кальциотропного тиреоидного гормона -кальцитонина в условиях ЭА у кроликов характеризовалось положительным влиянием на состояние суставных тканей и на кальций-фосфорный обмен, последнее проявлялось повышением уровня общего и ионизированного кальция на фоне снижения содержания неорганического фосфора в сыворотке крови.

11. Внутрисуставное воздействие экзогенного кальцитонина, препарат «миакальцик», оказывало положительный модифицирующий эффект на метаболизм СТ, в том числе костную и хрящевую ткань у кроликов с ЭА.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

(* - публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ)

1. Белова C.B. Активация перекисного окисления липидов как один из механизмов эндотоксикоза при ревматоидном артрите / C.B. Белова, Е.В. Карякина Н Сб. "Физиология и патология перекисного окисления липидов, гемостаза и иммуногенеза". Полтава, 1993.-С. 12.

2. Белова C.B. Новая модель адъювантного артрита в оценке перекисно-антиоксидантного дисбаланса в условиях иммуннокомплексного воспаления / C.B. Белова,

B.И. Горячев, Е.В. Степанова // Сб. "Биохимические механизмы физиологических функций".-

C.-Пегерб., 1995.-С. 20.

3. Белова C.B. Перекисное окисление липидов при ревматоидном воспалении и его медикаментозная коррекция / В.И. Горячев, C.B. Белова//Там же, - С. 51.

4. Белова C.B. Молекулы средней массы в оценке метаболических нарушений при ревматоидном артрите / Е.В. Карякина, C.B. Белова, В.И. Горячев // 5 Всероссийский съезд специалистов по лабораторной диагностике. Тез. докл.- Москва, 1995, ч. 1. - С. 122.

5. Белова C.B. Лабораторная диагностика воспалительных и дегенеративных процессов в тканях сустава / Е.В. Карякина, Д.В. Косягин, Б.Я. Позднякова, C.B. Белова // В кн.: Тез. докл. 5 Всероссийский съезд специалистов по лабораторной диагностике. - Москва, 1995, ч. 1. - С.123.

6. Белова C.B. Медикаментозная коррекция болевого синдрома при ревматоидном артрите / Е.В. Карякина, В.А. Митрофанов, C.B. Белова, В.И. Горячев // В кн.: Тез. докл. 2-ой конф. Российской ассоциации по изучению боли. - С.-Петерб., 1995. - С. 248-250.

7. Белова C.B. Механизмы эндогенной интоксикации при ревматоидном артрите / Е.В. Карякина, И.И. Жаденов, В.А. Митрофанов, C.B. Белова // International journal on immuno rehabilitation. - 1995. - № 1. - P.77.

8. Белова C.B. Биохимический мониторинг эндогенной интоксикации у больных ревматоидным артритом / Е.В. Карякина, C.B. Белова, В.И. Горячев // Всеросс. конф.

"Клиническая лабораторная диагностика Состояние и перспективы". - С.-Петерб 1996 -С. 170-171.

9. Белова C.B. Ферментативный антиоксидант в лечении больных ревматоидным артритом / Е.В. Карякина, И.И. Жаденов, В.И. Горячев, C.B. Белова // III Рос. нац. Контр. «Человек и лекарство». Тез. докл. М„ 1996. С. 132.

10. Белова C.B. Молекулы средней массы как показатель активности воспалительного процесса при ревматоидном артрите / И.И. Жаденов, Е.В. Карякина, C.B. Белова, В.И.Горячев // Пособие для научных работников и врачей. - Саратов: типография ЦНТИ, 1997. - 7с.

11. Белова C.B. Метаболические нарушения, перекисное окисление липидов и состояние антиоксидантной системы при ревматоидном артрите / C.B. Белова // Сборник научных трудов молодых ученых «Травмы и заболевания опорно-двигательной системы». - Саратов 1998 - С 8-10. , '

12. Белова C.B. Способ лечения ревматоидного артрита с помощью церулоплазмина / И.И. Жаденов, Е.В. Карякина, В.И. Горячев, C.B. Белова//Пособие для врачей,-Саратов: типография ЦНТИ, 1998.-7C.

13. *Белова C.B. Особенности патогенетических механизмов эндогенной интоксикации у больных ревматоидным артритом / Е.В. Карякина, C.B. Белова // Науч. пракг. ревматология -2001.-№1.-С. 21-29.

14. Белова C.B. Новый способ лечения экспериментального ревматоидного воспаления / Е.В. Карякина, C.B. Белова, Н.М. Овчинникова, В.В. Блинникова // Материалы Всерос. науч,-пракг. конф. «Новые технологии в медицине» Саратов, 2001. - С. 130.

15. *Белова C.B. Эффективность гиапуроната в лечении адьювантного артрита / Е.В. Карякина, C.B. Белова, В.В. Блинникова, Е.В. Гладкова // Науч. пракг. ревматология. - 2002. -№ 4. - С. 97.

16. *Белова C.B. Оптимизация оценки выраженности эндогенной интоксикации у больных ревматоидным артритом / C.B. Белова// Науч. пракг. ревматология. - 2003. - № 2. - С. 14.

17. *Белова C.B. Вопросы диагностики эндогенной интоксикации у больных ревматоидным артритом / Е.В. Карякина, C.B. Белова, В.И. Горячев // Саратовский научно-медицинский вестник //Альманах. - 2003. - № 1 (2). - С. 78-82.

18. *Белова C.B. Молекулы средней массы как интегральный показатель метаболических нарушений (обзор литературы) / Е.В. Карякина, C.B. Белова // Клин. лаб. диагностика. - 2004. -№ 3. - С. 3-8.

19. *Белова C.B. Возможность применения препаратов на основе высокомолекулярного гиалуроната натрия при аутоиммунном артрите \ В.В. Блинникова, Е.В. Карякина, C.B. Белова // Науч.-пракг. ревматология. - 2005. - № 3. - С. 20.

20. »Белова C.B. Комплексная лабораторная оценка и мониторинг метаболического статуса больных ревматоидным артритом при ревмоортопедическом лечении / Е.В. Карякина, C.B. Белова, В.В. Блинникова, В.И. Горячев// Клин. лаб. диагностика. - 2005. - № 9. - С. 14-15.

21. Белова C.B. Локальная терапия аутоиммунного артрита с помощью препарата калыжгонина / Е.В. Карякина, C.B. Белова, В.В. Блинникова // 3-й Межд. Конгр. «Современные технологии в травматологии и ортопедии»: Сб. тезисов (часть 2). М., 2006.-С. 458.

22. *Белова C.B. Оптимизация лабораторной оценки активности воспалительного процесса у больных ревматоидным артритом / Е.В. Карякина, C.B. Белова, В.В. Блинникова // Клин, лаб диагностика. - 2006. - № 6. - С. 43-46.

23. *Белова C.B. Кпинико-лабораторная оценка синдрома эндогенной интоксикации у больных ревматоидным артритом / Е.В. Карякина, C.B. Белова // Тер. архив - 2006 - № 11 -С. 59-64.

24. *Белова C.B. Новый способ локальной терапии экспериментального ревматоидного артрита / C.B. Белова, Е.В. Карякииа // Травматология и ортопедия России. - 2006. - № 2 (40). -С. 42-43.

25. * Белова C.B. Состояние соединительной ткани при локальной терапии экспериментального артрита препаратом «миакальцик» / C.B. Белова II Бюл. эксп. биол. и мед. -

2007. -№3,- С. 318-320.

26. »Белова C.B. Особенности реагирования суставных структур кроликов с аутоиммунным артритом на внутрисуставное введение капьцитонина / C.B. Белова, Е.В. Карякина Н Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова». - 2008. - Т. 94, № 3. - С. 318-325.

27. *Белова C.B. Состояние окислительного гомеостаза и возможность его коррекции в условиях экспериментального ревматоидного артрита / C.B. Белова, Е.В. Карякина // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. - 2008. - Т. 94, № 8. - С. 962-968.

28. *Белова C.B. Оценка неспецифической резистентности организма при заболеваниях опорно-двигательного аппарата / C.B. Белова, Е.В. Карякина, Е.М. Ларичкина, В.В. Блинникова // Клин. лаб. диагностика. - 2008. - № 9. - С. 57-58.

29. Белова C.B. Особенности метаболического гомеостаза больных ревматоидным артритом и деформирующим артрозом при бесцементном тотальном эндопротезировании тазобедренного сустава / C.B. Белова, Е.В. Карякина, В.В. Блинникова, Е.А. Персова // Всерос. науч.-практ. конф. «Новые технологии в травматологии и ортопедии и военно-полевой хирургии». - 2008. - С. 13-14.

30. Белова C.B. Оценка метаболических нарушений у больных ревматоидным артритом при эндопротезировании тазобедренного сустава / C.B. Белова, Е.В. Гладкова // Лабораторная медицина в свете концепции развития здравоохранения России до 2020 года. Труды науч.-практ. конф. - М.: Лабора. - 2009. - 428 с.

31. Белова C.B. Эффективность внутрисуставного применения препарата «миакальцик» у кроликов с экспериментальным артритом / C.B. Белова, Е.В. Карякина // IV конф. с межд. участ. «Проблема остеопороза в травматологии и ортопедии». - 2009. - С. 138-139.

32. *Белова C.B. Ферментный иммуномодулятор в терапии экспериментального аутоиммунного артрита / C.B. Белова // Тихоокеанский мед. журнал. - № 3. - 2009. - С. 70-73.

33. »Белова C.B. Церулоплазмин - структура, физико-химические и функциональные свойства / C.B. Белова, Е.В. Карякина // Успехи современной биологии. - 2010. - Том. 130, №2. - С. 180-189.

34. »Белова C.B. Биологическая роль и функциональные особенности кальцигонина в организме человека и животных / C.B. Белова // Успехи физиол. наук. - 2010. - Том 41, № 4. -С. 75-82.

35. Белова C.B. Комплекс лабораторных тестов в оценке гомеостаза больных ревматоидным артритом / C.B. Белова // Сб. тезисов IX съезда травматологов-ортопедов. Саратов, 2010. - Том. № 3. - С. 1087-1088.

36. *Белова C.B. Антиоксидантная терапия экспериментального ревматоидного артрита / C.B. Белова // Вопросы биол. мед. и фармацевт, химии. - 2010. - № 7. - С. 30-34.

37. »Белова C.B. Моделирование экспериментального артрита / C.B. Белова // Профилактическая и клиническая медицина. - 2010. - № 2, Т. 35. - С. 92-96.

38. Белова C.B. Влияние локального воздействия хондроитинсульфата на суставные структуры пораженного сустава животных в условиях экспериментального артрита / C.B. Белова, В.В. Блинникова, Ю.С. Белова // Мат. науч.-практ. конф. с межд. участ. «Илизаровские чтения», поев. 90-летию со дня рожд. акад. Г.А. Илизарова, 60-летию метода Илизарова, 40-летию РНЦ «ВТО». -2011.-С. 465.

39. "Белова C.B. Оценка метаболического гомеостаза организма в условиях ревматоидного воспаления / C.B. Белова, Е.В. Карякина, Ю.С. Белова, Е.М. Ларичкина // Клин. лаб. диагностика.-2011.-№ 10.-С. 5.

40. Белова C.B. Способ оценки активности воспалительного процесса у больных ревматоидным артритом / C.B. Белова, Е.В. Карякина // Медицинская технология. - Саратов: типография ТИСАР, 2011 -1 Ос.

41. »Белова C.B. Состояние метаболического гомеостаза организма млекопитающих в норме и в условиях ревматоидного воспаления / C.B. Белова, Ю.С. Белова // Вестник новых медицинских технологий. - 2011. - T. XVIII, № 4. - С. 285-287.

42. »Белова C.B. Функционально-метаболические особенности гиалуроната натрия в организме млекопитающих / C.B. Белова // Успехи физиол. наук. - 2011. - Т 42 № 4 -С. 89-96.

43. Белова C.B. Влияние кальцитонина на метаболизм соединительной ткани и кальций-фосфорный обмен у кроликов с экспериментальным артритом / C.B. Белова // Мат. науч.-практ. конф. с межд. участ. «Илизаровские чтения», 2012. - С. 60.

44. *Белова C.B. Лабораторная оценка активности воспалительного процесса у больных ревматоидным артритом // Клин. лаб. диагностика. - 2012. - № 9. - С. 73-74.

Патенты на изобретения

45. "Патент 2101703 РФ, МКИ 6 G 01 N 33/48. Способ определения наличия активности воспалительного процесса при ревматоидном артрите/Е.В. Карякина, C.B. Белова, В.И. Горячев (РФ, СарНИИТО). -№96110780; Заявл. 29.05.96; Опубл. 10.01.98. Бюл.№ 1.

46. *Патент 2164416 РФ, МКИ 7 А 61 К 38/43. Способ лечения ревматоидного артрита / Е.В. Карякина, В.И. Горячев, C.B. Белова (РФ, СарНИИТО).

№ 96110781; Заявл. 29.05.96; Опубл. 27.03.01. Бюл. № 9.

47. »Патент 2193780 РФ, МКИ 7 G 01 N 33/48. Способ определения эндогенной интоксикации / И.И. Жаденов, Е.В. Карякина, C.B. Белова, В.И. Горячев (РФ, СарНИИТО) -№ 2001111609; Заявл. 26.04.01; Опубл. 27.11.02. Бюл. № 33.

48. »Патент 2269355 РФ, МКИ А 61 К 38/29, А 61 Р 19/02. Способ лечения ревматоидного артрита / C.B. Белова, Е.В. Карякина, В.В. Блинникова (РФ, СарНИИТО). -№ 2004115144; Заявл. 19.05.04; Опубл. 10.02.06. Бюл. № 4.

49. »Патент 2347572 РФ, МКИ А61 К 31/726, А 61 Р 19/02. Способ локальной терапии аутоиммунного артрита / C.B. Белова, Е.В. Карякина (РФ, СарНИИТО). - № 2007120403; Заявл. 31.05.07; Опубл. 27.02.09. Бюл. № 6.

50. »Патент 2341268 РФ, МКИ А 61 К 31/728, А 61 Р 19/02. Способ внутрисуставного лечения аутоиммунного артрита / C.B. Белова, Е.В. Карякина, В.В. Блинникова (РФ, СарНИИТО). - № 2007125308; Заявл. 04.07.07; Опубл. 20.12.08. Бюл. № 35.

51. »Патент 2351021 РФ, МКИ G 09 В 23/28. Способ моделирования экспериментального ревматоидного артрита / C.B. Белова, Е.В. Карякина, Е.А. Кистнер (РФ, СарНИИТО). -№ 2007148301; Заявл. 24.12.07; Опубл. 27.03.09. Бюл. № 9.

52. »Патент 2350963 РФ, МКИ G 01 N 33|68. Способ оценки неспецифической резистентности организма при заболеваниях опорно-двигательного аппарата / C.B. Белова, Е.В. Карякина, Е.М. Ларичкина (РФ, СарНИИТО). - № 2008105371; Заявл. 12.02.08; Опубл. 27.03.09. Бюл. № 9.

53. »Патент 2395960 РФ, МКИ А 01 К 67/02, А 61 К 35/14. Способ повышения общей неспецифической резистентности организма млекопитающих / C.B. Белова, Е.В. Карякина (РФ, СарНИИТО).-№2009115357; Заявл. 22.04.09; Опубл. 10.08.10. Бюл. № 22.

Монография

54. Белова C.B. Церулоплазмин - фермент крови и лекарство / Е.В. Карякина, C.B. Белова, В.И. Горячев // Саратов: Научная книга, 2006. 138 с.

Белова Светлана Вячеславовна

Автореферат

Подписано в печать 2.08.2013 г. Формат 60 х 84 1/16 Бумага типогр. № 1. Печать RIZO. Уч.-изд л. 1,9. Уел, печ.л. 1,9. Тираж 100 экз. Заказ 103. 410002, г. Саратов, ул. Чернышевского, 169 Полиграфия «Авантаж» ИП Полякова И.Н. Свидетельство серия 64 № 001029557 от 17.01.2002 г.

Текст научной работыДиссертация по биологии, доктора биологических наук, Белова, Светлана Вячеславовна, Саратов

ФГБУ «Саратовский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии»

05201351547

на правах рукописи

Белова Светлана Вячеславовна

МЕТАБОЛИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ В УСЛОВИЯХ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ НОРМЫ И ЕГО РЕГУЛЯЦИЯ ВЕЩЕСТВАМИ ЕСТЕСТВЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ АРТРИТЕ

03.03.01. - физиология

Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук

Научный консультант: д.м.н., проф. Карякина Елена Викторовна

Саратов, 2013

Содержание

Введение.......................................................................................5

Глава 1. Обзор литературы...............................................................20

1.1. Биологическая роль соединительной ткани в обеспечении нормального функционирования организма.........................................20

1.2. Нарушение обменных процессов соединительной ткани в условии ревматоидного артрита...................................................................30

1.3. Экспериментальное моделирование в изучении метаболизма соединительной ткани.....................................................................36

1.4. Метаболический гомеостаз организма в условиях физиологической нормы и ревматоидного артрита........................................................41

1.5.Функционально-метаболические особенности гликозаминогликанов в организме млекопитающих............................................................48

1.5.1. Функциональные свойства несульфатированного гликозаминогликана гиалуроновой кислоты.........................................48

1.5.2. Физиологические свойства сульфатированного гликозаминогликана хондроитинсульфата...........................................60

1.6. Биологические и функциональные свойства ферментного антиоксиданта церулоплазмина.........................................................70

1.6.1. Структура церулоплазмина...............................................70

1.6.2. Функциональные свойства церулоплазмина..........................75

1.7. Биологическая роль и функциональные особенности кальциотропного тиреоидного гормона кальцитонина в организме человека и

животных....................................................................................84

Глава 2. Материалы и методы...........................................................94

2.1. Характеристика экспериментальных животных и условия проведения эксперимента................................................................94

2.2. Характеристика практически здоровых людей и больных ревматоидным артритом..................................................................97

2.3. Методы исследования......................................................101

Глава 3. Моделирование экспериментального артрита...........................107

Глава 4. Особенности состояния метаболического гомеостаза в условиях физиологической нормы и нарушения обменных процессов в соединительной ткани........................................................................................131

4.1. Метаболический гомеостаз у интактных животных и кроликов с экспериментальным артритом.........................................................131

4.2. Состояние метаболического гомеостаза у практически здоровых людей и больных ревматоидным артритом.........................................145

4.3. Объективизация метаболического гомеостаза организма............161

Глава 5. Реакция соединительной ткани на внутрисуставное введение экзогенного сульфатированного гликозаминогликана (хондроитинсульфат) у кроликов с экспериментальным артритом в сравнении с интактными

животными.................................................................................166

Глава 6. Особенности реагирования соединительной ткани на внутрисуставное введение экзогенного несульфатированного гликозаминогликана (гиалуронат натрия) у кроликов с экспериментальным

артритом в сравнении с физиологической нормой................................179

Глава 7. Состояние метаболизма соединительной ткани, процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы под влиянием

антиоксидантного комплекса..........................................................188

Глава 8. Изменение состояния суставных тканей и кальций-фосфорного обмена в условиях экспериментального артрита под влиянием

кальциотропного тиреоидного гормона (кальцитонин лосося).................205

Глава 9. Обсуждение полученных результатов....................................212

Выводы.....................................................................................255

Практические рекомендации...........................................................258

Список литературы........................................................................259

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ГАГ - гликозаминогликаны

ГН - гиалуронат натрия

КТ - кальцитонин

МДА - малоновый диальдегид

МСМ - молекулы средней массы

СТ - соединительная ткань

РА - ревматоидный артрит

ЦП - церулоплазмин

ЭА - экспериментальный артрит

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Соединительная ткань (СТ) определяет морфо-функциональную целостность организма и является сложной физиологической системой, принимающей активное участие в жизнедеятельности млекопитающих (Вельтищев Ю.Е., Ермолаев М.В., Ананенко А.А. [и др.], 1983, 464 е.; Омельяненко Н.П., Слуцкий Л.И., 2009, 380 е.).

СТ наделена жизненно важными и сложными физиологическими функциями: объединяет в единое целое клеточные элементы, сосуды и нервы, образующие органы и ткани; соединяет органы между собой, определяет внешние формы органов и всего организма.

В условиях физиологии метаболизм клеточных элементов и экстрацеллюлярного матрикса - основных составляющих компонентов СТ находится в состоянии сбалансированной взаимосвязи (Омельяненко Н.П., Слуцкий Л.И., 2009, 380 е.). Нарушение этой взаимосвязи является характерной особенностью целого ряда патологических состояний, в том числе ревматоидного артрита (РА), распространенность которого в человеческой популяции достигает 1% (Насонов E.JL, Каратеев Д.В., Балабанова P.M., 2008, с. 290-331; Klareskog L., Cartina A.I., Paget S., 2009, p. 659-672), при этом экономические потери для общества сопоставимы с потерями от ишемической болезни сердца и злокачественных новообразований (Насонов Е.Л., 2011, с. 6). РА проявляется хроническим прогрессирующим эрозивно-деструктивным полиартритом, характеризуется системной дезорганизацией СТ и потерей ряда фукционально-значимых структурных биополимеров, в частности, протеогликанов (Сигидин Я.А., Гусева Н.Г., Иванова М.М., 1994, 544 е.; Омельяненко Н.П., Слуцкий Л.И., 2009, 380 е.; Tukaj S., Lipinska В., 2011, р. 427-436; Kubota К., Ito К., Morooka М. [et al.], 2011, p. 29-38; Clancy J., McVicar A., Mooney J., 2011, p. 497-498; Zhang L., Zhao J., Kuboyama N. [et al.], 2011, p. 707-717; de Hair M.J., Harty L.C., Gerlag D.M. [et al.], 2011, p. 2068-2072 и др.).

Согласно современным представлениям уже на ранних стадиях РА в тканях пораженных суставов развиваются существенные метаболические и структурные нарушения в виде воспалительно-деструктивных процессов (Вакуленко О.Ю., Кричевская O.A., Эдрес Ш.Ф., 2011, с. 69-74; Каратеев Д.Е., Олюнин Ю.А., Лучихина E.JL, 2011, с. 10-15). При этом имеет место выраженная ранняя деградация экстрацеллюлярного матрикса CT и нарушение синтетической способности фибробластов в тканях пораженных суставов, которое проявляется как усилением синтеза неполноценных низкомолекулярных протеогликанов, так и депрессией синтеза и выраженной деградации нормальных протеогликанов (Юсипова H.A., 1983, 393 е.; Corrado Е.М., Peluso G.F., Gigliotti S. [et al.], 1995, p. 47-56; Rees M.D., Hawkins C.L., Davis M.J., 2004, p. 175-184). Все это приводит к тому, что суставные ткани прогрессивно теряют протеогликаны и коллаген, при этом продуты их деструкции в возрастающих количествах появляются в биологических средах организма.

В данный патологический процесс почти одновременно с синовиальной оболочкой, вовлекаются и остальные соединительнотканные структуры, формирующие элементы суставов (суставной гиалиновый хрящ, фиброзный хрящ - мениски коленных суставов, субходральная кость) (Насонова В.А., Бунчук Н.В., 1997. 520 е.; Мазуров В.И., 2001, 416 е.).

Важное значение в деградации CT отводится такому фактору, как свободно-радикальное окисление, приводящее к интенсификации процессов перекисного окисления липидов. Ряд исследователей полагает, что именно свободные кислородные радикалы занимают одно из ведущих мест в патогенезе деструкции ткани, вызванной развитием воспалительной реакции (Маянский Д.Н., 1992, с. 3-7; Зенков Н.К., Меныцикова Е.Б., 1993, с. 286296), в том числе при аутоиммунных заболеваниях (Зборовская И.А., 1995, 36 е.; Панасюк А.Ф., Ярошук Г.В., 1997, с. 143; Карякина Е.В., 1998, 346 е.; Shah D., Wanchu A., Bhatnagar А., 2011, р. 1010-1017).

В физиологических условиях низкие концентрации активных форм кислорода стимулируют пролиферацию фибробластов и их синтетические функции. При РА высокие концентрации свободных кислородных радикалов, усиливая процессы перекисного окисления липидов в клеточных мембранах, подавляют продукцию протеогликанов, коллагена и пролиферацию хондроцитов, а также оказывают деполимеризующее действие на экстрацеллюлярный матрикс CT, как непосредственно, так и усиливая разрушающее действие протеолитических ферментов (Baker M.S., Faigan S., Lavther D.A., 1988, p. 670-677; Kleinveld H.A., Swaak A.J., Hack C.E. [et al.], 1989, p. 341-352; Panasyuk A., Frati E., Ribault D., Mitrovic D., 1994, p. 157-167 и др.).

В условиях РА активация процессов перекисного окисления липидов и несостоятельность эндогенной антиоксидантной системы, в частности ее ферментного звена, приводит к развитию метаболического состояния, определяемое как перекисно-антиоксидантный дисбаланс (Зборовская И.А., 1995, 36 е.; Карякина Е.В., Белова C.B., Горячев В.И., 2006, 138 е.; Белова C.B., Карякина Е.В., 2010, с. 180-189).

Прогрессирование процессов перекисного окисления липидов, сопровождающееся накоплением высокотоксичных продуктов в крови больных РА, является одной из причин нарушения утилизации кислорода клетками, а также генерализованного повреждения клеточных мембран с последующей дисфункцией клетки (Зенков Н.К., Меньшикова Е.Б., 1993, с. 286-296 и др.). При этом происходит дестабилизация не только клеточных, но и субклеточных мембран (в частности, деструктивное изменение митохондрий) и даже их разрушение за счет изменения рецепторной и мембранносвязанной ферментативной активности. Разрушение лизосомальных мембран и выход гидролитических ферментов в цитозоль сопровождается деструкцией клеток и тканей.

Одной из разновидностей CT является костная ткань, метаболизм которой также существенно нарушается в условиях РА у человека. Как

известно, характерным проявлением ревматоидного процесса является локальный и системный остеопороз, характеризующийся снижением минеральной плотности кости (костной массы), а также патологическим изменением микроархитектоники (качества) костной ткани, причем особое значение приобретает состояние субхондральной кости, во многом обеспечивающее нормальные метаболические процессы в суставном (гиалиновом) хряще. Рентгенологически остеопороз проявляется атрофией субхондральной пограничной пластинки и размытой структурой костной ткани эпифиза. Прогрессирование нарушения ремоделирования костной ткани приводит к тому, что эпифизы пораженного сустава выглядят при рентгенографии значительно более прозрачными, чем в норме (Насонова В.А., Бунчук Н.В., 1997, 520 е.). Существует представление, что структурно-метаболическое состояние костной ткани во многом сопряжено с особенностями кальций-фосфорного обмена в организме млекопитающих. Многие авторы рассматривают нарушение ремоделирования 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 (Oelzner Р., Hein G., 1997, р. 607-614; Hofbauer L.C., Heufelder А.Е., 2001, p. 253-259; Horowitz M.C., Xi Y., Wilson K., Kasena M.A., 2001, p. 9-18; Kotake S., Udagava N., Hakoda M. [et al.], 2002, p. 10031012; Shinzawa M., Akiyama Т., 2011, p. 1193-1199; Park M.K., Her Y.M., Cho M.L. [et al.], 2011, p. 42-45; Finzel S., Ohrndorf S., Englbrecht M. [et al.], 2011, p. 1231-1236).

Прогрессирование системного остеопороза зависит от длительности ревматоидного воспаления и может быть связано с действием медиаторов воспаления (French A.R., Mason Т., Nelson A.M. [et al.], 2002, p. 1065-1070). У больных РА прогрессированию системного остеопороза способствует и постоянная массивная медикаментозная терапия, в частности,

глюкокортикоидами (Насонов E.JL, Чичасова Н.В., Супоницкая Е.В., 2004. с. 408-413).

Развитие локального остеопороза при РА связывают с воспалительной активностью заболевания, а также с выработкой синовиальной оболочкой провоспалительных цитокинов, которые усиливают костную резорбцию, тормозят остеосинтез, влияют на дифференцировку клеток остеокластической линии (Rabinovich С.Е., 2000, р. 34-37). Провоспалительные цитокины разбалансируют систему RANKL/RANK/OPG, путем активации синтеза и экспрессии гена RANKL, под влиянием которого синовиальные макрофаги в очаге воспаления превращаются в остеокласты, оказывающие резорбтивный эффект (Беневоленская Л.И., 2003, 524 е.). При этом гистология околосуставной остеопенической кости определяется ускорением метаболизма костной ткани и возрастанием поверхностной площади остеоида и количества остеокластов (Jones S.M., Bhalla А.К., 1993, p. 557-562).

Изучение сравнительных особенностей метаболического гомеостаза с углубленным изучением обменных процессов в СТ у животных с экспериментальным артритом (ЭА) и людей с РА открывает дальнейшие перспективы для объективной оценки состояния людей и животных, а также для контроля проводимой коррекции нарушений СТ.

Моделирование различных патологических состояний и заболеваний является важной проблемой экспериментальной биологии и медицины. Моделирование такого сложного заболевания, как РА имеет давние традиции. Как правило, биологические модели РА формируются на мышах, крысах и кроликах в основном с помощью адъюванта Фрейнда, который может быть полным, неполным, без антигена и с антигеном, в качестве которого используются овальбумин, бычий сывороточный альбумин и др.

К сожалению, существующие экспериментальные модели не лишены определенных недостатков: одни их них сложны, трудоемки и длительны (патент РФ № 2305328), другие многоэтапны (Pettipher E.R., Henderson В.,

Moneada S. [et al.], 1988, p. 169-176), а третьи позволяют воспроизводить только тяжелую форму артрита (авторское свидетельство № 1748174), предназначенную для изучения далеко зашедшей стадии заболевания с выраженной воспалительной деструкцией суставных тканей, когда терапевтическое воздействие, в том числе медикаментозное, малоэффективно.

Усовершенствование старых и разработка новых биологических моделей, в том числе для изучения функционально-метаболических особенностей СТ, остаются актуальными, позволяя проводить изучение тонких патогенетических механизмов заболевания и осуществлять необходимую коррекцию имеющихся метаболических нарушений.

Учитывая выше сказанное, представляется актуальной разработка новых способов регулирования механизмов восстановления и нормализации обменных процессов в соединительнотканных суставных структурах (синовиальная оболочка, мениск, суставной хрящ, субхондральная кость). Применяемые для этой цели способы системного введения препаратов не всегда достигают нужного эффекта и не всегда способны контролировать прогрессирование воспалительно-деструктивных процессов в суставных тканях. В связи с этим необходимо искать новые подходы к восстановлению функциональной активности соединительнотканных компонентов суставов. В этом аспекте представляется перспективным изучение внутрисуставного использования препаратов на основе соединений естественного происхождения различной химической природы: функционально значимых компонентов СТ - сульфатированных и несульфатированных гликозаминогликанов (ГАГ), оказывающих нормализующее действие на состояние хрящевой ткани, ферментного и неферментного антиоксидантов, регулирующих состояние процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы, а также кальциотропного тиреоидного гормона, контролирующего кальций-фосфорный обмен и ремоделирование костной ткани.

По своему биологическому строению сустав является замкнутой функциональной системой, поэтому введение лекарственного препарата непосредственно в суставную полость позволяет достичь его максимальных биологических концентраций, что ускоряет реабилитационный процесс в суставных структурах. При системном введении препарата часть его инактивируется в печени, часть, попадая в кровоток, разносится по другим тканям организма, не достигая нужной терапевтической концентрации в конкретном пораженном суставе. Поэтому внутрисуставное применение подобных препаратов обеспечивает максимальное воздействие на пораженные соединительнотканные структуры (Насонова В.А., Бунчук Н.В., 1997, 520 е.).

Принимая во внимание нарушения метаболизма экстрацеллюлярного матрикса при РА представляется целесообразным исследование реакций СТ на введение экзогенных соединений естественного происхождения различной химической природы, непосредственно участвующих в обменных процессах организма.

Известен принцип коррекции метаболизма СТ с помощью системного и локального введения препаратов на основе компонентов хрящевой ткани. Однако до настоящего времени остается не изученным изменение структурно-метаболического состояния СТ вследствие внутрисуставного введения соединений на основе сульфатированных гликозаминогликанов (препарат «мукосат») в условиях ЭА. Также требуют детализа

Информация о работе

Белова, Светлана Вячеславовна
доктора биологических наук
Саратов, 2013
ВАК 03.03.01

Диссертация

Метаболическое состояние соединительной ткани в условиях физиологической нормы и его регуляция веществами естественного происхождения при экспериментальном артрите - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы