Влияние окислительного стресса на гистоархитектонику и элементный состав костной ткани тела позвонка крыс

Abstract

Цель исследования - изучить влияние окислительного стресса на морфофункциональную характеристику и элементный состав костной ткани тела позвонка крыс. Материал и методы. Исследование проводили на самцах крыс линии Вистар массой тела 250-300 г. Все животные были распределены в четыре группы по 10 особей в каждой: 1-я - интактная, 2-я и 3-я - группы сравнения, 4-я - контрольная. У крыс 2-4-й групп инициировали развитие окислительного стресса путем ежедневного (в течение 14 сут) введения с помощью внутрижелудочного зонда водной суспензии синтетического глюкокортикоида «Преднизолон» («Никомед Австрия ГмбХ», Австрия) в дозе 50 мг/кг массы тела. Через 3 ч после преднизолона животным 2-й группы внутрижелудочно вводили антиоксидант «Тиофан» (НИИ химии антиоксидантов НГПУ, Россия) (в дозе 100 мг/кг массы тела), растворенный в 0,2 мл растительного масла. Крысы контрольной группы по аналогичной схеме получали только растворитель - растительное масло (0,2 мл). Для чистоты эксперимента и стандартизации манипуляций, связанных с введением в организм веществ, крысам 3-й группы через 3 ч после преднизолона вводили 0,2 мл водопроводной воды. Особенности структурной организации костной ткани тел позвонков изучали методами морфогистохимического анализа. Элементный состав костной ткани определяли методом атомно-эмиссионного анализа с индуктивно связанной плазмой (спектрометр Optima 2100 DV (Perkin Elmer, США), шифр методики КХА: МУК 4.1.1482-03). Результаты. Развитие глюкокортикоид-индуцированного окислительного стресса приводит к нарушению гистоархитектоники костной ткани тел позвонков и снижению содержания катионов, входящих в состав активных центров ферментов антиоксидантной защиты и простетических групп белков, обладающих антиоксидантной активностью. При применении антиоксиданта «Тиофан» у препарата обнаружены выраженные остеопротективные свойства. Это проявляется в снижении уровня резорбции костной ткани тел позвонков при моделировании окислительного стресса и повышении содержания в костной ткани Ca, P, Cu, Fe, Zn по сравнению с соответствующими показателями интактных животных. Заключение. Полифункциональный серосодержащий антиоксидант нового поколения «Тиофан» является перспективным средством защиты клеток и матрикса костной ткани от повреждения активными метаболитами кислорода при окислительном стрессе.

This paper is concerned with study an influence of the oxidative stress on morphofunctional characteristics and elemental composition of bone tissue of the vertebral body rats. Material and methods. The research carried out on male rats of the Wistar line with weight 250–300 g. All rats were categorized into 4 groups with 10 ones in each: 1 – intact group; 2 and 3 – experimental groups; 4 – control group. Rats from groups 2–4 were under the development of oxidized stress which caused by daily stomach-pump injection (during fortnight) with aqua suspension of synthetic glucocorticoid “Prednisolone” in dose 50 mg/kg. Through three hours after “Prednisolone” the antioxidant “Tiophan” was injected by stomach-pump (dose 100 mg/kg), which was dissolved in 0.2 ml of vegetation oil to laboratory animals from the group 2. Rats from control group got only solvent (vegetative oil 0.2 ml) according the same scheme. Three hours after “Prednisolone” to rats from group 3 were injected of 0.2 ml aqua Fontana. It was made for purity the experiment and standartization of manipulations, which are connected with injections into rats’ organisms. The peculiarities of structure of bone tissue of vertebra have been studied by methods of morphohystochemical analysis. The elemental composition of bone tissue was defined by atom-emission analysis method with inductive coupled plasma (spectrometer OPTIMA, code of methodics KHA: MUK.4.1.1482-03). Results. A development of glucocorticoid-induced oxidative stress results to infraction the histoarchitectonics of bone tissue of vertebra and decreasing the content of cations, which are included to the composition of active centres of pherments of antioxidant protection and prosthetic groups of proteins with an antioxidant activity. Using the antioxidant “Tiophan” proved an existence of its expressed osteoprotective properties. This can be seen from decreasing a level of resorbtion of bone tissue of vertebra while modeling the oxidative stress and increasing the content of Ca, P, Cu, Fe, Zn in bone tissue in compare to data of intact animals. Conclusion. Polyfunctional S-containing antioxidant of new generation “Tiophan” is a prospective remedy of protecting cells and matrix of bone tissue against infraction caused by active oxygen metabolites during an oxidative stress.