Email this article 
Possibilities of in vivo validation of a model of experimental osteoporosis
- Authors: Bairamov A.A.1,2, Mamina N.S.2, Karonova T.L.1, Shabanov P.D.3
-
Affiliations:
- V.A. Almazov Scientific Medical Research Centre
- Institute of Experimental Medicine
- Institute of Experimental Medicin
- Issue: Vol 18, No 4 (2020)
- Pages: 365-367
- Section: Short communications
- URL: https://journals.eco-vector.com/RCF/article/view/56967
- DOI: https://doi.org/10.17816/RCF184365-367
- ID: 56967
Cite item
Open Access
Access granted
Subscription or Fee Access
Abstract
In this work, the possibilities of in vivo validation of an experimental model of osteoporosis are analyzed. The model is based on the application of biochemical methods for analyzing predictors of osteoporosis in blood serum, and their informative value in the comparative analysis of the assessment of the degree of osteoporosis based on instrumental studies of autopsy of bone tissue using atomic absorption spectroscopy and x-ray densitometry.
Full Text
Остеопороз на сегодняшний день является одним из наиболее распространенных заболеваний, которое наряду с инфарктом миокарда, инсультом, раком и внезапной смертью занимает ведущее место в структуре заболеваемости и смертности населения. Остеопороз и вызываемые им переломы являются основной причиной болезни, нетрудоспособности и смерти и составляют огромную статью расхода в здравоохранении [2, 4].
Недостаточная эффективность предложенных программ профилактики и лекарственной терапии остеопороза можно объяснить более сложными механизмами его развития, что обусловливает разработку новых эффективных препаратов. Их поиск подразумевает наличие такого инструмента, как экспериментальная модель остеопороза на лабораторных животных, и возможности прижизненной валидации этой модели, что явилось целью данной работы.
Метод создания экспериментальной модели остеопороза описан в ряде исследований [1–4]. Суть метода заключается в двустороннем хирургическом удалении яичников у самок крыс с последующим двукратным введением преднизолона. В эксперименте использованы интактные самки крыс линии Вистар. Двустороннюю овариоэктомию проводят в соответствии с рекомендациями, изложенными в руководствах экспериментальных исследований. Животных наркотизируют и фиксируют на операционном столе в положении на животе. Скальпелем делают продольный разрез по средней линии спины. Передвигая разрез поочередно налево и направо делают прокол в задней части брюшной полости. Найдя правый или левый рог матки, выводят их через прокол наружу, находят яичник и электрокаутером или скальпелем отсекают его от рога матки. Аналогично удаляют и второй яичник. Через 3 недели после операции самкам крыс вводят раствор преднизолона в дозе 25 мг/кг. Второе введение повторяют с интервалом 15 дней.
В серии экспериментов, проводимых нами в рамках государственных заданий для оценки степени остеопороза и эффективности проводимой лекарственной терапии на аутопсическом материале, мы использовали метод двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии, измеряли весовые характеристики и содержание Са2+ и других макро- и микроэлементов в бедренной кости методом атомно-адсорбционной спектроскопии.
В сыворотке крови определяли уровень предикторов остеогенеза — остеокальцина (OK), склеростина, остеопротегрина (OPG), фактора роста фибробластов-23 (FGF23) и лиганда активатора ядерного фактора каппа-β (RANKL) методом иммуноферментного анализа.
Данные, приведенные на рисунке, наглядно показывают информативность основных предикторов остеогенеза в крови на этапах формирования экспериментальной модели остеопороза по степени убывания их динамики OPG > OK > FGF23 > RANKL.
Динамика изменения предикторов остеопороза в сыворотке крови на этапах формирования экспериментальной модели остеопороза. OK — остеокальцин, OPG — остеопротегрин, FGF23 — фактор роста фибробластов-23, RANKL — лиганд активатора ядерного фактора каппа-β
Выбор данных предикторов обусловлен тем, что ключевая роль в процессах регуляции костного ремоделирования принадлежит цитокиновой системе рецептора активатора ядерного фактора каппа-β и его лиганда RANKL из семейства факторов некроза опухоли, а также остеопротегрину, отвечающим за остеогенез и резорбцию в костной ткани. Открытие данной системы способствовало пониманию патогенеза остеопороза, остеокластогенеза, регуляции костной резорбции. Большинство регуляторных механизмов в организме направлено на процессы резорбции. Остеопротегрин является основным ингибитором остеокластогенеза. FGF23 отностят к фосфатонинам, он производится костной тканью и участвует в гомеостазе фосфора и кальция. Остеокальцин — наиболее информативный маркер формирования кости остеобластами в процессе остеосинтеза.
Таким образом, предикторы остеогенгеза остеопротегрин, остеокальцин, фактор роста фибробластов-23 и в меньшей степени лиганд активатора ядерного фактора каппа-β могут быт использованы как индикаторы прижизненной валидации модели экспериментально индуцированного остеопороза.
About the authors
Alekber A. Bairamov
V.A. Almazov Scientific Medical Research Centre; Institute of Experimental Medicine
Author for correspondence.
Email: nelya-mamina@yandex.ru
Dr. Med. Sci. (Pharmacology), Leading Researcher, Leading Researcher, Departmant of Neuropharmacology
Russian Federation, Saint PetersburgNailya Sh. Mamina
Institute of Experimental Medicine
Email: nelya-mamina@yandex.ru
Post-graduate student, Department of Neuropharmacology
Russian Federation, Saint PetersburgTatiana L. Karonova
V.A. Almazov Scientific Medical Research Centre
Email: karonova@mail.ru
Dr. Med. Sci. (Endocrinology), Head of the Laboratory of Clinical Endocrinology
Russian Federation, Saint PetersburgPetr D. Shabanov
Institute of Experimental Medicin
Email: pdshabanov@mail.ru
Dr. Med. Sci. (Pharmacology), Professor and Head, Department of Neuropharmacology
Russian Federation, Saint PetersburgReferences
- Патент на изобретение RU2582973C1. Байрамов А.А., Шабанов П.Д., Маевский Е.И., и др. Антиостеопорозное средство. [Patent RUS2582973C1. Bayramov AA, Shabanov PD, Maevskiy EI, et al. Antiosteoporoznoe sredstvo. (In Russ.)]
- Байрамов А.А., Маевский Е.И., Шабанов П.Д. Коррекция костного ремоделирования при экспериментальном остеопорозе // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. – 2019. – Т. 17. – № 4. – С. 43–50. [Bairamov AA, Maevsky EI, Shabanov PD. Correction of bone remodeling in experimental osteoporosis. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2019;17(4):43-50. (In Russ.)]. https://doi.org/10.17816/RCF17443-50.
- Левицкий А.П., Макаренко О.А., Деньга О.В., и др. Экспериментальные методы исследования стимуляторов остеогенеза: Методические рекомендации. – Киев: Авиценна, 2005. – С. 31–38. [Levitskiy AP, Makarenko OA, Den’ga OV, et al. Eksperimental’nye metody issledovaniya stimulyatorov osteogeneza: metodicheskie rekomendatsii. Kiev: Avitsenna; 2005. P. 31-38. (In Russ.)]
- Фролькис В.В., Поворознюк В.В., Евтушенко О.А., Григорьева Н.В. Экспериментальный остеопороз // Doctor. – 2003. – № 6. – С. 48–52. [Frol’kis V, Povoroznyuk V, Evtushenko O, Grigorieva N. Eksperimental’nyy osteoporoz. Doctor. 2003;(6):48-52. (In Russ.)]
