Медицина/6.Экспериментальная и клиническая фарма­кология.

 

Д.м.н. Куцевляк В. Ф.

К.м.н. Лахтин Ю.В.

Харьковская медицинская академия последипломного образования

 

Влияние альфа-липоевой кислоты на гистоморфометрические характеристики в перегородках альвеолярного отростка при действии солей тяжелых металлов

 

Вступление. Среди многих факторов окружающей среды, оказывающих неблагоприятное влияние на здоровье, являются соли тяжелых металлов (СТМ). Патологические процессы в органах и тканях, возникающие под их действием, не имеют специфической картины. Известно, что комбинация СТМ вызывает выраженную деструкцию альвеолярного отростка [2] с последующим уменьшением минеральной плотности костной ткани [3]. Это может привести к развитию пародонтальных поражений. Поэтому вопросы коррекции негативного влияния СТМ на костную ткань остаются актуальными.

Целью исследования явилось изучение влияния альфа-липоевой кислоты  (ALA, α-липоевая кислота) на морфометрические изменения в перегородках альвеолы, возникшие под действием комбинации солей Fe, Zn, Pb, Cu, Mn, Cr.

Материалы и методы. Эксперимент проведен на 40 белых беспородных крысах-самцах. Животных разделили на три группы. В 1 (контрольную) включили 10 крыс, получавших со стандартным кормом вивария питьевую воду. Во 2 – 20 животных, получавших с питьевой водой соли Fe, Zn, Pb, Cu, Mn, Cr. Крысам 3 группы (n=10), помимо стандартного корма и питьевой воды с указанными СТМ, вводили внутрижелудочно препарат Альфа-липон (ОАО «Киевский витаминный завод», Украина) из расчета 100 мг/кг веса 1 раз в сутки. Доступ к воде – свободный. В каждой группе животных выводили из эксперимента на 30 сутки.

По окончании срока наблюдения эвтаназию животных проводили путем декапитации под эфирным наркозом согласно требованиям приказа МЗ СССР № 755 от 12 августа 1977 «О мерах по дальнейшему усовершенствованию организационных форм работы с использованием экспериментальных животных», соблюдением «Общих этических правил экспериментов над животными», утвержденных  I Национальным конгрессом по биоэтике 20 сентября 2001 (г. Киев) и закона Украины «Про захист тварин від жорстокого поводження» № 3477-IV от 21.02.2006 г.

Для гистологического исследования использовали фрагменты нижней челюсти, которые фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина, декальцинировали, изготовляли продольные срезы через все ткани толщиной 2-3 мкм, окрашивали гематоксилином и эозином. Просмотр и фотографирование микропрепаратов осуществляли на тринокулярном микроскопе (Sunny) с видеонасадкой VT-CC205 (фирма AVISTER).

Гистоморфометрическую оценку проводили на микрофотограммах с увеличением в 150 раз. В программном продукте «ImageJ v. 1,45 r» определяли общую площадь изучаемой поверхности и относительные показатели структурных детерминант: удельный вес площади минерализованной кости (Р±m), удельный вес площади костномозговых пространств (Р±m) и плотность кости в у.ед (отношение минерализованной составляющей кости к неминерализованной).

Цифровые данные обрабатывали с помощью статистической программы AtteStat 10.8.4. for MS Excel. Для оценки достоверности различий между группами использовали непараметрический критерий «хи-квадрат». Статистически значимыми различия между группами считали при  p≤0,05.

Результаты исследования.  В межзубных и межкорневых перегородках альвеолярного отростка крыс 2 группы костные балки перегородок альвеол истончались, расширялись костномозговые пространства и в результате снижался удельный вес площади минерализованной составляющей кости. Это приводило к снижению ее плотности, развитию остеопороза и в последующем к остеодеструкции. При введении α-липоевой кислоты крысам 3 экспериментальной группы гистоморфометрическая картина альвеолярной кости была близка к контрольной. При гистологическом исследовании межкорневых и межзубных перегородок установлено, что костные балки спонгиозы практически сохраняли свою форму и размеры, в некоторых образцах наблюдались слабо выраженные процессы остеолиза с образованием расширенных костномозговых пространств. Сравнивая показатели со значениями крыс, получавших только СТМ, через 30 дней введения ALA удельный вес площади минерализованной кости увеличился  до 67,1±0,36% (в 1,2 раза), а площади костномозговых пространств уменьшился до 32,9±0,36% (в 1,4 раза). Это привело к уплотнению кости до 2,04 у. ед., что в 1,7 раза выше (р=0,008).

Как мы видим, гистоморфометрические данные объективно свидетельствуют о негативном влиянии СТМ на костную ткань альвеолярного отростка. Альфа-липоевая кислота способствовала снижению потери костной ткани при избыточном поступлении солей тяжелых металлов путем уменьшения резорбции альвеолярного отростка челюсти и повышения его минеральной плотности. Данные морфологические изменения согласуется с нашими выводами относительно влияния СТМ на костную ткань и о протекторных возможностях α-липоевой кислоты [2, 3, 5].

В результате повышенной чувствительности костной ткани к тяжелым металлам, они накапливаются в ней [1], их смесь вызывает нарушение баланса минерального метаболизма в альвеолярном отростке челюстей [4]. Действуя на организм, соединения тяжелых металлов ведут к уменьшению минеральной насыщенности кости. Ионы кальция в кристаллической решетке гидроксиапатита замещаются тяжелыми металлами, имеющими такую ​​же валентность. Это приводит к нарушению функциональной способности кристаллов гидроксиапатита и в последующем - к изменению строения костей, угнетению ростовых процессов, ухудшению минерального состава, развитию остеопороза, а в компактном и губчатом ​​веществе замедляются костеобразовательные и усиливаются резорбционные процессы [6, 7].

Механизм остеопротекторного эффекта α-липоевой кислоты может быть реализован разными путями. Во-первых, путем непосредственного влияния на тяжелые металлы. Было высказано предположение, что она способствует детоксикации при отравлении тяжелыми металлами, образовывая прочные комплексы с их ионами в виде хелатных связей [13]. Во-вторых, ALA уменьшает костную потерю, связанную с окислительным стрессом [10]. Как было ранее показано нами, при избыточном поступлении СТМ в организм крыс  происходит активация процессов свободно-радикального окисления с одновременным угнетением системы антиоксидантной защиты, что выражается оксидативным стрессом и приводит к выраженным процессам резорбции альвеолярной кости [12]. Третий путь реализации остеопротекторного действия ALA, на наш взгляд, осуществляется за счет уменьшения воспалительной резорбции кости. Альфа-липоевая кислота  подавляет синтез простагландина Е2 [9]. Это подтверждается и клиническими исследованиями эффективности применения препаратов ALA в комплексном лечении пародонтальной патологии [8, 11]. 

Таким образом, полученные результаты исследования позволяют сделать вывод: смесь солей Fe, Zn, Pb, Cu, Mn, Cr вызывает морфологические признаки остеопороза и деструкции костной ткани альвеолярного отростка. Введение α-липоевой кислоты одновременно с вышеуказанными солями металлов уменьшает выраженность резорбционных процессов.

 

Литература:

1.                 Довгалюк Т. Я. Свинцева інтоксикація та її вплив на кісткову систему / Т. Я. Довгалюк, В. С. Пикалюк, Р. О. Кмітова, В. Є. Лавренюк // Український медичний альманах. - 2001. - № 2. - C. 48-49.

2.                 Куцевляк В. Ф. Макроскопічні і морфометричні зміни в зубоальвеолярних блоках нижньої щелепи щурів при дії комбінації солей важких металів / В. Ф. Куцевляк, Ю. В. Лахтін       // Український морфологічний альманах. - 2010. - Т. 8, № 3. - С. 69-71

3.                 Лахтін Ю. В. Зміни оптичної щільності альвеолярного відростка щелеп щурів та її корекція на тлі дії солей важких металів / Ю. В. Лахтін // Світ медицини та біології. – 2012. - № 2. – С. 117-119.

4.                 Лахтін Ю. В. Особливості кумуляції важких металів в альвеолярному відростку щурів при їх надмірному надходженні / Ю. В. Лахтін // Загальна патологія та патологічна фізіологія. – 2012. – Т. 7, № 1. – С. 69- 74.

5.                 Лахтін Ю. В. Остеопротекторні можливості альфа-ліпоєвої кислоти при дії солей важких металів / Ю. В. Лахтін // Клінічна та експериментальна патологія. – 2012. - Т. ХІ, № 2 (40). – 86-89.

6.                 Романюк К. А. Гистоморфометрическая  характеристика  костной  и  хрящевой тканей  зрелых животных в условиях влияния техногенных микроэлементозов  /  К. А. Романюк  // Український морфологічний альманах. - 2007. - Т. 5, № 2. - С. 70-71.

7.                 Сікора В. З. Порушення будови та мінерального складу кісток скелета в умовах впливу солей важких металів та їх корекція помірними динамічними навантаженнями / В. З. Сікора, К. А. Романюк // Вісник морфології. - 2009. - Т. 15, № 1. - С. 29-30.

8.                 Шпулина О. А. Пародонтопротекторная эффективность липоевой кислоты у больных хроническим генерализованным пародонтитом / О. А. Шпулина,  О. И. Скрипник // Український стоматологічний альманах. - 2010. -  № 2. - С. 53-56.

9.                 Alpha-Lipoic acid inhibits inflammatory bone resorption by suppressing prostaglandin E2 synthesis / H. Ha, J. H. Lee, H. N. Kim [et al.]  // J Immunol. - 2006. - Vol. 176, № 1. - P. 111-117.

10.            Alpha-lipoic acid inhibits TNF-alpha-induced apoptosis in human bone marrow stromal cells / C. H. Byun , J. M. Koh , D. K. Kim [et.al.]  // J Bone Miner Res. - 2005. - Vol. 20, № 7. - P. 1125-1135.

11.            Efficacy of lycopene in the treatment of gingivitis: a randomised, placebo-controlled clinical trial / R. V. Chandra, M. L. Prabhuji, D. A. Roopa [et al.]  // Oral Health Prev Dent. - 2007. - Vol. 5, № 4. - P. 327-336.

12.            Lakhtin Yu.V. Effect of Alpha Lipoic acid on oxidative stress in rats’ gums in case of chronic intoxication with salts of heavy metals / Yu. Lakhtin // European Science and Technology : materials of the II international research and practice conference, Vol. II, (Wiesbaden, May 9th–10th, 2012). - publishing office «Bildungszentrum Rodnik e. V.». – с. Wiesbaden, Germany, 2012. – Р. 468-473.

13.            Lipoic acid: a novel therapeutic approach for multiple sclerosis and other chronic inflammatory diseases of the CNS / S. Salinthone, V. Yadav, D. N. Bourdette, D. W. Carr  // Endocr Metab Immune Disord Drug Targets. - 2008. - Vol. 8, № 2. - P. 132-142.