Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

ПЛАЗМЕННАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ БЕЛКОВ РЕГУЛЯТОРОВ ОСТЕОКЛАСТОГЕНЕЗА И ОСТЕОБЛАСТОГЕНЕЗА ПРИ ПОДОСТРОЙ ИНТОКСИКАЦИИ ДИХЛОРЭТАНОМ

Камилов Ф.Х. 1 Фаршатова Е.Р. 1 Еникеев Д.А. 1 Ганеев Т.И. 1
1 ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Эксперименты проведены на 20 половозрелых крысах-самцах массой 180–200 г, разделенных на 2 группы: контрольную и подопытную. Крысам подопытной группы ежедневно в течение двух месяцев внутрижелудочно вводили дихлорэтан в оливковом масле из расчета 0,84 мг/кг массы в суммарной дозе 0,1 ЛД50, животные контрольной группы получали адекватный объем оливкового масла. В плазме крови методом иммуноферментного анализа исследовали содержание регуляторов остеокластогенеза – растворимого RANKL и остеопротегерина, а также ингибитора Wntβ – catenin сигнального пути остеобластогенеза склеростина. При подострой интоксикации дихлорэтаном в суммарной дозе 0,1 ЛД50 в плазме крови наблюдается повышение содержания растворимого RANKL и склеростина, снижение остеопротегерина, характеризуя усиление в костной ткани остеокластогенеза и подавление дифференцировки клеток остеобластного ряда.
дихлорэтан
интоксикация
RANKL
остеопротегерин
склеростин
1. Белая Е.Ж., Рожинская Л.Я., Драгунова Н.В. и др. Сывороточные концентрации белков регуляторов остеобластогенеза и остеокластогенеза у пациентов с эндогенным гиперкортицизмом //Остеопороз и остеопатии. – 2012. – № 2. – С. 3–8.
2. Беневоленская Л.И., Насонов Е.Л. Патогенез остеопороза / В кн. Руководство по остеопорозу / Под ред. Л.И. Беневоленской. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003. – С. 77–104.
3. Дыдыкина С.И., Веткова Е.С. Склеростин и его роль в регуляции метаболизма кости // Научно-практическая ревматология. – 2013. – Т. 51, № 3. – С. 296–301.
4. Захаров Ю.М., Макарова Э.Б. Регуляция остеогенной дифференциации мезенхимальных стволовых клеток костного мозга // Росс. физиологический журнал им. И.М. Сеченова. – 2013. – Т. 99, № 4. – С. 417–432.
5. Камилов Ф.Х., Ганеев Т.И., Фаршатова Е.Р. и др. Ремоделирование костной ткани при действии хлорпроизводных низкомолекулярных алифатических углеводородов // Мед. вестник Башкортостана. – 2011. – Т. 6, № 2. –С. 45–48.
6. Камилов Ф.Х., Меньшикова И.А., Нурлыгаянов Р.З., Рамазанова Л.М. Состояние минеральной плотности костной ткани у рабочих химического производства // Мед. вестник Башкортостана. – 2007. – № 2. – С. 78–82.
7. Кушлинский Н.Е., Тимофеев Ю.А., Герштейн Е.С. Система RANK / RANKL / OPG при метастазах и первичных новообразованиях костей // Молек. медицина. – 2013. – № 6. – С. 3–10.
8. Омельяненко Н.П., Слуцкий Л.И. Соединительная ткань (гистофизиология и биохимия) – т. 2./ Под ред. С.П.  Миронова. – М.: Изд-во «Известия», 2010. – С. 314–362.
9. Рамазанова Л.М., Меньшикова И.А., Камилов Ф.Х. Нарушения минеральной плотности костной ткани у мужчин – работников химического производства // Вестник Оренбургского госуниверситета – 2008. – № 9. – С. 199–203.
10. Юренева С.В. Остеопротегерин и его лиганды в регуляции костной резорбции: экспериментальные и клинические аспекты применения при эстрогендефицитных состояниях // Журнал акушерства и женских болезней. – 2004. – № 1. – С. 107–110.
11. Sagalovsky S., Schonert M. RANKL-RANK-OPG system and bone remodeling: a new approach on the treatment of osteoporosis // Clin. Explt. Pathol. – 2011. – Vol. 10, № 2. – P. 146–153.
12. Von Bezooijen R.L., ten Dijke P., Papapoulos S.E., Lowil C.W. SOST / sclerostin, an osteocyte – derived negative regulator on bone formation // Cytokine Growth factor Rev. – 2005. – Vol. 16. – Р. 319–327.

Костная ткань характеризуется активным обменом веществ и протекающей на протяжении всей жизни перестройкой – ремоделированием. Ремоделирование позволяет ей выполнять функцию опорной ткани, постоянно адаптирующейся к изменяющимся воздействиям внешней и внутренней среды, максимально соответствуя существующим нагрузкам, а также роль «депо» значительной группы минеральных соединений. Обмен костной ткани регулируется многоуровневой системой, взаимосвязь и дублирование которых значительно повышает их надежность. При этом синтезируемые в костном мозге и костных клетках факторы роста, цитокины и молекулы адгезии обеспечивают взаимодействие между клетками, клетками и матриксом костной ткани, опосредуют эффекты механических сигналов и эффекты системных регуляторных факторов, включая экспрессию генов, активирующих как остеокластогенез и резорбцию, так и остеобластогенез и костеобразование, а также контролирующих эти процессы механизмами обратной связи [2, 4, 8].

В механизмах реализации и контроля эффектов факторов регуляции ремоделирования особую роль играет система RANK – RANKL – остеопротегерин [1, 7, 11]. RANKL (лиганд рецептора ядерного фактора каппа В), продуцируемый остеобластами / стромальными клетками, взаимодействует с рецептором RANK, экспрессированном на предшественниках остеокластов, и запускает каскад внутриклеточных механизмов, стимулирующих их созревание, дифференцировку и активность, а также ингибирует апоптоз зрелых остеокластов [7, 11].

Остеопротегерин (OPG) – растворимый «ложный» рецептор для RANKL, член суперсемейства рецептора фактора некроза опухоли альфа, связывает RANKL, являясь «ловушкой» для этого лиганда. Взаимодействие RANKL с OPG ингибирует пролиферацию остеокластов, их дифференцировку, что в конечном итоге снижает резорбцию кости [10]. Общее «конвергентное» соотношение RANKL / OPG, таким образом, становится основной детерминантой костной деструкции.

Важнейшими регуляторами остеобластогенеза являются секреторные белки семейства Wnt: суперсемейство, трансформирующее рост фактора β1,- β2,- β3, активины, ингибины; факторы роста фибробластов -2,-9; инсулиноподобный фактор роста 1; костные морфогенетические белки [4]. Склеростин ингибирует каноническую сигнальную систему Wnt/β-catenin, необходимую для стимуляции остеобластогенеза и функции остеобластов [1, 3]. В постнатальном периоде склеростин вырабатывается только остеоцитами и минерализованными гипертрофированными хондроцитами. Он связывается с рецептором липопротеинов низкой плотности 5 (LRP 5), являющимся вместе с корецептором LRP 6, основным мембраносвязанным кофактором Wnt/β-catenin сигнального пути [12]. Таким образом, склеростин выполняет роль негативного регулятора остеобластогенеза.

Ранее проведенные исследования показали, что у работников химического предприятия, имеющих производственный контакт с низкомолекулярными хлорированными ациклическими углеводородами (дихлорэтан, хлорпропан, хлорпропен, хлорвинил, эпихлоргидрин и др.), обнаруживается высокая частота снижения костной прочности [6, 9]. Подострая интоксикация низкими суммарными дозами дихлорэтана (0,05 ЛД50 и 0,1ЛД50) приводит в костной ткани экспериментальных животных к усилению ремоделирования с доминированием процессов резорбции, повышению катаболизма коллагена на фоне снижения его биосинтеза [5].

Цель работы

Оценить в плазме крови уровни sRANKL и OPG и содержание экстрацеллюлярного ингибитора Wnt / β – catenin сигнального пути – склеростина при подострой интоксикации дихлорэтаном.

Материалы и методы исследования

Эксперименты проведены на 20 половозрелых крысах-самцах массой 180–200 г. Животные были разделены на 2 группы: контрольную и подопытную. Крысам подопытной группы ежедневно внутрижелудочно вводили дихлорэтан в оливковом масле из расчета 0,84 мг/кг массы, животные контрольной группы получали адекватный объем оливкового масла. Введение дихлорэтана осуществляли в течение двух месяцев, суммарная доза поллютанта составила 0,1 ЛД50.

У животных в плазме крови с использованием коммерческих тест-наборов методом иммуноферментного анализа определяли содержание растворимого RANKL (реагенты «Free RANKL», остеопротегерина («Osteoprotegerin») и склеростина («Sclerostin») фирмы Biomedica Medizinprodukte Gmb H and Co KG.

Статистическую обработку результатов проводили с использованием пакета программы Statistica 6,0 (Stat. Soft).

Результаты исследования и их обсуждение

Подострая интоксикация дихлорэтаном экспериментальных животных приводила в плазме крови к статистически значимому повышению содержания растворимого RANKL и снижению OPG (таблица).

В результате значительно увеличивается соотношение RANKL / OPG, характеризуя активацию процессов дифференцировки и созревания остеокластов. В контрольной группе животных этот коэффициент составил 1,46 ± 0,22 ( ± sx), у подопытной группы – 2,84 ± 0,32 (р < 0,02). Угнетением OPG характеризуются многие состояния, протекающие с доминированием резорбции над формированием костной ткани: гиперпаратиреоидозы, избыточная секреция простагландина Е2 и провоспалительных интерлейкинов, длительная терапия глюкокортикоидами, гипоэстрогенемии и др. [1, 6, 8, 9].

Содержание склеростина у подопытных крыс повышалось (р = 0,0206), отражая усиление его секреции остеоцитами и косвенно отражая подавление остеобластогенеза на фоне активации резорбционных процессов. Экспрессия склеростина повышается у женщин в постменопаузе, при глюкокортикоидной терапии, снижается под действием эстрогенов, при прерывистом введении терипаратида (ПТГ 1–34) [2, 10]. Важная роль этого цитокина как одного из регуляторов ремоделирования с усилением остеобластогенеза показана в экспериментальных и клинических условиях с использованием моноклональных антител к склеростину [2].

Уровень регуляторных цитокинов в плазме крови при интоксикации дихлорэтаном, Ме [Q1; Q3]

Цитокины,

пмоль/л

Контрольная группа,

n = 10

Подопытная группа (дихлорэтан 0,1ЛД50),

n = 10

PU

s RANKL

0,60 [0,12; 1,29]

0,74 [0,73; 0,76]

0,0405

OPG

0,41 [0,40; 0,43]

0,26 [0,11; 0,34]

0,0029

Cклеростин

12,3 [12,2; 12,5]

18,5 [12,9; 18,7]

0,0206

Примечание. PU-критерий Манна-Уитни.

Выводы

При подострой интоксикации дихлорэтаном в суммарной дозе 0,1 ЛД50 в плазме крови наблюдается повышение содержания растворимого RANKL и склеростина, снижение остеопротегерина, характеризуя усиление в костной ткани остеокластогенеза и подавление дифференцировки клеток остеобластного ряда.

Рецензенты:

Шакиров Д.Ф., д.м.н., профессор кафедры общей гигиены с экологией с курсом гигиенических дисциплин МПФ, ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Уфа;

Еникеев Р.И., д.м.н., профессор, заведующий травматолого-ортопедическим отделением ГБУЗ «Республиканский клинический госпиталь ветеранов войн», г. Уфа.


Библиографическая ссылка

Камилов Ф.Х., Фаршатова Е.Р., Еникеев Д.А., Ганеев Т.И. ПЛАЗМЕННАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ БЕЛКОВ РЕГУЛЯТОРОВ ОСТЕОКЛАСТОГЕНЕЗА И ОСТЕОБЛАСТОГЕНЕЗА ПРИ ПОДОСТРОЙ ИНТОКСИКАЦИИ ДИХЛОРЭТАНОМ // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 1-7. – С. 1363-1365;
URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=37970 (дата обращения: 17.10.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074