RU2540926C1

RU2540926C1 - Method of correcting microcirculation in bone tissue with l-norvalin in case of experimental osteoporosis and fractures at its background

Info

Publication number: RU2540926C1
Application number: RU2013143070/15A
Authority: RU
Inventors: Олег Сергеевич Гудырев; Денсинг Самуэл Радж Раджкумар; Александр Владимирович Файтельсон; Михаил Владимирович Покровский; Павел Павлович РЕМИЗОВ; Михаил Сергеевич Соболев; Татьяна Григорьевна Покровская; Михаил Викторович Корокин; Владимир Исхакович Кочкаров; Анна Александровна Арустамова; Александр Шотаевич Ванян; Роман Викторович Проценко; Татьяна Валерьевна Автина; Мария Алексеевна Затолокина
Priority date: 2013-09-23
Filing date: 2013-09-23
Publication date: 2015-02-10

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: invention relates to field of medicine and is intended for impact on microcirculation in bone tissue in case of experimental osteoporosis and fractures at its background. Method includes modelling osteoporosis in female rats of Wistar line by bilateral ovariectomy and osteoporotic fractures and pharmacological correction of pathological states with L-norvalin in dose 10 mg/kg intragastrically, daily, one time per day.

EFFECT: application of claimed invention makes it possible to prevent negative dynamics of indices of microcirculation in bone tissue in case of osteoporosis and in bone callus in case of osteoporotic fractures.

1 ex

Description

Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной фармакологии, и может быть использовано для коррекции микроциркуляции в костной ткани при экспериментальном остеопорозе и переломах на его фоне.The invention relates to medicine, in particular to experimental pharmacology, and can be used to correct microcirculation in bone tissue during experimental osteoporosis and fractures against its background.

По известным литературным источникам L-норвалин способен улучшать плацентарную микроциркуляцию, а также нормализовать содержание стабильных метаболитов оксида азота на модели экспериментального гестоза (Полянская О.С. Перспективы фармакологической коррекции L-NAME-индуцированного гестоза в эксперименте с помощью ингибитора аргиназ L-норвалина и ингибитора фосфодиэстеразы 5 тадалафила / О.С. Полянская // Фундаментальные исследования. - 2012. - №10. - С.96-98). Таким образом, с нашей точки зрения, L-норвалин может быть перспективным фармакологическим агентом для изучения его воздействия на показатели микроциркуляции в костной ткани.According to well-known literature, L-norvaline is able to improve placental microcirculation, as well as normalize the content of stable metabolites of nitric oxide in the model of experimental gestosis (Polyanskaya O.S. Prospects for pharmacological correction of L-NAME-induced gestosis in an experiment using an arginase inhibitor L-norvaline and an inhibitor tadalafil phosphodiesterase 5 / O.S. Polyanskaya // Basic research. - 2012. - No. 10. - P.96-98). Thus, from our point of view, L-norvaline may be a promising pharmacological agent for studying its effect on microcirculation in bone tissue.

Известен способ коррекции гипергомоцистеин индуцированного дефицита оксида азота L-норвалином в эксперименте (RU 2453001 публ. 10.06.2012), который характеризуется тем, что в эксперименте лабораторным животным моделируют дефицит оксида азота внутрижелудочным введением метионина в дозе 3 г/кг ежедневно в течение 7 суток. При этом степень развития дефицита оценивают по отношению показателей эндотелийнезависимой и эндотелийзависимой вазодилатации. Коррекцию дефицита оксида азота проводят внутрижелудочным введением L-норвалина в дозе 10 мг/кг через 1 час после введения метионина в течение 7 суток.A known method for the correction of hyperhomocysteine induced nitric oxide deficiency L-norvaline in the experiment (RU 2453001 publ. 10.06.2012), which is characterized in that in the experiment laboratory animals simulate nitric oxide deficiency by intragastric administration of methionine at a dose of 3 g / kg daily for 7 days . Moreover, the degree of development of the deficit is evaluated by the ratio of endothelium-independent and endothelium-dependent vasodilation. Correction of nitric oxide deficiency is carried out by intragastric administration of L-norvaline at a dose of 10 mg / kg 1 hour after methionine administration for 7 days.

Основным недостатком способа является то, что используется отличная от заявляемой модель экспериментальной патологии.The main disadvantage of this method is that it uses a different model of the experimental pathology from the claimed.

Наиболее близким к заявленному решению является способ коррекции остеопороза и профилактики возникновения остеопоротических переломов лозартаном (RU 2369391 публ. 10.10.2009), который характеризуется тем, что у самок крыс линии Wistar моделируют генерализованный остеопороз путем выполнения билатеральной овариэктомии. На фоне моделирования патологии проводят ее коррекцию ежедневным внутрижелудочным введением лозартана в дозе 6 мг/кг в течение 56 суток. При этом степень развития морфофункциональных нарушений при остеопорозе и их коррекции лозартаном оценивают путем измерения уровня микроциркуляции в костной ткани проксимального метафиза бедра и гистоморфометрических исследований указанной зоны.Closest to the claimed solution is a method for correcting osteoporosis and preventing the occurrence of osteoporotic fractures with losartan (RU 2369391 publ. 10.10.2009), which is characterized by the fact that in female Wistar rats model generalized osteoporosis by performing bilateral ovariectomy. Against the background of modeling the pathology, it is corrected by daily intragastric administration of losartan at a dose of 6 mg / kg for 56 days. Moreover, the degree of development of morphofunctional disorders in osteoporosis and their correction with losartan is assessed by measuring the level of microcirculation in the bone tissue of the proximal femur metaphysis and histomorphometric studies of this zone.

Основным недостатком способа является то, что не продемонстрировано влияние лозартана на показатели микроциркуляции в костной мозоли при переломе бедренной кости.The main disadvantage of this method is that it does not demonstrate the effect of losartan on microcirculation in bone marrow with a fracture of the femur.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа коррекции нарушения микроциркуляции при экспериментальном остеопорозе и переломах на его фоне L-норвалином.The objective of the invention is to provide a method for correcting microcirculation disorders in experimental osteoporosis and fractures against its background by L-norvaline.

Поставленная задача решается с помощью предлагаемого способа, включающего введение лабораторному животному фармакологического средства после моделирования остеопороза с помощью билатеральной овариэктомии и остеопоротических переломов бедренной кости у самок крыс линии Wistar, причем в качестве такого средства используют L-норвалин в дозе 10 мг/кг, который ежедневно внутрижелудочно (через зонд) вводят лабораторному животному однократно в сутки на фоне моделирования остеопороза в течение восьми недель, а при переломах на фоне моделирования остеопороза в течение двенадцати недель.The problem is solved using the proposed method, including the introduction of a pharmacological agent to a laboratory animal after modeling osteoporosis using bilateral ovariectomy and osteoporotic femoral fractures in female Wistar rats, and L-norvaline at a dose of 10 mg / kg, which is daily used intragastrically (through a probe) is administered to a laboratory animal once a day against the background of modeling osteoporosis for eight weeks, and in case of fractures against the background osteoporosis for twelve weeks.

Экзогенное введение ингибитора аргиназ L-норвалина приводит к предотвращению отрицательной динамики показателей микроциркуляции в костной ткани при остеопорозе и в костной мозоли при остеопоротических переломах.Exogenous administration of the arginase inhibitor L-norvaline prevents the negative dynamics of microcirculation in bone tissue in osteoporosis and in bone marrow in osteoporotic fractures.

Основным преимуществом предлагаемого способа является его эффективность в отношении нарушенного кровоснабжения костной ткани при остеопорозе и переломах на его фоне.The main advantage of the proposed method is its effectiveness against impaired blood supply to bone tissue with osteoporosis and fractures against its background.

СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМThe method is carried out as follows.

Опыты проводят на крысах-самках линии Wistar массой 200-250 г. Овариэктомия проводится под наркозом (водный раствор хлоралгидрата внутрибрюшинно в дозе 300 мг/кг). Введение L-норвалина (внутрижелудочно в дозе 10 мг/кг) начинают на следующий день после операции и осуществляют один раз в сутки в течение восьми недель (56 дней). На 57 день крысы разделяются на две равные по количеству группы (распределение путем случайной выборки). В первой группе (после наркотизации раствором хлоралгидрата внутрибрюшинно в дозе 300 мг/кг) моделируется закрытый перелом проксимального метафиза бедренной кости с фиксацией спицей Киршнера и продолжается терапия L-норвалином в дозе 10 мг/кг до 12 недель после начала эксперимента. Во второй группе под тем же наркозом проводится хирургический доступ к проксимальному метафизу бедра и измерение микроциркуляции. Уровень микроциркуляции измеряется при помощи оборудования компании Biopac systems: полиграфа MP150 с модулем лазерной допплеровской флоуметрии LDF100C и инвазивным датчиком TSD144 и программы AcqKnowledge версии 3.9. Через 12 недель после начала эксперимента у крыс, которым был моделирован перелом бедра, проводится оценка уровня микроциркуляции по описанной методике в ткани формирующейся костной мозоли.The experiments were performed on female Wistar rats weighing 200-250 g. An ovariectomy is performed under anesthesia (an aqueous solution of chloral hydrate intraperitoneally at a dose of 300 mg / kg). The introduction of L-norvaline (intragastrically at a dose of 10 mg / kg) begins the day after surgery and is carried out once a day for eight weeks (56 days). On day 57, the rats are divided into two equal in number groups (distribution by random sampling). In the first group (after anesthesia with a solution of chloral hydrate intraperitoneally at a dose of 300 mg / kg), a closed fracture of the proximal metaphysis of the femur with fixation by the Kirschner spoke is modeled and L-norvaline therapy is continued at a dose of 10 mg / kg until 12 weeks after the start of the experiment. In the second group under the same anesthesia, surgical access to the proximal hip metaphysis and microcirculation measurement are performed. Microcirculation level is measured using Biopac systems equipment: MP150 polygraph with LDF100C laser Doppler flowmeter module and TSD144 invasive sensor and AcqKnowledge software version 3.9. 12 weeks after the start of the experiment, in rats that had a hip fracture modeled, the microcirculation level is estimated using the described technique in the tissue of emerging bone marrow.

Полученные значения сравниваются с интактными животными (ложная операция овариэктомии), а также контрольными животными, у которых посредством проведения билатеральной овариэктомии моделировали генерализованный остеопороз и переломы бедренной кости на его фоне.The obtained values are compared with intact animals (false ovariectomy operation), as well as control animals, in which generalized osteoporosis and femoral fractures were simulated by bilateral oophorectomy against its background.

При статистической обработке данных рассчитывается среднее значение, величина стандартной ошибки. Различия считаются статистически значимыми при р<0,05.When statistical data processing is calculated, the average value, the standard error value. Differences are considered statistically significant at p <0.05.

ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯEXAMPLE OF SPECIFIC PERFORMANCE

Средний уровень микроциркуляции в проксимальном метафизе бедра у интактных (ложно-оперированных) животных составлял 100,5±4,4 перфузионных единиц (ПЕ). Билатеральная овариэктомия через восемь недель после начала эксперимента приводила у контрольных животных к достоверному снижению среднего уровня микроциркуляции по сравнению с интактными крысами до значения 61,5±3,7 ПЕ. Обнаруженный факт уменьшения кровоснабжения в костной ткани является дополнительным фактором развития остеопороза при гипоэстрогенном состоянии, приводящего впоследствии к возникновению остеопоротических переломов. В группе животных, получавших в течение восьми недель после овариэктомии один раз в сутки внутрижелудочно L-норвалин в дозе 10 мг/кг, наблюдалось достоверное повышение среднего уровня микроциркуляции в проксимальном метафизе бедра по сравнению с контрольной группой до 115,2±5,4 ПЕ.The average level of microcirculation in the proximal femoral metaphysis in intact (false-operated) animals was 100.5 ± 4.4 perfusion units (PE). Bilateral oophorectomy eight weeks after the start of the experiment in control animals led to a significant decrease in the average level of microcirculation compared with intact rats to a value of 61.5 ± 3.7 PE. The discovered fact of a decrease in blood supply in bone tissue is an additional factor in the development of osteoporosis with a hypoestrogenic state, which subsequently leads to the occurrence of osteoporotic fractures. In the group of animals treated with L-norvaline at a dose of 10 mg / kg once a day for eight weeks after ovariectomy, a significant increase in the average level of microcirculation in the proximal hip metaphysis was observed compared to the control group to 115.2 ± 5.4 PE .

У интактных крыс с переломами бедра средний уровень микроциркуляции в ткани костной мозоли через 12 недель после начала эксперимента был равен 87,6±6,3 ПЕ. У животных с переломами проксимального метафиза бедренной кости на фоне экспериментального остеопороза средний уровень микроциркуляции был статистически значимо ниже и равнялся 69,7±5,9 ПЕ. В группе животных, у которых был моделирован перелом бедра на фоне остеопороза и получавших в течение двенадцати недель после овариэктомии один раз в сутки внутрижелудочно L-норвалин в дозе 10 мг/кг, наблюдалось достоверное превышение среднего уровня микроциркуляции в костной мозоли над показателями контрольной группы - 108,3±4,8 ПЕ.In intact rats with hip fractures, the average level of microcirculation in bone marrow tissue 12 weeks after the start of the experiment was 87.6 ± 6.3 PE. In animals with fractures of the proximal femoral metaphysis against experimental osteoporosis, the average level of microcirculation was statistically significantly lower and amounted to 69.7 ± 5.9 PE. In the group of animals in which a hip fracture was simulated against osteoporosis and treated with intragastric L-norvaline at a dose of 10 mg / kg once a day for twelve weeks after ovariectomy, there was a significant excess of the average level of microcirculation in bone marrow over the control group - 108.3 ± 4.8 PE

Таким образом, использование L-норвалина в дозе 10 мг/кг на фоне остеопороза, вызванного билатеральной овариэктомией, и остеопоротических переломов эффективно предотвращает падение уровня микроциркуляции в проксимальном метафизе бедра: как непосредственно в кости, так и в костной мозоли. Благодаря усилению кровоснабжения костной ткани замедляется развитие остеопороза при гипоэстрогенном состоянии и создаются благоприятные условия для успешной консолидации переломов.Thus, the use of L-norvaline at a dose of 10 mg / kg against the background of osteoporosis caused by bilateral ovariectomy and osteoporotic fractures effectively prevents a drop in the level of microcirculation in the proximal hip metaphysis: both directly in the bone and in the bone marrow. Due to the increased blood supply to bone tissue, the development of osteoporosis with a hypoestrogenic state slows down and favorable conditions are created for the successful consolidation of fractures.

Claims

A method for correcting microcirculation in bone tissue during experimental osteoporosis and fractures against it, comprising administering to a laboratory animal a pharmacological agent after modeling osteoporosis using bilateral ovariectomy and osteoporotic femoral fractures in female Wistar rats, characterized in that L- norvaline at a dose of 10 mg / kg, which is administered intragastrically daily to a laboratory animal once a day, against the background of modeling osteoporosis during seven weeks, and in fractures of osteoporotic modeling for twelve weeks.