ssmuБюллетень сибирской медициныBulletin of Siberian Medicine1682-03631819-3684Siberian State Medical University, the Ministry of Healthcare of the Russian Federation10.20538/1682-0363-2015-4-33-40ssmu-205Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL PAPERSВЛИЯНИЕ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА НА ГИСТОАРХИТЕКТОНИКУ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ КОСТНОЙ ТКАНИ ТЕЛА ПОЗВОНКА КРЫСEFFECT OF OXIDATIVE STRESS ON HISTOARCHITECTONICS AND ELEMENTAL COMPOSITION OF BONE TISSUE OF THE VERTEBRAL BODY RATSЛуканинаС. Н.LukaninaS. N.lukanina@ngs.ruСахаровА. В.SakharovA. V.lukanina@ngs.ruПросенкоА. Е.ProsenkoA. Ye.

Просенко Александр Евгеньевич – доктор химических наук, профессор, зав. кафедрой химии

lukanina@ngs.ruЕфремовА. В.YefremovA. V.lukanina@ngs.ruРомановаК. А.RomanovaK. A.lukanina@ngs.ruНовосибирский государственный педагогический университет, НовосибирскРоссияNovosibirsk State Pedagogical University, NovosibirskRussian Federation2015280820151443340Copyright © Луканина С.Н., Сахаров А.В., Просенко А.Е., Ефремов А.В., Романова К.А., 20152015Луканина С.Н., Сахаров А.В., Просенко А.Е., Ефремов А.В., Романова К.А.Lukanina S.N., Sakharov A.V., Prosenko A.Y., Yefremov A.V., Romanova K.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.ssmu.ru/jour/article/view/205

Цель исследования – изучить влияние окислительного стресса на морфофункциональную характе-ристику и элементный состав костной ткани тела позвонка крыс.

Материал и методы

Материал и методы. Исследование проводили на самцах крыс линии Вистар массой тела 250–300 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 окислительно-го стресса путем ежедневного (в течение 14 сут) введения с помощью внутрижелудочного зонда вод-ной суспензии синтетического глюкокортикоида «Преднизолон» («Никомед Австрия ГмбХ», Авст-рия) в дозе 50 мг/кг массы тела. Через 3 ч после преднизолона животным 2-й группы внутрижелудоч-но 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 морфоги-стохимического 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

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 по-вышении содержания в костной ткани Ca, P, Cu, Fe, Zn по сравнению с соответствующими показа-телями интактных животных.

Заключение

Заключение. Полифункциональный серосодержащий антиоксидант нового поколения «Тиофан» является перспективным средством защиты клеток и матрикса костной ткани от повреждения ак-тивными метаболитами кислорода при окислительном стрессе

This paper is concerned with study an influence of the oxidative stress on morphofunctional characteris-tics and elemental composition of bone tissue of the vertebral body rats.

Material and methods

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 aquaFontana. 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

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

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. 

окислительный стрессантиоксидантыглюкокортикоидыкостная тканьмакро-микроэлементыoxidative stressantioxidantsglucocorticoidsbone tissuemacro- and microelementsReferencesВладимиров Ю.А. Свободнорадикальное окисление липидов и физические свойства липидного слоя биологических мембран // Биофизика. 1987. Т. 32, Вып. 5. С. 830–844.Vladimirov Yu.A. Free radical oxidation of lipids and physical properties of the lipid layer of biological membranes. Biofisika – Biophysics, 1987, vol. 32, no. 5, pp. 830–844 (in Russian).Зенков Н.К., Ланкин В.З., Меныцикова Е.Б. Оксидативный стресс. Биохимический и патофизиологический аспекты. М.: МАИК «Наука/Интерпериодика», 2001. 343 с.Zenkov N.K., Lankin V.Z., Menshikova Ye.B. Oxidative stress. The biochemical and pathophysiological aspects. Moscow, MAIK “Nauka/Interperiodica” Publ., 2001. 343 p. (in Russian).Бельмер С.В. Микроэлементы, пребиотики, кишечная микрофлора, иммунитет // Педиатрия. 2009. Т. 87, № 3. С. 92–94.Belmer S.V. Microelements, prebiotics, intestinal microflora, immunity. Pediatriya – Pediatrics, 2009, vol. 87, no. 3, pp. 92–94 (in Russian).Меньшикова Е.Б., Зенков Н.К., Ланкин В.З. Окислительный стресс: Патологические состояния и заболевания. Новосибирск: АР-ТА, 2008. 284 с.Menshikova E.B., Zenkov N.K., Lankin V.Z. Oxidative stress: pathological conditions and deseases. Novosibirsk, AR-TA Publ., 2008. 284 p. (in Russian).Мухамеджанова Л.Р., Галиев И.М. Микроэлементы костной ткани у больных генерализованным пародонтитом // Казанский мед. журн. 2004. № 2. С. 123–124.Mukhamedzhanova L.R., Galiev I.M. Microelements of bone tissue in patients with generalized periodontitis. Kazanskiy meditsinskiy zhurnal – Kazan Medical Journal, 2004, no. 2, pp. 123–124 (in Russian).Осипова Е.В. Роль химических элементов в деятельности нервной системы / Бюл. ВСНЦ СО РАМН. 2005. Т. 1 (39). С. 79–84.Osipova Ye.V. The role of chemical elements in the nervous system activity. Bulletin ESSC SB RAMS, 2005, vol. 1 (39), pp. 79–84 (in Russian).Валеева И.Х., Зиганшина Л.Е., Бурнашова З.А., Зиганшин А.У. Влияние димефосфона и ксидифона на показатели перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы крыс, длительно получавших преднизолон // Эксперимент. и клинич. фармакология. 2002. № 2.Valeyeva I.Kh., Ziganshina L.Ye., Burnashova Z.A., Ziganshin A.U. The influence of dimephosphone and xidiphone to the rates of peroxide oxidation of lipids and an-tioxidant system of rats with long-term injection of Prednizolon. Eksperimental'naya i klinicheskaya farmakologiya – Experimental and Clinical Pharmacology, 2002, no. 2 (in Russian).Ромейс Б. Микроскопическая техника. М.: Иностранная литература, 1954. 165 с.Romeys B. Microscopic technique. Moscow, Inistrannayz literatura Publ., 1954. 165 p. (in Russian).Луканина С.Н. Влияние антиоксиданта тиофана на структурно-функциональную организацию кишечника крыс в условиях глюкокортикоидной нагрузки // Сиб. вестн. сельскохоз. науки. 2010. № 3. С.61–68.Lukanina S.N. Effect of antioxidant Thiophane on the struc-tural and functional organization of the intestine of rats in the conditions of glucocorticoid load. Sibirskiy vestnik selskokhozyaistvennoy nauki – Siberian Bulletin of Agricultural Science, 2010, no. 3, pp. 61–68 (in Russian).Сахаров А.В., Жучаев К.В., Просенко А.Е., Луканина С.Н. Влияние окислительного стресса на состояние костной ткани тела позвонка свиньи // Сиб. вестн. сельскохоз. науки. 2007. № 6. С. 81–86.Sakharov A.V., Zhuchaev K.V., Prosenko A.E., Lukanina S.N. Effect of oxidative stress on the bone tissue of the vertebral body pigs. Sibirskiy vestnik selskokhozyaistvennoy nauki – Siberian Bulletin of Agricultural Science, 2007, no. 6, pp. 81–86 (in Russian).Сахаров А.В., Глотова А.А. Сравнительное изучение ре-перативной регенерации костной ткани при использовании тканеинженерной матрицы на основе материала «ТИОПРОСТ» и материала «КоллАпан-М» // Клеточная трансплантология и тканевая инженерия. 2011. Т. 6, № 4. С. 89–94.Sakharov A.V., Glotova A.A. Comparative study of repara-tive regeneration bone tissue when using tissue-matrix based on material "TIOPROST" and material “CollapAn-M”. Kletochnaya transplantologiya i tkanevaya inzheneriya – Cellular Transplantation and Tissue Engineering, 2011, vol. 6, no. 4, pp. 89–94 (in Russian).Пaвлoва В.H., Пaвлoв Г.Г., Шoстaк H.A., Слyцкий Л.И. Cyстaв: мopфoлoгия, клиникa, диaгностикa, лечeние. M.: Mед. инфopм. aгентствo, 2011. 552 c.Pavlova V.N., Pavlov G.G., Shostak N.A., Slutsky L.I. Joint: morphology, clinic, diagnostics, treatment. Moscow, Medical Information Agency Publ., 2011. 552 p. (in Russian).Cai L. Metallothionein as an adaptive protein prevents diabetes and its toxicity // Nonlinearity in Biology, Toxicology and Medicine. 2004. V. 2. P. 89–103.Cai L. Metallothionein as an adaptive protein prevents diabetes and its toxicity. Nonlinearity in Biology, Toxicology and Medicine, 2004, vol. 2, pp. 89–103.Ракитский В.Н., Юдина Т.В. Антиоксидантный и микроэлементный статус организма: современные проблемы диагностики // Вестн. РАМН. 2005. № 3. С. 33–36.Rakitskiy V.N., Yudina T.V. Antioxidant and microelemental status of the organism: the modern problems of diagnosis. Vestnik Rossiiskoi Akademii Meditsinskikh Nauk – Herald of the Russian Academy of Sciences, 2005, no. 3, pp. 33–36 (in Russian).Селятицкая В.Г., Пальчикова Н.А., Заксас Н.П. Содержание микроэлементов в тканях печени и легкого крыс с аллоксановым диабетом // Фундаментальные исследования. 2012. № 4 (Ч. 1). С. 201–205.Selyatitskaya V.G., Palchikova N.A., Zaksas N.P. The content of microelements in the liver and lung of rats with alloxan diabetes. Fundamentalnie issledovania, 2012, no. 4 (part 1), pp. 201–205 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.