Содержание костных морфогенетических белков в плазме крови крыс с метаболическим синдромом при восстановлении дефекта нижней челюсти

Цель – изучение концентрации костных морфогенетических белков (КМБ) 2 и 7 в плазме крови крыс с метаболическим синдромом в процессе репаративного остеогенеза при дефекте нижней челюсти.
Материалы и методы. Работа выполнена на самцах крыс линии Вистар, из которых сформировали четыре группы: 1) интактная; 2) контрольная – дефект нижней челюсти; 3) метаболический синдром; 4) опытная – метаболический синдром и дефект нижней челюсти. Метаболический синдром моделировали заменой стандартного корма высокожировой и высокоуглеводной диетой. О наличии метаболического синдрома судили по изменениям массы тела, концентрации глюкозы и триацилглицеридов в плазме крови. Дефект нижней челюсти формировали по методу А.С. Григорьяна и соавт. На 7, 14, 21 и 28-е сут после операции в плазме крови определяли содержание КМБ-2 и -7 методом иммуноферментного анализа. Рассчитывали медиану и интерквартильный размах Me [Q1; Q3], использовали U-критерий Манна – Уитни и поправку Бонферрони. Различия показателей считали значимыми при p < 0,025.
Результаты. В группе «метаболический синдром» установлено увеличение в плазме содержания исследуемых белков по сравнению с интактной группой. Концентрация КМБ-2 и КМБ-7 у крыс контрольной группы был выше на всем протяжении эксперимента по сравнению с интактной группой (p < 0,025). В опытной группе установлено снижение концентрации КМБ-2 (на 7, 14 и 28-е сут) и КМБ-7 (на 7–28-е сут) по сравнению с контрольной группой (р < 0,025). Показано увеличение содержания КМБ-2 на 7-е сут, а КМБ-7 на 7–14-е сут в опытной группе по сравнению с группой «метаболический синдром» (p < 0,025).
Заключение. У крыс с метаболическим синдромом установлено значимое снижение концентрации в плазме крови КМБ-2 и КМБ -7 при заживлении дефекта нижней челюсти по сравнению с животными без метаболических нарушений.

1. Ahmad P., Della Bella E., Stoddart M.J. Applications of Bone Morphogenetic Proteins in Dentistry: A Bibliometric Analysis. BioMed Res. Int. 2020;2020:5971268. DOI: 10.1155/2020/5971268.

2. Lukača N., Katavića V., Novakc S., Šućura A., Filipovića M., Kalajzić I. et al. What do we know about bone morphogenetic proteins and osteochondroprogenitors in inflammatory conditions? Bone. 2020;137:115403. DOI: 10.1016/j.bone.2020.115403.

3. Carreira A.C., Alves G.G., Zambuzzi W.F., Sogayar M.C.,Granjeiro J.M. Bone morphogenetic proteins: structure, biological function and therapeutic applications. Archives of Biochemistry and Biophysics. 2014;561:64–73. DOI: 10.1016/j.abb.2014.07.011.

4. Stokovic N., Ivanjko N., Maticic D., Luyten F.P., Vukicevic S. Bone morphogenetic proteins, carriers, and animal models in the development of novel done regenerative therapies. Materials. 2021;14(13):3513. DOI: 10.3390/ma14133513.

5. Takematsu E., Murphy M., Hou S., Steininger H., Alam A., Ambrosi T.H. et al. Optimizing delivery of therapeutic growth factors for bone and cartilage regeneration. Gels. 2023;9(5):377. DOI: 10.3390/gels9050377.

6. Janbozorgi M., Hosseinzadeh M., Taheri A., Ghafaripur S. Impact of aerobic exercise on expression of OPN and OPG genes and bmal1 protein in the done tissue of diabetic rats during two phases of light and dark circadian rhythm. Research Results in Biomedicine. 2024;10(4):520–531. DOI: 10.18413/2658-6533-2024-10-4-0-3.

7. Nadezhdina N.A., Gudyrev O.S., Nadezhdin S.V., Danilenko L.M., Dolzhikov A.A., Kremleva K.K. et al. Epoetin-alfa-induced osteogenesis in the bone organoid model. Research Results in Pharmacology. 2024;10(4):29–41. DOI: 10.18413/rrpharmacology.10.517.

8. Kotb E., El Mancy I.M., Mohamed I.G.R., Ayoub H.S.A., Rashed A.M., El-Nasser W.S. et al. Relation between erythropoietin resistance and metabolic syndrome in hemodialysis patients: A multicentric propensity score matched analysis. Journal of Investigative Medicine. 2023;71(7):753–759. DOI: 10.1177/10815589231171405.

9. Rodríguez-Merchán E.C. A Review of Recent Developments in the Molecular Mechanisms of Bone Healing. International Journal of Molecular Science. 2021;22(2):767. DOI: 10.3390/ijms22020767.

10. Макарова М.В., Ляшев Ю.Д., Солин А.В., Сериков В.С., Клевцов С.А. Особенности репаративного остеогенеза при дефектах нижней челюсти крыс с экспериментальным метаболическим синдромом. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2025;179(6):762–767. DOI: 10.47056/0365-9615-2025-179-6-762-767.

11. Липатов В.А., Крюков А.А., Северинов Д.А., Саакян А.Р. Этические и правовые аспекты проведения экспериментальных биомедицинских исследований in vivo. Часть I. Российский медико-биологический вестник им. акад. И.П. Павлова. 2019;27(1):80–92. DOI: 10.23888/PAVLOVJ201927180-92.

12. Липатов В.А., Крюков А.А., Северинов Д.А., Саакян А.Р. Этические и правовые аспекты проведения экспериментальных биомедицинских исследований in vivo. Часть II. Российский медико-биологический вестник им. акад. И.П. Павлова. 2019;27(2):245–257. DOI: 10.23888/PAVLOVJ2019272245-257.

13. Бирулина Ю.Г., Иванов В.В., Буйко Е.Е., Быков В.В., Смаглий Л.В., Носарев А.М. и др. Экспериментальная модель метаболического синдрома у крыс на основе высокожировой и высокоуглеводной диеты диеты. Бюллетень сибирской медицины. 2020;19(4):14–20. DOI: 10.20538/1682-0363-2020-4-14-20.

14. Wong S.K., Chin K.Y., Suhaimi F.H., Ahmad F., Ima-Nirvana S. The effects of a modified high-carbohydrate high-fat diet on metabolic syndrome parameters in male rats. Experimental and Clinical Endocrinology and Diabetes. 2018;126(3):205–212. DOI: 10.1055s-0043-109352.

15. Григорьян А.С., Орлов А.А., Сабурина И.Н., Зурина И.М., Сысоев С.Д. Динамика остеогенетического процесса, вызванного инокуляцией аутологичных стромальных клеток, выделенных из жировой ткани крысы (экспериментально-морфологическое исследование). Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2015;59(2):4–11.

16. Воронкова О.В., Бирулина Ю.Г., Иванов В.В., Буйко Е.Е., Есимова И.Е., Григорьева А.В. и др. Особенности цитограммы и цитокинового профиля жидкости бронхоальвеолярного лаважа при экспериментальном метаболическом синдроме. Бюллетень сибирской медицины. 2022;21(4):29–36. DOI: 10.20538/1682-0363-2022-4-29-36.

17. Rossi J.L.S., Barbalho S.M., de Araujo R.R., Bechara M.D., Sloan K.P., Sloan L.A. Metabolic syndrome and cardiovascular diseases: Going beyond traditional risk factors. Diabetes Metabolism Research and Reviews. 2022;38(3):e3502. DOI: 10.1002/dmrr.3502.

18. Li. M., Willey J. The interplay between inflammation and thrombosis in COVID-19: Mechanisms, therapeutic strategies, and challenges. Thrombosis Update. 2022;8:100117. DOI: 10.1016/j.tru.2022.100117.

19. Wang M., Qiu Y., Gao L., Qi F., Bi L. The impact of IGF-1 on alveolar bone remodeling and BMP-2 expression in orthodontic tooth movement in diabetic rats. Advances in Clinical and Experimental Medicine. 2023;32(3):349–356. DOI: 10.17219/acem/153956.

20. Nett P.C., Ortmann J., Celeiro J., Haas E., Hofmann-Lehmann R., Tornillo L. et al. Transcriptional regulation of vascular bone morphogenetic protein by endothelin receptors in early autoimmune diabetes mellitus. Life Science. 2006;78(19):2213–2218. DOI: 10.1016/j.lfs.2005.09.026.

21. Cai B., Du J. Role of bone morphogenetic protein-4 in gestational diabetes mellitus-related hypertension. Experimental and Therapeutic Medicine. 2021;22(1):762. DOI: 10.3892/etm.2021.10194.

22. Carreira A.C.O., Zambuzzi W.F., Rossi M.C., Filho R.A., Sogayar M.C., Granjeiro J.M. Bone morphogenetic proteins: promising molecules for bone healing, bioengineering, and regenerative medicine. Vitamins and Hormones. 2015;99:293–322. DOI: 10.1016/bs.vh.2015.06.002.

23. Ishida K., Haudenschild D.R. Interactions between FGF21 and BMP-2 in osteogenesis. Biochemical and Biophysical Research Communications. 2013;432(4):677–682. DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.02.019.

24. Zhou X., Chen J., Sun X., Wang F., Wang Y., Zhang Z. et al. Spatiotemporal regulation of angiogenesis/osteogenesis emulating natural bone healing cascade for vascularized bone formation. Journal of Nanobiotechnology. 2021;19(1):420. DOI: 10.1186/s12951-021-01173-z.

25. Ding T., Kang W., Li J., Yu L., Ge S. An in situ tissue engineering scaffold with growth factors combining angiogenesis and osteoimmunomodulatory functions for advanced periodontal bone regeneration. Journal of Nanobiotechnology. 2021;19(1):247. DOI: 10.1186/s12951-021-00992-4.