RU2542424C1 - Method for correcting bone microcirculation accompanying experimentalosteoporosis and underlying fractures with use of combination of l-arginine and enalapril - Google Patents

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: method involves simulating osteoporosis in female Wistar rats by a bilateral ovariectomy, and osteoporotic fractures, performing a pharmacological correction of pathological conditions by a combination of L-arginine 200mg/kg and enalapril 0.5mg/kg administered intragastrically daily, as a single dose once a day.

EFFECT: using the declared invention provides the synergetic action consisting in the positive effect on the bone microcirculation in osteoporosis and in an osteotylus in 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-аргинин способен оказывать положительное воздействие на процессы физиологического и патофизиологического ремоделирования и репаративной регенерации костной ткани, в том числе в культурах клеток в исследованиях in-vitro (Torricelli P, Fini М, Giavaresi G, Giardino R. Bone tissue cultures: an in vitro model for the evaluation of bone defect healing after L-arginine and L-lysine administration. Artif Cells Blood Substit Immobil Biotechnol. 2001 Jul; 29(4): 325-34).According to well-known literature, L-arginine is able to have a positive effect on the processes of physiological and pathophysiological remodeling and reparative regeneration of bone tissue, including in cell cultures in in vitro studies (Torricelli P, Fini M, Giavaresi G, Giardino R. Bone tissue cultures : an in vitro model for the evaluation of bone defect healing after L-arginine and L-lysine administration. Artif Cells Blood Substit Immobil Biotechnol. 2001 Jul; 29 (4): 325-34).

Известен способ коррекции остеопороза и профилактики возникновения остеопоротических переломов резвератролом в комбинации с эналаприлом (RU 2437160, публ. 20.12.2011), который характеризуется тем, что у самок крыс линии Wistar моделируют генерализованный остеопороз путем выполнения билатеральной овариэктомии. На фоне моделирования патологии проводят ее коррекцию ежедневным комбинированным внутрибрюшинным введение резвератрола в дозе 2 мг/кг и внутрижелудочным введением эналаприла в дозе 0,5 мг/кг в течение 56 суток. При этом степень развития морфофункциональных нарушений при остеопорозе и их комбинированной коррекции резвератролом и эналаприлом оценивают путем измерения уровня микроциркуляции в костной ткани проксимального метафиза бедра и гистоморфометрических исследований указанной зоны.There is a method of correcting osteoporosis and preventing the occurrence of osteoporotic fractures by resveratrol in combination with enalapril (RU 2437160, publ. 12/20/2011), which is characterized in that generalized osteoporosis is modeled in female Wistar rats by performing bilateral ovariectomy. Against the background of modeling the pathology, it is corrected by daily combined intraperitoneal administration of resveratrol at a dose of 2 mg / kg and intragastric administration of enalapril at a dose of 0.5 mg / kg for 56 days. Moreover, the degree of development of morphofunctional disorders in osteoporosis and their combined correction with resveratrol and enalapril is assessed by measuring the level of microcirculation in the bone tissue of the proximal hip metaphysis and histomorphometric studies of this zone.

Основным недостатком способа является то, что не продемонстрировано влияние комбинированного воздействия резвератролом и эналаприлом на показатели микроциркуляции в костной мозоли при переломе бедренной кости.The main disadvantage of this method is that the effect of the combined effects of resveratrol and enalapril on microcirculation in bone marrow with a fracture of the femur has not been demonstrated.

Наиболее близким к заявленному решению является способ коррекции остеопороза и профилактики возникновения остеопоротических переломов эналаприлом (RU 2369390, 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 эналаприла в дозе 0,5 мг/кг в течение 56 суток. При этом степень развития морфофункциональных нарушений при остеопорозе и их коррекции эналаприлом оценивают путем измерения уровня микроциркуляции в костной ткани проксимального метафиза бедра и гистоморфометрических исследований указанной зоны.Closest to the claimed solution is a method of correcting osteoporosis and preventing the occurrence of osteoporotic fractures with enalapril (RU 2369390, publ. 10.10.2009), which is characterized in that generalized osteoporosis is modeled in female Wistar rats by performing bilateral ovariectomy. Against the background of modeling the pathology, it is corrected by daily intragastric administration of enalapril at a dose of 0.5 mg / kg for 56 days. Moreover, the degree of development of morphofunctional disorders in osteoporosis and their correction with enalapril is estimated 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 эналаприла на качество показателей микроциркуляции в костной мозоли при переломе бедренной кости.The main disadvantage of this method is that it does not demonstrate the effect of enalapril on the quality of 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 комбинацией L-аргинина и эналаприла.The objective of the invention is to provide a method for correcting microcirculation disorders in experimental osteoporosis and fractures against its background with a combination of L-arginine and enalapril.

Поставленная задача решается с помощью предлагаемого способа, включающего введение лабораторному животному комбинации фармакологических средств после моделирования остеопороза с помощью билатеральной овариэктомии и остеопоротических переломов бедренной кости у самок крыс линии Wistar, причем в качестве таких средств используют комбинацию L-аргинина в дозе 200 мг/кг и эналаприла в дозе 0,5 мг/кг, которую 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 combination of pharmacological agents to a laboratory animal after modeling osteoporosis using bilateral ovariectomy and osteoporotic femoral fractures in female Wistar rats, and a combination of L-arginine at a dose of 200 mg / kg and enalapril at a dose of 0.5 mg / kg, which is administered intragastrically (via a tube) daily to a laboratory animal once a day, against the background of modeling osteoporosis during recovery eight weeks, and in case of fractures, against the background of modeling osteoporosis for twelve weeks.

Сочетание в указанной комбинации L-аргинина и эналаприла приводит к синергизму в отношении положительного воздействия на показатели микроциркуляции в костной ткани при остеопорозе и в костной мозоли при остеопоротических переломах.The combination of L-arginine and enalapril in this combination leads to synergism with respect to the positive effect on 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-аргинина (внутрижелудочно в дозе 200 мг/кг) и эналаприла (внутрижелудочно в дозе 0,5 мг/кг) начинают на следующий день после операции и осуществляют один раз в сутки в течение восьми недель (56 дней). На 57-й 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 комбинацией L-аргинина в дозе 200 мг/кг и эналаприла в дозе 0,5 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 МР150 с модулем лазерной доплеровской 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-arginine (intragastrically at a dose of 200 mg / kg) and enalapril (intragastrically at a dose of 0.5 mg / kg) begin the day after surgery and is carried out once a day for eight weeks (56 days). On the 57th day, 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 therapy continues with a combination of L-arginine at a dose of 200 mg / kg and enalapril at a dose of 0.5 mg / kg up to 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-аргинин в дозе 200 мг/кг и эналаприл в дозе 0,5 мг/кг, наблюдалось достоверное повышение среднего уровня микроциркуляции в проксимальном метафизе бедра по сравнению с контрольной группой до 101,2±6,4 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 receiving intragastric L-arginine at a dose of 200 mg / kg and enalapril at a dose of 0.5 mg / kg within eight weeks after ovariectomy once a day, a significant increase in the average level of microcirculation in the proximal hip metaphysis was observed compared to the control group up to 101.2 ± 6.4 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 комбинацию L-аргинина в дозе 200 мг/кг и эналаприла в дозе 0,5 мг/кг, наблюдалось достоверное превышение среднего уровня микроциркуляции в костной мозоли над показателями контрольной группы - 111,3±5,5 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 received a combination of L-arginine at a dose of 200 mg / kg and enalapril at a dose of 0.5 mg / kg once a day for twelve weeks after ovariectomy, a significant excess was observed the average level of microcirculation in bone marrow over the control group is 111.3 ± 5.5 PE.

Таким образом, комбинированное использование L-аргинина в дозе 200 мг/кг и эналаприла в дозе 0,5 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 combined use of L-arginine at a dose of 200 mg / kg and enalapril at a dose of 0.5 mg / kg against osteoporosis caused by bilateral ovariectomy and osteoporotic fractures effectively prevents a drop in the level of microcirculation in the proximal hip metaphysis: as directly in the bone, and in 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 (1)

Способ коррекции микроциркуляции в костной ткани при экспериментальном остеопорозе и переломах на его фоне, включающий введение лабораторному животному комбинации фармакологических средств после моделирования остеопороза с помощью билатеральной овариэктомии и остеопоротических переломов бедренной кости у самок крыс линии Wistar, отличающийся тем, что в качестве таких средств используют комбинацию L-аргинина в дозе 200 мг/кг и эналаприла в дозе 0,5 мг/кг, которую ежедневно внутрижелудочно 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. A method for correcting microcirculation in bone tissue during experimental osteoporosis and fractures against it, comprising administering to a laboratory animal a combination of pharmacological agents after modeling osteoporosis using bilateral ovariectomy and osteoporotic femoral fractures in female Wistar rats, characterized in that a combination is used as such agents L-arginine at a dose of 200 mg / kg and enalapril at a dose of 0.5 mg / kg, which is administered intragastrically to a laboratory animal once a day, on the background of modeling osteoporosis for eight weeks, and for fractures - on the background of modeling osteoporosis for twelve weeks.