Способ коррекции остеопороза и остеопоротических переломов 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридинийгидроксибутандиоатом в эксперименте
METHOD FOR CORRECTING OSTEOPOROSIS AND OSTEOPOROTIC FRACTURES WITH 2-ETHYL-6-METHYL-3-HYDROXYPYRIDINIUM HYDROXYBUTANEDIOATE IN EXPERIMENT

Изобретение относится к медицине, области экспериментальной фармакологии, а именно к новым биологически активным соединениям, конкретно 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридинийгидроксибутандиоат, обеспечивающий коррекцию остеопороза и остеопоротических переломов.
Многие заболевания связаны с окислительным стрессом, включая заболевания костей, среди которых одним из наиболее важных является остеопороз. Изменения окислительно-восстановительного состояния также связаны с процессом ремоделирования кости, который обеспечивает непрерывную регенерацию кости за счет скоординированного действия костных клеток: остеокластов, остеобластов и остеоцитов [Heshmat R, Tabatabaei-Malazy O, Abbaszadeh-Ahranjani S, Shahbazi S, Khooshehchin G, Bandarian F, et al. Effect of vitamin D on insulin resistance and anthropometric parameters in Type 2 diabetes; a randomized double-blind clinical trial. Daru. 2012; 10-20]. Кроме того, образование активных форм кислорода (АФК), вовлечены и в патогенез потери костной массы. АФК вызывают апоптоз остеобластов и остеоцитов, что способствует остеокластогенезу и подавляет минерализацию и остеогенез. Антиоксиданты либо напрямую, либо противодействуя действию оксидантов, способствуют активации дифференцировки остеобластов, процессу минерализации и снижению активности остеокластов [DePaula FJA, Rosen CJ. Obesity, diabetes mellitus and last but not least, osteoporosis. Arq Bras Endocrinol Metab. 2010; 54:150–157]. Применение антиоксидантов у животных или отдельных групп пациентов с остеопорозом или воспалительными заболеваниями обеспечивают антирезорбтивную терапию для лечения и предотвращения потери костной массы [Yousefzadeh G, Larijani B, Mohammadirad A, Heshmat R, Dehghan G, Rahimi R, et al. Determination of oxidative stress status and concentration of TGF-β1 in the blood and saliva of osteoporotic subjects. Ann N Y Acad Sci. 2006; 1091:142–150].
Известно, что антиоксидантный механизм играет основную роль в профилактике и лечении остеопороза. Следовательно, повышение активности антиоксидантных ферментов супероксидазыдисмутазы (SOD) и глутатионпероксидазы (GSH-PX) с помощью препаратов с антиоксидантной активностью объясняет механизм защиты при остеопорозах и пероломах костей [Abdollahi M, Larijani B, Rahimi R, Salari P. Role of oxidative stress in osteoporosis. Therapy. 2005; 2:787–796].
Кроме того, окислительный стресс является мощным стимулятором повышенной экспрессии провоспалительных цитокинов. Цитокины являются важными регуляторами активности костных клеток. Например, интерлейкин IL-1 в высоких концентрациях является одним из наиболее мощных стимуляторов резорбции костей за счет увеличения количества остеокластов за счет слияния предшественников и ингибирования синтеза коллагена. Интерлейкин IL-6 является мощным остеотропным фактором, который может играть важную роль в возникновении остеопороза, характеризующемся повышенной резорбцией кости и стимулированием слияния остеокластов [Zheng SX, Vrindts Y, Lopez M et al. Increase in cytokine production (IL-1 β, IL-6, TNF-α but not IFN-γ, GM-CSF or LIF) by stimulated whole blood cells in postmenopausal osteoporosis. Maturitas 1997; 26, 63–71].
Наиболее близкими к заявленному решению являются: способ коррекции остеопороза и профилактики возникновения остеопоротических переломов комбинацией резвератрола с эналаприлом (RU №2437160, опубл. 20.12.2011), в котором на фоне моделирования остеопороза в эксперименте с помощью билатеральной овариэктомии самкам крыс линии Wistar в течение восьми недель после овариэктомии вводят ежедневно однократно в сутки внутрибрюшинно резвератрол в дозе 2 мг/кг и внутрижелудочно эналаприл в дозе 0,5 мг/кг, оценивая остеопротективное действие резвератрола в комбинации с эналаприлом по уровню микроциркуляции в костной ткани и ширине костных трабекул и комбинацией L-аргинина и лозартана (RU №2542425, опубл. 20.02.2015), в котором используют комбинацию L-аргинина в дозе 200 мг/кг и лозартана в дозе 6 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.
Основными недостатками является то, что препараты, проявляя антиоксидантную, эндотелиопротекторную активность не влияют на снижение экспрессии цитокинов, количество которых значительно повышается при окислительном стрессе и способствует развитию остеопороза.
Задачей изобретения является разработка способа коррекции остеопороза и остеопоротических переломов, включающего использование соединения 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридинийгидроксибутандиоатом, обладающего антиоксидантной, эндотелиопротекторной, церебропротекторной и противовоспалительной активностью.
Поставленная задача достигается тем, что на фоне моделирования остеопороза в эксперименте с помощью билатеральной овариэктомии и остеопоротических переломов бедренной кости у самок крыс линии Wistar проводится его коррекция, на фоне моделирования остеопороза в течение восьми недель, а при переломах - на фоне моделирования остеопороза в течение двенадцати недель, ежедневным, однократно в сутки, внутрижелудочным введением соединения 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридинийгидроксибутандиоатом в дозе 2 мг/кг, который, обладая антиоксидантной, противовоспалительной, эндотелиотропной активностью, вызывает повышение кровоснабжения костной ткани и увеличивается регенерация костной ткани.
Технический результат способа заключается в выраженной остеопротекторной активности соединения 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридинийгидроксибутандиоатом.
Соединение 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридинийгидроксибутандиоат получают по способу, описанному в патенте на изобретение RU №2377237, опубл. 27.12.2009.
СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ
Опыты проводят на крысах самках линии Wistar массой 200-250 г. Овариэктомия проводится под наркозом (водный раствор хлоралгидрата внутрибрюшинно в дозе 300 мг/кг). 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридинийгидроксибутандиоатом в дозе 2 мг/кг, вводили на следующий день после операции, один раз в сутки в течение восьми недель (56 дней). На 57 день крысы разделялись на две равные по количеству группы. В первой группе после наркотизации моделируется закрытый перелом проксимального метафиза бедренной кости с фиксацией спицей Киршнера и продолжается терапия 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридинийгидроксибутандиоатом в дозе 2 мг/кг, в течение 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, Inc. полиграфа МР150 с модулем лазерной допплеровской флоуметрии LDF100C и инвазивным датчиком TSD144, и программы AcqKnowledge версии3.9. Через 12 недель после начала эксперимента у крыс, которым был моделирован перелом бедра, проводилась оценка уровня микроциркуляции по описанной методике. За 12 недель эксперимента формировался костный мозоль. Полученные значения сравнивали 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.
ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ
Средний уровень микроциркуляции в проксимальном метафизе бедра у интактных (ложно-оперированных) животных составлял 98,8±3,9 перфузионных единиц(НЕ). 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 59,5±4,1 ПЕ. Обнаруженный факт уменьшения кровоснабжения в костной ткани является дополнительным фактором развития остеопороза при гипоэстрогенном состоянии, приводящего в последствии к возникновению остеопоротических переломов. В группе животных, получавших в течение восьми недель после овариэктомии один раз в сутки внутрижелудочно 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридинийгидроксибутандиоатом в дозе 2 мг/кг, наблюдалось достоверное повышение среднего уровня микроциркуляции в проксимальном метафизе бедра посравнению с контрольной группой до 110,6±4,8 ПЕ. Динамика показателей среднего уровня микроциркуляции в проксимальном метафизе бедра при моделировании остеопороза и его коррекции 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридинийгидроксибутандиоатом в дозе 2 мг/кг в течение 8 недель 1 раз в сутки (М±m) представлена в таблице 1.
Таблица 1
У интактных крыс с переломами бедра средний уровень микроциркуляции в ткани костной мозоли через 12 недель после начала эксперимента был равен 81,3±5,2 ПЕ. У животных с переломов и проксимального метафиза бедренной кости на фоне экспериментального остеопороза средний уровень микроциркуляции был статистически значимо ниже и равнялся 63,1±5,5 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 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридинийгидроксибутандиоатом в дозе 2,0 мг/кг, наблюдалось достоверное превышение среднего уровня микроциркуляции в костной мозоли над показателями контрольной группы-115,4±4,3 ПЕ. Динамика показателей среднего уровня микроциркуляции в проксимальном метафизе бедра при моделировании остеопороза и переломов проксимального метафиза бедренной кости и его коррекции 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридинийгидроксибутандиоатом в дозе 2 мг/кг в течение 12 недель 1 раз в сутки (М±m) представлена в таблице 2.
Таблица 2
Таким образом, использование 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридинийгидроксибутандиоатом в дозе 2 мг/кг, на фоне остеопороза, вызванного билатеральной овариэктомией, и остеопоротических переломов эффективно предотвращает падение уровня микроциркуляции в проксимальном метафизе бедра: как непосредственнов кости, таки в костной мозоли. Благодаря усилению кровоснабжения костной ткани, за счет наличия в молекуле 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридинийгидроксибутандиоатом, обеспечивающего повышение противовоспалительной активности соединения, замедляется развитие остеопороза при гипоэстрогенном состоянии, создаются благоприятные условия для успешной консолидации переломов.