WERSJA POLSKA

ZESZYT 346

Radosław Piotr Radzki
Antyosteopeniczne efekty alfa-ketoglutaranu i ipriflawonu u owariektomizowanych i orchidektomizowanych szczurów

Zmiany zanikowe tkanki kostnej w przebiegu osteopenii i osteoporozy prowadzą do zmniejszenia masy kostnej, zniszczenia jej mikroarchitektury, a w efekcie do zwiększenia podatności na złamania. Dotyczy to zarówno ludzi, jak i zwierząt. Jednym z kluczowych czynników wpływających na ich powstawanie jest brak hormonalnego oddziaływania gonad.
Celem badań była ocena efektów oddzielnego i łącznego stosowania alfa-ketoglutaranu, będącego prekursorem glutaminy, oraz ipriflawonu, syntetycznej pochodnej fitoestrogenu daidzeiny, na mineralizację kości samic i samców szczurów w trakcie rozwoju indukowanych obustronną gonadektomią osteopenicznych zmian zanikowych tkanki kostnej (układ doświadczalny I) oraz po utrwaleniu tych zmian długotrwałym brakiem oddziaływania sterydowych hormonów płciowych (układ doświadczalny II). Określono również osteotropowe efekty oddzielnego i łącznego podawania alfa-ketoglutaranu i ipriflawonu na mineralizację tkanki kostnej szczurów z zachowaną funkcją hormonalną gonad.
Materiał i metody. Badania przeprowadzono na samicach i samcach szczurów szczepu Wistar w wieku ok. 3 miesięcy. Po adaptacji do warunków zwierzętarni, szczury losowo podzielono na grupy poddane rzekomej gonadektomii (SHO) oraz owariektomii (OVX) lub orchidektomii (ORX). Układ doświadczalny I rozpoczęto bezpośrednio po 7-dniowej rekonwalescencji pooperacyjnej, natomiast układ doświadczalny II po 60-dniowym okresie indukcji osteopenii. Płyn doświadczalny zawierający alfa-ketoglutaran (AKG) w stężeniu 1 mol/l oraz kontrolny względem niego płyn PLC podawano do picia, a ich spożycie sprawdzano dobowo. Ipriflawon (IP) w dobowej dawce 50 mg/kg m.c. podawano dożołądkowo poprzez sondę, a odpowiednie grupy szczurów otrzymywały kontrolnie płyn fizjologiczny (PF). Po 60 dniach w obydwu układach doświadczalnych szczury zabijano. Bezpośrednio po sekcji określano masę macicy oraz pęcherzyków nasiennych. Osocze krwi oraz kości udowe i kręgi lędźwiowe (L2–L4) przygotowywano do dalszych analiz. Kości udowe poddano analizie wytrzymałościowej, określając wartości siły maksymalnej oraz sprężystej. Za pomocą obwodowego ilościowego tomografu komputerowego (pQCT) przeprowadzono w połowie długości kości udowych ocenę tkanki kostnej zbitej, a w dalszej części przynasadowej (5 mm od powierzchni stawu kolanowego) tkanki kostnej gąbczastej, określając ich cechy densytometryczne i parametry architektoniczne. Badanie densytometryczne (DEXA) pozwoliło na określenie gęstości (BMD) i zawartości mineralnej (BMC) kości udowych i kręgów lędźwiowych (L2–L4). Metodą spektrofotometryczną oznaczono w osoczu krwi aktywność całkowitej fosfatazy zasadowej oraz stężenie wapnia i fosforu, natomiast metodą ELISA określono stężenie osteokalcyny oraz C-końcowego usieciowanego telopeptydu łańcucha alfa kolagenu typu I. 
Wyniki dowiodły intensywniejszego przebiegu zmian zanikowych u samców niż samic, przy silniej zaznaczonym tempie metabolizmu w tkance kostnej zbitej u samców i porównywalnych efektach owariektomii i orchidektomii w odniesieniu do tkanki kostnej gąbczastej. Mimo to, zarówno u samic OVX, jak i samców ORX wykazano spadek stopnia mineralizacji kości udowych i kręgów lędźwiowych oraz wytrzymałości mechanicznej kości udowych. Ponadto stwierdzono znamienny wpływ gonadektomii na parametry architektoniczne i biochemiczne wskaźniki metabolizmu kostnego; charakter ich zmian wskazuje na intensyfikację resorpcji i strukturalne osłabienie materiału kostnego. Zmianom tym przeciwdziałało wyłączne i łączne podawanie AKG i IP. Uwzględniając dane tomograficznej, densytometrycznej i wytrzymałościowej analizy izolowanych kości, w powiązaniu z biochemicznymi wskaźnikami obrotu kostnego, należy przyjąć, że mechanizmy oddzielnego wpływu AKG lub IP łączą w sobie stymulację formowania tkanki kostnej i hamowanie jej resorpcji. W warunkach rozwoju osteopenii AKG lub IP całkowicie hamowały rozwój zmian zanikowych tkanki kostnej, zaś w przebiegu osteopenii utrwalonej znacząco je ograniczały. Łączne stosowanie AKG i IP istotnie przewyższało efekty oddzielnego ich podawania. Synergistyczne działanie AKG i IP podawanych profilaktycznie nie tylko zapobiegało rozwojowi zmian zanikowych tkanki kostnej, ale wywierało wpływ anaboliczny, co wyrażało się większymi wartościami parametrów tomograficznych, densytometrycznych oraz wytrzymałością mechaniczną w porównaniu z parametrami w kontrolnych grupach z zachowaną funkcją gonad. Synergizm oddziaływania AKG i IP u zwierząt z osteopenią utrwaloną długotrwałym brakiem wpływu sterydowych hormonów płciowych pochodzenia gonadalnego prowadził do zrównoważenia formowania i resorpcji tkanki kostnej, a w konsekwencji skutecznie zapobiegał jej zmianom zanikowym. 
Wnioski. Uzyskane wyniki badań własnych wykazały, że antyosteopeniczne efekty oddzielnego, a przede wszystkim łącznego podawania AKG i IP dowodzą wysokiej ich skuteczności w przeciwdziałaniu zmianom zanikowym tkanki kostnej, a także potwierdzają możliwość ich bezpośredniego zastosowania w profilaktyce oraz leczeniu osteopenii i osteoporozy u ludzi oraz zwierząt. Wskazują również na efektywność AKG i IP jako czynników poprawiających stan czynnościowy układu kostnego w warunkach zachowanej funkcji hormonalnej gonad.