Вплив лікувальнопрофілактичного комплексу на стан стегнових кісток та поперекових хребців щурів за умов карієсогенної дієти та аліментарного дефіциту вітаміну D на тлі деструкції кісткової тканини щелеп

Abstract

У статті представлені результати досліджень, що свідчать, що споживання щурами високосахарозного корму з додаванням надлишкової кількості вітаміну А потягом 33 діб призвело до формування у таких щурів кісток зі зниженою щільністю, що є наслідком зниження вмісту сухих речовин за рахунок мінерального компонента. Це, своєю чергою, свідчить про порушення мінералізації кісток внаслідок негативного впливу цукру на метаболізм кісткової тканини й надходження вітаміну А, що посилив дефіцит вітаміну D. Підвищення вмісту органічного компонента кісток, який має майже вдвічі меншу щільність порівняно з мінеральним компонентом, також сприяє зниженню щільності кісток. Тобто карієсогенна дієта та введення вітаміну А призвели до накопичення менш щільної тканини у кістках щурів, що росли. До цього ж у поперекових хребцях відмінності між показниками їхнього стану від інтактних показників були суттєві за значенням, ніж у стегнових кістках, що вказує на більшу чутливість кісткової тканини хребців до аліментарних факторів. Мета дослідження – дослідити вплив запропонованого лікувально-профілактичного комплексу на стан стегнових кісток та поперекових хребців щурів за умов карієсогенної дієти та аліментарного дефіциту вітаміну D. Матеріали та методи дослідження. Самців білих щурів віком 4 місяці розподілили по 10 особин у три групи: 1) інтактна – щури без хірургічних маніпуляцій і без введення препаратів, споживали повноцінний комбінований корм; 2) патологія – травма ділянки нижньої щелепи в проєкції коренів молярів та моделювання аліментарного гіповітамінозу D на тлі карієсогенної дієти (ТDK); 3) лікування – травма ділянки нижньої щелепи в проєкції коренів молярів, введення лікувально-профілактичного комплексу на тлі моделювання аліментарного гіповітамінозу D із застосуванням карієсогенної дієти (ТDK+ЛПК). Тривалість експерименту – 33 доби. Досліджували стан стегнових кісток та поперекових хребців. Визначали їхню щільність і вміст у них мінерального (МК) й органічного компонентів (ОК) гравіметричними методами, сухих речовин (мінерально-органічний комплекс, МОК). Результати. У щурів 2-ї групи, яких утримували на карієсогенній дієті на тлі дефіциту вітаміну D, спостерігали знижені показники щільності всіх дослідних кісток, що є наслідком вірогідного низького вмісту сухих речовин (МОК) на 1,39% переважно за рахунок речовин мінерального компонента (МК), вміст яких у кістках був нижче інтактного показника на 3,59%. Відповідно, зросла частка органічного компонента (ОК) на 2,20%. Низька щільність хребців у щурів 2-ї групи також була зумовлена зниженням вмісту МОК – на 1,55%, МК – на 4,43% та підвищенням вмісту ОК – на 2,88% порівняно з аналогічними інтактними показниками. Введення щурам 3-ї групи ЛПК сприяло підвищенню середньої щільності стегнових кісток до значення, що вірогідно відрізняється від показника 2-ї групи, але не досягає інтактного значення. Аналіз складу стегнових кісток 3-ї групи показав, що підвищення щільності сталося завдяки підвищенню вмісту МК на 2,58% та зниженню вмісту ОК на 2,73% до значень, що статистично не відрізнялися від інтактних показників. Це свідчить про позитивний суттєвий вплив ЛПК на нормалізацію метаболізму кісткової тканини стегнових кісток на тлі надлишкового споживання тваринами цукру і вітаміну А. Але позитивний вплив ЛПК на показники стану кісток, що спостерігали для стегнових кісток, не фіксується у поперекових хребцях. Натомість введення ЛПК не вплинуло на щільність кісток і вміст МК у хребцях щурів 3-ї групи – відхилення значень цих показників від відповідних показників 2-ї групи статистично не підтверджується. Більше того, значення щільності, вмісту МОК та МК мають хоч і не значну, але загальну тенденцію до зниження. Висновки. Додавання лікувально-профілактичного комплексу щурам на тлі TDK сприяє нормалізації кісткового метаболізму у трубчастих кістках, нівелюючи дію вітаміну А та наближуючи показники стану кісток до інтактних показників. У хребцях ЛПК посилює синтез колагенової матриці, що призводить до збільшення відносного об’єму хребців, накопичення органічних речовин та зниження мінералізації кісток, що своєю чергою впливає на зниження їхньої щільності.

The article presents the results of studies indicating that the consumption of rats of highly saccharose food with the addition of an excess amount of vitamin A for 33 days led to the formation in such rats of bones with a reduced density, which is a consequence of a decrease in dry substances due to the mineral component. This, in turn, indicates a violation of bone mineralization due to the negative effect of sugar on bone metabolism and the intake of vitamin A, which aggravated the deficiency of vitamin D. An increase in the content of the organic component of bones, which has almost half the density compared to the mineral component, also contributes to a decrease in bone density. That is, the cariogenic diet and the administration of vitamin A led to the accumulation of less dense tissue in the bones of the growing rats. In addition, in the lumbar vertebrae, the differences between the indicators of their condition and intact indicators were more significant in value than in the femurs, which indicates a greater sensitivity of the bone tissue of the vertebrae to alimentary factors. Purpose of the study is to investigate the effect of the proposed therapeutic and prophylactic complex on the condition of the femurs and lumbar vertebrae of rats under the conditions of cariogenic diet and alimentary deficiency of vitamin D. Materials and methods of research. Male white rats 4 months old were divided into 10 individuals into three groups: 1) intact – rats without surgical manipulation and without the introduction of drugs, consumed a full-fledged combined food; 2) pathology – trauma of the lower jaw area in the projection of the molar roots and modeling of alimentary hypovitaminosis D against the background of a cariogenic diet (TDK); 3) treatment – trauma of the lower jaw in the projection of the molar roots, the introduction of a therapeutic and prophylactic complex against the background of modeling alimentary hypovitaminosis D using a cariogenic diet (TDK+LPC). The duration of the experiment is 33 days. The condition of the femurs and lumbar vertebrae was examined. Their density and content in them of mineral (MK) and organic components (OK) by gravimetric methods, dry substances (mineral-organic complex, IOC) were determined. Results. In rats of the 2nd group, which were kept on a cariogenic diet against the background of vitamin D deficiency, a decrease in the density of all test bones was observed, which is a consequence of a likely low dry matter content (IOC) by 1.39%, mainly due to mineral component substances (MK), the content of which in bones was lower than intact by 3.59%. Accordingly, the share of organic component (OC) increased by 2.20%. Low vertebral density in rats of the 2nd group was also due to a decrease in IOC content – by 1.55%, MK – by 4.43% and an increase in OK content – by 2.88% compared to similar intact indicators. The introduction of rats of the 3rd group of PBL contributed to an increase in the average density of the femur bones to a value that probably differs from the indicator of the 2nd group, but does not reach intact value. Analysis of the composition of the femurs of the 3rd group showed that the increase in density occurred due to an increase in the MK content by 2.58% and a decrease in the OK content by 2.73% to values that did not statistically differ from intact values. This indicates a positive significant effect of PBL on the normalization of the metabolism of bone tissue of the femurs against the background of excessive consumption of sugar and vitamin A by animals. But the positive effect of PBL on bone condition indicators observed for femurs is not fixed in the lumbar vertebrae. Instead, the introduction of LPC did not affect bone density and the content of MC in the vertebrae of rats of the 3rd group – the deviation of these values from the corresponding parameters of the 2nd group is not statistically confirmed. Moreover, the values of density, content of IOC and MK have, though not significant, but a general tendency to decrease. Conclusions. The addition of a therapeutic and prophylactic complex to rats against the background of TDK contributes to the normalization of bone metabolism in tubular bones, leveling the action of vitamin A and bringing bone condition indicators closer to intact indicators. In the vertebrae, PBL enhances the synthesis of the collagen matrix, which leads to an increase in the relative volume of the vertebrae, the accumulation of organic substances and a decrease in the mineralization of bones, which in turn affects the decrease in their density.