Динаміка IL-1β та активності індуцибельної NO-синтази в крові щурів за експериментального остеоартрозу та його корекції

Abstract

Частота заболеваемости остеоартрозом составляет 30–55% всех заболеваний костносуставной системы. Цель – исследовать взаимосвязь активности индуцибельной NО-синтазы и динамики интерлейкина-1β при остеоартрозе и проанализировать эффективность способов его патогенетической коррекции. Эксперименты проводились на белых крысах самцах линии Вистар в возрасте до 3-х месяцев, массой 180–220 г. В соответствии с поставленными задачами исследования животные были разделены на 7 групп. Животных выводили из эксперимента на седьмой и двадцать первый день после моделирования патологического состояния. Нестероидные противовоспалительные препараты, аминогуадин и L-аргинин вводили с начала исследования. Проводили забор крови для биохимического исследования следующих показателей: определяли уровень интерлейкина-1β и активность индуцибельной NO-синтазы в крови экспериментальных животных. Деструктивно-дистрофический процесс в хрящевой ткани моделировали путем криоповреждения коленного сустава. Однократно выполняли внутрисуставную инъекцию раствором охлажденного этанола (Введенский Б. П., Гальченко С. Е., Ковалев Г. А., 2011). Выбор данного способа моделирования обоснован тем, что он не требует хирургического вмешательства, позволяет стандартизировать экспериментальное воспроизведение патологического процесса, снижает риск осложнений, но не приводит к повреждению параартикулярных тканей (Введенский Б. П., Гальченко С. Е., Ковалев Г. А., 2011). Проведено сравнение результатов группы животных, которая получала стандартную коррекцию в сочетании с раствором донатора оксида азота с данными других групп крыс показало ее эффективность. Установлено повышение уровня интерлейкина-1β на фоне экспериментального остеоартроза. Обнаруженное увеличение активности индуцибельной NO-синтазы в патогенезе экспериментального остеоартроза, что свидетельствует как о развитии воспалительного процесса, так и о прогрессировании эндотелиальной дисфункции в условиях смоделированной патологии. Подтверждена взаимосвязь между интерлейкином-1β и активностью индуцибельной синтазы оксида азота при экспериментальном остеоартрозе. В третьей группе, получавшей коррекцию аминогуадином, выявлено положительное влияние на динамику провоспалительных цитокинов и индуцибельной синтазы оксида азота, но значения показателей еще не приближенные к контрольным величинам. Более выраженный положительный эффект корректирующей терапии обнаружен в 4-й группе, получавшей комплексную коррекцию с помощью нестероидного противовоспалительного препарата и 7% раствора L-аргинина.

The purpose of the study was to investigate interrelation between inducible NO synthase activity and interleukin-1β dynamics in osteoarthrosis and to investigate methods effectiveness for its pathogenic correction. Material and methods. White Wistar line rats were used in the study. Animals were withdrawn from the experiment on the 7th and the 21st day after the simulation of the pathological condition. Destructive-dystrophic process of cartilage tissue was modeled by knee joint criodamadge. Results and discussion. We compared group results of animals that received standard correction in combination with L-arginine solution, which is a nitrogen oxide donor, with data from other rats groups. At the first stage, pro-inflammatory interleukin level in this group was closer to intact animals values than in group 4 (difference in intact animals and rats comparison in group 6 is 22.1%). In addition, this group result was by 53.1% better than animals without correction. It is noteworthy that nitric oxide donator inclusion before corrective therapy was more effective than inducible NO synthase inhibitor induction in interleukin-1β analysis change: group 6 result was better by 35.6% (p <0.001). On the background of experimental osteoarthrosis development, the inducible NO synthase activity increased more than four times. In our study, the most effective was nitric oxide donor inclusion in a complex correction: at the first stage, the activity of the investigated indicator decreased by 73.4% (in comparison with rats group results in which the osteoarthrosis was modeled without further correction). More prolonged administration of L-arginine caused the iNOS level activity of intact animals’ values (there were no statistically significant differences between group 7 and group 1 data of experimental animals). Conclusion. The obtained results showed an increase in the interleukin-1β level on the background of experimental osteoarthrosis. There was also an increase in the inducible NO synthase activity in the experimental osteoarthrosis pathogenesis indicating both the inflammatory process development and endothelial dysfunction progression under simulated osteoarthrosis. The mutual aggravating connection between interleukin 1β and inducible nitric oxide synthase was confirmed in pathological conditions of simulated osteoarthrosis. In the third group, which received correction with aminoguadine, there was a positive effect on the pro-inflammatory cytokine and inducible nitric oxide synthase dynamics, but the values of the indicators were not yet close to the normative ones. A more pronounced positive therapy effect for correction was found in group 4, which received complex correction adjusted with a non-steroidal anti-inflammatory agent and L-arginine 7% solution.