Обмін різних форм кальцію в організмі щурів з преднізолоновим остеопорозом

Abstract

Актуальність. Для зниження остеопенічного стану, а також для зменшення ризиків остеопоротичних переломів у пацієнтів, що знаходяться на тривалій глюкортикоїдній терапії, необхідний додатковий прийом кальційвміщуючих препаратів. Застосування засобів природного походження для профілактики остеопорозу і підвищення ефективності лікування є актуальним, а перспективною сировиною для вироблення кальційвмішуючих препаратів можна вважати раковини молюсків. Метою роботи було порівняльне дослідження ефективності засвоєння у організмі щурів кальцію з раковин рапани (карбонату) або раковин, оброблених лимонною кислотою (цитрату) на тлі тривалого прийому преднізолону. Матеріали та методи. Дослідження було проведено на білих щурах стадного розведення, яким моделювали впродовж двох місяців преднізолоновий (5 мг/кг) остеопороз та для профілактики додавали до раціону необроблені (карбонат кальцію) та оброблені лимонною кислотою (цитрат кальцію) подрібнені раковини рапани. У раковинах рапани проводили визначення вмісту цинку, свинцю і кадмію методом неполум’яної атомної абсорбційної фотометрії, кальцію – методом титрування з мурексидом, фосфору – спектрофотометрично. В дослідженні також визначали добову кількість кальцію, що надходила до організму щурів та виводилась з сечою та калом. У стегновій кістці щурів визначали кісткову мінеральну щільність, вміст кальцію та активність фосфатаз. Результати та висновки. Порівняльне дослідження профілактичного введення карбонату та цитрату кальцію з раковин рапан, виявило певні переваги впливу цитрату кальцію на організм щурів. Так, незважаючи на те, що при вживанні цитрату щури отримували у 3,5 рази кальцію менш, ніж з карбонатом, за допомогою першого було досягнуто більш ефективне зниження екскреції кальцію з сечею та інгібування активності кісткової КФ на тлі значної активації остеогенезу та включення кальцію в склад гідроксиапатиту кісткової тканини, а також більш виражене підвищення мінеральної щільності стегнової кістки щурів, якім тривало вводили преднізолон. За профілактичного вживання цитрату кальцію щурами кількість кальцію в їх організмі була менше в 2,9 рази, ніж за вживання карбонату, але цей кальцій мав більш позитивний вплив на стан кісткової системи щурів з остеопрозом, що, можливо, обумовлено більш високою біодоступностю цієї форми кальцію, а також – вираженої здатності цитрату регулювати метаболізм, а саме гальмувати деструктивні процеси в кістковій тканині, які індуковані преднізолоном. Крім того, при однаковій дозі введення обох форм кальцію (300 мг / кг) у щурів, які отримували карбонат, зберігався підвищений рівень кальцію, що може мати негативні наслідки для функціонування нирок, печінки та серцево-судинної системи. Важливим висновком дослідження є факт істотного зниження рівня важких металів в процесі обробки раковини рапани лимонною кислотою.

Relevance. In order to reduce osteopenic condition, as well as risks of osteoporotic fractures in patients who are on long glucocorticoid therapy, additional intake of calcium- containing medications is required. Application of preparations of natural origin for prevention of osteoporosis and increase of treatment efficiency is relevant, with mollusc shells being likely to be considered as promising raw material for production of calcium-containing medications. The aim of the work was to carry out comparative research of efficiency of metabolising in organisms of rats calcium obtained from Rapana shells (carbonate) or shells treated with citric acid (citrate) at the background of long-terms intake of prednisolone. Materials and methods. The research was performed on white rats of outbred breeding, which for two months were modelled prednisolone (5 mg/kg) osteoporosis with addition to the diet of non-treated (calcium carbonate) and treated with citric acid (calcium citrate) crashed Rapana shells for prophylaxis. Rapana shells were analysed for content of zinc, lead and cadmium by method of flameless atomic absorption photometry, of calcium – by method of titration with murexide, of phosphorus – spectrophotometrically. The research also included determination of day amount of calcium obtained by a rat organism and excreted with urine and feces. In femur of rats bone mineral density, content of calcium and activity of phosphatases were determined. Results and conclusions. Comparative study of preventive introduction of calcium carbonate and citrate from Rapana shells found certain advantages of impact of calcium citrate on rat organism. Thus, in spite of the fact that when given citrate, rats received 3.5 times less calcium than with carbonate, the former contributed to achievement of more efficient reduction of calcium excretion with urine and inhibition of bone AP activity at the background of considerable activation of osteogenesis and inclusion of calcium into composition of bone tissue hydroxyapatite, as well as more expressed increase of mineral density of femur of rats which experienced long-term introduction of prednisolone. In case of preventive intake of calcium citrate by rats the amount of calcium in their organism was 2.9 times lower than in case of carbonate intake, but that calcium had more positive effect on the condition of bone system of rats with osteoporosis, which might be explained by higher bioaccessibility of the said form of calcium, as well as expressed ability of citrate to regulate metabolism, namely to slow down prednisolone- induced destructive processes in bone tissue. Moreover, with equal introduced dose of both forms of calcium (300 mg/kg), rats which received carbonate preserved a higher level of calcium, which can have negative consequences for functioning of kidneys, liver and cardiovascular system. An important conclusion of the research is the fact of considerable reduction of the level of heavy metals in the process of treating Rapana shell with citric acid.