Роль протеаз различных классов в развитии остеопороза у крыс

• Автор: Венедиктова, Анастасия Александровна
• Шифр специальности: 03.00.04, 14.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 166 с.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Строение, функции и состав костной ткани.

1.2. Процесс ремоделирования костной ткани

1.3. Регуляция активности остеобластов и остеокластов.

1.3.1. Влияние ростовых факторов и цитокинов на активность остеобластов и остеокластов

1.3.2. Регулирующее влияние гормонов на клетки кости

1.3.2.1. Влияние кальцийрегулирующих гормонов

1.3.2.2. Влияние женских половых гормонов на созревание и активность клеток костной ткани.

1.4. Механизм резорбции костного матрикса остеокластами.

1.4.1. Роль катепсина К в резорбции костного матрикса.

1.4.1.1 .Строение и функции катепсина К.
1.4.2.2. Регуляция активности катепсина К.
1.4.2. Значение кислой фосфатазы остеокластов в резорбции костной ткани.
1.4.3. Значение матриксных металлопротеаз в резорбции костной ткани.
1.4.3.1. Строение и функции матриксных металлопротеаз остеокластов
1.4.3.2. Регуляция активности ММП.
1.5. Роль сывороточных ингибиторов протсаз агмакроглобулина и а 1антитрипсина в инактивации протсаз в организме.
1.6. Ремоделирование костной ткани при остеопорозе
1.6.1.Эпидемиология и классификация остеонороза.
1.6.2. Изменения ремоделирования костной ткани при разных видах остеонороза
1.6.2.1. Возрастной аспект развития остеопороза.
1.6.2.2. Остеонороз, вызванный дисфункцией гонад
1.6.3. Лечение остеопороза
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Лабораторные животные
2.2. Экспериментальные модели.
2.3. Методы исследования
2.3.1. Двухэнергетнческая рентгеновская абсорбциометрия.
2.3.2. Забор и хранение материала, подготовка проб к определению изучаемых параметров.
2.3.3. Морфологическое исследование костной ткани
2.3.4. Биохимические методы исследования.
2.3.4.1. Определение активности катепсинов В, Ь, Э, К и катепсин Ьподобной активности.
2.3.4.2. Определение активности ММП
2.3.4.3. Расчет активности катепсинов и ММП
2.3.4.4. Определение общей концентрации ММП2 в сыворотке крови
2.3.4.5. Определение концентрации белка
2.3.4.6. Определение концентрации кальция и фосфора в сыворотке крови
2.3.4.7. Определение активности фосфатаз в сыворотке крови.
2.3.4.8. Определение активности сывороточных ингибиторов протеаз.
2.3.4.9. Статистическая обработка результатов
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
3.1. Возрастные морфофункциональные изменения костной ткани у крыс Vi и ОХУ Б
3.1.1. Показатели минеральной плотности костной ткани у крыс разного возраста .
3.1.2. Морфологические изменения в костной ткани позвоночника у крыс ОХУБ по сравнению с крысами ТМвииг.
3.1.3. Биохимические изменения, отражающие метаболизм костной ткани у крыс Vi и ОХУБ.
3.1.3.1. Изменения активности катепсина К и ММП у крыс ОХУБ по сравнению с крысами Vi .
3.1.3.2. Изменение концентрации кальция и фосфора в сыворотке крови у крыс иаг и ОХУ Б.
3.1.3.3. Активность щелочной и татратрезистентной кислой фосфатазы в сыворотке крови у крыс Vi и ОХУБ
3.1.3.4. Активность агмакроглобулина и а антитрипсина в сыворотке крови у крыс Vi и ОХУ Б.
3.2. Возрастные изменения активности катепсинов В, Ь и Б в печени и катспсин Ьподобной активности в сыворотке крови у крыс Vi и ОХУ Б.
3.3. Изменение показателей ремоделирования костной ткани.
у овариэктомированных самок крыс Vi.
3.3.1. Динамика изменений минеральной плотности костной ткани
после овариэктомии и на фоне введения ранелата стронция
3.2.2. Изменения метрических показателем овариэктомированных самок крыс Vi их взаимосвязь с МПКТ
3.3. Биохимические изменения, отражающие метаболизм костной ткани у овариэктомированных самок крыс и введении им ранелата стронция.
3.3.1. Изменение активности катепсина К и ММП в костной ткани у самок крыс Vi
3.2.2. Изменение активности катепсина К и матриксных металлопротеаз в сыворотке крови у самок крыс Vi
3.3.3. Концентрация кальция и фосфора в сыворотке крови у овариэктомированных крыс .
3.3.4. Активность щелочной и татратрезистентной кислой фосфатазы в сыворотке крови у самок крыс Vi
3.3.5. Активность ингибиторов протсаз агмакроглобулина и онантитрипсина в сыворотке крови у овариэктомированных крыс Vi
3.5.6. Корреляционные отношения между изучаемыми параметрами у самок крыс i при различных экспериментальных воздействиях.
3.3. Сравнение развития разных форм остеопороза у крыс
ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.
4.1. Развитие остеопороза у крыс линии ОХУБ2.
4.2. Развитие остеопороза у овариэктомированных самок крыс Vi.
4.3. Сравнительный анализ патогенеза двух различных форм остеопороза.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
сиАТ аг антитрипсин а2МГ а2макроглобулин ИЛ интерлейкин
ММП матриксные металлопротеазы
МП минеральная плотность
МГПСТ минеральная плотность костной ткани
ОП остеопороз
ОПТ остеопротогерин
ПТГ паратиреоидный гормон
ранелат стронция
ТИМП тканевый ингибитор матриксных металлопротеаз
ТРКФ тартратрезистентая кислая фосфатаза
ФНО фактор некроза опухоли
ЩФ щелочная фосфатаза
р трансформирующий фактор роста р
лиганд рецептора активирующего ядерный фактор кр
рецептор, активирующий ядерный фактор кР
I инсулиноподобный фактор роста
ВВЕДЕНИЕ


Одновременно с этим происходит замедление процессов формирования в костной ткани позвоночника и бедренной кости и усилением резорбтивных процессов этих отделах скелета, что выражается в снижении их минеральной плотности. Впервые показано, что введение ранелата стронция в дозе 0 мгкг молодым овариэктомированным самкам крыс увеличивает скорость и объем ремоделирования костной ткани. На первом этапе это выражается в значительном увеличении формирования костной ткани позвоночника и бедренной кости. На втором этапе усиливается резорбция в позвоночнике, задерживается формирование костной ткани в бедренной кости и, одновременно, усиливается формирование в переферических отделах скелета. Увеличение объемов ремоделирования костной ткани под действием РС приводит к уменьшению активности ММП и а2макроглобулина в сыворотке крови. Результаты исследования выявляют неодинаковую степень вовлеченности протеаз в ремоделировании костной ткани при развитии разных форм остеопороза. Исходя из этого, определение их активности позволяет подобрать более адекватную схему лечения остепороза. Увеличение активности катепсина К в костной ткани у преждевременно стареющих крыс ОХУБ и у овариэктомированных самок крыс Vi является причиной избыточной резорбции костного матрикса, что вместе со снижением активности остеобластов приводит к развитию остеопороза. Активность катепсина К в сыворотке крови является показателем усиленной резорбции костной ткани при развитии остеопороза и может быть использована в качестве диагностического маркера. Дополнительным фактором в развитии сенильного остеопороза у преждевременно стареющих крыс линии ОХУБ является нарушение соотношения протеазыингибиторы протеаз в организме. Введение ранелата стронция в дозе 0 мгкг молодым овариэктомированным самкам крыс Vi вызывает нарушение естественных механизмов сохранения костной плотности на ранних этапах после овариэктомии. Результаты работ,I доложены на Съезде физиологов Сибири, Томск, на международном Приполярном конгрессе, Новосибирск, на Физиологическом Съезде, Москва, на конференции молодых ученых Института физиологии СО РАМН, Новосибирск, на конференции молодых ученых с международным участием, посвященной патологии позвоночника, Новосибирск, на Всероссийской конференции молодых ученых Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины, Москва на Съезде физиологов Сибири, Барнаул, . Диссертация состоит из введения, четырех глав, включающих литературный обзор, материалы и методы исследования, результаты исследования, обсуждение результатов, после которых следуют выводы и список цитируемой литературы, который содержит 2 работы, в том числе 1 зарубежную. Работа изложена на 6 страницах машинописного текста, содержит 7 таблиц и рисунка. По теме диссертации написано работ, из них 2 статьи опубликованы в изданиях, включенных в перечень ВАК. ГЛАВА 1. Костная ткань является специализированной соединительной тканью, которая совместно с хрящевой составляет скелетную систему. Для обеспечения механических свойств, адекватных нагрузкам, возрасту, полу костная ткань постоянно обновляется. За это ответственны, по меньшей мере, два типа ее клеток остеокласты, разрушающие старый костный матрикс и остеобласты, синтезирующие новый. Метаболические свойства костной ткани также во многом обеспечиваются функционированием этих двух типов клеток. Остеоциты являются клетками конечной стадии дифференцировки остеобластов. Пронизывая матрикс костной ткани многочисленными каналами, остеоциты осуществляют транспорт различных агентов, влияющих на процесс ремоделирования, и в определенной мере регулируют его. Остеоциты способны как к незначительному для изменения механических свойств кости формированию матрикса костной ткани, так и к незначительной его резорбции , 7. Выстилающие клетки в настоящее время рассматриваются как покоящиеся остеобласты или как поверхностные остеоциты , 7. Межклеточный матрикс занимает около от объема кости, оставшаяся часть приходится на клетки и кровеносные сосуды. Неорганическая часть, составляющая приблизительно представлена гидроксиапатитами и апатитами кальция, которые частично формируют кристаллы или остаются аморфными.