Ulyanovsk Medico-biological Journal

Клиническая медицина

Скачать статью

DOI 10.23648/UMBJ.2018.31.17221

УДК 616.718.49:615.835.3:577.125.33

 

ПАТОГЕНЕТИЧЕСКАЯ КОРРЕКЦИЯ ЦИТОКИНОВОГО ДИСБАЛАНСА ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ ПОСТТРАВМАТИЧЕСКОМ АРТРИТЕ

 

А.Н. Захватов1, А.Н. Беляев1, Т.В. Тарасова1, А.М. Аванесов2, И.А. Захаркин1, А.А. Чекмаева1

1ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева», г. Саранск, Россия;

2ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов», г. Москва, Россия

e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

При травматическом повреждении суставов развивающееся асептическое воспаление приводит к формированию цитокинового дисбаланса.

Цель – изучение влияния перорального применения нимесулида и внутрисуставного введения озона на показатели цитокинового профиля в условиях экспериментального посттравматического артрита.

Материалы и методы. 72 белым крысам моделировали травматическое повреждение сустава. Животные были разделены на 3 группы. I группа – интактные (12 крыс), во II (30 крыс) и III (30 крыс) группах осуществлялось моделирование повреждения сустава. Животные II группы лечение не получали. В III группе назначалось зондовое пероральное введение нимесулида в дозе 2 мг/кг (10 дней) и внутрисуставное введение озоно-кислородной смеси в концентрации озона 15 мг/л (5 сеансов). Цитокиновый профиль оценивался по содержанию провоспалительных (IL-1β, TNF-α, IL-6, IL-17), противовоспалительных (IL-4, IL-10) и регуляторного (IL-2) цитокинов методом твердофазного иммуноферментного анализа. Статистическая обработка результатов проводилась с помощью t-критерия Стьюдента.

Результаты. Моделирование травматического повреждения сустава приводило к формированию цитокинового дисбаланса, характеризующегося гиперпродукцией провоспалительных цитокинов с одновременной избыточной генерацией противовоспалительных медиаторов цитокиновой сети.

Терапия нимесулидом в комбинации с внутрисуставной озонотерапией уменьшала проявления воспалительной реакции. Концентрация провоспалительных цитокинов TNF-α, IL-1β, IL-17, IL-6 уменьшилась на 37,06, 25,32, 35,33 и 29,19 % соответственно относительно группы сравнения. На этом фоне наблюдалось снижение уровня противовоспалительных (IL-4 и IL-10) и регуляторного (IL-2) цитокинов на 57,74, 52,42 и 58,12 %.

Выводы. При посттравматическом артрите отмечается рост концентрации провоспалительных цитокинов с чрезмерной активацией противовоспалительных медиаторов воспаления. Комбинированная терапия нимесулидом с озоном способствовала снижению уровня показателей цитокинового профиля, ограничивая развитие посттравматического воспаления и формирование деструктивных изменений хряща и синовиальной оболочки.

Ключевые слова: посттравматический артрит, цитокины, нимесулид, озон.

Литература

  1. Головач И.Ю., Зазирный И.М., Семенив И.П. Посттравматический остеоартрит: воспалительные, клеточные и биомеханические механизмы прогрессирования заболевания. Травма. 2016; 1: 99–105.

  2. Ren G. Serum and synovial fluid cytokine profiling in hip osteoarthritis: distinct from knee osteoarthritis and correlated with pain. BMC musculoskeletal disorders. 2018; 19 (1): 39. DOI: 10.1186/s12891-018-1955-4.

  3. Захватов А.Н., Беляев А.Н., Аткина Н.А. Коррекция нарушений процессов свободнорадикального окисления и метаболизма коллагена суставного хряща при экспериментальной травме коленного сустава. Кафедра травматологии и ортопедии. 2016; 3 (19): 45–49.

  4. Каратеев А.Е., Лила А.М. Остеоартрит: современная клиническая концепция и некоторые перспективные терапевтические подходы. Научно-практическая ревматология. 2018; 56 (1): 70–81. DOI: 10.14412/1995-4484-2018-70-81.

  5. Shah G. Ozone Therapy in joint pathology. Journal of Ozone Therapy. 2018; 2 (2). DOI: 10.7203/jo3t.2.2.2018.11150.

  6. Величкина А.Б., Нахаев В.И., Дужинская Ю.В., Ярыгин Н.В. Роль динамики цитокинов в крови и синовиальной жидкости в посттравматическом периоде у пациентов с деформирующим остеоартрозом. Хирург. 2015; 5–6: 25–30.

  7. Rai M.F. Post-traumatic osteoarthritis in mice following mechanical injury to the synovial joint. Scientific Reports. 2017; 7: 45223. DOI: 10.1038/srep45223.

  8. Власенко А.Н. Остеоартроз: современное состояние проблемы. Врач. 2016; 10: 2–7.

  9. Клековкина Е.В., Немцов Б.Ф. Медиаторы иммунного воспаления в крови и синовиальной жидкости у больных остеоартрозом и ревматоидным артритом. Цитокины и воспаление. 2006; 5 (3): 49–54.

  10. Чепелева М.В., Чегуров О.К., Кузнецова Е.И. Концентрации цитокинов в периферической крови и синовиальной жидкости пациентов с деформирующим остеоартрозом коленного сустава в зависимости от величины дефекта внутреннего мыщелка большеберцовой кости. Гений ортопедии. 2017; 4: 450–454. DOI: 10.18019/1028-4427-2017-23-4-450-454.

  11. Бархоткина Т.М., Томашевский Е.С. Метод оценки эффективности озонотерапии. Медицинский альманах. 2013; 3: 31–32.

  12. Бурмакова Г.М., Савченко А.М. Внутрисуставная озонотерапия в комплексном лечении коксартроза. Медицинский совет. 2011; 7 (8): 35–38.

  13. Дубровин Г.М., Блинков Ю.А., Нетяга С.В., Нетяга А.А. Обоснование применения миелопида для профилактики посттравматического остеоартроза (экспериментальное исследование). Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. 2005; 2: 60–62.

 

Download  article

DOI 10.23648/UMBJ.2018.31.17221

PATHOGENETIC CORRECTION OF CYTOKINE DISBALANCE IN EXPERIMENTAL POSTTRAUMATIC ARTHRITIS

 

A.N. Zakhvatov1, A.N. Belyaev1, T.V. Tarasova1, A.M. Avanesov2, I.A. Zakharkin1, A.A. Chekmaeva1

1Ogarev Mordovia State University, Saransk, Russia;

2Peoples’ Friendship University of Russia – RUDN University, Moscow, Russia

e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

In case of traumatic joint damage, developing aseptic inflammation leads to cytokine imbalance.The goal of this paper is to study the effect of oral nimesulide administration and intra-articular ozone administration on cytokine profile in experimental posttraumatic arthritis.

Materials and Methods. The authors modelled traumatic joint damage in 72 white rats. The animals were divided into 3 groups. Group 1 consisted of 12 intact rats. In Group 2 (30 rats) and Group 3 (30 rats) the modeling of joint damage was achieved. Group 2 did not receive any treatment. In Group 3, oral administration of nimesulide (2 mg/kg per 10 days) and intra-articular administration of the ozone-oxygen mixture in ozone concentration (15 mg/l, 5 sessions) were administered. The cytokine profile was assessed by the content of proinflammatory (IL-1β, TNF-α, IL-6, IL-17), anti-inflammatory (IL-4, IL-10) and regulatory (IL-2) cytokines by enzyme-linked immunosorbent assay. The statistical processing of the results was carried out using Student’s t-test.

Results. Modeling of traumatic joint damage led to cytokine imbalance characterized by hyperproduction of pro-inflammatory cytokines with simultaneous excessive generation of anti-inflammatory mediators of the cytokine network.

Nimesulide therapy in combination with intraarticular ozone therapy reduced the signs of the inflammatory response. The concentration of proinflammatory cytokines TNF-α, IL-1β, IL-17, IL-6 decreased by 37.06, 25.32, 35.33 and 29.19 %, respectively, relative to the reference group. Moreover, the level of anti-inflammatory (IL-4 and IL-10) and regulatory (IL-2) cytokines decreased by 57.74, 52.42 and 58.12 %.

Conclusion. In posttraumatic arthritis the authors observed an increase in the concentration of pro-inflammatory cytokines with excessive activation of anti-inflammatory mediators. Combined nimesulide-ozone therapy contributed to a decrease in cytokine profile, limiting the development of posttraumatic inflammation and the formation of destructive changes in cartilage and synovial membrane.

Keywords: posttraumatic arthritis, cytokines, nimesulide, ozone.

References

  1. Golovach I.Yu., Zazirnyy I.M., Semeniv I.P. Posttravmaticheskiy osteoartrit: vospalitel'nye, kletochnye i biomekhanicheskie mekhanizmy progressirovaniya zabolevaniya [Post-traumatic osteoarthritis: inflammatory, cellular and biomechanical mechanisms of disease development]. Travma. 2016; 1: 99–105 (in Russian).

  2. Ren G. Serum and synovial fluid cytokine profiling in hip osteoarthritis: distinct from knee osteoarthritis and correlated with pain. BMC musculoskeletal disorders. 2018; 19 (1): 39. DOI: 10.1186/s12891-018-1955-4.

  3. Zakhvatov A.N., Belyaev A.N., Atkina N.A. Korrektsiya narusheniy protsessov svobodnoradikal'nogo okisleniya i metabolizma kollagena sustavnogo khryashcha pri eksperimental'noy travme kolennogo sustava [Correction of free radical oxidation processes and collagen metabolism of articular cartilage in experimental knee joint trauma]. Kafedra travmatologii i ortopedii. 2016; 3 (19): 45–49 (in Russian).

  4. Karateev A.E., Lila A.M. Osteoartrit: sovremennaya klinicheskaya kontseptsiya i nekotorye perspek-

    tivnye terapevticheskie podkhody [Osteoarthritis: current clinical concept and promising therapeutic approaches]. Nauchno-prakticheskaya revmatologiya. 2018; 56 (1): 70–81. DOI: 10.14412/1995-4484-2018-70-81 (in Russian).

  5. Shah G. Ozone Therapy in joint pathology. Journal of Ozone Therapy. 2018; 2 (2). DOI: 10.7203/jo3t.2.2.2018.11150.

  6. Velichkina A.B., Nakhaev V.I., Duzhinskaya Yu.V., Yarygin N.V. Rol' dinamiki tsitokinov v krovi i sinovial'noy zhidkosti v posttravmaticheskom periode u patsientov s deformiruyushchim osteoartrozom [Cytokine dynamics in blood and synovial fluid in post-traumatic patients with deforming osteoarthritis]. Khirurg. 2015; 5–6: 25–30 (in Russian).

  7. Rai M.F. Post-traumatic osteoarthritis in mice following mechanical injury to the synovial joint. Scientific Reports. 2017; 7: 45223. DOI: 10.1038/srep45223.

  8. Vlasenko A.N. Osteoartroz: sovremennoe sostoyanie problem [Osteoarthritis: modern state of the problem]. Vrach. 2016; 10: 2–7 (in Russian).

  9. Klekovkina E.V., Nemtsov B.F. Mediatory immunnogo vospaleniya v krovi i sinovial'noy zhidkosti u bol'nykh osteoartrozom i revmatoidnym artritom [Immune inflammation mediators in blood and synovial fluid in patients with osteoarthritis and rheumatoid arthritis]. TSitokiny i vospalenie. 2006; 5 (3): 49–54 (in Russian).

  10. Chepeleva M.V., Chegurov O.K., Kuznetsova E.I. Kontsentratsii tsitokinov v perifericheskoy krovi i sinovial'noy zhidkosti patsientov s deformiruyushchim osteoartrozom kolennogo sustava v zavisimosti ot velichiny defekta vnutrennego myshchelka bol'shebertsovoy kosti [Cytokine concentration in peripheral blood and synovium in patients with deforming arthritis of the knee with regard to defect size of the medial tibial condyle]. Geniy ortopedii. 2017; 4: 450–454. DOI: 10.18019/1028-4427-2017-23-4-450-454 (in Russian).

  11. Barkhotkina T.M., Tomashevskiy E.S. Metod otsenki effektivnosti ozonoterapii [Method for evaluating ozone therapy efficacy]. Meditsinskiy al'manakh. 2013; 3: 31–32 (in Russian).

  12. Burmakova G.M., Savchenko A.M. Vnutrisustavnaya ozonoterapiya v kompleksnom lechenii koksartroza [Intra-articular ozone therapy in complex treatment of coxarthrosis]. Meditsinskiy sovet. 2011; 7 (8): 35–38 (in Russian).

  13. Dubrovin G.M., Blinkov Yu.A., Netyaga S.V., Netyaga A.A. Obosnovanie primeneniya mielopida dlya profilaktiki posttravmaticheskogo osteoartroza (eksperimental'noe issledovanie) [Use of myelopid for prevention of posttraumatic osteoarthritis (experimental study)]. Vestnik travmatologii i ortopedii im. N.N. Priorova. 2005; 2: 60–62 (in Russian).