MARKERY KOSTNOGO I OSTEOKLASTIChESKOGO DIFFERONOV PRI DEYSTVII POLIELEMENTOV MEDNO-TsINKOVOY KOLChEDANNOY RUDY

Abstract

Исследование содержания ряда элементов в волосах горняков ОАО «Учалинский ГОК», добывающих медно-цинковую руду подземным способом, выявило статистически значимое увеличение содержания ряда тяжелых металлов [Кудашева, 2005; Аглетдинов и др., 2011] характеризуя их поступление и накопление в тканях. При длительном введении порошка руды экспериментальным животным также установлено значительное увеличение содержания этой группы элементов в костях [Нургалеев и др., 2013], что сопровождалось усилением оксидативных процессов. Клетки дифферона мононуклеарных фагоцитов костной ткани -остеокласты чувствительно реагируют на воздействие химических соединений и в процессе активного функционирования высвобождают ряд ферментов, которые генерируют в зоне резорбции супероксидный анион-радикал [Vääräniemi et al., 2004], и усиление свободно-радикального окисления в костной ткани может быть отражением интенсификации резорбтивных процессов при действии полиэлементов руды цветных металлов. Цель. Изучение уровня маркеров остеобластогенеза и остеокластогенеза при действии полиэлементов медно-цинковой колчеданной руды. Материал и методы. 20 белым половозрелым самцам крыс опытной группы в течение трех месяцев ежедневно внутрижелудочно вводили суспензию порошка руды в 2% растворе крахмала из расчета 60 мг/100г массы, 12 крыс идентичной массы (220-240г) получали ежедневно раствор крахмала. В трубчатых костях (бедренная, большеберцовая и плечевая) через 1,2 и 3 месяца интоксикации рудой определяли содержание Fe, Mg, Mn, Hg, Sr, Cr методом атомно-абсорбционной спектрометрии и Cu, Zn, Cd b Pb вольтамперометрическим методом. В плазме крови на 3-й месяц эксперимента изучили содержание растворимого лиганда ядерного фактора транскрипции каппа Б (s RANKL), остеопротегерина (OPG) - ложного рецептора RANKL и склеростина, используя соответствующие наборы реагентов (Biomedica, Medizinproducte Gmb), костной щелочной фосфатазы (КЩФ, «Quidel Corporation»)). В группах рассчитывали медиану, межквартальные интервалы, достоверность межгрупповых различий оценивали по U-критерию Манна-Уитни. Результаты. Определение ряда элементов в кости выявило, что содержание Mn, Sr, Fe, Cu, Zn, Cd, Pb и Hg повышается к концу 3-го месяца эксперимента у опытной группы крыс значительно (от 1,5 до 5 раз), Cr увеличивается незначительно, а Mg снижается. При этом уровень Fe и Mn увеличивается уже через 1 месяц интоксикации, а затем не подвергается статистически значимым изменениям. Другие элементы накапливаются, достигая максимального уровня лишь к концу третьего месяца. Содержание s RANKL в плазме крови животных при действии полиэлементов руды практически не изменялось, составляя 0,6 [0,12;1,29] пмоль/л в контроле и 0,63 [0,45; 0,75] пмоль/л в опытной группе. Аналогичная динамика выявилась и при определении КЩФ: 4,5 [1,6;6,9] Е/л и 5,0 [3,8;6,3] Е/л соответственно, р=0,42, а содержание OPG снижалось с 0,41 [0,4;0,44] пмоль/л до 0,3 [0,26;0,38] пмоль/л, р=0,043. Коэффициент sRANKL/OPG, характеризующий общее «конвергентное» соотношение про- и антирезорбтивных регуляторов остеокластной дифференцировки и активации остеокластов [Hobauer, 2009], повышается. У животных контрольной группы он составляет 1,46 [1,2;1,51], у опытной группы - 2,1 [1,84;2,33], р=0,041, что отражает интенсификацию процессов остеокластогенеза и резорбции. Уровень склеростина у опытной группы животных повышался с 12,3 [12,0;12,6] пмоль/л до 14,2 [12,5;14,7], р=0,046. Склеростин, вырабатываемый остеоцитами и гипертрофированными хондроцитами, является негативным регулятором остеобластогенеза [Bernardes et al., 2013], и его повышение свидетельствует об ингибировании костного дифферона. Выводы. Полиэлементы медно-цинковой колчеданной руды, накапливаясь в костной ткани, приводят к активации остеокластического дифферона на фоне некоторого подавления костного дифферона (остеобластогенеза).