Смесь кремния и витамина D улучшила регенерацию костей - Nutrients - Поиск - новости науки и техники
Поиск - новости науки и техники

Смесь кремния и витамина D улучшила регенерацию костей – Nutrients

02.08.2022

Ученые Института химии твердого тела и механохимии СО РАН разрабатывают комплексную добавку, улучшающую регенерацию костей. Эксперименты на лабораторных животных показали, что восстановление костной ткани ускоряют витамин D и хелаты кремния. Результаты опубликованы в журнале Nutrients.

Со здоровьем костей и зубов чаще всего ассоциируется кальций. В организме человека его больше, чем других минералов. Поэтому дефицит кальция может быть очень опасен. Вместе с тем остеопороз остается достаточно распространенным заболеванием. Прогрессирование этой болезни часто происходит постепенно и незаметно, пока не случается перелом.

Как правило, большое количество кальция необходимо людям, подверженным частым физическим нагрузкам и профессиональным травмам, особенно спортсменам, беременным женщинам и космонавтам. Организму последних не надо бороться с силой земного притяжения, поэтому в условиях невесомости их мышцы быстро дряхлеют, а кости теряют плотность, частично растворяясь. Во время длительных полетов космонавты вынуждены подолгу заниматься физическими упражнениями на специальных тренажерах и принимать множество препаратов.

Рентгенограмма костных дефектов у крыс на 21-й день исследования: (а) крысы, получавшие кормовую добавку, содержащую хелаты кремния; (б) крысы, получавшие кормовую добавку, содержащую хелаты кремния и витамин D; (c) крысы, получающие пищу без каких-либо добавок

Рентгенограмма костных дефектов у крыс на 21-й день исследования: (а) крысы, получавшие кормовую добавку, содержащую хелаты кремния; (б) крысы, получавшие
кормовую добавку, содержащую хелаты кремния и витамин D; (c) крысы, получавшие пищу без каких-либо добавок

Кальций не работает в одиночку. В процессах остеогенеза и минерализации участвует целый комплекс веществ. Прежде всего, это витамин D, наиболее частыми последствиями дефицита которого становятся дисбазия, нарушение подвижности и контроля равновесия, а также более высокая частота падений, в том числе с последующими переломами. Другим важным, но менее изученным компонентом, необходимым для правильного развития костей, является кремний. Как и витамин D, кремний улучшает включение кальция в костные ткани. Кажется, что это идеальная пара, способная усиливать действие друг друга. Такой синергетический эффект, например, известен для витамина D и витамина К, которые вместе активируют остеокальцин. Но любая гипотеза требует проверки.

Рентгенограмма хвостовых позвонков мышей: (а) мыши, получавшие кормовую добавку, содержащую хелаты кремния (1-я группа); (б) мыши, получавшие кормовую добавку, содержащую хелаты кремния и витамин D (2-я группа); (в) мыши, получавшие пищу без каких-либо добавок (контрольная группа)

Рентгенограмма хвостовых позвонков мышей: (а) мыши, получавшие кормовую добавку, содержащую хелаты кремния (1-я группа); (б) мыши, получавшие кормовую добавку, содержащую хелаты кремния и витамин D (2-я группа); (в) мыши, получавшие пищу без каких-либо добавок (контрольная группа)

В исследовании сибирских ученых источником диоксида кремния избрали рисовую шелуху, а источником катехинов (хелатирующих агентов) стала биомасса листьев зеленого чая. В процессе совместной механохимической обработки рисовой шелухи и зеленого чая происходит реакция хелатирования, катехины образуют комплексы на поверхности диоксида кремния. При добавлении воды эти комплексы растворяются, переводя соединения кремния в биологически доступную форму. «Известно, что курицы-бройлеры быстро растут, поэтому иногда связки и кости не успевают за ростом мышечной массы, — рассказал старший научный сотрудник ИХТТМ СО РАН доктор химических наук Алексей Леонидович Бычков. — Наши более ранние испытания на сельскохозяйственных животных показали, что хелатированные формы кремния улучшают прочность костей и соединительных тканей у этих птиц». Полученный механокомпозит, на поверхность которого дополнительно нанесли витамин D, решили испытать в качестве добавки, стимулирующей метаболизм костной ткани у животных.

Рентгенограмма бедренных костей у мышей: (а) мыши, получавшие кормовую добавку, содержащую хелаты кремния (1-я группа); (б) мыши, получавшие кормовую добавку, содержащую хелаты кремния и витамин D (2-я группа); (в) мыши, получавшие пищу без каких-либо добавок (контрольная группа)

Рентгенограмма бедренных костей у мышей: (а) мыши, получавшие кормовую добавку, содержащую хелаты кремния (1-я группа); (б) мыши, получавшие кормовую добавку, содержащую хелаты кремния и витамин D (2-я группа); (в) мыши, получавшие пищу без каких-либо добавок (контрольная группа)

Совместно с учеными Сибирского федерального научного центра агробиотехнологий РАН исследователи провели эксперименты на двух модельных группах лабораторных мышей и крыс. В одном эксперименте самцам крыс с соблюдением всех этических и ветеринарных норм делали отверстия в бедренных костях и при помощи рентгеновских снимков смотрели, как регенерирует костная ткань у животных, питающихся рационом с комплексной добавкой (кремний плюс витамин D), с однокомпонентной добавкой (только кремний) и без добавок вообще. Во втором эксперименте исследователи наблюдали за здоровьем беременных мышей. На кальций-дефицитной диете у грызунов частично растворяется последний позвонок в хвосте, страдают суставы. При беременности эти проблемы обостряются. «Мы смотрели, как добавки влияют на скелет животных в этих модельных условиях, в обеих группах эффект был положительным, — заметил Алексей Бычков. — У беременных мышей позвонок не растворялся, состояние суставов было ближе к норме, чем у контрольной группы. У травмированных крыс в местах повреждений костная мозоль образовывалась гораздо быстрее, кости хорошо восстанавливались».

Так ученые доказали, что добавка, одновременно содержащая хелаты кремния и витамин D, способствует лучшему усвоению кальция из пищи и стимулирует регенерацию костной ткани, как при ее повреждениях, так и при гипокальциемии. «На данном этапе мы совместно с Московским государственным университетом пищевых производств разрабатываем рецептуры функциональных продуктов питания с этой добавкой, — добавил Алексей Бычков. — Продукты питания на такой основе можно будет рекомендовать пациентам после травм костей и связок, а также женщинам во время беременности. Конечно, первичные эксперименты на лабораторных животных еще не повод для того, чтобы относить это питание к лечебному и рекомендовать для широкого внедрения, требуются дополнительные испытания, впереди еще много работы».

Глеб Сегеда, “Наука в Сибири”

Иллюстрации предоставлены исследователем

Нет комментариев

Загрузка...
Новости СМИ2