Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

Журнал «Травма» Том 26, №4, 2025

Вернуться к номеру

Потенціювальний вплив транскутанного введення вуглекислого газу на протизапальний ефект диклофенаку натрію та хондроїтину сульфату в експериментальній моделі остеоартриту

Авторы: Штробля В.В.
ДВНЗ «Ужгородський національний університет», м. Ужгород, Україна

Рубрики: Травматология и ортопедия

Разделы: Клинические исследования

Версия для печати


Резюме

Актуальність. Остеоартрит є хронічним дегенеративно-запальним захворюванням суглобів, яке згідно з сучасними уявленнями може супроводжуватися активацією низькорівневого запалення за участю прозапальних цитокінів, зокрема інтерлейкіну-6 (IL-6). У цьому контексті зростає інтерес до ад’ювантних терапевтичних стратегій, зокрема до застосування транскутанного вуглекислого газу (карбокситерапії) як потенційного модулятора запальної відповіді, з одночасним зниженням фармакологічного навантаження. Мета: оцінити вплив транскутанного вуглекислого газу в комбінації з диклофенаком натрію або хондроїтину сульфатом на рівень IL-6 у моделі остеоартриту, індукованого монойодоцтовою кислотою. Матеріали та методи. В експерименті використано 80 статевозрілих білих безпородних щурів-самців, у яких моделювали остеоартрит внутрішньосуглобовим введенням монойодоцтової кислоти. Тварини отримували диклофенак (8 або 4 мг/кг), хондроїтину сульфат (3 мг/кг), СО2 (0,5 мл підшкірно) або їх комбінації. Концентрацію IL-6 у сироватці визначали на 14-й і 28-й день за допомогою ELISA. Статистичний аналіз проведено з використанням однофакторного дисперсійного аналізу з post-hoc тестом Тьюкі. Результати. Комбінація СО2 із половинною дозою диклофенаку знизила рівень IL-6 на 6,77 пг/мл (46,4 %; p < 0,001) на 14-й день і на 8,22 пг/мл (57,5 %; p < 0,001) на 28-й день, що вірогідно перевищувало ефект повної дози диклофенаку (p < 0,001). Подібна тенденція, хоча й менш виражена, спостерігалася для комбінації хондроїтину з СО2. Монотерапія СО2 була порівнянною за ефектом із хондроїтину сульфатом (p = 0,479). Висновки. Транскутанний вуглекислий газ потенційно посилює протизапальний ефект диклофенаку та хондроїтину сульфату, сприяючи зниженню рівня IL-6 у динаміці. Такий підхід може бути корисним для зменшення дози НПЗП у лікуванні остеоартриту.

Background. Osteoarthritis is a chronic degenerative-inflammatory joint disease that, according to current concepts, may be accompanied by the activation of low-grade inflammation involving pro-inflammatory cytokines, particularly interleukin-6 (IL-6). In this context, there is growing interest in adjuvant therapeutic strategies, especially the use of transcutaneous carbon dioxide (carboxytherapy) as a potential modulator of the inflammatory response while simultaneously reducing the pharmacological burden. The purpose was to evaluate the effect of transcutaneous carbon dioxide in combination with sodium diclofenac or chondroitin sulfate on IL-6 level in a monoiodoacetate-induced model of osteoarthritis. Materials and methods. The experiment involved 80 sexually mature outbred male white rats in which osteoarthritis was induced by intra-articular injection of monoiodoacetic acid. The animals received diclofenac (8 or 4 mg/kg), chondroitin sulfate (3 mg/kg), CO2 (0.5 ml subcutaneously), or their combinations. The serum concentration of IL-6 was measured on days 14 and 28 using enzyme-linked immunosorbent assay. Statistical analysis was performed with one-way analysis of variance followed by Tukey post hoc test. Results. The combination of CO2 with a half-dose of diclofenac reduced IL-6 levels by 6.77 pg/ml (46.4 %; p < 0.001) on day 14 and by 8.22 pg/ml (57.5 %; p < 0.001) on day 28, which significantly exceeded the effect of the full diclofenac dose (p < 0.001). A similar but less pronounced trend was observed for the combination of chondroitin with CO2. CO2 alone produced an effect comparable to that of chondroitin sulfate (p = 0.479). Conclusions. Transcutaneous carbon dioxide potentially enhances the anti-inflammatory effects of diclofenac and chondroitin sulfate by contributing to the reduction in IL-6 levels over time. This approach may be beneficial for decreasing the required dose of nonsteroidal anti-inflammatory drugs in the treatment of osteoarthritis.


Ключевые слова

остеоартрит; інтерлейкін-6; диклофенак натрію; хондроїтину сульфат; вуглекислий газ; транскутанна терапія; експериментальна модель; запалення

osteoarthritis; interleukin-6; sodium diclofenac; chondroitin sulfate; carbon dioxide; transcutaneous therapy; experimental model; inflammation


Для ознакомления с полным содержанием статьи необходимо оформить подписку на журнал.


Список литературы

1. Hunter DJ, Bierma-Zeinstra S. Osteoarthritis. Lancet. 2019;393(10182):1745-59. doi: 10.1016/S0140-6736(19)30417-9.
2. Robinson WH, Lepus CM, Wang Q, Raghu H, et al. Low-grade inflammation as a key mediator of the pathogenesis of osteoarthritis. Nat Rev Rheumatol. 2016;12(10):580-92. doi: 10.1038/nrrheum.2016.136.
3. Kapoor M, Martel-Pelletier J, Lajeunesse D, Pelletier JP, Fahmi H. Role of proinflammatory cytokines in the pathophysiology of osteoarthritis. Nat Rev Rheumatol. 2011;7(1):33-42. doi: 10.1038/nrrheum.2010.196.
4. Wojdasiewicz P, Poniatowski A, Szukiewicz D. The role of inflammatory and anti-inflammatory cytokines in the pathogenesis of osteoarthritis. Mediators Inflamm. 2014;2014:561459. doi: 10.1155/2014/561459.
5. Favalli EG. Understanding the role of interleukin-6 (IL-6) in the joint and beyond: a comprehensive review of IL-6 inhibition for the management of rheumatoid arthritis. Rheumatol Ther. 2020;7(3):473-516. doi: 10.1007/s40744-020-00219-2. PMID: 32734482; PMCID: PMC7410942.
6. You Z, Liang C. IL-6 in osteoarthritis: expression and research progress. Clin Cases Res. BioRes Scientia Publishers. 2024;7(4):1-7. doi: 10.59657/2837-2565.brs.24.195.
7. Guria A, Chandra V, Bej B, Vimal K, et al. Clinical and radiological evaluation of osteoarthritis in knee pain patients and its association with inflammatory markers at MGM Medical College Hospital, Jamshedpur. J Family Med Prim Care. 2025;14(6):2242-50. doi: 10.4103/jfmpc.jfmpc_1452_24.
8. Magomedov S, Polyachenko Y, Hrytsai M. Interleukin-6 and acute phase proteins as biomarkers of septic osteoarthritis. Orthop Traumatol Prosthetics. 2025;1:45-50. doi: 10.15674/0030-59872025266-70.
9. Wu Z, Zhou H, Wu Z, Hou Z. Exploring the causal relationship between interleukin levels and osteoarthritis: a two-sample Mendelian randomization analysis. Medicine (Baltimore). 2025;104(23):e42675. doi: 10.1097/MD.0000000000042675.
10. Gu H, Han X, Ding Y, Deng J. Kruppel-like factor 9 may regulate the inflammatory injury of chondrocytes by affecting NF-B signaling. J Orthop Surg Res. 2025;20(1):599. doi: 10.1186/s13018-025-05974-y.
11. Bannuru RR, Osani MC, Vaysbrot EE, Arden NK, Bennell K, Bierma-Zeinstra SMA, et al. OARSI guidelines for the non-surgical management of knee, hip, and polyarticular osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage. 2019;27(11):1578-89. doi: 10.1016/j.joca.2019.06.011.
12. Prazeres J, Lima A, Ribeiro G. Effects of carbon dioxide therapy on skin wound healing. Biomedicines. 2025;13(1):228. doi: 10.3390/biomedicines13010228.
13. Xu YJ, Elimban V, Bhullar SK, Dhalla NS. Effects of CO2 water-bath treatment on blood flow and angiogenesis in ischemic hind limb of diabetic rat. Can J Physiol Pharmacol. 2018;96(10):1017-21. doi: 10.1139/cjpp-2018-0160.
14. Henrotin Y, Mathy M, Sanchez C, Lambert C. Chondroitin sulfate in the treatment of osteoarthritis: from in vitro studies to clinical recommendations. Ther Adv Musculoskelet Dis. 2010;2(6):335-48. doi: 10.1177/1759720X10383076.
15. Udo M, Muneta T, Tsuji K, Ozeki N, Nakagawa Y, Ohara T, et al. Monoiodoacetic acid induces arthritis and synovitis in rats in a dose- and time-dependent manner. Osteoarthritis Cartilage. 2016;24(7):1284-91. doi: 10.1016/j.joca.2016.02.005.
16. Riewruja K, Makarczyk M, Alexander PG, Gao Q, Goodman SB, Bunnell BA, et al. Experimental models to study osteoarthritis pain and develop therapeutics. Osteoarthritis Cartilage Open. 2022;4(4):100306. doi: 10.1016/j.ocarto.2022.100306.
17. Mima Z, Wang K, Liang M, Wang Y, Liu C, Wei X, et al. Blockade of JAK2 retards cartilage degeneration and IL-6-induced pain amplification in osteoarthritis. Int Immunopharmacol. 2022;113(Pt A):109340. doi: 10.1016/j.intimp.2022.109340.
18. Latourte A, Cherifi C, Maillet J, Ea HK, Bouaziz W, Funck-Brentano T, et al. Systemic inhibition of IL-6/Stat3 signalling protects against experimental osteoarthritis. Ann Rheum Dis. 2017;76(4):748-55. doi: 10.1136/annrheumdis-2016-209757.
19. Galganska H, Jarmuszkiewicz W, Galganski L. Carbon dioxide inhibits COVID-19-type proinflammatory responses. Cell Mol Life Sci. 2021;78(24):8229-42. doi: 10.1007/s00018-021-04005-3.
20. Rivers RJ, Meininger CJ. The tissue response to hypoxia: how therapeutic carbon dioxide moves the response toward homeostasis. Int J Mol Sci. 2023;24(6):5181. doi: 10.3390/ijms24065181.
21. Nmeth B, Kiss I, Ajtay B, Pter I, Kreska Z, Czirki A, et al. Transcutaneous carbon dioxide treatment is capable of reducing peripheral vascular resistance in hypertensive patients. In Vivo. 2018;32(6):1555-9. doi: 10.21873/invivo.11414.
22. Lanas , Carrera-Lasfuentes P, Arguedas Y, Garca S, Bujanda L, Calvet X, et al. Risk of upper and lower gastrointestinal bleeding in patients taking NSAIDs. Clin Gastroenterol He–patol. 2015;13(5):906-12.e2. doi: 10.1016/j.cgh.2014.11.007.
23. Al-Saeed A. Gastrointestinal and cardiovascular risk of NSAIDs. Oman Med J. 2011;26(6):385-91. doi: 10.5001/omj.2011.101.
24. Domper Arnal MJ, Hijos-Mallada G, Lanas A. Gastrointestinal and cardiovascular adverse events associated with NSAIDs. Expert Opin Drug Saf. 2022;21(3):373-84. doi: 10.1080/14740338.2021.1965988.
25. Brito R, Costa D, Dias C, Cruz P, Barros P. Chondroitin sulfate supplements for osteoarthritis: a critical review. Cureus. 2023;15(6):e40192. doi: 10.7759/cureus.40192.
26. Kuroiwa Y, Fukui T, Takahara S, Lee SY, Oe K, Arakura M, et al. Topical cutaneous application of CO2 accelerates bone healing in a rat femoral defect model. BMC Musculoskelet Disord. 2019;20(1):237. doi: 10.1186/s12891-019-2601-5.
27. Hirota J, Hasegawa T, Inui A, Takeda D, Amano-Iga R, Yatagai N, et al. Local application of a transcutaneous CO2 paste prevents excessive scarring and promotes muscle regeneration. Int Wound J. 2023;20(4):1151-9. doi: 10.1111/iwj.13974.
28. Alluri VK, Kundimi S, Sengupta K, Golakoti T, Kilari EK. An anti-inflammatory composition of Boswellia serrata resin extracts alleviates pain and protects cartilage. Evid Based Complement Alternat Med. 2020;2020:7381625. doi: 10.1155/2020/7381625.
29. Choi YJ, Jung JI, Bae J, Lee JK, Kim EJ. Evaluation of the anti-osteoarthritic effects of Cissus quadrangularis extract in a rat model. Food Nutr Res. 2025;69:12173. doi: 10.29219/fnr.v69.12173.
30. Yu M, Park C, Son YB, Jo SE, Jeon SH, Kim YJ, et al. Time-dependent effect of eggshell membrane on MIA-induced osteoarthritis. Nutrients. 2024;16(12):1885. doi: 10.3390/nu16121885.

Вернуться к номеру