Elément de recherche sur la nécrose de la tête du fémur
Etude effectuée par : Chen Yanping, Zhou Chongguang, Zhang Wanqiang
de l'institut d’Orthopédie et Traumatologie, de l'Académie Chinoise de Médecine Chinoise Traditionnelle
Beijing 1000700.
et par : Huang Keqin, Lang Fengping, Huang Yongxun, Huang Hui, Huang Hong
de L’Hôpital Huangcheng spécialisé dans les problèmes de nécrose de tête du fémur
Beijing
Cheng Zai Wan, une préparation classique de plantes chinoises a été donnée à le rat à deux pattes, atteint de nécrose aseptique de la tête de fémur due à la prise d’acétate de prednisone pendant une longue période et à un rat atteint d’ostéoporose provoquée par castration afin d’explorer les effets de cette prescription sur la nécrose de la tête du fémur.
Le résultat a démontré, qu’après le traitement, les trous à la surface de la tête du fémur avaient disparus, la structure réticulaire était restaurée à l’aide de cellules réparatrices; le nombre de gouttelettes de graisse dans les cellules osseuses ou de cartilage avait diminué considérablement; les rares capillaires s’étaient améliorés, la densité et la largeur du tissus trabéculaire avaient légèrement augmenté; la densité minérale osseuse, ainsi que le poids, la solidité et la rigidité osseuses avaient considérablement augmentés, et le bas niveau d’oestrogène avait augmenté.
Il a été suggéré que Cheng Zai Wan a des effets thérapeutiques formels sur la nécrose aseptique de la tête de fémur
Cheng Zai Wan se compose de 22 plantes chinoises , telles que Huang Qi (Radix Astragali), Dang Gui (Radix Angelicae Sinensis), Lu Jiao Shuang (Cornu Cervi Degelatinatum), Rou Cong Rong (Herba Cistanchis), Shui Niu Jiao (Cornu Bubali), Du Zhong (Cortex Eucommiae), Ba JI Tian ( Radix Morindae Officinalis) etc. Cheng Zai Wan tonifie la moelle et remplit l’énergie, fortifie le Qi, stimule la circulation du sang, fortifie les muscles et les os et est indiqué pour les maladies osseuses dues aux déficiences du Yin dans le Foie et les Reins. Cheng Zai Wan a été utilisé cliniquement pour le traitement de nécrose aseptique de la tête du fémur avec des résultats thérapeutiques satisfaisants, comme les études pharmacodynamiques ici présentées l’ont démontré.
Matériel et méthodes
1. Préparation de l'animal
Modèle de nécrose de la tête du fémur: dans les dix jours après la naissance de rats Wistar en période d’allaitement la queue a été excisée à la base, ainsi que la patte avant un peu au-dessus de l’articulation du coude. Après avoir arrêté le saignement par cautérisation, ils ont été remis dans la cage d’origine et continuellement nourris par leurs mères. Après environ un mois et demi, lorsque le poids moyen avait augmenté jusqu’au-dessus de 150 g, ils ont commencé à recevoir des infusions intra gastriques d’acétate de prednisone, 20 mg/kg du poids corporel, une fois tous les deux jours pendant 3 mois.
Modèle d’ostéoporose: dans des rats femelles avec un poids de 200g±20g les ovaires bilatérales ont été enlevées pour simuler un état de l’organisme avec un niveau très bas d’oestrogène d’ostéoporose postménopausale .
2. Les médicaments utilisés
L’expert pharmaceutique Huang Keqin a fourni Cheng Zai Wan sous la forme de boulettes au miel, qui étaient produites par l’Usine Pharmaceutique Jilin (le n. de ratification : Self-made 92002), et qui ont été réduites en poudre pour l’actuelle étude d’animaux expérimentale . Alpha D3 a été produit par Ti Wa Pharmaceutical Industry Co. Ltd. d’Israël.
3. Groupements des animaux et administration des médicaments :
Pour l’étude des effets de Cheng Zai Wan sur la nécrose de la tête du fémur un groupe de contrôle normal, un groupe de contrôle de modèle et un groupe de traitement Cheng Zai Wan ont été créés . Pour l’étude des effets d’ostéoporose un groupe de traitement Alpha D3 a été ajouté.
- Groupe de contrôle normal: pour le groupe de contrôle normal pour l’ostéoporose, des femelles adultes ont été utilisées ; des rats adultes à 4 pattes avec le même âge que les rats testeurs n’ayant reçus aucun médicament, ont été utilisés pour le groupe de contrôle normal pour la nécrose de la tête du fémur.
- Groupe de contrôle modèle: les rats, dont les ovaires bilatérales avaient été enlevées et qui n’avaient reçu aucun médicament, ont été utilisés pour le groupe de contrôle modèle pour l’ostéoporose; les rats qui n’avaient reçu que des infusions intra gastriques d’acétate de prednisone un mois et demi après excision de leur patte avant pendant la période d’allaitement, ont été utilisés pour le groupe de contrôle modèle pour la nécrose de la tête du fémur.
4. Groupe de traitement Cheng Zai Wan :
les rats ont reçu des infusions intra gastriques de Cheng Zai Wan et en même temps, par voie orale, de l’acétate de prednisone, dans un dosage journalier multiplié par 4, utilisé pour le corps humain (2 comprimés) et calculé en rapport avec la surface corporel du rat, une fois par jour pendant 3 mois. Pour l’étude pharmacodynamique sur l’ostéoporose, les rats ont reçu des infusions intra gastriques de Cheng Zai Wan au même dosage, 3 jours après résection des ovaires bilatérales, pendant 3 mois.
5 Groupe de traitement Alpha D3 :
Alpha D3 (Alfacalcidol) 0.0042 mg/kg, correspondant au même dosage pour le corps humain adulte, a été administré de manière intra gastrique une fois par jour pendant 3 mois.
Méthodes de détection
1. Tests pour la nécrose de la tête du fémur:
- Distribution des capillaires dans la tête du fémur: environ 5ml d’encre a été injecté d’un côté des artères du fémur chez les rats modèles pour la nécrose de la tête de fémur sous anesthésie de sodium pentobarbital. Ensuite la tête du fémur a été prise et placée dans une solution de fixation neutre de formaldehyde. Après déshydratation gradiente avec de l’alcool, elle a été noyée et polymérisée avec du méthyle méthacrylate, et coupée en tranches de 0.3 - 0.5 mm avec une scie à os à basse vitesse. L’aspect et la distribution des capillaires ont été étudiés sous microscope optique.
- Dépôt de graisse dans les tissus de la tête du fémur: la tête du fémur de l’autre côté a été prise et fixée dans de l’alcool approprié à 70% - 90%. Les sections ont été trempées dans l’huile de lys rouge neutre et la distribution de graisse a été examinée ensuite au microscope optique. Le taux de cellules de cartilage et d’os coloré a été calculé.
- Balayage de la tête du fémur au microscope électronique: des échantillons de routine par balayage au microscope électronique ont été faits sur 3 rats de chaque groupe de nécrose de la tête du fémur, et des changements dans l’aspect superficiel et dans les microstructures de la tête du fémur ont été observés au microscope électronique.
2. Tests pour l’ostéoporose
- Densité minérale osseuse générale : un densiomètre pour les os LunarDPX a été utilisé pour déterminer la densité minérale osseuse (DMO) sous anesthésie de sodium pentobarbital.
- DMO du fémur: après sacrifice du rat par saignement de l’aorte abdominal sous anesthésie de sodium pentobarbital, l’un des deux fémurs a été pris, les tissus tendres enlevés délicatement et la DMO a été détectée ensuite par densiométrie.
- Solidité et rigidité du fémur : après détection de la DMO, la solidité et la rigidité du fémur ont été détectées par une machine de test électronique universelle WD-1, faite par Changchun City Non-Metallic Test Factory.
- Poids mouillé, poids sec et poids des cendres du fémur: après avoir déterminé la solidité et la rigidité du fémur, le fémur a été pesé sur une balance électronique, séché sur un four pendant 4 heures à 60° C et pesé. Puis il a été placé dans un four Ma à 800° C pour incinération pendant 6 heures et ensuite pesé.
- Détermination du sérum estradiol: le sérum estradiol contenu dans les rats castrés a été établi par radioimmunoanalyse ( matériel fourni par le North Institute of Immunological Reagents)
- Détermination du sérum 25-hydroxy-vitamin D3 [25-(OH)- D3]: le sérum 25-(OH)- D3 contenu dans les rats castrés a été établi par analyse concurrentielle liante de la protéine.
Résultats
Tests pour la nécrose de la tête du fémur:
- Distribution des capillaires dans la tête du fémur: les capillaires de la tête du fémur dans le groupe de contrôle normal sont distribués de manière réticulaire avec un grand nombre de capillaires allant directement dans la couche inférieure de tissu tendre, montrant une distribution en forme d’éventail avec des branches transversales vers le haut; chez les rats avec nécrose de la tête du fémur les capillaires étaient épars et arrangés de façon non-ordonnée. La proportion de capillaires dans des zones de jointures diminuait considérablement. Après administration de Cheng Zai Wan la capillarité de la tête du fémur est presque revenu au niveau normal avec arrangement dense et régulier dans la tête du fémur.
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Dépôt de graisse dans le tissus osseux de la tête du fémur:
Sous microscope optique il a été constaté que le tissu adipeux dans la cavité de la moelle de la tête du fémur avait augmenté, que le tissu trabéculaire était devenu épars, s’était aminci et que la proportion de chondrocytes et cellules osseuses avec graisse colorée avait augmentée considérablement chez les rats avec nécrose de la tête du fémur. Cependant aucune ou peu de gouttelettes de graisse ont été vues chez le rat normal et chez le rat de nécrose de la tête de fémur après administration de Cheng Zai Wan.
Discussion
La nécrose de la tête du fémur appartient aux catégories de rhumatisme qui incluent l’os, la blessure d’os et la débilité atrophique des os, provoqués le plus souvent par le traumatisme, la tension chronique, les six facteurs étiologiques externes et l’affaiblissement du fonctionnement des organes internes causé par les sept émotions, entraînant la perturbation dans ki et dans la circulation du sang et un manque de nutrition du muscle, du tendon et de l’os (1) . Cheng Zai Wan est fait selon la théorie MTC “le rein est responsable pour l’os, la production de la moelle” et sa fonction est de renforcer la moelle, remplir l‘énergie, fortifier ki, stimuler la circulation du sang, fortifier les muscles et les os, drainer les canaux pour arrêter la douleur, et est indiqué pour les maladies de l’os dues aux déficiences du foie et des reins. Étant donné qu’ une quantité appropriée de Huang Qi (Radix Astragali) a été utilisée dans la recette, qui dirige d’autres substances vers le méridien affecté, il a la fonction d’éliminer la pourriture et de produire de nouveaux tissus, d’évacuer le pus et de produire des muscles, d’enlever des os pourris et d’en produire de nouveaux, de promouvoir la réparation de la structure osseuse. Dans la recette Lu Jiao Shuang (Cornu Cervi Degelatinatum), Ba JI Tian ( Radix Morindae Officinalis), Du Zhong (Cortex Eucommiae) ont été utilisés pour tonifier le rein, fortifier les muscles et les os, et faire en sorte que les effets médicaux atteignent directement le bas-Jiao. Par conséquent, prendre le médicament ne peut pas diminuer yang, ce qui pourrait renforcer l’os, les tendons et les muscles.
Dans l’ expérimentation actuelle, le rat modèle de nécrose de la tête du fémur a été créé par administration de l’hormone glucocorticoïde à un rat ayant la patte avant enlevée. Un chercheur japonais a utilisé des rats avec patte avant enlevée afin d’étudier l’effet de stress mécanique lorsque la nécrose de la tête du fémur se déclare, et a trouvé qu’après que le rat ait bu de l’eau et mangé dans la position debout pendant 10 semaines, la tête du fémur montrait un aplatissement dans 3/4 des cas et 33% des rats développaient une nécrose de la tête du fémur. 8% révélaient une perturbation d’ossification, indication qu’une augmentation de charge sur la jointure de la hanche peut provoquer une fermeture vasculaire et développer la perturbation du l’os tendre latéral de la tête du fémur, ce qui amène à une nécrose de la tête du fémur (3). Par conséquent, la méthode de modelage d’animaux a été adoptée dans l’étude actuelle.
Puisque dans beaucoup de cas la nécrose de la tête du fémur est en corrélation avec l’ostéoporose, si Cheng Zai Wan peut améliorer la condition d’ostéoporose, l’effet thérapeutique de Cheng Zai Wan sur la nécrose de la tête du fémur peut être prouvé. L’expérimentation actuelle a démontré que Cheng Zai Wan peut augmenter considérablement la densité minérale osseuse, le poids et la rigidité des os et améliorer le bas niveau d’estradiol dans les rats de modèle d’ostéoporose, ce qui soutient fortement la conclusion que la prescription est efficace pour la nécrose de la tête du fémur. Il a été constaté également, que les gouttelettes de graisse dans les cellules osseuses et dans les chondrocytes de la tête du fémur ont diminuées considérablement; la capillarité a été améliorée; et à partir de la distribution de capillaires il a été possible de constater qu’aussi bien chez les rats normaux que chez les rats ayant reçu le Cheng Zai Wan, les capillaires dans la tête du fémur se sont étendus de manière réticulaire directement dans la couche inférieure de tissus tendre, montrant une distribution en forme d’éventail avec des branches transversales vers le haut, indiquant que le tissu trabéculaire avait subi des changements correspondants. En plus, lors du balayage au microscope électronique il a été révélé que la forme de la tête du fémur se restaure à l’état normal, sans trous ni structures fibreuses comme des cordes, mais avec des structures réticulaires et des cellules réparatrices à la surface .
Dans l’ expérimentation actuelle, aucune différence significative n’a été constatée dans le contenu du sérum 25-(OH) D3 parmi les groupes, ni aucune action de 25-(OH) D3 chez les rats castrés dans nos études antérieures. Est-ce que le métabolisme de vitamine D3 est impliqué et pourquoi le niveau de 25-(OH) D3 a-t-il diminué dans le groupe Cheng Zai Wan? Ce sont encore des questions qui nécessitent d’être étudiées.
Néanmoins, les résultats de l’actuelle étude ont démontré que Cheng Zai Wan peut favoriser la croissance des os et a un effet thérapeutique formel sur la nécrose de la tête du fémur.