Вплив карбокситерапії та її комбінації з диклофенаком натрію і хондроїтину сульфату на експресію TNF-α та TGF-β1 за остеоартриту, індукованого монойодоцтовою кислотою в щурів

Abstract

Osteoarthritis remains one of the leading causes of disability worldwide, associated with chronic inflammation and progressive destruction of articular cartilage. Current therapeutic approaches show limited efficacy in restoring damaged tissues, which drives interest in novel adjuvant methods, particularly physiotherapeutic techniques such as carboxytherapy. Objective. To investigate the effects of carbon dioxide monotherapy and its combinations with diclofenac sodium or chondroitin sulfate on the expression of the pro-inflammatory cytokine TNF-α and the regenerative factor TGF-β1 in rats with experimentally induced osteoarthritis. Methods. An osteoarthritis model was induced by intra-articular injection of monoiodoacetic acid. Treatment included CO2 monotherapy or its combination with chondroitin sulfate or diclofenac sodium. On days 14 and 28, serum levels of TNF-α and TGF-β1 were measured using the ELISA method. Statistical analysis was performed using one-way ANOVA followed by Tukey’s post hoc test; 95 % confidence intervals and effect sizes (Cohen’s d) were calculated. Results. All interventions involving CO2 led to a statistically significant reduction in TNF-α levels on days 14 and 28 (ANOVA: F = 2551 and F = 4057, respectively; p < 0.001), with the most pronounced effect observed in the «CO2 + diclofenac» group (a decrease of –54.7 %). Concurrently, an increase in TGF-β1 levels was noted across all treatment groups (ANOVA: F = 1492 and F = 3492; p < 0.001), particularly in the «CO2 + chondroitin» group (+99.4 % compared to the pathology group). Large effect sizes were recorded for key comparisons (Cohen’s d > 0.8), indicating the clinical relevance of the observed changes. Conclusions. The combined application of carboxytherapy with diclofenac sodium or chondroitin sulfate promotes a reduction in inflammatory response and activation of regenerative mechanisms in an osteoarthritis model, supporting the rationale for further preclinical and clinical investigations.Остеоартрит залишається однією з провідних причин інвалідизації у світі через хронічні запалення і поступову деструкцію суглобового хряща. Сучасні терапевтичні підходи мають обмежену ефективність у відновленні уражених тканин, що зумовлює інтерес до нових ад’ювантних методів, зокрема фізіотерапевтичних, таких як карбокситерапія. Мета. Дослідити вплив монотерапії вуглекислим газом і його комбінацій з диклофенаком натрію або хондроїтином сульфатом на експресію прозапального цитокіну TNF-α і регенераторного фактора TGF-β1 у щурів із експериментальним остеоартритом. Методи. Модель остеоартриту відтворювали шляхом внутрішньосуглобового введення монойодоцтової кислоти. Лікування включало монотерапію СО2 або його поєднання з хондроїтином сульфатом чи диклофенаком натрію. На 14-й і 28-й день визначали рівні TNF-α і TGF-β1 у сироватці крові методом ELISA. Для статистичного аналізу застосовували однофакторний дисперсійний аналіз (ANOVA) з пост-хок тестом Тьюкі; обчислювали 95 % довірчі інтервали й ефекти розміру (Cohen’s d). Результати. Усі втручання, що включали СО2, спричиняли статистично значуще зниження рівня TNF-α на 14-й і 28-й день (ANOVA: F = 2551 та F = 4057 відповідно; p < 0,001), із найбільш вираженим ефектом у групі «СО2 + диклофенак» (зниження до –54,7 %). Паралельно в усіх терапевтичних групах відзначено підвищення рівня TGF-β1 (ANOVA: F = 1492 і F = 3492; p < 0,001), особливо в групі «СО2 + хондроїтин» (+99,4 % до патології). Для основних порівнянь зафіксовано великі розміри ефекту (Cohen’s d > 0,8), що вказує на клінічну релевантність змін. Висновки. Комбіноване застосування карбокситерапії з диклофенаком натрію або хондроїтином сульфатом спричинює зниження запального компонента й активацію регенераторних механізмів у моделі остеоартриту, що обґрунтовує доцільність подальших доклінічних і клінічних досліджень.