Особливості остеокластичної резорбції кісткової тканини при зниженні опорного навантаження

С использованием методов гистологии и морфометрии установлено, что в условиях гипокинезии в губчатой костной ткани бедренных костей крыс происходит уменьшение удельного объема костной ткани, регистрируются деструктивные изменения. Показано возрастание количества остеокластов, увеличение их удельной площади и количества ядер в клетках, что свидетельствует об усилении функциональной активности остеокластов. Наиболее это выражено в проксимальных метафизах и епифизах, а также в локусах резорбции костной ткани в диафизах.

В исследованиях с применением 3Н-тимидина динамики мечения ядер в остеокластах в зонах ремоделирования костных структур установлено, что при гипокинезии происходит ускорение процессов остеокластогенеза путем слияния и присоединения мононуклуарных клеток-предшественников.

Электронно-микроскопические исследования показали, что в условиях моделированной гипокинезии в остеокластах наблюдаются ультраструктурные изменения, подтверждающие усиление их функциональной активности по сравнению с контролем. Имеет место увеличение удельного объема комплекса Гольджи и структур, обеспечивающих специфические функции резорбции: фибриллярного слоя, фаголизосом, “щеточной каемки”.

В условиях микрогравитации в популяции остеокластов из метафизов бедренных костей крыс Sprague-Dawley (SLS-2) и гребня подвздошной кости нечеловекообразных обезьян ("БИОН-11") выявлены “гигантские” остеокласты, в которых по сравнению с типичными функционально-активными остеокластами наблюдается большая степень развития зоны специфических функций.: Преобладание фаголизосом небольших размеров отражает структурную специфику резорбтивной функции при микрогравитации. Изучены некоторые морфологические особенности взаимодействий остеокластов с остеобластами и остеоцитами в зонах резорбции костной ткани.

Результаты исследований свидетельствуют, что при длительной гипокинезии и микрогравитации остеокласты играют значимую роль в утрате костной ткани в зонах адаптивного ремоделирования костных структур. В условиях микрогравитации процессы остеокластической резорбции выражены сильнее, чем при гипокинезии.

Ключевые слова: остеокласты, костная ткань, бедренная кость, подвздошная кость, резорбция, моделированная гипокинезия, микрогравитация.

SUMMARY

Polkovenko O.V. The peculiarities of the bone tissue osteoclastic resorption under the lowering of a support load. - Manuscript.

Dissertation on competition for a candidate's degree of biological sciences by speciality 03.00.11 - cytology, cell biology, histology.

The dissertation is dedicated to studying the peculiarities of the osteoclastic resorption of mammals' bone tissue under the experimental support unloading (modeled hypokinesia) and microgravity (American Space station SLS-2 and biosatellite "BION-11").

With the use of histological and morphometrical methods we established that under hypokinesia the spongy bone of white rats' femora shows a decrease of the bone tissue specific volume and destructive changes are registered. An increase of the osteoclasts' number, their specific area as well as of their nuclei number was shown. This is mostly expressed in the proximal metaphyses and epiphyses and also in resorption loci of the diaphyseal bone tissue. In the researches employing 3Н-thymidine - labeling dynamics of the osteoclast nuclei we established that under hypokinesia there occurs an enhancement of osteoclastogenesis by way of confluence and attachment of precursor mononuclear cells. Our electron-microscopic researches showed that under hypokinesia conditions the ultrastructural changes in osteoclasts take place which confirm intensification of their functional activity as compared to control: enlargement of the specific volume of the Golgy complex and structures that provide specific resorptive functions: fibrillar layer, phagolysosomes, "brush-border". In the osteoclasts' population of proxymal metaphyses from white rats' Sprague-Dawley (SLS-2) femoral bones and of the iliac crest of non-human monkeys (Macaca mulatta) ("BІОN-11") under the microgravity conditions we revealed the "giant" osteoclasts showing a higher level of development of the zone of specific functions compared to typical functionally active osteoclasts. The structural specifics of the osteoclasts' resorptive activity under microgravity was described. Some morphological peculiarities of the osteoclasts' interactions with osteoblasts and osteocytes in the bone tissue resorptive zones were studied. As a result of our investigations we established, that under the long-term hypokinesia and microgravity the osteoclasts play a significant role in the bone tissue loss in zones of bone structures' adaptive remodeling. Under microgravity an increase of the osteoclasts' functional activity is more expressed than under hypokinesia.

Key words: osteoclasts, bone tissue, femoral bone, iliac bone, resorption, modeled hypokinesia, microgravity.

Размещено на Allbest.ru