Размещено на http://www.allbest.ru/

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені ТАРАСА ШЕВЧЕНКА

УДК 576.2:616.71-007.24-089.844:666.5

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

Вплив екзогенного гідрокортизону на ріст, будову та регенерацію стегнової кістки щурів різного віку

03.00.11 - цитологія, клітинна біологія та гістологія

Батура Інна Олександрівна

Київ-2008

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Державній установі „Інститут патології хребта та суглобів імені професора М.І. Ситенка АМН України”.

Науковий керівник: доктор біологічних наук, професор Дєдух Нінель Василівна Державна установа „Інститут патології хребта та суглобів імені професора М.І.Ситенка АМН України”, завідуюча лабораторії морфології сполучної тканини

Офіційні опоненти:

доктор біологічних наук, професор Родіонова Наталія Василівна Інститут зоології ім. І.І. Шмальгаузена НАН України завідуюча відділу цитології та гістогенезу;

доктор біологічних наук, професор Новак Віталій Петрович Білоцерківського національного аграрного університету Міністерства аграрної політики України, перший проректор, завідувач кафедри анатомії та гістології ім. П.О.Ковальського.

Захист відбудеться "15" жовтня 2008 року о 16⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.001.38 Київського національного університету імені Тараса Шевченка (Київ, пр. акад. Глушкова, 2, біологічний факультет, ауд. 215).

Поштова адреса: 01033, Київ - 33 , вул. Володимирська, 64.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського національного університету імені Тараса Шевченка (01033, Київ - 33, вул. Володимирська, 58).

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Д 26.001.38 Цимбалюк О.В.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Проблема репаративної регенерації кістки є однією з актуальних в біології та медицині. Важливим аспектом проблеми є вивчення репаративного остеогенезу під впливом факторів екзогенного та ендогенного походження, а також структурно-метаболічної організації кісткової тканини на момент виникнення травми. Найбільш поширеним метаболічним захворюванням опорно-рухової системи, що характеризується зменшенням кісткової маси, порушенням мікроархітектоніки кістки з подальшім підвищенням її крихкості та збільшенням ризику переломів, є остеопороз (Поворознюк В.В., Головач І.Ю., 2000; Поворознюк В.В., 2001, 2002, 2003; Дедух Н.В., Малышкина С.В., 2002; Canalis E., 2005). Серед основних медико-соціальних проблем сучасності остеопороз посідає третє місце після серцево-судинних захворювань та цукрового діабету. З ініціативи ВООЗ у 2000 році була оголошена Міжнародна декада, присвячена поглибленому вивченню патології кісток та суглобів (The Bone and Joint Decade, 2000-2010).

За даними сучасних досліджень, кісткова тканина характеризується активним метаболізмом, постійно оновлюється за рахунок процесів формування й резорбції, які залежать від багатьох факторів (Ковешников В.Г., Абакаров М.Х., Лузин В.И., 2000; Родіонова Н.В., 2006; Canalis E., 2005). Так, кісткова тканина є мішенню для дії гормоноподібних речовин і гормонів, у тому числі для глюкокортикоїдів (ГК).

На сьогодні відомо, що під дією глюкокортикоїдів порушується баланс кісткового ремоделювання в результаті прямого та опосередкованого впливу гормонів на клітини та матрикс кісткової тканини (Насонов Е.Л., 2004; Поворознюк В.В., Нейко Є.М., Головач И.Ю., 2000; Canalis E., 2005).

Специфічні рецептори до глюкокортикоїдів виявлені в остеобластах, остеокластах, хондроцитах , фібробластах та інших клітинах (Canalis E., Pereira R.C., Delany A.M., 2002; Gennari L. et al., 2002). Встановлена дозозалежна дія цих гормонів на клітини кісткової тканини. Фізіологічні концентрації глюкокортикоїдів (10^-10-10^-6М) стимулюють диференціацію попередників остеобластів, біосинтез ними колагену І типу, лужної фосфатази та підвищують чутливість кісткових клітин до регуляторів ремоделювання кістки, у тому числі до інсуліноподібного фактору росту та паратиреоїдного гормону (BellowsC.G., Aubin J.E., Heersche J.N., 1992; Scutt A., Bertram P., Brautigam M., 1996). Високі дози гормону, в свою чергу, пригнічують проліферацію остеобластів (Lane N.E., 2005), сприяють зменшенню їх розмірів, підвищують активність та кількість остеокластів (Gronowicz G.A., McCarthy M.B., 1995), стимулюючи таким чином резорбцію кістки (Porter R.M., 2002). В кістковому матриксі активується деградація колагенових волокон та порушується процес мінералізації (Delany A. M. еt al., 1995; Ton F.N. et al., 2005). Непрямий вплив глюкокортикоїдів на кісткову та хрящову тканини (в умовах їх застосування) пов'язаний із зміною ендокринного балансу організму за рахунок припинення або зниження синтезу соматотропного гормону, соматомединів, тироксину та інших гормонів (Корж М.О., Дєдух Н.В., Зупанець І.А., 1999; Compston J.E. et al., 1996; Jilka R.L., 2003; Rodino M. A., Shane E., 1998), що є однією з причин порушення метаболізму кальцію в кістках.

Таким чином, до цього часу накопичений достатньо великий об'єм знань щодо механізмів та наслідків дії глюкокортикоїдів на кісткову тканину. Однак залишається відкритим питання про особливості перебігу репаративного остеогенезу в умовах порушеного балансу глюкокортикоїдів. Поодинокі наукові роботи висвітлюють переважно біохімічні та біомеханічні характеристики ділянок загоєння травматичного ушкодження кісток (Bostrom M.P. et al., 2001; Lill C.A., Fluegel A.K., Schneider E., 2002; Olchowik G., 2001). Поза увагою дослідників залишаються морфологічні особливості формування регенерату на стадіях загоєння кісткового дефекту під впливом екзогенного гідрокортизону.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана згідно з науково-дослідним планом ДУ „Інститут патологіі хребта та суглобів ім. проф. М.І.Ситенка АМНУ” за темою „Вивчити перебіг репаративного остеогенезу при травматичних ушкодженнях довгих кісток в умовах ендокринного остеопорозу” (шифр ЦФ.2005.1 АМНУ, № держреєстрації 0105U000963).

При виконанні НДР автором особисто здійснено постановку експериментів на тваринах, вилучення матеріалу, проведено гістологічне та морфометричне дослідження, обробка і аналіз отриманих даних згідно з планом дисертаційної роботи, узагальнення результатів, формулювання висновків. Автор брала участь у підготовці звіту про науково-дослідну роботу та доповідала отримані результати на науково-практичних конференціях.

Мета дослідження: на основі морфологічного аналізу дослідити особливості росту, будови стегнових кісток та репаративного остеогенезу під впливом екзогенного гідрокортизону у щурів різного віку.

Для виконання мети були поставлені наступні задачі:

Дослідити особливості росту стегнової кістки у щурів різного віку під впливом тривалого введення високих доз гідрокортизону на основі остеометричного аналізу, вивчення морфології епіфізарного хрящу та періосту.

Вивчити морфологію губчастої та компактної кісткової тканин стегнових кісток щурів різного віку в умовах моделювання глюкокортикоїд-індукованого остеопорозу.

Визначити стадійно-часові характеристики репаративного остеогенезу стегнової кістки під впливом гідрокортизону у щурів з активним ростом скелету (3 місяця).

Визначити стадійно-часові характеристики репаративного остеогенезу стегнової кістки під впливом гідрокортизону у щурів з фактично закінченим ростом кісток (6 місяців).

Об'єкт дослідження. Репаративна регенерація та ріст стегнової кістки щурів при моделюванні глюкокортикоїд-індукованого остеопорозу.

Предмет дослідження. Стегнова кістка білих лабораторних щурів 3-х та 6-ти місячного віку, епіфізарний хрящ, періост, регенерат у зоні кісткового дефекту.

Методи дослідження: гістологічний аналіз - для оцінки структурних змін у кістковій та хрящовій тканинах під впливом екзогенного гідрокортизону, а також для характеристики остеорепаративного процесу; поляризаційно-оптичний аналіз - для вивчення рефракції колагенових волокон та глікозаміногліканів (оцінки орієнтаційної упорядкованості макромолекул у матриксі); електронно-мікроскопічний - для вивчення ультраструктурної організації клітин та матриксу досліджуваних тканин; остеометричний - для оцінки лінійного розміру стегнової кістки; морфометричний метод -- для кількісної характеристики кістки та статистичний аналіз - для оцінки вірогідності результатів вимірів.

Наукова новизна одержаних результатів. Використання гідрокортизону у щурів в дозі 0,5 мг/100 г живої ваги дозволило отримати модель остеопорозу, а в дозі 5 мг/100 г- модель „маніфестного” остеопорозу.

Встановлено, під дією гідрокортизону пригнічується ріст стегнової кістки, однак прояви ростових процесів розрізнюються в залежності від віку тварин. У тварин обох вікових груп зафіксовано уповільнення росту стегнової кістки у довжину за рахунок зниження ширини зон епіфізарного хряща (зона збереженого хряща, проліферації, гіпертрофії), порушення орієнтаційної упорядкованості в матриксі макромолекул глікозаміногліканів та колагену, наявності хондроцитів з деструктивними змінами у цитоплазмі. Уповільнення росту кістки у ширину спостерігалося лише у 3-х місячних щурів, за рахунок пригнічення періостального остеогенезу.

Доведено, що при моделюванні глюкокортикоїд-індукованого остеопорозу у кістковій тканині стегнової кістки щурів поряд із остеокластичною резорбцією має місце остеоцитарний остеоліз, який супроводжується розширенням лакун та кісткових канальців остеоцитів. Також встановлена активізація пазушної резорбції з утворенням осередків деструкції кісткової тканини по типу „рідка кістка”. Прояви дегенеративних змін у кістці підвищуються зі збільшенням дози гормону, особливо у тварин, що знаходяться у фазі активного росту скелету.

Вперше при експериментальних дослідженнях в умовах глюкокортикоїд-індукованого остеопорозу розкриті особливості репаративної регенерації стегнової кістки білих лабораторних щурів, що знаходяться у фазі активного росту скелету (3 місяця) та фактичного закінчення росту (6 місяців). остеогенез гідрокортизон щур стегновий

Встановлена затримка остеорепарації в умовах глюкокортикоїд-індукованого остеопорозу, яка залежала від фази росту скелету. Більш вираженим цей ефект був у щурів, що знаходилися у фазі активного росту.

Доведено, що порушення перебігу регенерації під впливом екзогенного гідрокортизону відбувається вже на стадії запалення і проявляється однотипними змінами у тварин на різних стадіях росту скелету, а саме зміною співвідношення клітин, котрі створюють „критичну” масу регенерату: кількість нейтрофілів підвищується з найбільшим проявом при моделюванні “маніфестного” остеопорозу. Відмічено вірогідне зменшення кількості фібробластів та малодиференційованих клітин, що в подальшому відбивається на процесі формування тканинних структур регенерату.

Вперше виявлено, що, в умовах моделювання надлишку гідрокортизону в організмі щурів, на стадії формування тканиноспецифічних структур уповільнюється утворення кісткової тканини в дефектах стегнових кісток. Вираженість відмінностей залежить від структурної організації кістки при відтворенні травматичного ушкодження. На пізніх стадіях репаративного остеогенезу виявляється уповільнення мінералізації та ремоделювання регенерату.

Практичне значення одержаних результатів. Виявлені закономірності репаративного остеогенезу стегнових кісток в умовах вторинного остеопорозу, індукованого впливом екзогенного гідрокортизону, можуть бути використані для цілеспрямованої розробки заходів із профілактики порушень регенерації кістки. Отримані нові знання щодо особливостей росту, будови та репаративного остеогенезу стегнових кісток в умовах моделювання глюкокортикоїд-індукованого остеопорозу можуть бути рекомендовані для включення у лекційні курси з гістології та патології кісткової тканини у студентів біологічних та медичних навчальних закладів.

Результати дослідження впроваджено у навчальний процес і науково-дослідну роботу на кафедрі нормальної анатомії та гістології Луганського ДМУ, кафедрі анатомії та гістології ім.О.П.Ковальського Білоцерківського державного аграрного університету, кафедрі нормальної анатомії людини, Кримського ДМУ ім. С.І.Георгієвського, кафедрі фізіології Національного фармацевтичного університету.

Особистий внесок здобувача. Автором самостійно здійснено інформаційний пошук, аналіз джерел наукової літератури, визначена актуальність проблеми. Особисто автором сформульована ціль і завдання досліджень, обґрунтована схема експериментальних робіт та підібрано адекватне методичне забезпечення. Матеріали виконаних експериментальних досліджень, що представлені у дисертаційній роботі, є особистим внеском автора у проблему, яка вивчається. Автор особисто здійснила експериментальне моделювання на тваринах, виготовила гістологічні препарати, провела морфологічний (у тому числі електронно-мікроскопічний, поляризаційний) та морфометричний аналізи експериментального матеріалу, математичну обробку цифрових показників при морфометричних дослідженнях. Автором проведено узагальнення одержаних даних, обґрунтування наукових висновків, розробка положень для практичного впровадження результатів, підготовлені наукові матеріали до публікацій та виступів на конференціях.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації були оприлюднені на V Українській конференції молодих вчених, присвяченій пам'яті академіка В.В.Фролькіса (Київ, 2004); Всеросійській науковій гістологічній конференції “Фундаментальные и прикладные проблемы гистологии. Гистогенез и регенерация тканей”, де робота була відзначена дипломом за найкращу доповідь в номінації „Молодий вчений” (Санкт-Петербург, 2004); симпозіумі „Біологія опорно-рухового апарату” (Ялта, 2004); V міжрегіональній науково-практичній конференції “Морфогенез та патологія кісткової системи в умовах промислового регіону” (Луганськ, 2005); Всеукраїнській науково-практичній конференції молодих вчених та спеціалістів „Від фундаментальних досліджень до медичної практики” (Харків, 2005); ІІ Українській науково-практичній конференції „Актуальні проблеми мінералогії” (Луганськ, 2006); IV Національному конгресі АГЕТ (Сімферополь, 2006).

Публікації. Основний зміст дисертаційної роботи відображено у 12 наукових роботах, з них 4 - у виданнях за фахом, відповідно вимогам ВАК України.

Обсяг і структура дисертації. Робота написана українською мовою, складається із вступу, аналітичного огляду літератури, матеріалів і методів, 3 розділів власних досліджень, обговорення результатів дослідження, висновків та списку використаних джерел. Дисертація викладена на 149 сторінках, ілюстрована 14 таблицями, 64 рисунками. Список використаних джерел містить 148 посилань.

Основний зміст роботи

Матеріал і методи дослідження

Дослідження було проведено на 210 самцях білих лабораторних щурів (1,5- та 4,5-місячного віку) популяції експериментально-біологічної клініки Державної установи „Інститут патології хребта та суглобів ім. проф. М.І. Ситенка АМНУ“ (табл. 1).

Для моделювання глюкокортикоїд-індукованого остеопорозу щурам через добу (протягом 45 діб) внутришньом'язово вводили 2,5 % розчин гідрокортизону ацетату в дозах 0,5 та 5 мг на 100 г живої ваги. В літературі описано моделювання остеопорозу у щурів при застосуванні гідрокортизону в дозі 0,5 мг/100 г живої ваги, яке було використано як прототип нашої роботи (Трифтаниди Л.А., 1986, Дєдух Н.В., 1988, Ortoft G., 1995). Доза 5 мг/100 г живої ваги була використана нами для моделювання ”маніфестного” остеопорозу, що супроводжується виразними змінами кісткової тканини та переломами кісткових трабекул. Контрольним тваринам внутришньом'язово вводили фізіологічний розчин.

Таблиця 1 Розподіл тварин за серіями експерименту

Шістдесят щурів, вік яких складав 3 та 6 місяців, через 45 діб після початку експерименту, виводили з експерименту шляхом передозування ефіру для проведення остеометричного та морфологічного аналізу стегнової кістки. Решті щурів (табл. 2) в дистальному метафізі стегнової кістки моделювали наскрізний дефект за допомогою зубного бору (діаметром 1,3 мм). Оперативне втручання виконували під загальним тіопенталовим наркозом в умовах асептики. Після моделювання травматичного ушкодження щурам продовжували вводити гідрокортизон та фізіологічний розчин. Через 3, 7, 14, 21 та 30 діб після операції тварин виводили з експерименту.

Таблиця 2 Розподіл тварин по серіям експерименту

Експерименти на тваринах були затвердженні Комісією з біоетики (протокол № 11 від 23.06.03 та № 35 від 05.03.07) ДУ “Інститут патології хребта та суглобів ім. проф. М.І.Ситенка АМНУ” згідно “Загальним принципам проведення експериментів на тваринах” (І Національний конгрес з біоетики, 20.09.2001р., м. Київ, Україна) та правил “Європейської конвенції захисту хребетних тварин, що використовуються у експериментальних та інших наукових цілях” (Strasbourg, 1986).

Для остеометричного дослідження у щурів вилучали стегнові кістки, які ретельно скелетували. За допомогою штангенциркуля, вимірювали їх довжину, ширину проксимального та дистального метафізів, середини діафізів та ширину шийки стегна (за Ковешніковим В.Г. і співавт., 2003).

Для гістологічного дослідження відділяли дистальний метафіз та діафіз стегнової кістки та фіксували у 10 % розчині нейтрального формаліну, проводили декальцинацію у 5 % розчині азотної кислоти, дегідратацію у спиртах зростаючої міцності та заключали у целоїдин (Саркисов Д.С., 1996). Виготовлені зрізи товщиною 10-15 мкм забарвлювали гематоксиліном та еозином. Позбавлені целоїдину зрізи фарбували толуїдиновим синім при рН 2,5 (Керн М. и соавт., 1985) для характеристики стану хондроїтинсульфатів у матриксі хряща. Для вивчення орієнтаційного упорядковання колагену у епіфізарному хрящі проводили спеціальну гістохімічну реакцію на колаген з пікросиріусом червоним (Constantine V.S., Movry R.W., 1968). В якості контролю реакцій були використані зрізи оброблені гіалуронідазою (“Sigma”). Поляризаційні дослідження виконували на мікроскопі “Polmy-A”.

Структурні особливості кісткової тканини, епіфізарного хряща та стадійно-часові характеристики остеорепарації у метафізарних дефектах стегнових кісток щурів досліджували за допомогою методів морфології з морфометричним аналізом.

Вимірювання діаметру остеонів та їх каналів у компактній кістці, ширини епіфізарного хряща та усіх його зон виконували з використанням окулярного гвинтового мікрометру МОВ-1-16^х.

Клітинний склад регенерату аналізували під мікроскопом Біолам (ЛОМО) при збільшенні х420 на 3 добу після операції, в межах 4-х квадратів окулярної сітчастої вставки (100 крапок або 19600 мкм²) підраховували кількість лімфоцитів, лейкоцитів, фібробластів, макрофагів, плазмоцитів та малодиференційованих сполучнотканинних клітин. Клітини, що припадали на край сітки, не враховувалися.

Площі новоутворених тканин у зоні дефекту за термінами спостереження також вимірювали з використанням квадратно-сітчастої окулярної вставки. У полі зору мікроскопа при збільшенні х56 підраховували число крапок-перетинів, що попадали на структуру об'єкта, який вивчали (грануляційна, фіброретикулярна та кісткова тканини). Потім підраховували відсоткове відношення тканин у порівнянні із загальною площею дефекту. Таким же чином вимірювали площі кісткових трабекул та міжтрабекулярних просторів у метафізах стегнових кісток та визначали коефіцієнт їх співвідношення.

Для електронномiкроскопiчного дослідження були відібрані ділянки тканин, розташовані безпосередньо у зоні кісткового дефекту, а також ділянки епіфізарного хряща (розміром 1 мм³). Згідно методиці Б.Уикли (1980) матеріал фіксували у 4 % розчині глутаральдегiду, потім декальцинували у 0,1 М розчині трилона Б, дофiксовували в 1 % розчині чотирьохокису осмію, зневоднювали у спиртах зростаючої міцності й ацетоні та заключали у епон-аралдит. Напівтонкі (1-2 мкм) та ультратонкі зрізи (30-40 нм) виготовляли на ультрамiкротомi УМПТ-3М. Напівтонкі зрізи забарвлювали метиленовим синім та основним фуксином, а ультратонкі - контрастували за методом Reynolds (1963). Оцінку матеріалу проводили під електронним мікроскопом ЕМВ-100БР.

Отримані цифрові дані були оброблені методами варіаційної статистики з використанням прикладного пакету STATISTICA 5.11 for Windows.

Результати дослідження та їх обговорення

Проведене остеометричне дослідження стегнових кісток показало, що введення гідрокортизону в дозі 5 мг/100 г живої ваги тваринам різного віку призвело до зменшення практично усіх її остеометричних параметрів при порівнянні з тваринами контрольної групи, що відображає затримку росту в умовах глюкокортикоїд-індукованого остеопорозу. Так, у дослідних тварин 3-х місячного віку довжина стегнової кістки була меншою на 16 %, ніж у тварин контрольної групи. На 6,2 % та 12 % зменшилася ширина проксимального і дистального метафізів, а ширина середини стегнової кістки була нижче на 10,6 % при порівнянні з контролем. У дослідних щурів 3-х та 6-ти місячного віку вимірювання стегнових кісток щурів, котрі отримували гідрокортизон в дозі 0,5 мг/100 г живої ваги, виявило вірогідне зменшення лише довжини стегнової кістки, тоді як інші показники не набули вірогідних змін при порівнянні з контролем. При введенні гідрокортизону в дозі 5 мг/100 г живої ваги у 6-ти місячних щурів довжина кістки була меншою на 7,1 %, ширина дистального метафізу - на 4,5 %, тоді як показники ширини середини діафізу та проксимального метафізу не відрізнялись від контролю. Спостерігалося зменшення ширини шийки стегнової кістки на 13,5 %, що є фактором ризику виникнення тяжкої ортопедичної патології - перелому шийки стегнової кістки. При порівнянні отриманих остеометричних показників стегнової кістки дослідних тварин обох вікових груп встановлено більш виражене відставання росту кісток у щурів 3-х місячного віку. M.A.Rodino та E.Shane (1998) також відмітили зниження в два рази темпів росту кісток у дітей з патологією нирок, що отримували гідрокортизон. Автори пов'язують це із впливом глюкокортикоїдів на секрецію гормону росту, що й обумовило пригнічення лінійного росту кісток.

В епіфізарному хрящі щурів різного віку при моделюванні глюкокортикоїд-індукованого остеопорозу встановлені виражені деструктивні зміни хрящової тканини. При гістологічному дослідженні епіфізарного хряща щурів, які отримували гідрокортизон (0,5 та 5 мг/100 г живої ваги), спостерігалося нерівномірне забарвлення матриксу, зниження кількості клітин в стовпчиках, ділянки без клітин. R.C.Murray та співавторами (1998) в експериментах in vitro в культурі хондроцитів миші було встановлено зниження кількості та проліферації клітин при використанні дексаметазону та преднізолону (10^-8, 10^-7, 10^-6 М) протягом 14 діб.

При електронно-мікроскопічному дослідженні епіфізарного хряща у дослідних щурів в зоні збереженого хряща та в зоні проліферації виявлялися хондроцити з осередками деструкції у цитоплазмі, що в свою чергу може впливати на метаболічну активність клітин. При вивченні хрящового матриксу дослідних щурів, котрі знаходилися у фазі активного росту, після реакції з толуїдиновим синім (рН=2,5) відмічалося яскраве метахроматичне забарвлення епіфізарного хряща, особливо навколо клітин зони проліферації, що підтверджує синтез хондроцитами сульфатованих форм глікозаміногліканів (хондроїтин-4-сульфат, хондроїтин-6-сульфат). Проте, при поляризаційному аналізі спостерігалося зменшення інтенсивності рефракції найбільш виражене у міжклітинному матриксі та відсутність її на ділянках. При постановці реакції з пікросиріусом червоним встановлено виразне зменшення рефракції колагену при порівнянні з контролем. Отримані нами дані свідчать про більш виражену дію гідрокортизону у тварин, що знаходилися у фазі активного росту, на формування хрящового матриксу, а саме, - порушення орієнтаційної упорядкованості макромолекул колагену та хондроїтинсульфатів. Це узгоджується з результатами дослідження Дєдух Н.В. (1988), де встановлено зниження рефракції сумарних ГАГ у матриксі суглобового хряща щурів в умовах внутрішньосуглобового введення гідрокортизону.

При морфометричному аналізі було виявлено зменшення ширини зон епіфізарного хряща дослідних тварин при використанні обох доз гідрокортизону, але найбільш чутливими до дії гормону виявилися тварини, що знаходилися у фазі активного росту скелету. Так, загальна ширина епіфізарного хряща щурів 3-х місячного віку, при використанні гідрокортизону в дозі 0,5 мг/100 г, була меншою в 1,3 рази відносно контрольних тварин, а при застосуванні гідрокортизону в дозі 5 мг/100 г - в 2,6 рази.

Введення гідрокортизону в дозі 5 мг/100 г призвело до зменшення ширини збереженого хряща в 1,73 рази, тоді як під впливом меншої дози гормону не спостерігалося достовірних змін при порівнянні з аналогічними показниками контрольної групи щурів. Ширина зони проліферації в групі тварин, що отримували гормон в дозі 5 мг/100 г, була меншою в 2,73 рази, а в дозі 0,5 мг/100 г - в 1,2 рази на відміну від контролю. Зона гіпертрофії також була нижче контролю під впливом гідрокортизону в дозі 0,5 мг та 5 мг/100 г (в 1,27 та 2,6 рази відповідно).

У щурів 6-ти місячного віку, що отримували гідрокортизон, при морфометричному аналізі також виявлено зниження ширини епіфізарного хряща: під впливом гідрокортизону в дозі 0,5 мг/100 г - в 1,2 рази, а в дозі 5 мг/100 г - в 1,62 рази відносно контролю. Спостерігалося звуження зони проліферації в 1,13 рази та 1,6 рази (відповідно 0,5 та 5 мг/100 г). При використанні гормону в дозі 0,5 мг/100 г зона гіпертрофії зменшилася в 1,26 рази, а при введенні 5 мг/100 г - в 1,7 рази при порівнянні з контрольною групою тварин, тоді як ширина збереженого хряща набула вірогідного зменшення (в 1,5 рази) лише при введенні 5 мг/100 г гідрокортизону.

Гістологічне дослідження періосту стегнової кістки щурів 3-х місячного віку, що отримували гідрокортизон, встановило розшарування пучків колагенових волокон, наявність ділянок без фібробластів, а також територій з низькою щільністю клітин, що свідчить про атрофічні зміни волокнистого шару. Остеогенний шар періосту був вузьким та характеризувався нерівномірною шириною на ділянках. У щурів, що отримували гідрокортизон в дозі 5 мг/100 г живої ваги, остеогений шар складався з 1-2 рядів клітин, які розташовувалися на відстані одна від одної. На ділянках остеобласти були відсутніми, або мали пікнотичні ядра. Встановлена редукція остеогенного шару періосту дослідних тварин свідчить про уповільнення періостального остеогенезу, що призводило до зниження росту стегнової кістки у ширину. Дослідження морфології періосту щурів
6-ти місячного віку, що отримували гідрокортизон, не виявило вірогідних відмінностей при порівнянні з контрольною групою.

Наступним етапом дослідження стало вивчення змін структурної організації губчастої кістки метафізів стегнових кісток щурів в умовах глюкокортикоїд-індукованого остеопорозу. Вони були пов'язані із зменшенням щільності кісткових трабекул, їх потоншенням, розширенням міжтрабекулярних просторів, зменшенням кількості контактів трабекул з кортикальним шаром кістки, ліполізацією кісткового мозку. У тварин, що отримували гідрокортизон в дозі 5 мг/100 г, також спостерігалися переломи кісткових трабекул. Прояви дегенеративних змін підвищувалися зі збільшенням дози гормону у тварин обох вікових груп.

Виявлені морфологічні особливості будови губчастої кістки є результатом порушення процесу ремоделювання, а саме - переваги процесів резорбції над кісткоутворенням, що супроводжується зниженням кісткової маси і механічних якостей кістки (Дедух Н.В., Малышкина С.В., 2002; Canalis E., Delany A.M., 2002). Нами встановлено, що при глюкокортикоїд-індукованому остеопорозі поряд з остеокластичною резорбцією має місце остеоцитарний остеоліз, який характеризується наявністю значної кількості остеоцитів, котрі розташовуються у розширених лакунах з нерівними контурами та мають розширені кісткові канальці.

Проведений морфометричний аналіз підтвердив візуально виявлені структурні порушення губчастої кісткової тканини метафізів стегнових кісток щурів дослідних груп. Коефіцієнт співвідношення площин трабекулярної кістки до міжтрабекулярних просторів набув вірогідного зменшення порівняно з контролем у всіх групах дослідних тварин, що дозволяє констатувати остеопоротичні зміни структурної організації кісткової тканини (Поворознюк В.В., Головач І.Ю., 2000; Canalis E. et al., 2004). У 3-х місячних тварин при введенні гідрокортизону в дозі 0,5 мг/100 г живої ваги цей коефіцієнт знизився в 1,2 рази, а в дозі 5 мг/100 г - в 2,2 рази при порівнянні з контролем. У тварин 6-ти місячного віку також спостерігалося значне зниження цього показника: при використанні гідрокортизону в дозі 0,5 мг/100 г живої ваги - в 1,4 рази, а в дозі 5 мг/100 г - в 1,65 рази на відміну від контролю.

Зменшення кількості контактів трабекул з компактною кістковою тканиною є однією з ознак виникнення остеопоротичних змін. В нашому дослідженні зниження цього показника відносно контролю спостерігалося у дослідних тварин обох вікових груп. Так, введення гідрокортизону в дозі 5 мг/100 г тваринам 3-х місячного віку призвело до зменшення кількості контактів в 1,35 рази. У 6-ти місячних тварин при використанні гідрокортизону в дозі 0,5 мг/100 г кількість контактів зменшилася в 1,2 рази, а при дозі 5 мг/100 г живої ваги - в 1,4 рази. Зниження цього показника також підтверджує погіршення якості кістки під впливом обох доз гормону. Більш виражений вплив тривалого введення гідрокортизону на кісткову тканину щурів 3-х місячного віку свідчить про низькі адаптаційні можливості кісткової тканини щурів, що знаходилися у фазі активного росту скелету. Поряд зі змінами губчастої кісткової тканини, в умовах тривалого введення високих доз гідрокортизону, виявлені зміни в організації міжтрабекулярних просторів у вигляді збільшення територій жовтого кісткового мозку. За даними Porter R.M. (2002), це свідчить про диференціацію клітин-попередників не в напрямку формування остеобластичних клітин, а у напрямку адипоцитів.

В компактній кістковій тканині дослідних щурів обох вікових груп встановлені порушення її структури, пов'язані з базофілією цементних ліній, низькою щільністю остеоцитів на ділянках, наявністю пустих лакун. Остеони характеризувалися поліморфізмом та були переважно резорбційного типу. Між ними, особливо у тварин, що отримували гідрокортизон в дозі 5 мг/100 г, були розташовані вставні пластинки з виразною деструкцією кісткової тканини по типу “рідка кістка”, що, за даними Некачалова В.В. (2000), свідчить про підвищення пазушної резорбції. В результаті проведеного морфометричного аналізу компактної кістки в діафізах стегнових кісток 3-х місячних щурів під впливом обох доз гідрокортизону (0,5 та 5 мг/100 г) діаметр остеонів збільшився в середньому в 1,25 та 1,32 рази, відповідно. Розмір центральних каналів остеонів достовірно збільшився в 1,13 рази лише при використанні гідрокортизону в дозі 5 мг/100 г живої ваги. Морфометричні показники остеонів тварин 6-ти місячного віку під впливом гідрокортизону дещо відрізнялися від таких тварин 3-х місячного віку. У 6-ти місячних щурів, які отримували гідрокортизон в дозі 5 мг/100 г живої ваги, спостерігалося зменшення діаметрів остеонів в 1,2 рази, при порівнянні з контролем. В свою чергу, діаметр каналів остеонів достовірно підвищувався в 1,12 рази тільки при використанні гідрокортизону в дозі 5 мг/100 г живої ваги. Слід зазначити, що патологічні зміни у компактній кістці щурів з активним ростом скелету спостерігалися при введенні обох доз гормону (0,5 та 5 мг/100 г живої ваги), тоді як у тварин 6-ти місячного віку виражений ефект досягався лише при використанні гідрокортизону в дозі 5 мг/100 г.

На основі вище викладених даних морфології та морфометрії кісткової тканини у щурів двох вікових груп, в умовах введення гідрокортизону в дозі 0,5 та 5 мг/100 г живої ваги, можливо зробити висновок про отримання остеопоротичних змін, які пов'язані зі зменшенням щільності кісткових трабекул, їх потоншенням, розширенням міжтрабекулярних просторів, зменшенням кількості контактів кісткових трабекул з кортикальним шаром кістки, формуванням ділянок “рідкої кістки” та порушенням структури остеонів. Крім того, у кістковій тканині щурів, в умовах використання гідрокортизону в дозі 5 мг/100 г, окрім відмічених вище змін, спостерігалися переломи кісткових трабекул у губчастій кістці та формування мікротріщин та щілин у компактній кістковій тканині, що відповідають “маніфестному” остеопорозу.

Наступна частина роботи була присвячена дослідженню регенерації кістки при відтворені стандартної моделі глюкокортикоїд-індукованого та “маніфестного” остеопорозу. Для цього у дистальному метафізі стегнової кістки щурів був виконаний наскрізний дефект, загоєння якого досліджувалося на 3, 7, 14, 21 та 30 добу відповідно до стадій регенерації кістки (Дєдух Н.В., Побєл А.М. Нікольченко О.А., 2003; Корж Н.А., Дедух Н.В., 2006).

При вивченні зони ушкодження через 3 доби після операції - термін який розглядається як „критичний” для подальшого перебігу процесу остеорепарації (Дєдух Н.В., Побел А.М., Нікольченко О.А., 2003) - у тварин обох вікових груп в зоні дефекту спостерігався кров'яний згусток з великою кількістю формених елементів крові, поодинокі фібробласти. В результаті морфометричного аналізу виявлено порушення співвідношення клітин, які приймають участь у формуванні регенерату в кістковому дефекті. Під впливом обох доз гідрокортизону в зоні дефекту через 3 доби вірогідно збільшувалася кількість нейтрофілів. У 3-х місячних щурів при використанні гідрокортизону в дозі 0,5 мг/100 г кількість нейтрофілів була в 2,5 рази більшою ніж в контролі, а при використанні дози 5 мг/100 г - в 3,7 рази. В свою чергу у щурів 6-ти місячного віку введення гідрокортизону в дозі 0,5 мг/100 г призвело до збільшення кількості нейтрофілів в 2,5 рази, а 5 мг/100 г - в 2,6 рази при порівнянні з тваринами контрольної групи. Як відомо, нейтрофіли синтезують фактори, які впливають на міграцію та проліферацію фібробластів. Проте проліферація фібробластів зменшується як при нестачі, так і при надлишку нейтрофілів (Шехтер А.Б., Серов В.В., 1991). Це узгоджується з отриманими нами даними: на фоні високої кількості нейтрофілів, кількість фібробластів в дефекті у дослідних тварин обох вікових груп через 3 доби після операції була вірогідно меншою у порівнянні з контролем. Крім того у щурів 3-х місячного віку спостерігалося зменшення кількості малодиференційованих сполучнотканинних клітин при використанні обох доз гідрокортизону в 1,22 та 1,3 рази відповідно.

Порушення співвідношення клітин на ранніх стадіях загоєння травматичного ушкодження, а саме на стадії запалення, міграції та проліферації клітин, відбивається у подальшому на формуванні тканиноспецифічних структур. Так, через 7 діб після травми у тварин 3-х та 6-ти місячного віку на фоні використання гідрокортизону в дозі 5 мг/100 г в зоні дефекту переважала грануляційна тканина із залишками кров`яного згустку, тоді як у щурів контрольної групи та тих, що отримували 0,5 мг/100 г гідрокортизону, основну територію займала фіброретикулярна тканина остегенного типу (за Лаврищевою Г.І. та Онопрієнко Г.А., 1996).

Морфометричний аналіз підтвердив затримку кісткоутворення у ділянках дефектів дослідних тварин, що може бути пов'язано з негативним впливом гідрокортизону на процеси диференціації та проліферації клітин остеобластичного диферону і пригніченням ангіогенезу в ділянці регенерату (Harada I., 1992; Patchan D., Loddenkemper K., Buttgereit F., 2001). Так, у щурів 3-х місячного віку, що отримували гідрокортизон в дозі 5 мг/100 г живої ваги кісткова тканина в зоні дефекту не виявлялася, а у тих, що отримували гормон у дозі 0,5 мг/100 г її відносна площа була в 1,4 рази меншою ніж в контролі. У 6-ти місячних тварин при використанні гідрокортизону в дозах 0,5 та 5 мг/100 г живої ваги площа кісткової тканини була меншою в 1,2 та 1,7 разів, відповідно.

На 14 добу в зоні травматичного ушкодження у дослідних щурів переважала фіброретикулярна тканина остеогенного характеру. Відносна площа грубоволокнистої кісткової тканини у щурів 3-х місячного віку при порівнянні з тваринами контрольної групи була в 1,4 та 1,7 рази меншою, при використанні гідрокортизону в дозі 0,5 та 5 мг, відповідно, тоді як у щурів зрілого віку цей показник не набув вірогідних значень.

Через 30 діб після оперативного втручання в зоні ушкодження стегнової кістки 3-х місячних тварин, як в контролі, так і в досліді, визначалася кісткова тканина, яка була різною за структурою. Так, у щурів контрольної групи спостерігалося відновлення кортексу з формуванням пластинчастої кісткової тканини. У щурів, які отримували гідрокортизон, в зоні дефекту переважала грубоволокниста кісткова тканина з різноспрямованими кістковими трабекулами. Відносна площа пластинчастої кісткової тканини була в 1,2 рази меншою, при введенні гідрокортизону в дозі 0,5 мг/100 г, та в 5,1 рази - при використанні гідрокортизону в дозі 5 мг/100 г ніж у тварин контрольної групи, що свідчить про затримку процесів ремоделювання регенерату.

Аналогічна картина спостерігалася й при оцінці репаративного остеогенезу у 6-ти місячних тварин. В контрольній групі тварин процес регенерації майже закінчився, тоді як у щурів обох дослідних серій процес перебудови тканин регенерату ще не завершився, що було підтверджено даними морфометрії. Відносні площі пластинчастої кісткової тканини у тварин дослідних груп були нижчими, ніж у щурів контрольної групи. Так, площа пластинчастої кістки у щурів, що отримували гідрокортизон в дозі 0,5 мг/100 г була у 1,55 рази меншою при порівнянні з контролем, а у тварин, що отримували 5 мг/100 г - у 2,1 рази.

Висновки

1. Введення гідрокортизону щурам в дозі 0,5 мг/100 г протягом 45 діб дозволило отримати модель остеопорозу, а при використанні 5 мг/100 г гідрокортизону - модель „маніфестного” остеопорозу.

2. Під дією гідрокортизону пригнічується ріст стегнової кістки, однак прояви ростових процесів розрізняються в залежності від віку тварин. У тварин обох вікових груп уповільнюється ріст стегнової кістки у довжину за рахунок зменшення ширини зон епіфізарного хряща (зони збереженого хряща, проліферації, гіпертрофії), порушення орієнтаційної упорядкованості в матриксі макромолекул глікозаміногліканів та колагену, наявності хондроцитів з деструктивними змінами у цитоплазмі. Уповільнення росту кістки у ширину мало місце лише у 3-х місячних щурів, за рахунок пригнічення періостального остеогенезу.

3. При моделюванні глюкокортикоїд-індукованого остеопорозу у кістковій тканині стегнової кістки щурів поряд із остеокластичною резорбцією має місце остеоцитарний остеоліз, який супроводжується розширенням лакун та кісткових канальців остеоцитів. Відмічається активація пазушної резорбції з утворенням осередків деструкції кісткової тканини по типу „рідка кістка”. Прояви дегенеративних змін у кістці підвищувалися зі збільшенням дози гормону, особливо у тварин, що знаходилися у фазі активного росту скелету.

4. Пригнічення репаративної регенерації в метафізарних дефектах стегнової кістки мало місце при веденні гідрокортизону (0,5 та 5 мг/100 г живої ваги) щурам різного віку. Найбільш виражена затримка репаративного остеогенезу виявлена у тварин, що знаходилися у фазі активного росту.

5. На стадії запалення репаративного остеогенезу під впливом екзогенного гідрокортизону у тварин в зоні дефекту збільшується кількість нейтрофілів й зменшується кількість фібробластів та малодиференційованих клітин, що в подальшому відбивається на процесі загоєння дефекту.

6. В умовах глюкокортикоїд-індукованого остеопорозу в дефектах стегнових кісток щурів на стадії формування тканиноспецифічних структур уповільнюється утворення кісткової тканини. При цьому зафіксовані відмінності у перебігу репаративного остеогенезу, які залежать від структурних змін кістки при відтворенні травматичного ушкодження. На пізніх стадіях репаративного остеогенезу виявляється затримка процесів мінералізації та ремоделювання регенерату.

Список робіт, опублікованих за темою дисертації

1. Батура И.А. Регенерация кости при экспериментально-индуцированном нарушении баланса глюкокортикоидов у белых лабораторных крыс / И.А. Батура, Н.А. Ашукина, А.А. Шаповалов // Таврический медико-биологический вестник. - 2004. - Т.7, № 4. - С.134-136

Особисто дисертантом проведено підбір літературних даних, експеримент на тваринах, статистичну обробку та аналіз експериментальних досліджень, сформульовано висновки до роботи.

2. Батура И.А. Морфологические особенности регенерации кости при глюкокортикоид-индуцированном нарушении метаболизма кальция в костной ткани крыс / И.А. Батура, Н.А. Ашукина // Таврический медико-биологический вестник. - 2005. - Т. 8, № 3. - С. 8-11

Особисто дисертантом проведено оперативне втручання на тваринах, післяопераційний догляд, аналіз експериментальних досліджень, сформульовано висновки до роботи.

3. Батура И.А. Остеонные конструкции бедренной кости крыс при длительном введении гидрокортизона / И.А. Батура // Вісник Білоцерківського державного аграрного університету. - 2005. - Вип. 33. - С. 300-304.

4. Бенгус Л.М., Структурні особливості епіфізарної зони росту щурів в умовах введення високих концентрацій гідрокортизону / Л.М. Бенгус, І.О. Батура, Е.Ю. Валенчук // Таврический медико-биологический вестник. - 2006. - Т. 9, № 9. - С. 15-21

Особисто дисертантом проведено підбір літературних даних, експеримент на тваринах, статистичну обробку та аналіз експериментальних досліджень під світловим та електронним мікроскопами.

5. Батура И.А. Особенности роста бедренных костей крыс разных возрастов при длительном введении высокой дозы гидрокортизона / И.А. Батура // Український морфологічний альманах. - 2003. - Т. 1, № 2. - С. 5-8.

6. Батура І.О. Морфологічні характеристики остеонних конструкцій в умовах високих концентрацій глюкокортикоїдів в організмі експериментальних тварин / І.О. Батура // Український морфологічний альманах. - 2005. - №1. - С. 107.

7. Батура І.О. Регенерація кісткового дефекту в умовах тривалого введення гідрокортизону білим лабораторним щурам / І.О. Батура // Український морфологічний альманах. - 2006. - № 2. - С. 14-17.

8. Батура І.О. Вплив гідрокортизону на губчасту кісткову тканину стегнової кістки щурів різного віку / І.О. Батура // Проблемы остеологии. - 2005. - Т. 8, № 1-3. - С. 39-40.

9. Батура І.О. Вплив тривалого введення високої дози гідрокортизону на ріст стегнової кістки щурів різного віку / І.О. Батура // V Українська конф. молодих вчених, присвячена пам'яті акад. В.В.Фролькіса [тези доповідей], 23 січня 2004 р., Київ. - К., 2004. - С. 131-132.

10. Батура И.А. Морфологическое исследование репаративного остеогенеза при нарушении метаболизма кальция в костной ткани / И.А. Батура, О.А. Никольченко // Материалы научн. конф. “Фундаментальные проблемы гистологии. Гистогенез и регенерация тканей” [тези доповідей], 18-19 травня 2004 р., Санкт-Петербург. - СПб., 2004. - С. 84-85.

Автор особисто провела аналіз літератури, розробила схему експерименту, прооперувала тварин, здійснювала відбір матеріалу для дослідження, проаналізувала гістологічні зрізи, виконала морфометричні дослідження.

11. Батура І.О. Вплив надлишку гідрокортизону на морфологію епіфізарної зони росту щурів / І.О. Батура // Матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції “Від фундаментальних досліджень до медичної практики” [тези доповідей], 16 листопада 2005 р., Харків. - Х., 2005. - С. 11.

12. Дедух Н.В. Регенерация кости при остеопорозе / Н.В. Дедух, О.А. Никольченко, И.А. Батура // Матеріали ІІ Всеукраїнської школи „Фізіологія та морфологія тканин опорно-рухової системи в нормі і при ішемічних ушкодженнях”: тези доповідей, 14-15 червня 2007 р., Київ-Черкаси. - 2007. - С. 18-20

Особисто дисертантом проведено моделювання глюкокортикоїд-індукованого остеопорозу, оперативне втручання на тваринах, аналіз експериментальних досліджень, сформульовано висновки до роботи.

Анотація

Батура І.О. Вплив екзогенного гідрокортизону на ріст, будову та репаративну регенерацію стегнових кісток щурів різного віку. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.11. - цитологія, клітинна біологія та гістологія. - Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2008.

У дисертації представлені дані експериментального дослідження морфологічних особливостей росту, будови та репаративної регенерації стегнової кістки щурів різного віку під впливом екзогенного гідрокортизону. Введення гідрокортизону щурам в дозі 0,5 мг/100 г протягом 45 діб дозволило отримати модель остеопорозу, а в дозі 5 мг/100 г- модель „маніфестного” остеопорозу.

Встановлено, що глюкокортикоїд-індукований остеопороз у щурів 3-х місячного віку призводить до затримки росту стегнової кістки у довжину та ширину за рахунок пригнічення періостального та енхондрального остеогенезу. Доведено, що деструкція кісткової тканини здійснюється шляхом остеоцитарного остеолізу та пазушної резорбції з утворенням осередків деструкції кісткової тканини по типу „рідка кістка”. Прояви дегенеративних змін у кістці підвищувалися зі збільшенням дози гормону, особливо у тварин, що знаходилися у фазі активного росту.

Виявлено, що довготривале введення обох доз гідрокортизону (0,5 та 5 мг/100г живої ваги) пригнічує процес остеорепарації у метафізарних дефектах стегнових кісток щурів з максимальним проявом у 3-х місячних тварин. Встановлено порушення співвідношення клітин, які приймають участь у формуванні регенерату. Під впливом обох доз гідрокортизону на 3 добу після травматичного ушкодження підвищується кількість нейтрофілів, тоді як кількість фібробластів та малодиференційованих клітин зменшується. Встановлена затримка кісткоутворення в зоні дефекту, при цьому вираженість відмінностей залежить від структурних змін кістки на момент травматичного ушкодження. На пізніх стадіях репаративного остеогенезу виявляється уповільнення процесів мінералізації та ремоделювання регенерату.

Ключові слова: репаративний остеогенез, гідрокортизон, стегнова кістка щурів, епіфізарний хрящ.

Аннотация

Батура И.А. Влияние экзогенного гидрокортизона на рост, строение и репаративную регенерацию бедренной кости крыс разного возраста. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.11 - цитология, клеточная биология и гистология. - Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, Киев, 2008. В диссертации представлены данные экспериментального исследования морфологических особенностей роста, строения и регенерации бедренной кости крыс разного возраста под влиянием экзогенного гидрокортизона. Животным, которые находились в фазе активного (3 месяца) и фактически законченного роста скелета (6 месяцев) внутримышечно вводили гидрокортизона ацетат в дозах 0,5 и 5 мг на 100г живого веса. Контрольные крысы получали физиологический раствор. Для оценки состояния костной ткани на 45 сутки часть крыс выводили из эксперимента. Остальным животным в дистальном метафизе бедренной кости моделировали дефект (d=1,3 мм). Через 3, 7, 14, 21 и 30 суток после моделирования травматического повреждения животных выводили из эксперимента.

Введение гидрокортизона крысам в дозе 0,5 мг/100 г в течение 45 суток позволило получить модель остеопороза, а в дозе 5 мг/100 г - модель „манифестного” остеопороза. В эксперименте установлено, что глюкокортикоид-индуцированный остеопороз у животных 3-х месячного возраста приводит к задержке роста бедренной кости в ширину и длину за счет угнетения процессов периостального и энхондрального остеогенеза. Показано, что введение гидрокортизона в дозе 5 мг/100 г живого веса приводит к деструктивным изменениям клеток эпифизарного хряща, нарушению ориентационной упорядоченности макромолекул гликозаминогликанов и коллагена. В костной ткани бедренной кости крыс под влиянием гидрокортизона (0,5 и 5 мг/100 г живого веса) на фоне остеокластической резорбции наблюдался остеоцитарный остеолиз и пазушная резорбция с формированием очагов деструкции по типу “жидкая кость“. Проявление деструктивных изменений повышалось с увеличением дозы гормона, что особенно было выражено у животных 3-х месячного возраста. Впервые установлено, что длительное введение гидрокортизона (0,5 и 5 мг/100 г живого веса) замедляет процесс остеорепарации в метафизарных дефектах бедренных костей крыс с максимальным проявлением у животных, находящихся на фазе активного роста скелета. Отмечено нарушение соотношения клеток, которые принимают участие в формировании регенерата. Под влиянием обеих доз гидрокортизона на 3 сутки после травматического повреждения повышается количество нейтрофилов, тогда как количество фибробластов и малодифференцированных клеток уменьшается. Установлена задержка костеобразования в зоне дефекта, при этом выраженность отличий зависит от структурных изменений кости на момент травматического повреждения. На поздних стадиях репаративного остеогенеза выявлялось замедление процессов минерализации и ремоделирования регенерата.

Ключевые слова: репаративный остеогенез, гидрокортизон, бедренная кость, эпифизарный хрящ.

Summary

Batura I.O. Exogenous hydrocortisone influence on growth, structure and regeneration of the femur of different age rats. - Manuscript.

Thesis for acquisition of scientific degree of the candidate of Biological Sciences under the specialty 03.00.11 - cytology, cell biology and histology. - Kiyv Taras Shevchenko National University, Kiyv, 2008.

The data of experimental research of the morphological features of growth, structure and regeneration of the femur rat (210 rats) under the influence of exogenous hydrocortisone were presented in this thesis.