Вікові особливості ростових процесів кісток скелета за умов дії на організм мікроелементозів

ВІКОВІ ОСОБЛИВОСТІ РОСТОВИХ ПРОЦЕСІВ КІСТОК СКЕЛЕТА ЗА УМОВ ДІЇ НА ОРГАНІЗМ МІКРОЕЛЕМЕНТОЗІВ

К.А. Романюк

Науковий керівник - проф. Сікора В.З.

Сумський державний університет

ВСТУП

Вивчено вплив солей цинку, хрому та свинцю на ростові процеси кісток скелета тварин різного віку. Найбільш виражені зміни виявлені у тварин молодого віку: пригнічення росту, зниження проліферативної активності хрящових та кісткових клітин, порушення гістологічної структури наросткового хряща, компактної та губчастої речовин.

Кістки скелета є багатофункціональною системою організму[1]. Вони, як і інші системи організму, досить чутливі до впливу різноманітних ендо- та екзогенних чинників [2-6], кількість яких постійно збільшується. Останнім часом спостерігаються зростання забруднення навколишнього середовища і його вплив на живий світ [7]. В окремих районах Сумської області виявлено зростання вмісту важких металів у воді та ґрунтах [8]. Є відомості щодо впливу цих факторів на кісткову систему [9,10,11], але даних щодо їх дії на кістки скелета у віковому аспекті в літературі не трапляється.

МЕТА РОБОТИ

Мета роботи- вивчення ростових процесів кісток скелета щурів різного віку за умов впливу на організм солей цинку, хрому та свинцю.

МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ

Для вивчення вікових особливостей ростових процесів в умовах впливу на організм мікроелементозів був проведений експеримент на 90 щурах-самцях. Тварин поділили на три серії: перша серія - тварини молодого віку масою 110-120г, друга серія - тварини зрілого віку масою 160-170г, третя серія - тварини старечого віку масою 210 - 220г. Кожна серія складалася з двох груп: контрольної та піддослідної.

Піддослідні тварини протягом 1 місяця отримували з питною водою комбінацію солей цинку (ZnSO₄ x 7H₂O) - 5мг/л, хрому (K₂Cr₂O₇) - 0,1мг/л і свинцю (Pb (CH₃COO)₂) - 0,1мг/л, що відповідало техногенним мікроелементозам Шосткинського району.

Після закінчення експериментів тварин забивали під ефірним наркозом в строки 1, 7, 14, 21 та 28 днів, вилучали поперековий хребець, великогомілкові і тазові кістки скелета, проводили їх остеометричне і гістологічне вивчення хрящової і кісткової тканин з одночасною їх морфометрією. Всі дослідження на тваринах виконувалися з дотриманням «Правил проведення робіт із експериментальними тваринами»[12].

РЕЗУЛЬТАТИ ВЛАСНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

У перші строки після закінчення експерименту результати остеометрії показали пригнічення ростових процесів у всіх досліджуваних кістках піддослідних тварин. Виявлено відставання поздовжніх та поперечних розмірів стегнової, тазової кісток та поперекового хребця від інтактних тварин. Найбільш виражене гальмування ростових потенцій відмічено у тварин молодого віку.

Гістологічне дослідження наросткового хряща кісток піддослідних тварин показало наявність дистрофічних та деструктивних змін у хондроцитах та сполучній тканині. Виявлено пригнічення проліферативної активності хрящових клітин, нерівномірність забарвлення цитоплазми, пікнотичні зміни з боку ядра. Ростова пластинка має типову будову, але наростковий хрящ представлений тонким прошарком хондроцитів з нечіткими контурами та великою кількістю сполучної речовини. Його ширина зменшена на 27,28%, 18,72% та 13, 76% (р0,01) відповідно у молодих, статевозрілих та старих тварин. Зона індиферентного хряща майже губиться в масиві сполучної речовини. Хондроцити проліферативної зони здебільшого сплющеної форми, майже відтіснені сполучною речовиною та формують масивні конгломерати, серед яких трапляється велика кількість уламків клітин. Поодинокі стовпчики хондроцитів складаються з 5-8 клітин і не орієнтовані у поздовжньому напрямку. Клітини погано сприймають барвники, фігури мітозу поодинокі. У масиві сполучної речовини спостерігаються вогнища дистрофічних змін. Без чіткої межі шар проліферативних клітин переходить у зону дефінітивного хряща, який майже повністю заміщений сполучною тканиною, у товщі якої згруповані напівзруйновані клітини. Зона деструкції розширена, утворення кісткового матриксу майже не відбувається (рис. 1).

а) - наростковий хрящ б) - діафіз

Рисунок 1 - Наростковий хрящ (а) та діафіз (б) великогомілкової кістки щура після місячного строку вживання солей цинку, хрому та свинцю. Забарвлення пікрофуксином за Ван-Гізоном. Об.10, ок. 20

Гістологічна структура компактної та губчастої речовин досліджуваних кісток також характеризується ознаками сповільнення кісткоутворювальних процесів та апозиційного росту, відмічаються ознаки посилення остеопоротичних змін, які найбільше виражені у тварин старечого віку. У них звужується діаметр остеонів на 17,87%, а канали остеонів розширяються на 18,56%, трапляються ділянки лакунарного розсмоктування. Ширина остеонного шару зменшується на 18,38% (р0,01), одночасно розширяються зовнішні та внутрішні оточуючі пластинки.

У наступні строки спостереження після припинення експерименту відмічається подальше пригнічення ростових процесів у трубчастих, губчастих та плоских кістках скелета, що підтверджується зростанням різниці в остеометричних показниках. У наростковому хрящі великогомілкової кістки виявлено зменшення проліферативної активності хондроцитів, зміну забарвлення основної речовини. У молодих тварин ростова пластинка через 1, 2, 3 тижні спостереження звужується відповідно на 31,26%, 29,22%, 26,44% (р 0,01). У статевозрілих тварин ця різниця складає відповідно 22,61%, 19,53%, 15,66% (р 0,01). Для старих тварин звуження наросткового хряща складає відповідно 19,54%, 23,12%, 20,32% (р 0,01). У хондроцитах посилюються дистрофічні зміни.

У губчастій речовині хребців, метафізів також виявляються ознаки гальмування остеогенезу. Гістологічна картина компактної та губчастої речовин характеризується ознаками пригнічення апозиційного росту.

У місячний термін спостереження за експериментальними тваринами у кістковій та хрящовій тканинах, в основній речовині виявляються дистрофічні зміни, ознаки пригнічення проліферативних та секреторних процесів у хондроцитах та остеобластах, гальмування ростових потенцій у досліджуваних кістках.

ВИСНОВКИ

1 Дія на організм тварин різного віку техногенних мікроелементозів призводить до пригнічення ростових процесів у кістках скелета, порушення будови губчастої та компактної речовин, наросткового хряща, зменшення його ширини, сповільнення проліферативної активності хондроцитів, остеобластів.

2 Найбільш виражені порушення у кістках скелета під впливом мікроелементозів спостерігаються у тварин молодого віку.

3 У тварин старечого віку відновлювальні процеси у хрящовій та кістковій тканинах після впливу на організм мікроелементозів відбуваються повільніше, ніж у молодих тварин, що підтверджується остеометричними та морфометричними показниками.

Перспективи подальших досліджень: вивчити хімічний склад кісток скелета за умов впливу мікроелементозів, розробити шляхи можливої корекції виявлених змін.

SUMMARY

The influence of the salines of zinc, chromium and lead on growth processes of skeleton bones of animals of different age was studied. The most pronounced changes was found in animals of young age: the oppression of growth, reduction of proliferative activity of cartilaginous and bone cells, disturbance of histologic structure of epiphyseal cartilage, compact substance and sponge.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Ковешников В.Г., Абакаров М.Х., Лузин В.И. Скелетные ткани: хрящевая ткань, костная ткань / Под ред. В.Г.Ковешникова. - Луганск: Изд-во Луганского госмедуниверситета, 2000.- 154с.

1 Белоцерковский В.П., Пикалюк В.С., Шумкий А.С. Химический состав скелета и некоторые аспекты морфогенеза костных клеток при свинцовой интоксикации и ее антиоксидантной коррекции // Таврический медико-биологический вестник. - 2002. - Т.5, №3. - С.66-69.

2 Ковешников В.Г., Фролов М.В., Кащенко С.А. Рост, строение и формообразование костей скелета белых крыс после иммуностимуляции // Український морфологічний альманах.- 2005. -Т.3, №1.- С.25-29.

3 Стародуб Є.М., Самогальська О.Є., Лазарчук Т.Б. Зміни мінеральної щільності кісткової тканини у хворих з хронічною патологією печінки // Український морфологічний альманах.- 2005. - Т.3, №1.- С.105-106.

4 Моїсеєнко О.С. Морфологічні особливості реакції кісток скелета у віковому аспекті при опіковій хворобі //Український морфологічний альманах.- 2005. - Т.3, №1.- С.112.

5 Лузин В.И., Мартынюк Л.П. Особенности ультраструктуры минерального компонента костей скелета самок белах крыс с экспериментальной почечной недостаточностью при применении препарата “Кальцемин” //Український медичний альманах.- 2005. - Т.8, №2 (додаток).- С.160-161.

6 Ковешников В.Г. Экологические аспекты в морфогенезе некоторых органов и систем // Актуальные вопросы морфологии: Тезисы докладов III съезда анатомов, гистологов, эмбриологов и топографоанатомов Украинской ССР.- Черновцы, 19-21 сентября 1990. - С. 141.

7 Гінч О.В., Кук Ю.В. Радіаційна обстановка на Сумщині // Стан природного середовища та проблеми його охорони на Сумщині. - Суми: Джерело, 1999. - С. 44 -52.

8 Сікора В.З., Кононенко О.С., Погорєлов М.В., Ткач Г.Ф. Ріст, будова та формоутворення довгих трубчастих кісток під впливом загального іонізуючого випромінення // Український медичний альманах. - 2000. - №1. - С.53.

9 Довгалюк Т.Я., Пикалюк В.С., Кмітова Р.О., Лавренюк В.Є. Свинцева інтоксикація та її вплив на кісткову систему // Український медичний альманах.- 2001.- №2.- С.48-49.

10 Гортинська О.М. Особливості судинно-тканинних змін у кістковій тканині під впливом загальної гіпоксії та несприятливих факторів зовнішнього середовища // Вісник Сумського державного університету. Серія Медицина. - 2004. - №7. - С.31-38.

11 Западнюк В.И., Западнюк И.П., Захария Е.А. Лабораторные животные. - К.: Вища школа, 1985. - 385 с.