Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство охорони здоров'я України

Тернопільська державна медична академія ім. І.Я. Горбачевського

дисертації на здобуття наукового

ступеня кандидата медичних наук

14.03.01 - Нормальна анатомія

Особливості будови та формоутворення довгих кісток під впливом стресорно-шокогенних факторів та їх корекція препаратами антицитокінового спрямування (експериментально-клінічне дослідження)

Крицький Ігор Орестович

Тернопіль 2002

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Тернопільській державній медичній академії ім. І.Я. Горбачевського МОЗ України

Науковий керівник:

Доктор медичних наук, професор Ляпіс Михайло Олександрович, Тернопільська державна медична академія ім. І.Я. Горбачевського, завідувач кафедри загальної хірургії.

Офіційні опоненти:

Доктор медичних наук, професор Головацький Андрій Степанович, Ужгородський державний університет, завідувач кафедри нормальної анатомії, оперативної хірургії і гістології.

Доктор медичних наук, професор Сікора Віталій Зіновійович, Сумський державний університет, завідувач кафедри анатомії людини та оперативної хірургії з топографічною анатомією.

Провідна установа: Івано-Франківська медична академія МОЗ України, кафедра нормальної анатомії.

Захист відбудеться 30 травня 2002 р. о 1400 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 58.601.01 у Тернопільській державній медичній академії ім. І.Я. Горбачевського МОЗ України (46001 м. Тернопіль, майдан Волі, 1).

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Тернопільської державної медичної академії ім. І.Я. Горбачевського (46001 м. Тернопіль, вул. Руська, 12).

Автореферат розісланий 26 квітня 2002 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради К 58.601.01 доктор медичних наук, Боднар Я.Я.

1. Загальна характеристика роботи

лікування перелом кістка корекція

Актуальність проблеми. Останнім часом проблема стресу, в тому числі й мобілізаційного, перебуває в центрі уваги не тільки представників теоретичних дисциплін, але й клініцистів. Існують такі терміни, як шокова нирка, шокова селезінка, але на наш погляд, термін шокова кістка також не менш важливий, хоча цьому питанню в медичній літературі приділялося дуже мало уваги.

Морфологічними дослідженнями показана тісна залежність форми і будови кісток скелету від умов зовнішнього середовища.

Основні положення функціональної морфології кістки, як органа, при різних формах впливу зовнішнього середовища закладені в роботах П.Ф. Лесгафта. У звичайних умовах структура кісток змінюється шляхом фізіологічної перебудови, що залежить не тільки від механічних, фізичних, але й від генетичних, нервових, гормональних, обмінних та інших факторів. У наш час є дуже актуальними дослідження морфологічних змін, що проходять у кістках скелету при дії стресорно-шокогенних факторів. Це зумовлено тим, що кісткова система є лабільною і виконує не тільки функцію остова і опори тіла, але й бере участь в обмінних процесах організму, її перебудова свідчить про суттєві функціональні зрушення в організмі і може слугувати показником ступеня адаптивної реакції організму при дії стресорно-шокогенних факторів (Тимошенко О.П., Бур'янов А.А., 1994; Оборін А.Н., 1995; Родіонова Н.В., 1998; Федонюк Я.І., 2001). Парадоксально, але за цих умов у всіх країнах травматизм людей невпинно зростає. Тому є зрозумілою необхідність вивчення закономірностей структурної перебудови кісток, спричинених дією, як шокогенних травматичних, так і факторів імобілізаційного стресу, який супроводжує процес лікування переломів.

Отаннім часом провідне місце у розвитку морфофункціональних змін внутрішніх органів надається цитокінам. З погляду на це заслуговує уваги вивчення особливостей морфологічних змін кісток при їх переломах.

Оскільки шокогенні фактори призводять до утворення такого субстрату, як “шокова клітина”, то цей процес безумовно має впливати на інтенсивність регенерації. Тому проблема оновлення кісткової тканини є за зазначених умов, важливою в хірургії та травматології, її вирішення є одним з кардинальних завдань практичної медицини.

Відомо, що патогенетичний механізм поліорганної недостатності при шоці реалізується дією цілого ряду цитокінів, серед яких найбільшу роль відіграють фактор некрозу пухлин (ТН-фактор), інтерлейкіни -1, -2, -6, -8 та вільні радикали. Тому патогенетично обгрунтовано було б вивчити вплив блокаторів цитотокінів на реалізацію дії шокогенних факторів щодо регенерації кісток скелету. Дані літератури свідчать, що ефективним блокатором фактору некрозу пухлин та інших цитотокінів є пентоксифілін (трентал). Інгібітори циклооксигенази (ЦОГ), а особливо ЦОГ-ІІ нейтралізують вільні радикали завдяки слабкому пригніченню простагландин-циклооксигенази типу І й селективному інгібуванню простагландин-ЦОГ типу ІІ. Найкращим з цих препаратів, за даними чисельних досліджень, є месулід. Враховуючи вище згадані міркування, вважаємо за доцільне вивчити вплив саме цих препаратів на структуру, мінеральний склад та мінеральну щільність кісткової тканини у хворих з переломами довгих кісток.

Вивчення закономірностей змін, які відбуваються в кістковій тканині після застосування нестероїдних протизапальних препаратів та інгібіторів циклооксигенази ІІ в умовах імобілізаційного стресу, дасть можливість розробити нові методи прогнозування корекції росту і перебудови кісток скелету в оптимальному режимі. Вплив тренталу та месуліду на структуру кістки при дії стресорно-шокогенних факторів не вивчався.

Суттєве значення для медицини становить з'ясування закономірностей морфогенезу та реадаптаційних процесів, що проходять в кістках скелета при дії на організм різних чинників зовнішнього середовища (Бруско А.Т., 1994; Гращенкова Т.Н., 1995; Шейко В.А., 1999; Федонюк Я.І., 2000). Однак, реадаптаційні перетворення в кістках скелета при дії антицитокінів після імобілізаційного стресу в науковій літературі не висвітлені. Тому ми вважаємо доцільним вивчення теоретичних аспектів дії згаданих препаратів на експериментальні моделі в умовах імобілізаційного стресу, встановлення можливості клінічного використання впливу антицитокінів на структуру, мінеральний склад та мінеральну щільність кісткової тканини, зокрема на регенераторні процеси в умовах травматичних переломів.

Відомо, що найбільш чітко динаміка репаративно-регенеративних процесів різних тканин проявляється під час їх фізіологічного дозрівання. У зв'язку з цим вважаємо, що оптимальні та найбільш інформативні дані з означеної проблеми можна отримати при вивченні її на підлітковій віковій групі та відповідній віковій групі експериментальних тварин.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана у відповідності з планом наукових досліджень Тернопільської державної медичної академії ім. І.Я. Горбачевського і є складовою науково-дослідної роботи теми “Профілактика вторинного остеопорозу та диференційований підхід до лікування” (науковий керівник доктор медичних наук, професор Ковальчук Л.Я.), (номер державної реєстрації - 0101U001318) у рамках якої автором виконано дослідження стосовно вивчення структури та формоутворення довгих кісток на фоні дії шокогенних факторів та їх корекція препаратами антицитокінового спрямування.

Мета дослідження. Встановити закономірності змін будови та формоутворення довгих кісток білих безпородних щурів двохмісячного віку під впливом стресорно-шокогенних факторів в експерименті та обґрунтувати можливості корекції виявлених змін препаратами антицитокінового спрямування на підставі остеометричних, морфологічних, хіміко-аналітичних та клініко-денситометричних досліджень.

Задачі дослідження:

1. Простежити ріст, будову, хімічний склад довгих кісток тварин в умовах імобілізаційного стресу.

2. Визначити динаміку морфогенезу, будови та хімічного складу довгих кісток білих безпородних щурів на тлі дії стресорно-шокогенних факторів.

3. Дослідити можливість корегуючої дії антицитокінів (тренталу та месуліду - препаратів, зареєстрованих фармкомітетом України) на ріст, будову і хімічний склад довгих кісток білих безпородних щурів в умовах експериментального імобілізаційного стресу.

4. Проаналізувати на клінічному матеріалі, на основі вивчення рентген-денситометричних показників хворих з переломами довгих кісток залежність змін мінеральної щільності кісткової тканини від ступеня важкості шоку та імобілізаційного фактору в процесі їх лікування.

5. На основі дослідження рентген-денситометричних параметрів кісток дітей встановити можливість застосування антицитокінів для профілактики остеопенії при комплексному лікуванні переломів довгих кісток.

Об'єкт дослідження: довгі кістки білих безпородних щурів та хребці хворих при переломах довгих кісток.

Предмет дослідження: ріст, будова та хімічний склад довгих кісток тварин в умовах імобілізаційного стресу та рентген-денситометричні показники хребців при різних методах та режимах лікування хворих з переломами довгих кісток.

Методи досліджень: морфологічні - гістологічні (світлооптичні), які дозволили встановити структурні зміни довгих кісток тварин в умовах дії імобілізаційного стресу; морфометричні та остеометричні методи з визначенням вірогідності методом варіаційної статистики забезпечили отримання кількісних параметрів структур, що вивчалися; денситометричні методи обстеження хребців хворих з переломами довгих кісток в процесі їх лікування дали можливість встановити та проаналізувати вплив ступеня важкості шоку та імобілізаційного фактору на мінеральну щільність кісткової тканини.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше встановлено особливості росту та структурної перебудови довгих кісток під дією імобілізаційного стресу.

Показано, що під дією стресорно-шокогенних факторів, спричинених переломами довгих кісток у хворих виникають порушення їх мінерального складу.

Обґрунтована можливість корекції виявлених морфологічних змін у кістках за допомогою препаратів антицитокінового спрямування (трентал, месулід).

Вперше на основі денситометричних досліджень експериментально доведена доцільність клінічного застосування згаданих препаратів для корекції та профілактики остеопенії в процесі лікування переломів.

Практичне значення одержаних результатів. Обґрунтована доцільність корекції встановлених змін препаратами антицитокінового спрямування, особливо комбінації блокатора фактору некрозу пухлин тренталу та блокатора ЦОГ-ІІ - месуліду в програмі антицитокінотерапії.

На основі даних денситометрії доведена ефективність лікування переломів кісток препаратами антицитокінової направленості з метою запобігання остеопенічних та остеопорозних змін кісткової системи.

Результати дисертаційної роботи впроваджені в навчальний процес та науково-дослідну роботу кафедр анатомії людини, загальної хірургії, ортопедії та травматології Тернопільської державної медичної академії ім.. І.Я. Горбачевського та кафедри анатомії людини Вінницького, Кримського, Запорізького, Харківського, Луганського, Донецького, Білоруського, Єреванського, Ростовського медичних університетів, Ужгородського національного університету, Бєлгородського державного університету та Київської медичної академії післядипломної освіти, Івано-Франківської, Буковинської, Семипалатинської державних медичних академій, а також в практику ортопедо-травматологічних відділень Тернопільської обласної дитячої клінічної та міської дитячої комунальної лікарні.

Особистий внесок здобувача. Автором самостійно проведені експериментальні, морфофункціональні дослідження та клінічна частина роботи, а також статистична обробка результатів, їх аналіз і узагальнення, інтерпретація отриманих результатів, сформульовано основні положення та висновки дисертації. Автор особисто приймав участь у лікуванні 80 хворих дітей з переломами кісток, які лікувалися в ортопедо-травматологічному відділенні Тернопільської обласної дитячої клінічної лікарні з 1999 по 2001 рік. У семи наукових працях, опублікованих у співавторстві, йому належить фактичний матеріал, отриманий ним при проведенні досліджень. У тій частині 18 актів впроваджень, що стосується науково-практичної новизни, використано дані автора.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи оприлюднені на міжнародних наукових конференціях: “Биомедицинские и биосоциальные проблемы интегративной антропологии” (Санкт-Петербург, 1999); “Всероссийской научно-практической конференции хирургов” (Пятигорск, 1999); 18 конгресі польського анатомічного товариства і 34 симпозіумі польського гістохімічного і цитохімічного товариства (Лодзь, 1999); симпозіумі: “Проблеми остеогенезу” (Бєлгород, 2000).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 7 робіт, із них 4 у фахових наукових виданнях, рекомендованих ВАК України; 2 роботи - одноосібно; збірниках наукових праць - 1, матеріалах конференцій - 2, закордонних публікаціях - 1.

Структура дисертації. Дисертаційна робота викладена на 201 сторінках і складається з вступу, шести розділів, висновків, практичних рекомендацій, списку 274 бібліографічних джерел та додатків. Вона ілюстрована 15 фотографіями, 35 графіками та 18 таблицями. Бібліографічний опис літературних джерел, ілюстрації та додатки викладені на 63 сторінках машинописного тексту.

2. Основний зміст роботи

Матеріали та методи дослідження. Для вирішення поставлених завдань проведено дослідження на 150 білих безпородних статевозрілих щурах-самцях п'ятимісячного віку масою 100-120 г. Обґрунтуванням вибору тварин для даної роботи служить той факт, що щурі мають порівняно невеликий життєвий цикл, крім того, вони є тваринами безперервного росту. Це дозволило за короткий час простежити закономірності росту та формоутворення скелету. Як показали В.І. Махинько і В.Й. Нікітін (1987), швидкість обмінних процесів у білих щурів в 30 разів більша, ніж у людини, що дає можливість порівняти один день життя білих щурів з одним місяцем життя людини.

Імобілізаційний стрес моделювали шляхом трьохтижневої фіксації всіх кінцівок щура на стандартному станку. Усі тварини були розділені на 5 груп по 30 в кожній. Тварини всіх груп, крім п'ятої пербували в умовах імобілізаційного стресу. Всі тварини отримували харчування, яке включало в себе молоко 2,5% в кількості 200 мл/добу. Тваринам другої групи, разом з харчуванням давали трентал (пентоксифілін) з питною водою в концентрації 500 мг/л, що відповідає середній добовій дозі препарату 50 мг/кг маси щура. Тварини третьої групи отримували месулід у суспензії разом з питною водою у дозі 5 мг/кг маси. Тваринам четвертої групи вводили одночасно трентал і месулід з питною водою в концентрації 500 мг/л, та месулід - 5мг/кг. Тварини п'ятої групи утримувались в звичайних умовах віварію і були контрольними.

Поряд із з'ясуванням ролі цитокінів у патогенезі шоку та ПОН, з'явились дослідження, які переконливо демонструють антицитокінову направленість деяких препаратів, що використовувались з іншою метою. Це, перш за все, стосується тренталу (пентоксифіліну) і блокаторів фактора некрозу пухлин - месуліду і моваліса - інгібіторів циклооксигенази-ІІ, що попереджає ріст цитокінової активності лімфокінів, ейкозаноїдів та деяких простагландинів, тому ми вирішили використати саме ці препарати (Лисенко Г.І., Матюха Л.Ф., Теслюк Л.В., Бенда Т.М., 2000).

Тварин виводили з експерименту шляхом декапітації під тіопенталовим наркозом з наступним скелетуванням і подальшим виділенням плечових, стегнових і великогомілкових кісток. Кожну кістку зважували окремо, на аналітичних вагах ВЛР-200 з точністю до 0,01 мг. Остеометрію проводили за U. Duerst з точністю до 0,01 мм. Вимірювали найбільшу довжину кістки, ширину проксимального епіфіза, ширину середини діафіза, передньо-задній розмір (товщину) середини діафіза і ширину дистального епіфіза. Мікроскопічно вивчали компактну речовину діафіза плечової і стегнової кісток, проксимальний епіфізарний хрящ плечової і великогомілкової кісток, дистальний епіфізарний хрящ стегнової кістки і губчасту речовину сусідніх з даними хрящами метафізів.

Фрагменти кісток фіксували в 10 % розчині нейтрального формаліну, декальцинували у 3,7 % розчині ЕДТА і заливали целуїдинові блоки. Готували гістологічні зрізи товщиною 10-15 мкм, що забарвлювали гематоксилін-еозином і згідно ван Гізона. Експериментальний матеріал систематизовано.

Морфометричні дослідження діафіза проксимального і дистального кінців довгих кісток проводили за допомогою окулярного гвинтового мікрометра (МОВ - 1-15) за прийнятою методикою. Визначали абсолютну площу структур і кількісний підрахунок їх елементів за допомогою проекційної мікроскопічної установки. При характеристиці епіфізарного хряща використовували класифікацію В.Г. Ковешникова (1983).

Морфометрично визначали такі параметри епіфізарного хряща: ширину епіфізарного хряща, ширину зони проліферуючого хряща, ширину зони дефінітивного хряща, кількість клітин у стовпчастій зоні проліферуючого хряща та кількість клітин стовпчастої зони дефінітивного хряща. При цьому, кількість хондроцитів підраховували в стовпчику відповідно до місця вимірювання ширини епіфізарного хряща.

У діафізі морфометрично вивчали такі параметри: площу поперечного перетину діафіза, площу поперечного перетину кістково-мозкового каналу, ширину шару внутрішніх оточуючих пластинок, ширину шару зовнішніх оточуючих пластинок, ширину остеонного шару, діаметр остеонів, діаметр каналів остеонів.

Хімічний склад довгих кісток вивчали згідно запропонованих методик та визначали вміст макро- і мікроелементів на атомному абсорбційному спектрофотометрі С-115, а фосфору - на ФЕК-М згідно методу Брігса.

Статистичну обробку цифрових даних, отриманих при морфометричних дослідженнях здійснювали методом варіаційної статистики. Достовірність різниці середніх величин та їх похибок оцінювали за критерієм Стьюдента-Фішера (Автандилов Г.Г., 1990).

В клінічній частині роботи для вирішення поставлених завдань було обстежено 80 хворих дітей віком від 6 до 15 років (36 хлопчиків, 44 дівчинки) з закритими переломами довгих кісток. Усім хворим були проведені загальноприйняті клініко-лабораторні обстеження. Для кількісної оцінки мінеральної щільності кісткової тканини застосовано подвійну рентгенівську денситометрію поперекового відділу хребта. Місце обстеження вибране у зв'язку з наступним: по-перше, це дозволяють можливості денситометра DPX фірми Lunar. Corp. (U.S.A.); а по-друге, в поперекових хребцях від дитячого до похилого віку адекватно віддзеркалюються інтегральні процеси остеопенії та остеопорозу.

Оцінюючи результати денситометричного обстеження, для встановлення рівня порушень кісткової системи, брали до уваги стандартне відхилення від середніх показників для популяції ідентичної статі для молодих та дорослих. Якщо значення відхилення Т < 2,5, то це вказує на те, що остеопороз виражений. Показники Т від 1,0 до 2,5 свідчать про різкі зміни стадії остеопорозу та остеопенії. Значення Т до 1,0 вказує на варіант норми, до 1,5 - на остеопенію І ст., до 2,0 - на остеопенію ІІ ст. і до 2,5 - на остеопенію ІІІ ступеня.

Результати дослідження та їх обговорення. Отримані експериментальні дослідження засвідчили, що імобілізаційний стрес приводить до дезорганізації будови епіфізарних хрящів, порушення їх зональної структури і значного перетворення структур кістки та порушення процесів проліферації хондроцитів і загибелі ряду клітинних елементів.

Довгі кістки тварин, які знаходилися в умовах імобілізаційного стресу за даними остеометрії, відстають в рості, в порівнянні з тваринами контрольної групи, за всіма показниками. Так, ширина проксимального епіфізарного хряща плечової кістки основної групи щурів на 6,13 % менша, ніж контрольних. Це звуження проходить в основному за рахунок зменшення зони проліферації та кількості клітин на 2,9 % і частково - зони дефінітивного хряща на 4,2 % і її клітин на 1,2 %. Ширина дистального епіфізарного хряща цієї ж кістки менша на 2,3 %, ширина зони проліферації - на 3,5 %, зони дефінітивного хряща - на 1,6 %. Більш значна різниця виявлена при морфометрії епіфізарних хрящів кісток задніх кінцівок. Так, ширина проксимального епіфізарного хряща великої гомілкової кістки вужча на 14,3 %, дистального - на 11,3 %. Зони проліферації менші в проксимальному хрящі на 18,5 %, в дистальному - на 14,3 %. Зменшується кількість клітин в їх колонках відповідно на 5,3 і 3,4 %. Зона дефінітивного хряща проксимального епіфіза звужена на 6,9 %, дистального - на 5,0 %, кількість клітин у другому випадку не змінена, а в першому - скоротилася на 1,7 %.

В довгих кістках тварин, які були імобілізовані, вміст вологи вищий на 32,1- 36,3 %, ніж в кістках інтактних тварин. Частка мінеральних речовин у кістках експериментальних тварин зменшується на 5,2 - 6,8 %, з одночасним підвищенням на 6,9 - 22,3 % частки органічних речовин. Рівень кальцію і фосфору в довгих кістках відповідно зменшується на 9,4 - 21,1 % і 20,2 - 31,4 %. Кісткова тканина накопичує калій, натрій, магній. В кінці імобілізації зменшується вміст усіх досліджуваних нами остеотропних мікроелементів. Так, у довгих кістках піддослідних тварин вміст міді зменшується на 6,2 - 8,5 %, марганцю - на 3,3 - 9,2 %; свинцю - на 0,5 % - 1,3 %.

Таким чином, утримання тварин в умовах імобілізації приводить до значного пригнічення ростової активності довгих кісток. При цьому спостерігається суттєве сповільнення їх повздовжнього росту, яке найбільш виражене в плечовій, стегновій, великогомілковій і менше - в ліктьовій і променевих кістках. Відмічається також сповільнення поперечного росту кісток, що чітко проявляється у зміні ширини проксимального і дистального епіфізів, ширини діафізів і їх передньо-заднього розміру. Прямим підтвердженням пригнічення ростової активності кісток в умовах імобілізації є реакція епіфізарного хряща, який при цьому витончується, в основному, за рахунок зони проліферації і в меншій мірі - зони дефінітивного хряща. У них зменшується кількість кліткових елементів і пригнічується мітотична активність. Особливо чітко негативні зміни проявляються в епіфізарному хрящі, в дистальних епіфізах задніх кінцівок піддослідних тварин.

Значні зміни після імобілізації спостерігаються і в компактній речовині діафізів, хоча в порівнянні з епіфізарним хрящем вони виражені значно менше, що підтверджується даними морфометрії компактної речовини середини діафіза. Відмічається звуження зони остеонного шару, витончення компактної речовини, велика кількість первинних остеонів.

Хімічний склад довгих кісток тварин, які знаходилися в умовах імобілізації, повністю корелює із змінами мікроструктури кісткової тканини. При цьому зменшується кількість основних елементів кристалічної решітки - кальцію і фосфору, та збільшується вміст води і магнію. Спостерігається збільшення кількості мікроелементів - калію, натрію і марганцю. Вміст свинцю і алюмінію змінюється незначно. Такі зміни мінерального компоненту кісток скелету зменшують їх міцність.

Введення тренталу протягом 3 тижнів на фоні дії стресорно-шокогенних факторів викликають прискорення росту довгих кісток у піддослідної групи щурів, що виражається збільшенням всіх лінійних розмірів у порівнянні з другою групою. Так, максимальна довжина кісток збільшувалась на 2,2-6,3 %, ширина проксимального епіфіза - на 1,4-6,0 %, ширина дистального епіфіза - на 0,40-3,2 %, ширина середини діафіза - на 0,50-2,8 %. Різниця в передньо-задньому розмірі середини діафіза статистично достовірні лише для стегнової - 1,4 % і великогомілкової кістки - 1,5 %.

При аналізі гістопрепаратів епіфізарних хрящів довгих кісток тварин, які знаходилися в умовах імобілізації протягом 3 тижнів з одночасним введенням тренталу, якісних змін не виявлено. Лише при морфометрії ми отримали статистично достовірні відмінності. Так, ширина проксимального епіфізарного хряща кісток зростає на 1,2-7,8 %. Зона проліферуючого хряща проксимального епіфіза плечової кістки розширюється на 3,6 %, дистального - на 1,5 %. Ця ж зона дистального епіфіза стегнової кістки стала ширшою на 6,1 %, дистального - на 10,2 %. У великогомілковій кістці зона проліферації проксимального епіфізарного хряща збільшувалася на 10,2 %, дистального - на 8,6 %. Кількість клітин у стовпчиках цієї зони проксимального епіфізарного хряща плечової кістки збільшувалася на 1,2 %, стегнової - на 2,1 %, великогомілкової - на 3,0 %. В дистальному епіфізі вміст клітин у стовпчиках виявився підвищеним: у стегновій - на 5,2 %. Дещо менш інтенсивно розширювалася зона дефінітивного хряща проксимального епіфіза: плечової кістки - на 1,0 %, великогомілкової - на 4,2 %, а кількість клітин в їх стовпчиках збільшувалася відповідно на 0,7 %, 1,2 %.

Якісні (візуальні) дослідження гістопрепаратів діафіза великогомілкових кісток не виявили різниці в піддослідній і контрольній групах тварин. Лише морфометрія діафіза дозволяє виявити зміни його структури під дією даного препарату. Так, ширина шару внутрішніх генеральних пластинок зменшується на 4,6 %, зовнішніх - на 2,1 %. Остеонний шар розширений на 7,3%, а площа діафізу - на 3,1 %. Звужена площа кістково-мозкового каналу на 1,3 % і діаметр каналу остеона - на 7,2 %, при збільшенні площі компактної речовини на 4,8 % і діаметру остеонів - на 4,4%.

Отже, дія тренталу призводила до розширення епіфізарних хрящів і окремих його зон. Зона проліферативного хряща збільшувалася в основному за рахунок підвищення вмісту в ній клітинних елементів, а зона дефінітивного хряща - внаслідок збільшення розмірів її хондроцитів.

Введення месуліду викликає у піддослідних тварин прискорення поздовжнього і поперечного росту довгих кісток на 2,9 - 8,7 %, у порівнянні з 2 групою тварин. Дещо менша відмінність виявляється при оцінці змін ширини проксимального і дистального епіфізів на 1,6 - 6,6 %, а ширина середини діафіза змінювалася менше, на 0,8 - 2,3 %. Приблизно, з тією ж закономірністю змінюється передньо-задній розмір середини діафіза: плечової кістки на 0,4 %, стегнової - на 1,2 % і великогомілкової - на 1,8 %. Очевидно, що введення месуліду стимулює прискорення поздовжнього і поперечного росту довгих кісток тварин. Поздовжній ріст змінюється більше. При порівняні поперечних розмірів звертає на себе увагу переважання змін в епіфізах над діафізами.

Під дією месуліду ширина проксимального епіфізарного хряща стегнової кістки збільшується на 6,2 %, зона проліферації - на 9,9 %, а кількість клітин в її стовпчиках - на 3,3 %. Ширина зони дефінітивного хряща була розширена на 4,0 %, кількість клітин в її колонках збільшилася у піддослідних тварин, у порівняні з контролем, на 11,6 %, зона проліферації - на 16,4 %, зона дефінітивного хряща на 6,4 %. Кількість клітин у першій зоні збільшується на 7,5 %, а в другій - на 2,6 %. Ширина епіфізарного хряща проксимального епіфізу великогомілкової кістки під дією месуліду збільшується в порівнянні з тваринами другої групи на 11,2 %, а ширина зони проліферуючого хряща - на 21,8 %, відповідно кількість клітин у стовпчиках збільшується на 7,3 %. Ширина зони дефінітивного хряща в проксимальному епіфізы - збільшується на 9,3 %, в порівнянні з тваринами другої групи, а кількість клітин у колонках підвищується на 2,5 %.

При якісній оцінці гістологічних препаратів епіфізарних хрящів плечової ы великогомілкової кісток помітно збільшується інтенсивність забарвлення хондронцитів. Межі між зонами виражені чіткіше, ніж у тварин другої групи. Будь-якої різниці в структурі зони індиферентного хряща визначити не вдалося. Зона деструкції складається із стовпчиків (по 2-3 хондроцити в кожному) великих слабозабарвлених клітин без ядра з різко обмеженими контурами.

Досить різноманітні зміни спостерігаються в діафізі великогомілкової кістки під дією введення месуліду протягом 3 тижнів. Ширина шару внутрішніх генералізованих пластинок зменшується, в порівняні з тваринами другої групи, на 5,4 %, а зовнішніх - на 3,7 %. Ширина остеонного шару, площі діафіза і компактної речовини великогомілкової кістки піддослідних тварин збільшується, відповідно, на 8,4 %, 5,6 % і 6,0 %. Площа кістковомозкового каналу зменшується, в порівнянні з тваринами другої групи, на 3,1 %, а діаметри остеонів розширюються на 6,1 % при зменшенні діаметра їх каналу в середньому на 8,1 %.

Введення месуліду, відповідно, веде до розширення епіфізарних хрящів і їх зон. Кістки задньої кінцівки, особливо великогомілкова, активніше реагують на дію даного препарату. У плечовій і великогомілковій кістках у більшій мірі піддається змінам проксимальний епіфіз, у стегновій - дистальний. Різниця цих змін у плечовій кістці складає близько 50 %, у стегновій - 30 % і у великогомілковій - 20 %, що свідчить про переважаючу роль одного з епіфізарних хрящів у повздовжньому рості довгих кісток.

Введення месуліду протягом 3 тижнів призводять до змін мінерального насичення довгих кісток піддослідних тварин. При цьому вміст кальцію і фосфору збільшується відповідно на 20,5 % - 24,4 % і на 13,4 % - 35,9 %, в той час як кількість натрію, калію і магнію знижується відповідно на 11,6 % - 14,7 %, 10,2 % - 27,5 % і на 15,2 % - 19,5 %. Під дією даного препарату підвищується кількість неорганічних речовин: в плечовій кістці - на 2,2 %, у стегновій - на 5,4 % і великогомілковій - на 6,1 % із зменшенням в них вологості і органічного компоненту.

Певні порушення спостерігалися і в обміні мікроелементів. Так, кількість міді, марганцю і свинцю в довгих кістках збільшується відповідно на 8,2 % - 12,2 %, 4,1 % - 8,4 % і 1,0 % - 2,9 %. Введення месуліду відповідно підвищує мінералізацію кісткової тканини, внаслідок чого збільшується її міцність: плечової - на 2,7 %, стегнової - на 3,4 % і великогомілкової - на 3,8 %.

Таким чином, введення месуліду прискорює поздовжній і поперечній ріст довгих кісток, підвищує активність їх мінерального обміну і покращує кількісні і якісні характеристик.

Поєднана дія тренталу та месуліду виявилася найбільш оптимальною, оскільки параметри, що вивчались, якісно та кількісно відрізнялись від параметрів попередніх двох груп. Про це свідчать дані остеометрії, морфометрії, аналізу хімічного складу кісток. Розміри кожної трубчастої кістки достовірно більші від контрольних величин. Епіфізарний хрящ кісток піддослідних тварин набув більших розмірів у порівнянні з інтактними щурами, більш чітко виражена зональна будова, збільшується кількість хрящових клітин, особливо в зонах проліферації і дефінітивного хряща. В зоні остеогенезу добре виражені кісткоутворюючі процеси. В діафізах кісток піддослідних тварин чітко виражені гіпертрофічні процеси, які проявляються переваженням площі поперечного перетину, товщини компактної речовини при одночасному звуженні просвіту кістково-мозкової порожнини. Розширюється остеонний шар і звужуються шари зовнішніх і внутрішніх оточуючих пластинок. Кількість остеонів збільшується, їх діаметр також стає більшим, ніж у тварин контрольної групи.

Хімічний склад кісток також змінюється: збільшується кількість кальцію, фосфору, неорганічних речовин, зменшується вміст магнію, води, калію, натрію.

Позитивний вплив даних медикаментозних чинників на фоні дії стресорно-шокогенних факторів характеризується покращенням остеометричних показників, особливо гістоструктури і хімічного складу скелету піддослідних тварин, що вказує на покращення міцності кісток та сповільнення інволютивних процесів.

Зважаючи на отримані в експериментальній частині роботи тенденції щодо негативних впливів стресорно-шокогенних факторів на структуру та хімічний склад довгих кісток, ми вирішили з'ясувати наявність аналогічних тенденцій в клініці, визначивши рентген-денситометричні показники в контрольній (лікування за загальноприйнятими методами) та в основній (в комплекс лікування включена антицитокінотерапія) групах дітей, що знаходились в клініці з приводу переломів довгих кісток.

Оскільки зміни, які відбуваються в довгих кістках хворих при переломах мають дзеркальне відображення в хребцях, то ми вирішили провести їх денситометричне обстеження поперекового відділу хребта по закінченні курсу лікування, тобто при виписуванні із стаціонару. Тому ми вважали за доцільне порівняти рентген-денситометричні показники в залежності від стадії шоку, статі, методів лікування переломів та стаціонарного режиму, як у контрольній, так і в основній групах.

Нами доведено, що серед всіх дев'яти денситометричних показників більш інформативні зміни відображають такі параметри, як:

- вміст мінералів в хребці (ВМС), г;

- площа хребця (AREA), см2;

- ширина хребця (Width),см;

- відношення вмісту мінералів до ширини хребця (ВМС/W), г/см.

При порівнянні денситометричних показників основної та контрольної групи у хворих при І та ІІ стадії шоку, які знаходилися на суворому ліжковому режимі, було виявлено, що вміст мінералів у хлопчиків основної групи при шоці І стадії склав (30,18 ± 0,34) г, а контрольної - (23,91 ± 0,56) г. Різниця - 26,2 %. Цифри цього ж показника при ІІ стадії шоку у хлопчиків відповідно були (32,42 ± 0,48) г та (22,37 ± 0,23) г. Різниця склала 44,9 % (р < 0,05). При аналізі цього показника у дівчаток при шоці І стадії він склав в основній групі - (29,44 ± 0,38) г, а в контрольный - (22,19 ± 0,42) г. Різниця становила - 32,67 %. При ІІ стадії шоку ці показники відповідно були (32,42 ± 0,48) г та (22,37 ± 0,23) г. Різниця - 44,9 % (p<0,05). Що стосується цього показника в основній групі хлопчиків при шоці І та ІІ стадії, то вони відповідно були (30,18 ± 0,34) г та (32,42 ± 0,48) г. Різниця - 7,42 %. У дівчаток цей показник відповідно склав (29,44 ± 0,38) г та (37,14 ± 0,37) г. Різниця - 26,15 %.

Рис. 1 Порівняльна характеристика показників вмісту мінералів (за даними денситометрії) у хребцях хворих з переломами довгих кісток, які знаходилися на суворому ліжковому режимі при І та ІІ стадіях шоку

При аналізі денситометричних показників основної та контрольної групи у хворих при І та ІІ стадії шоку, які знаходилися на вільному ліжковому режимі, було виявлено, що вміст мінералів у хлопчиків основної групи при шоці І стадії склав (30,57 ± 0,51) г, а контрольної - (26,94 ± 0,34) г, різниця - 13,47 %. Цифри цього ж показника при ІІ стадії шоку у хлопчиків відповідно були (32,16 ± 0,44) г та (27,34 ± 0,25) г. Різниця склала 17,62 % (р<0,05). При аналізі цього показника у дівчаток при шоці І стадії він склав в основній групі - (26,82 ± 0,28) г, а в контрольный - (22,56 ± 0,23) г. Різниця становила - 18,87 %. При ІІ стадії шоку ці показники відповідно були (30,42 ± 0,60) г та (27,14 ± 0,24) г, різниця - 12,09 %. Що стосується цього показника в основній групі хлопчиків при шоці І та ІІ стадії, то вони відповідно були (30,57 ± 0,51) г та (32,16 ± 0,44) г. Різниця - 5,20 %. У дівчаток цей показник відповідно склав (26,82 ± 0,28) г та (30,42 ± 0,60) г. Різниця - 26,15 %.

Рис. 2 Показники вмісту мінералів (за даними денситометрії) у хребцях хворих з переломами довгих кісток, які знаходилися на вільному ліжковому режимі при І та ІІ стадіях шоку.

Таким чином, клініко-денситометричні співставлення дозволили нам ствердити, що переломи довгих кісток у дітей, що супроводжуються шоком можуть викликати явища остеопенії, які в значній мірі залежать від методу та режиму лікування. Суворий ліжковий режим, на якому знаходяться хворі при лікуванні переломів, додає до шокового компоненту гіподинамічно-стресорний, що може сприяти прогресуванню остеопенії. Введення тренталу та месуліду, судячи з показників мінерального складу та мінеральної щільності, найбільш ефективне при шоці ІІ стадії у хворих, які знаходились на суворому ліжковому режимі.

Антицитокінотерапія позитивно впливає на денситометричні показники кісток та підтверджує припущення, що надлишок цитокінів може викликати резорбцію кістки аж до остеопорозу.

Висновки

1. У дисертації наведено теоретичне узагальнення та нове вирішення наукової задачі щодо встановлення закономірностей росту, формоутворення та мінеральної щільності кісток скелету в експериментальних тварин та у хворих з переломами довгих кісток під впливом дії стресорно-шокогенних факторів та можливості їхньої корекції препаратами антицитокінової дії.

2. Утримання тварин в умовах імобілізаційного стресу приводить до значного пригнічення ростової активності довгих кісток. При цьому спостерігається суттєве сповільнення їх повздовжнього росту, яке найбільш виражене в плечовій, і менше в стегновій та великогомілковій кістках. Відмічається також сповільнення поперечного росту кісток, що проявляється виразно на прикладі ширини проксимального і дистального епіфізів, ширини діафізів і їх передньозаднього розміру. Так ширина проксимального епіфізарного хряща великогомілкової кістки основної групи щурів на 14,3 % менша, ніж контрольної.

3. Після імобілізаційного стресу відбувається звуження зони остеонного шару, витончення компактної речовини і збільшення кількості первинних остеонів в компактній речовині діафізів, хоч в порівнянні із змінами в епіфізарному хрящі, ці зміни виражені значно менше.

4. Хімічний склад довгих кісток тварин, які знаходилися в умовах дії стресорно-шокогенних факторів, повністю корелюється зі змінами мікроструктури кісткової тканини. При цьому спостерігаються значні відхилення в мінеральному компоненті, що проявляється зменшенням основних елементів кристалічної решітки - кальцію і фосфору, відповідно на 9,4 - 21,1 % і 20,2 - 31,4 %. Одночасно збільшується вміст води, магнію і гідрофільних елементів - калію і натрію. Вміст свинцю змінюється незначно. Такі зміни мінерального компоненту кісток скелету ведуть до втрати їх міцності.

5. Антицитокіни на тлі дії стресорно-шокогенних факторів викликають прискорення поздовжнього і поперечного росту довгих кісток, підвищують активність їх мінерального обміну з покращенням кількісних та якісних характеристик вмісту макро- та мікроелементів, відповідно збільшується вміст кальцію на 13,7 %, фосфору на 8,8 % в плечовій кістці та 16,9 % та 9,2 % - в стегновій. Оптимальним варіантом антицитокінотерапії слід вважати поєднання тренталу та месуліду.

6. За даними рентген-денситометричних досліджень в клініці найсуттєвіші порушення в щільності та мінеральному складі кісток спостерігаються при імобілізаційних методах лікування переломів довгих кісток у хворих, які знаходились на суворому ліжковому режимі, а найменші - у хворих, які знаходились на вільному ліжковому режимі.

7. Клініко-денситометричні дослідження свідчать про більш виражені зміни в мінеральній щільності хребців при переломах довгих кісток у дівчаток в поєднанні з шоком ІІ стадії.

8. Антицитокінотерапія тренталом та месулідом позитивно впливає на характер денситометричних показників при різних методах лікування переломів, вірогідно шляхом блокади цитокінів, які можуть викликати резорбцію кістки.

Рекомендації щодо наукового і практичного використання здобутих результатів

1. Виконане дослідження доповнює існуючі уявлення про структуру та формоутворення кісток скелету під дією стресорно-шокогенних факторів, висвітлює можливість корекції виявлених змін за допомогою препаратів антицитокінового спрямування. Одержані результати можуть бути використані у навчальному процесі на кафедрах анатомії людини, патологічної фізіології, загальної хірургії, ортопедії та травматології.

2. Виявлені за допомогою рентген-денситометричних даних, тенденції необхідно враховувати в програмі профілактики остеопенії у хворих з переломами довгих кісток.

3. Результати досліджень можна використати в розробці комплексу протишокових заходів при лікуванні переломів довгих кісток.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Крицький І.О. Вплив шокогенних факторів на морфогенез і регенерацію кісткової тканини та можливість їх корекції за допомогою месуліду //Медична хімія. - 2000.- Т.2, №3. -С.70-71.

2. Крицький І.О. Корекція негативного впливу імобілізаційного стресу на кістку за допомогою препаратів трентал + месулід //Вісник наукових досліджень.-2000. - №4. -С.91-92.

3. Крицький І.О., Ляпіс М.О., Федонюк Я.І. Морфо-функціональні зміни в кістковій системі на фоні дії шокогенних факторів //Шпитальна хірургія. -2000. -№2. -С.100-101. (Автору належать основні матеріали досліджень, підготував статтю до друку. Особистий внесок становить 80%).

4. Крицький І.О., Федонюк Я.І., Ляпіс М.О., Сухарська Т.В. Морфо-функціональні зміни кісткової тканини при дії шокогенних факторів з одночасним застосуванням тренталу //Шпитальна хірургія. -2000. - №3. -С.101-103. (Автору належать основні матеріали досліджень, підготував статтю до друку. Особистий внесок становить 70%).

5. Довгань О.М., Федонюк Я.І., Підгайний І.В., Крицький І.О., Мерецький В.М. Остеогенез при гіпокінетичному синдромі //Научные ведомости. -2000. -№2(11) -С.46-47. (Крицький І.О. брав участь у постановці експерименту, заборі матеріалу, описанні спостережень; особистий внесок становить 60 %).