Особливості будови, росту та формоутворення кісток скелета під впливом на організм тютюнового диму в різні вікові періоди

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я УКРАЇНИ

ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

УДК: 611.71 / 72 - 053: 613.842

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

ОСОБЛИВОСТІ БУДОВИ, РОСТУ ТА ФОРМОУТВОРЕННЯ КІСТОК СКЕЛЕТА ПІД ВПЛИВОМ НА ОРГАНІЗМ ТЮТЮНОВОГО ДИМУ В РІЗНІ ВІКОВІ ПЕРІОДИ

(анатомо-експериментальне дослідження)

14.03.01 - нормальна анатомія

Волошин Володимир Миколайович

Харків - 2002

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Луганському державному медичному університеті, Міністерство охорони здоров'я України.

Науковий керівник: Заслужений діяч науки і техніки України, лауреат Державної премії України, доктор медичних наук, професор Ковешніков Володимир Георгійович, Луганський державний медичний університет, завідувач кафедри нормальної анатомії людини.

Офіційні опоненти:

Доктор медичних наук, професор Бобін Володимир Вікторович, Харківський державний медичний університет, професор кафедри анатомії людини.

Доктор медичних наук, професор Сікора Віталій Зінов'євич, Сумський державний університет, завідувач кафедри нормальної анатомії.

Провідна установа:

Івано-Франківська державна медична академія, кафедра нормальної анатомії, Міністерство охорони здоров'я України.

Захист відбудеться: “ 31 ” січня 2002 р. об 11⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.600.03 при Харківському державному медичному університеті (61022, м. Харків, пр. Леніна, 4).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Харківського державного медичного університету (61022, м. Харків, пр. Леніна, 4).

Автореферат розісланий “ 28 ” грудня 2001 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

кандидат медичних наук, доцент Терещенко А.О.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

тютюновий інтоксикація кістка токоферол

Актуальність теми. Наукова зацікавленість питаннями функціонування кісткової системи викликана тим, що скелету властива виражена відповідна реакція на вплив різноманітних ендогенних і екзогенних чинників (Довгань О.М., Головацький А.С., Мицкан Б.М., Федонюк Я.І., 2001; Ковешников В.Г., Каширина Н.К., Чистолинова Л.И., 2000; Лузин В.И., 2001; Сікора В.З., Погорєлов М.В., Кононенко О.С., Ткач Г.Ф., 2000). Ряд робіт (Пикалюк В.С., Родіонова Н.В., Довгалюк Т.Я. та ін., 1998; Мякоткина Г.В., 2000; Сікора В.З., Погорєлов М.В., Кононенко О.С., 2000) присвячено вивченню впливу деяких екоантропогенних агентів на морфогенез кісток. У своїй більшості ці дослідження мали на меті вивчення впливу на кісткову систему одного чинника хімічної природи.

На теперішній час одним із найбільш поширених екоантропогенних агентів є тютюновий дим, що має широкий спектр впливу на морфофункціональний стан різних систем організму (Фатула М.І., Лещенко Н.В., Сороківський М.С., 2001; Шульцев Г.П., Висин А.Н., 1992).

Дія деяких продуктів горіння тютюну на кісткову систему вже вивчена (Довгалюк Т.Я., 1999; Мякоткина Г.В., 2000). У цьому зв'язку стає очевидним істотне значення як для біології, так і для медицини дослідження реакції кісткової системи на вплив комплексу хімічних речовин, що входять до складу тютюнового диму.

Подальші дослідження впливу тютюнового диму на організм зумовлені потребою наступного узагальнення наукових даних про роль паління у виникненні ряду захворювань, що, без сумніву, буде збільшувати аргументи антитютюнової пропаганди (Bajan A., Babal M., 1991; Weng X.Z., 1990).

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконана відповідно до тематичного плану наукових досліджень Луганського державного медичного університету в рамках науково-дослідницької теми кафедри нормальної анатомії людини №01950015790 “Особливості будови, росту, формоутворення та регенерації кісток скелета під впливом деяких екологічних чинників”.

Мета і задачі дослідження. Метою дослідження стало визначення в експерименті закономірностей морфогенеза кісток скелета під впливом на організм щурів тютюнового диму та пошук засобу корекції пошкоджуючої дії на кістки продуктів горіння тютюну. Для досягнення цієї мети поставлені наступні задачі.

1. Вивчити в експерименті ріст і формоутворення кісток скелета щурів різних вікових груп під впливом на організм тютюнового диму за різної тривалості досліду.

2. Дослідити зміни в гістоструктурі кісток при тютюновій інтоксикації.

3. Визначити хімічний склад і міцносні властивості кісток тварин, що зазнавали впливу тютюнового диму.

4. Встановити ефективність корекції дії тютюнового диму на морфогенез кісток за допомогою б-токоферола ацетату.

Об'єкт дослідження: морфогенез кісток скелета під впливом на організм тютюнового диму в різні вікові періоди.

Предмет дослідження: кістки скелета білих безпорідних щурів-самців трьох вікових груп - статевонезрілі, статевозрілі і тварини періоду виражених старечих змін.

Методи дослідження. Остеометрія - дослідження темпів росту і формоутворення кісток; гістоморфометрія - дослідження структури діафізів і епіфізіальних хрящів довгих трубчастих кісток; біохімічний метод (фотоколориметрія, емісійна спектрофотометрія) - дослідження мінерального і макроелементного складу кісток; біомеханічне дослідження - визначення міцносних характеристик суцільної кістки; методи варіаційної статистики - визначення вірогідності отриманих результатів, у тому числі, у ході проведення однофакторного дисперсійного, кореляційного та регресійного аналізів.

Наукова новизна отриманих результатів. Вперше на експериментальному матеріалі розкриті основні закономірності морфогенеза кісток скелета під впливом на організм тютюнового диму в різні вікові періоди. За допомогою комплексу методів дослідження (остеометричного, гістоморфометричного, біохімічного, біомеханічного, математичного) отримані нові відомості про порушення росту, будови, хімічного складу кісток, їх біомеханічних властивостей в умовах тютюнової інтоксикації. Вперше виявлено структуру кісток скелета, що максимально піддається пошкоджуючій дії тютюнового диму - епіфізіальний хрящ довгих трубчастих кісток. Обгрунтована доцільність корекції б-токоферола ацетатом негативних наслідків впливу інтоксикації тютюновим димом на морфогенез кісткової системи в різні вікові періоди. На відміну від інших робіт, присвячених вивченню морфогенеза кісткової системи в умовах дії чинників навколишнього середовища, показана регресійна залежність між деякими показниками, що характеризують кістку як орган.

Практичне значення отриманих результатів. В експерименті встановлені морфофункціональні зміни кісткової системи щурів, які зазнавали дії тютюнового диму, і підтверджена можливість реадаптації після припинення впливу чинника. Отримані дані дозволяють визначити механізми регуляції морфогенеза кісткової системи в різні вікові періоди під впливом на організм тютюнового диму. Пропонується засіб корекції несприятливої дії тютюнового диму на морфогенез кісткової системи за допомогою б-токоферола ацетату. Результати дослідження можуть використовуватися у функціональній морфології кісткової системи, педіатрії, геронтології, травматології, токсикології. Крім того, отримані результати можуть бути основою для розробки нових способів профілактики негативної дії тютюнового диму на організм, а також теоретичним підгрунтям для заходів по боротьбі з тютюнопалінням.

Основні положення і висновки дисертаційної роботи впроваджені в навчальний процес і науково-дослідну роботу кафедр нормальної анатомії та гістології, цитології і ембріології Луганського державного медичного університету, Тернопільської державної медичної академії, Івано-Франківської державної медичної академії, Буковинської державної медичної академії, Української медичної стоматологічної академії, Донецького державного медичного університету, Ужгородського державного медичного університету, Запорізького державного медичного університету, Дніпропетровської медичної академії, Вінницького медичного університету.

Особистий внесок здобувача. Автором самостійно проведена експериментальна частина дослідження, морфофункціональне дослідження матеріалу, статистична обробка отриманих результатів та їх аналіз. Інтерпретація отриманих результатів, основні положення, що виносяться на захист, і висновки належать авторові.

Апробація результатів дисертації. Основні матеріали дисертаційної роботи апробовані на міжнародній конференції “Актуальні проблеми остеопорозу” (Євпаторія, 2-4 вересня, 1999 р.); на Міжнародній науково-практичній конференції “Глюкокортикоїд-індукований остеопороз: клініка, діагностика, профілактика та лікування” (Івано-Франківськ, 22-24 березня, 2000 р.), на науково-практичній конференції “Актуальні питання морфогенезу та регенерації” (Івано-Франківськ, 20-21 квітня, 2000 р.).

Публікації. Основні результати дисертації відображені у 9 наукових працях, із них 5 - у наукових спеціалізованих фахових виданнях, 4 - у матеріалах конференцій. Самостійно опубліковано 7 праць.

Структура та обсяг дисертації. Матеріали дисертації викладено на 260 сторінках машинописного тексту. Робота включає вступ, огляд літератури, розділ “Матеріал та методи дослідження”, експериментальну частину, розділи, присвячені дисперсійному однофакторному аналізу дії чинників, що вивчалися, та кореляційному і регресійному аналізу між деякими показниками морфогенезу кісткової системи, аналіз результатів дослідження, висновки, перелік використаних джерел та додатки, які складаються з 4 підрозділів. Дисертація ілюстрована 35 рисунками, 46 мікрофотографіями, 101 таблицею, 97 з яких надані у додатках. Перелік використаних літературних джерел містить 270 найменувань, у тому числі 147 іноземних.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріал і методи дослідження. Експериментальне дослідження проведене на 240 безпорідних білих щурах-самцях статевонезрілого, репродуктивного віків і періоду виражених старечих змін (1, 5 і 20 місяців від народження з початковою масою 50-55 г, 200-210 г і 300-320 г). Усі тварини були розділені на серії в залежності від типу впливу. Серію К склали інтактні щури. В серію Т були включені тварини, у яких вивчалися особливості росту, будови і формоутворення кісток за умов впливу на організм тютюнового диму.

Експериментальне моделювання пасивного паління виконано в затравній камері, що мала об'єм 0,2 м³, у якій перебувала група, що складалася з 6 щурів. Дим від 3-х сигарет “Прима” Київської тютюнової фабрики через отвір у стінці камери нагнічувався гумовим балоном протягом 4 хвилин. Сеанси впливу здійснювалися 2 рази на добу, щодня (Клещева М.С., 1996).

Тварини, які зазнавали впливу тютюнового диму і під час експерименту одержували внутрішньом'язові ін'єкції 5% розчину б-токоферола ацетату в дозі 20 мг / кг / добу склали серію Е.

У залежності від тривалості досліду тварини статевонезрілого і репродуктивного віків були розділені на групи: 1, 2, 3, 4 (експеримент тривав відповідно 7, 15, 30 і 60 днів) і групу реадаптації (5). Останню склали тварини з 60-денним терміном спостереження, що зазнавали впливу перші 30 днів. Щури періоду виражених старечих змін знаходилися під наглядом 30 і 60 днів (1 і 2 групи).

Проведення експерименту здійснювалося відповідно до Правил робіт з експериментальними тваринами (Западнюк И.П., Западнюк В.И., Захария Е.А., Западнюк Б.В., 1983). Всі щури утримувалися в стандартних умовах віварію. У ході експерименту здійснювалося спостереження за приростом маси тіла піддослідних тварин кожні 10 днів.

Після закінчення експерименту тварин декапітували під ефірним наркозом. Тушки скелетували з виділенням великогомілкових, плечових, кульшових кісток і третього поперекового хребця. Кістки зважували на аналітичних вагах ВЛА-200 із точністю до 1 мг і вимірювали штангенциркулем із точністю до 0,05 мм. Програма остеометрії довгих трубчастих кісток включала наступні параметри: довжина кістки, найбільша ширина проксимального і дистального епіфізів, ширина і передньозадній розмір середини діафіза. У кульшовій кістці та хребці вимірювали габаритні розміри: довжину, ширину і товщину.

Дослідження хімічного складу кісток складалося з визначення вмісту води, органічних і неорганічних речовин. У мінеральному компоненті визначали вміст кальцію, фосфору, натрію та калію. Вміст води, органічних і мінеральних речовин знаходили ваговим методом, послідовно висушуючи кістки при температурі 105⁰С до постійної маси в сухожаровій шафі і перетворюючи у золу в муфельній печі при температурі 450-500⁰С протягом 12 годин (Новиков Ю.В., Аксюк А.Ф., Ленточников А.М., 1969). Золу розтирали в фарфоровій ступці і зберігали в герметичних мікропробірках.

Для дослідження макроелементного складу кісток 5 мг кісткової золи розчиняли в 2 мл 0,1 Н хімічно чистої соляної кислоти і доводили об'єм розчину дистильованою водою до 25 мл. Вміст кальцію, калію і натрію визначали методом спектрометрії на полум'яному фотометрі ПАЖ-3. Вміст фосфору знаходили колориметричним методом із використанням електрофотоколориметра “Мефан-1008”. Дослідження проводилися у повній відповідності з інструкціями до цих приладів.

Механічні властивості плечових кісток при вигині вивчали на універсальній навантажувальній машині. Визначали питому стрілу прогину, модуль пружності, межу міцності і мінімальну роботу руйнації кістки.

Гістологічному дослідженню підлягали ділянки кістки з проксимального епіфіза і середини діафіза великогомілкової кістки. Фіксацію кісток проводили в 10% розчині нейтрального формаліну, декальцінували в 5% розчині мурашиної кислоти, зневоднювали в спиртах зростаючої концентрації і ксилолі, заливали в парафінові блоки. Готували гістологічні зрізи, які фарбували гематоксилін-еозіном. Мікроморфометричне дослідження зрізів проксимального епіфіза і середини діафіза великогомілкових кісток проводили за допомогою окуляр-мікрометра МОВ-1-15 ГОСТ 7865-56 і 100-крапкової окулярної вимірювальної сітки (Автандилов Г.Г., 1990) мікроскопа МБИ-3. Калібрування вимірювальних приладів здійснювали міліметровим відрізком ГОСТ 7513-55.

Морфометрію зон епіфізіального хряща проводили за такими параметрами: загальна ширина хряща, ширина зони індиферентного хряща, ширина зони проліферативного хряща, ширина зони дефінітивного хряща та об'ємна частка первинної спонгіози (Ковешников В.Г., 1980). Визначали відсоток міжклітинної речовини епіфізіального хряща. На препаратах діафізів визначали ширину внутрішніх і зовнішніх генеральних пластинок, ширину остеонного прошарку, а також діаметр остеонів та їх каналів.

Для вивчення ембріогенезу кісток використовували самиць масою 270-290 г. Контрольною групою самиць були інтактні вагітні тварини. Щури 2 групи піддавалися примусовому палінню протягом 10 днів. Після адаптаційного періоду до кожної самиці був підсаджений самець і вплив тютюновим димом здійснювався по зазначеній вище методиці. Таким чином, запліднення і антенатальний розвиток щурів проходив при постійній інтоксикації організму самиць тютюновим димом.

Новонарождених щурів фіксували в 96^о етиловому спирті з наступним приготуванням тотальних препаратів, фарбування яких проводили алізарином червоним. За методикою Акімової І.М. (1968) вивчали ядра скостеніння довгих трубчастих і плескатих кісток кінцівок під мікроскопом МБС-1 при збільшенні 16х. Кістки орієнтувалися під мікроскопом в одній площині. Після цього визначали довжину і ширину ділянок скостеніння.

Дані, отримані в результаті дослідження, оброблялися з використанням стандартних методів варіаційної статистики. Проведений дисперсійний аналіз впливу досліджуваного чинника на показники, що вивчалися. Здійснено розрахунок кореляційного зв'язку між отриманими даними з використанням коефіцієнту кореляції (r). Проведений регресійний аналіз взаємозв'язку між деякими показниками, що вивчалися, з подальшим виведенням рівнянь регресії. Зв'язок між чинником впливу і результативною ознакою оцінювали за допомогою визначення коефіцієнта кореляційного відношення (з). Вірогідною вважали можливість помилки менше 5% (р<0,05). При цьому використовували поняття нульової гіпотези (H ₀). Суть її зводиться до припущення, що розходження, які спостерігаються між вибірковими характеристиками, носять виключно випадковий характер. Протилежна нульовій - альтернативна гіпотеза (H _а).

Результати дослідження та їх аналіз. Вплив тютюнового диму на організм білих щурів викликає уповільнення темпів приросту як поздовжніх, так і поперечних розмірів кісток. Довжина великогомілкової кістки статевонезрілих щурів, які знаходилися в умовах тютюнової інтоксикації протягом 60 днів, була менше даних контролю на 11,92% (р<0,01), а плечової - на 13,07% (р<0,01). Ширина середини діафіза цих кісток при цьому була меншою у порівнянні з даними контрольної серії відповідно на 10,19% (р<0,01) і 12,15% (р<0,01).

У статевозрілих тварин, які знаходилися в умовах інтоксикації тютюновим димом, через 7 днів експерименту передньозадній розмір середини діафіза був меншим у порівнянні з контролем на 4,06% (р<0,05). У ході спостереження ця різниця набувала невірогідного характеру, а до закінчення 60-денної інтоксикації димом досягла значення 4,31% (р<0,05). Довірчі межі сили впливу фактора, що вивчався, на цей показник, знаходились на рівні 0,309ч0,765 - через 7 днів і 0,105ч0,701 - через 60 днів експерименту. У меншому ступені зазнавали змін остеометричні показники кульшової кістки та хребця.

Вірогідне відставання темпів приросту висоти тіла хребця щурів періоду виражених старечих змін, які зазнавали впливу тютюнового диму, ми визначили через 30 днів спостереження. Різниця з даними контролю при цьому склала 3,22% (р<0,05).

Незначні зміни показників остеометрії відносно контролю при невеликій тривалості впливу тютюнового диму можуть пояснюватися тим, що на початкових етапах адаптації захисно - пристосувальні процеси відбуваються на субклітинному та клітинному рівнях (Иванов В.Ф., Маймулов В.Г., Пузырев А.А. и др., 2001).

Вплив тютюнового диму на організм щурів викликає зменшення загальної ширини епіфізіального хряща великогомілкових кісток. Максимальне відхилення цього показника від даних контрольної серії у статевонезрілих тварин через 30 днів досліду склало 11,26% (р<0,02). Це відбувається за рахунок зменшення відносно контролю ширини зон індиферентного і проліферативного хряща. При цьому частка міжклітинної речовини у порівнянні з контролем збільшується. Через 60 днів експерименту частка первинної спонгіози була меншою, ніж у контрольній серії, на 10,28% (р<0,02). Факторний аналіз впливу тютюнового диму показав частку дії чинника на зазначений показник. Вона склала 52,4%.

Зменшення загальної ширини епіфізіального хряща великогомілкових кісток статевозрілих щурів, які знаходилися в умовах тютюнової інтоксикації, через 15 днів спостереження знаходилось на рівні 7,85% (р<0,01), а через 60 днів - на рівні 8,48% (р<0,01). Ширина проліферативної зони хряща була відповідно меншою на 9,13% (р<0,02) і 13,46% (р<0,02). При цьому ширина дефінітивного хряща вірогідно не відрізнялась від показників контрольної серії. Найбільше зменшення частки первинної спонгіози в хрящі кісток статевозрілих тварин ми спостерігали через 60 днів експерименту - на 10,17% (р<0,05). Проте вплив фактора на цей показник був максимальним через 30 днів експерименту.

Незначні зміни морфометричних показників епіфізіального хряща кісток щурів періоду виражених старечих змін, які зазнавали впливу тютюнового диму, не дозволили нам підтвердити альтернативну гіпотезу. Водночас, у порівнянні з контролем зафіксовано збільшення кількості міжклітинної речовини, яке досягло до 30 дня досліду 10,42% (р<0,05). При вивченні генеральної сукупності доля впливу тютюнового диму на цей показник може коливатися у межах від 10,2% до 69,8%. Зменшення частки первинної спонгіози при цьому не було вірогідним (р>0,05).

При вивченні морфометричних показників діафіза великогомілкових кісток статевонезрілих щурів встановлено, що під впливом тютюнового диму відбувається зменшення зон зовнішніх та внутрішніх генеральних пластин. За допомогою дисперсійного аналізу встановлено інтервали сили впливу чинника на ці показники. Через 30 днів експерименту вони склали відповідно 0,098ч0,694 і 0,612ч0,870. Діаметр каналів остеонів перевищував значення контролю на 15,47% (р>0,05).

Аналогічні зміни відбувалися і в діафізах статевозрілих тварин, які зазнавали впливу тютюнового диму. Дисперсійний аналіз даних, отриманих у ході експерименту, показав, що при вивченні генеральної сукупності доля впливу 60-денної інтоксикації на ширину зовнішніх генеральних пластин може коливатися у межах від 19,6% до 73,2%.

Ширина остеонного прошарку діафіза тварин періода виражених старечих змін через 60 днів спостереження була меншою за контрольні значення на 6,28% (р<0,05), а діаметр каналів остеонів, навпаки, перевищував їх на 12,22% (р<0,05). При цьому інтервали сили впливу тютюнового диму на зазначені ознаки знаходились на рівні 0,337ч0,773 і 0,149ч0,715.

Результати нашого досліду підтверджують дані літератури про те, що найбільш чутливими до пошкоджуючої дії хімічних агентів є ростоактивні зони епіфіза та діафіза (Пикалюк В.С., 1997).

Під впливом тютюнового диму на організм статевонезрілих щурів частка води в їх кістках збільшується відносно контролю. Слід зазначити, що через 7 та 15 днів експерименту у тварин, які знаходилися в умовах тютюнової інтоксикації, відбувається зменшення відносної частки органічних речовин і збільшення кількості неорганічного компоненту. Найбільш яскраве цьому підтвердження ми спостерігали при вивченні хімічного складу хребця. Через 15 днів досліду відсотковий вміст органічних речовин в ньому був меншим за показники контролю на 16,61% (р<0,01), а частка неорганічних речовин перевищувала дані контрольної серії на 11,59% (р<0,05). При вивченні генеральної сукупності частка впливу тютюнового диму на вміст органічних сполук може коливатися у межах від 81,7% до 93,7%, а ступінь впливу на кількість неорганічних речовин - від 17,7% до 72,3%.

В довгих трубчастих кістках щурів статевозрілого віку, які зазнавали впливу тютюнового диму, підвищення частки води поєднується зі зменшенням відсоткового вмісту органічних та мінеральних сполук. Через 60 днів спостереження частка води у великогомілковій кістці перевищувала значення контрольної серії на 13,65% (р<0,01). При цьому вміст органічних і мінеральних сполук був меншим відносно контролю на 1,54% (р>0,05) і 8,43% (р<0,05) відповідно. Довірчі межі сили впливу тютюнового диму на ступінь гідратації у цьому випадку знаходяться на рівні 0,330ч0,776, а на відсотковий вміст неорганічних речовин - 0,310ч0,766. У хімічному складі кульшової кістки та хребця зберігається описана вище тенденція.

Хімічний склад кісток тварин періоду виражених старечих змін, які знаходилися в умовах тютюнової інтоксикації, характеризується вірогідним підвищенням гідратації та зменшенням частки органічних та неорганічних речовин. Ступінь впливу фактора, який вивчався, на рівень мінеральних сполук у хребці при вивченні генеральної сукупності може коливатися у межах від 20,4% до 73,0%.

Паління викликає активацію процесів перикисного окислювання ліпідів (Kalra J., Chaudhary A.K., Prasad R., 1991). Вільні радикали сприяють не тільки ураженню клітинного та позаклітинного компонента хряща, пригніченню проліферації хондроцитів, але й посилюють процеси протеолітичного розпаду міжклітинної речовини хрящової тканини (Владимиров Ю.А., Азизова О.А., Деев А.И. и др., 1991). Отже, зменшення відсоткового вмісту органічних речовин в кістках щурів, які знаходилися в умовах тютюнової інтоксикації, збігається з даними літератури про те, що посилення процесів перикисного окислювання ліпідів стимулює процеси протеолізу.

Відсотковий вміст кальцію у мінеральному компоненті кісток статевонезрілих щурів, які зазнавали впливу тютюнового диму, відносно контролю зменшувався. Довірчі межі сили дії фактора на рівень даного макроелементу у великогомілковій кістці через 15 днів експерименту знаходились на рівні 0,105ч0,701. Із збільшенням тривалості досліду ступінь впливу збільшується. Зменшення відсоткової частки фосфору в мінеральному компоненті плечової кістки досягло максимальних значень через 30 днів експерименту, а в хребці - через 60 днів. Різниця з контролем при цьому склала 11,57% (р<0,05) і 11,02% (р<0,05). Рівень калію в плечовій кістці через 60 днів спостереження був більше даних контрольної серії на 13,29% (р<0,05), а натрію - на 14,02% (р<0,05).

В мінеральній частці кісток статевозрілих щурів, які зазнавали впливу тютюнового диму, зменшення відсоткового вмісту кальцію та фосфору у порівнянні з контролем мало менш виражений характер. Сила впливу фактору, що вивчався, на відносну частку кальцію в плечовій та кульшовій кістках при 30-денній тютюновій інтоксикації знаходилась, відповідно, на рівні 0,086ч0,689 і 0,114ч0,700. Результати дисперсійного аналізу дозволяють в цьому випадку переконливо стверджувати значущість впливу тютюнового диму на вказану ознаку мінеральної частки кісток. Частка гідрофільних хімічних елементів у мінеральному компоненті кісток щурів статевозрілого віку, які знаходилися в умовах інтоксикації продуктами згоряння тютюну, має тенденцію до підвищення у порівнянні з показниками контролю.

Відсотковий вміст кальцію у великогомілковій кістці тварин періоду виражених старечих змін через 30 і 60 днів експерименту був меншим від показників контрольної серії на 9,75 % (р<0,05) і 9,88% (р<0,05). Через 60 днів досліду в мінеральному компоненті хребця частка фосфору була меншою на 12,66% (р<0,05) відносно контролю. В кульшовій кістці тварин з 7-денним терміном спостереження доля калію перевищувала контрольні значення на 12,20% (р<0,05), а натрію - на 6,67% (р<0,01).

Відомо, що тютюнопаління є джерелом надходження в організм алюмінію, миш'яку, хрому, міді, кадмію, свинцю та деяких інших мікроелементів (Дельва Ю.В., Нейко Е.М., 1990). Також доведені кумулятивні властивості свинцю при потраплянні його в організм (Зербіно Д.Д., Поспішіль Ю.О., 1994) і його накопичення в кістках (Штабський Б.М., Федоренко В.І., 2000). Цей хімічний елемент спроможний конкурувати з кальцієм за місце в кристалічній решітці гідроксиапатиту (Хмельницкий О.К., Некачалов В.В., Зиновьев А.С., 1983), що може в повній мірі пояснити одержані результати.

Зміни хімічного складу кісток щурів, які зазнавали впливу тютюнового диму, призвели до порушення їх механічних властивостей. Це знайшло відображення у підвищенні показників питомої стріли прогину та зменшенні роботи руйнації плечових кісток.

Результати експерименту свідчать про те, що припинення інтоксикації організму тютюновим димом веде до покращення ростової активності кісток, поліпшення їх хімічного складу та механічних властивостей.

Дія тютюнового диму на організм вагітних самиць викликає гіпоксію тканин організму матері та плоду (Крюков Е.Л., 1996). Цей стан, на наш погляд, може бути основним у порушенні морфогенезу кісткової системи плоду, а саме - у зменшенні ядер скостеніння. Результати, отримані в експерименті підтверджують дані літератури (Saad A. Y., Gartner L. P., Hiatt J. L., 1991) про гнітючу дію тютюнового диму на внутрішньоутробний розвиток скелетних тканин у мишей.

Вплив використаного коректора на показники остеометрії статевонезрілих щурів, які знаходилися в умовах інтоксикації тютюновим димом, характеризувався деяким прискоренням темпів приросту як поздовжніх, так і поперечних розмірів кісток. Вивчаючи довгі трубчасті кістки ми зафіксували вірогідне збільшення їх поздовжніх розмірів у порівнянні з такими у тварин, яким коректор не вводився, через 30 і 60 днів спостереження. Збільшення ширини середини діафіза великогомілкової кістки статевозрілих щурів відносно значень, отриманих нами в серії тварин, які не отримували б - токоферола ацетат, через 15 і 60 днів експерименту було вірогідним (р<0,05). В результаті проведеного дисперсійного аналізу була встановлена сила впливу коректора на темпи приросту довжини великогомілкової кістки і ширини її проксимального епіфіза. Її значення при вивченні генеральної сукупності знаходиться на рівні 0,146ч0,712 і 0,087ч0,693 відповідно. Вірогідне збільшення ширини кульшової кістки у щурів періоду виражених старечих змін на 2,38% (р<0,01) під впливом б - токоферола ацетата ми спостерігали через 60 днів експерименту.

Морфометричні дані, отримані при вивченні епіфізіального хряща, свідчать про те, що загальна ширина хряща була більшою у порівнянні з аналогічними значеннями у щурів, які не отримували коректор, але меншою, ніж у контролі. Ширина зони проліферативного хряща великогомілкової кістки статевонезрілих тварин, які зазнавали впливу тютюнового диму та отримували б - токоферола ацетат, була більшою від таких значень у щурів, яким коректор не вводився, на 11,30% (р<0,02). Інтервал сили впливу коректора на цю ознаку становить 0,246ч0,762. У статевозрілих щурів, які знаходилися в умовах тютюнової інтоксикації, вплив коректора зумовлює збільшення загальної ширини хряща на 7,81% (р<0,05) переважно за рахунок збільшення ширини проліферативної зони на 12,35% (р<0,05).

У структурі діафіза великогомілкових кісток відзначається розширення остеонного прошарку та зменшення діаметра остеонів. При вивченні генеральної сукупності через 15 днів досліду ступінь впливу коректора на ширину остеонного прошарку кісток статевонезрілих щурів може коливатися у межах від 30,2% до 76,8%.

Під впливом б - токоферола ацетата відбувається збільшення відсоткового вмісту мінеральних речовин у кістках щурів, які зазнавали впливу тютюнового диму.

У статевонезрілих тварин частка неорганічного компоненту була більшою, ніж у щурів, яким коректор не вводився, на 7,19% (р<0,01) - у великогомілковій кістці, на 4,07% (р>0,05) - в плечовій кістці, на 6,56% (р>0,05) - у кульшовій кістці і на 3,08% (р>0,05) - у хребці. При цьому частка води в кістках практично не відрізнялася від даних у тварин, які не отримували коректор.

У великогомілковій кістці щурів періоду виражених старечих змін під впливом б - токоферола ацетату відбувається вірогідне зменшення частки води і збільшення відсоткового вмісту органічних і неорганічних речовин.

Хімічний склад неорганічного компоненту кісток щурів всіх вікових груп, що отримували б - токоферола ацетат, характеризується збільшенням відсоткового вмісту кальцію і фосфору в порівнянні з тваринами, які на фоні тютюнової інтоксикації коректор не отримували. Поряд з цим спостерігається зменшення рівня в кістках гідрофільних хімічних елементів - калію та натрію.

Вплив коректора на механічні властивості плечової кістки щурів мав односпрямований характер. Введення тваринам, які зазнавали впливу тютюнового диму, б - токоферола ацетата призводило до зменшення питомої стріли прогину і зростанню значень межі міцності, модуля пружності та роботи руйнації.

Проведений кореляційний аналіз даних, отриманих в ході експерименту, виявив ступінь та спрямованість зв'язку між окремими ознаками, які вивчалися. Тісний негативний зв'язок (r=-0,89) було зафіксовано між довжиною великогомілкової кістки та шириною проліферативного хряща у статевонезрілих щурів контрольної серії через 7 днів спостереження.

У тварин статевозрілого віку через 30 днів досліду мав місце тісний позитивний зв'язок (r=+0,87) між довжиною великогомілкової кістки та відсотковим вмістом у ній мінеральних речовин. У результаті регресійного аналізу складені формули регресії, що дозволяє прогнозувати можливі значення залежної змінної на підставі відомої величини аргумента.

ВИСНОВКИ

1. На ріст, будову та формоутворення кісток білих щурів значно впливає інтоксикація організму тварин компонентами тютюнового диму. Вираженість цих змін залежить від терміну впливу диму та віку тварин.

2. Уповільнення темпів росту кісток за умов впливу на організм тютюнового диму поєднується зі зменшенням ширини епіфізіального хряща, який є морфологічною структурою кістки, що зазнає при цьому найбільш виражених змін. Разом з цим відбувається зменшення остеонного прошарку діафіза великогомілкової кістки та збільшення діаметрів каналів остеонів. Найбільша виразність змін спостерігається в кістках статевонезрілих щурів.

3. Зменшення відсоткового вмісту органічних і мінеральних речовин в кістках тварин, які зазнавали впливу тютюнового диму, супроводжується підвищенням в них частки води і кількості гідрофільних хімічних елементів. Зменшення кількості кальцію та фосфору в кістках, яке викликається інтоксикацією тютюновим димом, призводить до погіршення їхніх механічних властивостей.

4. Епіфізіальний хрящ та періостальна зона діафіза - структури кістки, які зазнають істотних змін за умов впливу на організм тютюнового диму.

5. Значне та вірогідно значуще зменшення розмірів ядер скостеніння спостерігається у новонароджених щурів, що були народжені самицями, які протягом усього періоду вагітності зазнавали впливу тютюнового диму.

6. Припинення тютюнової інтоксикації організму веде до підвищення ростової активності кісток, поліпшенню їх хімічного складу та механічних властивостей.

7. Зменшення остеотоксичної дії диму цигарок досягається введенням тваринам на фоні тютюнової інтоксикації б - токоферола ацетата у дозі 20 мг / кг / доб. Це проявляється меншим ступенем змін у гістоструктурі кісток, викликаних інтоксикацією організма тютюновим димом, підвищенням темпів росту кісток та процесів їх мінералізації.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Волошин В.Н. Рост костей скелета крыс неполовозрелого возраста при интоксикации табачным дымом // Ортопедия, травматология и протезирование. - 2000. - №2. - С. 19 - 21.

2. Волошин В.Н. Влияние б - токоферола ацетата на механические свойства плечевой кости неполовозрелых крыс, подвергавшихся воздействию табачного дыма // Український медичний альманах. - 2000. - Т.3. - №6. - С. 51-53.

3. Волошин В.Н. Влияние б - токоферола ацетата на макроэлементный состав костей белых крыс, подвергавшихся воздействию табачного дыма // Буковинський медичний вісник. - 2001. - Т.5. - №2. - С. 172-175.

4. Волошин В.Н. Особенности роста и химического состава длинных трубчатых костей крыс половозрелого возраста в условиях табачной интоксикации // Медицина сегодня и завтра. - 2001. - №2. - С. 19-21.

5. Волошин В.Н. Гистоструктура эпифизарного хряща длинных трубчатых костей белых крыс, находившихся в условиях интоксикации табачным дымом // Український медичний альманах. - 2001. - Т.4. - №3. - С. 41-43.

6. Волошин В.Н. Влияние интоксикации табачным дымом на рост костей крыс неполовозрелого возраста // Матеріали міжнародної конференції “Актуальні проблеми остеопороза” Євпаторія, 2-4 вересня 1999 . С. 60-61.

7. Волошин В.М. Аналіз кореляційних співвідношень між показниками остеометрії довгих трубчастих кісток щурів при пасивному палінні тютюну // Український медичний альманах. - 2000. - Т.3. - №1 (Додаток). - С. 12.

8. Влияние экологических факторов на морфогенез костной системы / В.Г. Ковешников, В.И. Лузин, Е.Н. Скрябина, В.В. Маврич, Г.В. Мякоткина, В.Н. Волошин // Матеріали Міжнародної конференції “Актуальні проблеми остеопороза” Євпаторія, 2-4 вересня 1999. - С.57.

9. Влияние некоторых экоантропогенных факторов на морфогенез костной системы / В.Г. Ковешников, В.И. Лузин, В.В. Маврич, Л.И. Чистолинова, Г.В. Мякоткина, В.Н. Волошин, Е.Н. Скрябина // Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції “Глюкокортикоїд-індукований остеопороз: клініка, діагностика, профілактика та лікування” Івано-Франківськ, 22-24 березня 2000. - С.99.

АНОТАЦІЯ

Волошин В.М. Особливості будови, росту та формоутворення кісток скелета під впливом на організм тютюнового диму в різні вікові періоди (анатомо-експериментальне дослідження). Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук.

14.03.01 - нормальна анатомія. Харківський державний медичний університет. Харків, 2002.

Дисертація присвячена вивченню особливостей росту, будови та формоутворення кісток скелета під впливом на організм тютюнового диму. В роботі були використані анатомічні, гістологічні, морфометричні, хімічні та математичні методи дослідження. Встановлено, що інтоксикація організму щурів тютюновим димом викликає морфологічні зміни у кістках скелета усіх видів. Ступінь та спрямованість цих змін залежить від віку тварин та тривалості впливу фактора. Припинення дії на організм компонентів тютюнового диму сприяє поліпшенню ростової активності кісток, їх хімічного складу та механічних властивостей. Вплив тютюнового диму на організм вагітних самиць викликає значне зменшення розмірів ядер скостеніння у новонароджених щурів. Введення щурам -токоферола ацетата на фоні тютюнової інтоксикації зменшує остеотоксичну дію продуктів горіння тютюну. Результати дослідження впроваджені у навчальний процес кафедр анатомії людини медичних ВУЗів.

Ключові слова: кістки скелета, ріст, будова, тютюновий дим.

АННОТАЦИЯ

Волошин В.Н. Особенности строения, роста и формообразования костей скелета под влиянием на организм табачного дыма в различные возрастные периоды (анатомо-экспериментальное исследование). Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук.

14.03.01 - нормальная анатомия. Харьковский государственный медицинский университет. Харьков, 2002.

Диссертация посвящена особенностям роста, строения и формообразования костей скелета под влиянием на организм табачного дыма.

Экспериментальное исследование проведено на 240 беспородных белых крысах - самцах неполовозрелого, репродуктивного возрастов и периода выраженных старческих изменений. Животные были разделены на серии и группы в зависимости от возраста, продолжительности воздействия табачного дыма и применения корректора - б - токоферола ацетата. Контрольную серию составили крысы, которые не имели контакта с табачным дымом. Во вторую серию были включены животные, у которых изучались особенности строения, роста и формообразования костей скелета в условиях воздействия на организм крыс табачного дыма. Моделирование пассивного курения осуществлялось в затравочной камере объемом 0,2 м³, в которую помещалась группа животных, состоящая из 6 крыс. Дым от 3-х сигарет “Прима” Киевской табачной фабрики нагнетался в камеру через отверстие в ее боковой стенке резиновым баллоном в течение 4 минут 2 раза в сутки, ежедневно. Животные, которые подвергались воздействию табачного дыма и во время эксперимента получали внутримышечные инъекции 5% масляного раствора б - токоферола ацетата в дозе 20 мг / кг / сут, составили третью серию. Крысы неполовозрелого и репродуктивного возрастов находились под наблюдением 7, 15, 30 и 60 дней. Кроме того, была выделена группа реадаптации - животные с 60-дневным периодом наблюдения, которые подвергались воздействию первые 30 дней. Крысы периода выраженных старческих изменений находились в эксперименте 30 и 60 дней.

В работе использованы анатомические, гистологические, морфометрические, химические и математические методы исследования. Установлено, что при интоксикации организма табачным дымом возникают морфологические изменения в костях скелета, происходит нарушение их ростовой активности, химического состава и механических свойств. Выраженность этих изменений зависит от возраста животных и продолжительности действия фактора.

Воздействие на организм подопытных животных продуктов горения табака приводит к уменьшению общей ширины эпифизарного хряща. При этом происходит уменьшение ширины всех его зон. Относительная часть первичной спонгиозы при воздействии на организм табачного дыма уменьшается. Это сочетается с уменьшением размеров ростоактивной зоны диафиза костей. Под влиянием табачного дыма замедляются темпы прироста как продольных, так и поперечных размеров костей скелета. Наиболее выраженные изменения этих показателей обнаружены при исследовании костей крыс неполовозрелого возраста.

На фоне табачной интоксикации в костях происходит увеличение процентного содержания воды и уменьшение части органических и неорганических веществ. В минеральном компоненте костей уменьшается процентное содержание кальция и фосфора, а доля гидрофильных макроэлементов повышается. Это находит свое отражение в изменении механических свойств костей.

Прекращение табачной интоксикации приводит к повышению ростовой активности костей, улучшению их химического состава и механических свойств. У новорожденных крыс, рожденных самками, которые в течение всего периода беременности подвергались воздействию табачного дыма, отмечено значительное уменьшение размеров ядер окостенения по сравнению с контролем. Введение крысам -токоферола ацетата на фоне воздействия на организм табачным дымом приводит к снижению остеотоксического действия табачного дыма.

Ключевые слова: кости скелета, рост, строение, табачный дым.

SUMMARY

Voloshyn V.N. Features of the structure, growth formation of the bones of skeleton under influence on an organism of a tobacco smoke in the various age periods (anatomical-experimental Research). The manuscript. The dissertation competition of a scientific degree of the candidate Medical Sciences.

14.03.01 - normal anatomy. Kharkov State Medical University. Kharkov, 2002.

The dissertation is devoted to the features of growth, structure and formation of the bones under on an organism of a tobacco smoke. Anatomical, histological, morphometrical, chemical and mathematical methods of research have been used. Fixed, that the intoxication of the organism rats by tobacco smoke causes morphological changes in bones of skeleton of all kinds. The degree and orientation of these changes depends on age of animals and duration of influence of the factor. The cancellation on an organism of components of a tobacco smoke results in improvement growth of activity of bones, their chemical structure and mechanical properties. The influence of a tobacco smoke on an organism of the pregnant rats causes appreciable decrease of the sizes of nucleuses of an ossification at newborn rats. The introduction by an rats -tocopherol of Acetas on a background of a tobacco intoxication reduces osteotoxic effect of products of burning of tobacco. The results of the research are introduced into the educational process of faculties of anatomy of the man in medical HIGH SCHOOLS.

Key words: skeleton's bones, growth, structure, tobacco smoke.

Размещено на Allbest.ru