Гістоморфологічна характеристика регенерату великогомілкової кістки в умовах несприятливої дії чинників внутрішнього та зовнішнього середовищ після корекції медичним препаратом Остеогеноном

Размещено на http://www.allbest.ru/

Гістоморфологічна характеристика регенерату великогомілкової кістки в умовах несприятливої дії чинників внутрішнього та зовнішнього середовищ після корекції медичним препаратом Остеогеноном

Г.Ю. Будко

Сумський державний університет

У роботі вивчалися морфологічні особливості репаративного остеогенезу кісткової тканини в умовах загальної гіпоксії та під впливом радіаційного опромінення і навантаження організму солями важких металів після проведення корекції препаратом “Остеогенон”.

The influence of the hypoxia on bones of the skeleton has been studied in our work. All main morphometrics factors has been changed and show that the “Osteogenon” can correct this change.

кістковий гіпоксія радіаційний остеогенон

Вступ Кістка - це не тільки тверда опорна тканина, але й ще певна комбінація спеціалізованих клітинних елементів із кровотворною та кровопровідною системами. Однією з найважливіших біологічних властивостей кісткової тканини є її здатність відновлювати свою анатомічну структуру та функцію після пошкодження [1, 6, 7].

Під дією травмуючого фактору можливі різного обсягу пошкодження, які призводять до порушення цілісності кістки та супроводжуються розривом окістя, кісткової речовини, елементів гаверсових каналів, ендоста, кісткового мозку, а також сполучнотканинних утворень та м'язів, які оточують кістку. Різному ступеню деструкції підлягають клітинні елементи [3, 5, 6, 8].

Питання вивчення процесів відновлення анатомічної цілісності кістки після ушкодження її в умовах негативних впливів на організм та шляхів корекції ніколи не втрачало своєї актуальності. Особливо останнім часом, коли відбувається погіршення соціальних та екологічних умов життя людей в більшості регіонів України, вирішення цієї проблеми стало важливим.

Мета роботи Мета дослідження - визначення експериментальним шляхом морфологічних особливостей репаративного остеогенезу кісткової тканини в умовах загальної гіпоксії та під впливом радіаційного опромінення і навантаження організму солями важких металів після проведення корекції препаратом “Остеогенон”.

Матеріал та методи дослідження Реакція тканин та клітин на негативний вплив ендогенних та екзогенних чинників внутрішнього та зовнішнього середовищ у людей і тварин однотипна, тому з метою вивчення формування тканинних компонентів регенерату кістки в умовах загальної гіпоксії, опромінення та навантаження солями важких металів експериментальні дослідження проведені на лабораторних тваринах.

В експерименті були використані білі щурі вагою тіла 180-220 г. Перед початком дослідження всі тварини були ретельно оглянуті, враховувалися їх вага, стать, вік, рухова активність. Всі дослідження на тваринах проводилися згідно з «Правилами проведення робіт із експериментальними тваринами».

Моделювання стійких ішемічних порушень серцевої тканини, які призвели до розвитку загальногіпоксичних змін організму, проводилося шляхом внутрішньомязового введення препаратів диклофенаку натрію і адреналіну.

Пошкодження наносили із зовнішнього боку великогомілкової кістки на межі проксимальної та центральної третин діафіза за допомогою стоматологічного диску на глибину 2 мл. Операційну рану зашивали шкірним швом.

Піддослідні тварини отримували загальне опромінення впродовж
1 місяця на установці «Rocus» у дозі 0,2 Гр. Одночасно проводилося навантаження організму щурів розчином солей важких металів (Zn, Cr, Pb), концентрація яких на 60% перевищує допустимі межі. Розчин готувався в умовах лабораторії кафедри анатомії людини та відповідав воді Шосткинського району Сумської області.

Для корекції наслідків негативного впливу в експерименті використовували остеогенон в дозі, що відповідає добовій потребі кальцію, розрахунки проводили на 100 г живої ваги. Препарат вводили щодня, починаючи із третьої доби після моделювання перелому великогомілкової кістки, що відповідає третій стадії репаративного остеогенезу, яка характеризується проліферацією, диференціюванням клітин та початком утворення тканинних структур регенерату [2, 4].

Після закінчення експерименту всі тварини були декапітовані згідно з установленими строками забору матеріалу для дослідження репаративного процесу пошкодженої кістки в динаміці (через 7, 14, 21 та 28 діб) від моменту нанесення пошкодження, згідно із стадіями репаративного остеогенезу. Далі травмовану великогомілкову кістку звільняли від м'яких тканин та проводили мікроскопію ділянки пошкодження та морфометрію гістопрепаратів, ультраструктурний аналіз регенерату кістки.

Результати власних досліджень В умовах загальної гіпоксії під впливом іонізуючого опромінення та солей важких металів нами були виявлені глибокі морфофункціональні порушення, які негативно впливають на перебіг процесу репаративного остеогенезу великогомілкової кістки. Цей факт привернув нашу увагу щодо пошуків коректора, який сприяв би поліпшенню загоєння перелому. Так, серед багатьох препаратів ми зосередилися на регуляторі відновлення кісткової тканини “Остеогенон”.

При морфометричному дослідженні гістологічних препаратів пошкодженої ділянки великогомілкової кістки за умов введення остеогенону на фоні несприятливої дії ендогенних та екзогенних чинників вже на перших стадіях загоєння перелому спостерігаються поліпшення стану регенерату та тенденція до розвитку позитивного впливу на більш пізніх стадіях репарації.

Гістологічно в препаратах пошкодженої кістки протягом всіх термінів дослідження, як і в попередніх експериментальних серіях, визначається велика кількість повнокровних розширених судин, значна частина судинних каналів поблизу пошкодження розширена. Спостерігається тенденція до перерозподілу крові у мікроциркуляторному руслі в бік венозного застою, підвищується проникливість судинної стінки у зоні регенерату, що зумовлює посилення процесів резорбції, але у порівнянні з гістопрепаратами регенерату кісток тварин, у яких була змодельована загальна гіпоксія і які отримували опромінення та солі важких металів, спостерігається уповільнення процесів резорбції та зменшення явищ порушень мікроциркуляції.

Так, на 7-му добу визначається незначне зменшення зони гематоми та некрозу. Показник площі хрящової тканини у порівнянні із серією, де були виявлені найбільші зміни, зменшений на 3,22%. При морфометричному вимірюванні кількості дрібнопетлястих та великопетлястих кісткових компонентів спостерігається незначне їх збільшення.

На 14-ту добу спостереження визначається збільшення об'єму новоутвореної мозолі у порівнянні із IV серією експерименту, але її розміри залишаються меншими, ніж у контролі. Дефект великогомілкової кістки заповнений волокнистою сполучною тканиною, кількість якої більша від експериментальної серії на 9,72%. На фоні порушення мікроциркуляції після введення коректора спостерігається уповільнення темпів розсмоктування гематоми та некрозу у порівнянні із контролем, але в той же час прискорюється у порівнянні із серією комбінованого впливу негативних чинників. Визначається зменшення площі хрящової тканини у порівнянні з експериментальною групою тварин на 12,1%, а також сповільнення темпів утворення дрібно- та великопетлястої кісткової тканини у порівнянні із контролем на 5,62% та на 4,24%, одночасно з цим збільшення їх кількості у порівнянні з IV серією відповідно на 1, 52% та на 2,76%.

Через три тижні дослідження у препаратах регенерату великогомілкової кістки тварин, які отримували остеогенон, спостерігається покращання всіх досліджуваних гістоморфометричних показників, їх дані наближаються до контролю. На фоні порушення судинної мікроциркуляції відбувається сповільнення розсмоктування некротичних мас. При застосуванні коректора виявлено зменшення кількості хрящової тканини порівняно із серією загальної гіпоксії, опромінення та навантаження солями важких металів відповідно на 9,27%. Визначається збільшення темпів утворення дрібнопетлястої та великопетлястої кісткової тканини, що підтверджується збільшенням відсоткової різниці між серією із моделюванням негативного впливу ендогенних і екзогенних чинників та групою із застосуванням коректора, так, вона складає відповідно 2,04% та 3,14%. На фоні корегувальної дії остеогенону визначається збільшення новоутвореної кісткової тканини порівняно з IV серією на 4,45%, хоча вона залишається малодиференційованою.

Останній термін спостереження показує позитивний вплив коректора на репаративний остеогенез великогомілкової кістки тварин, які зазнали негативного впливу як ендогенних, так і екзогенних чинників внутрішнього та зовнішнього середовищ. Дефект, як і в контрольній групі, заповнюється складним регенератом: сполучною тканиною різного ступеня зрілості, молодою гіаліновою, грубоволокнистою кістковою тканинами різного ступеня зрілості. Різниця між цими групами спостерігається тільки у незначних відмінностях морфометричних показників компонентів регенерату.

У досліджуваній ділянці можна досить чітко визначити новоутворений кортикальний шар із прилеглим до нього окістям із зовнішньої поверхні та ендостальним шаром із внутрішньої. Відмічається активізація процесу формування генеральної пластинки по зовнішній поверхні кортикального шару у порівнянні із IV серією нашого експерименту, що, у свою чергу, призводить до зрощення фрагментів за рахунок періостальних нашарувань та збільшення пластинчастої кісткової тканини, яка займає 40, 63% всієї площі дефекту, що на 4,79% більше, ніж в експериментальній групі, із моделюванням несприятливих чинників. Структури новоутвореної кісткової тканини на краях дефекту стають більш зрілими.

У компактній речовині спостерігаються різноманітні типи остеонів, які мають нерівномірні лінії склеювання. Та частина дефекту, що залишилася, заповненою пухкою кістковою тканиною, утвореною на основі енхондрального закостеніння у вигляді великопетлястої, - 24,89%, що відповідно на - 6,47% - більше, ніж в IV серії, і невеликої кількості дрібнопетлястої - 6,78% - трабекулярної кістки. Зовні новоутворена кісткова мозоль покривається тонким прошарком сполучної тканини, яка має досить розвинену за даних умов сітку кровоносних капілярів.

На 7-му добу загоєння перелому великогомілкової кістки із використанням коректора при ультраструктурному дослідженні спостерігаються низькодиференційовані остеобласти, які мають зменшені в розмірах округлі ядра із нерівномірним розподілом хроматину, який розміщується по периферії ядерного матрикса, та множинними інвагінаціями у мембрані. Гранулярний ендоплазматичний ретикулум представлений вакуолеподібними розширеними цистернами, мембрани їх пошкоджені. Пластинчастий комплекс Гольджі оточений дрібними вакуолями. Мембрани і кристи мітохондрій мають ділянки деструкцій.

Через 2 тижні дослідження в остеобластах продовжують визначатися дистрофічні явища внутрішньоклітинних органел, але вони менш виражені, ніж у серії із моделюванням гіпоксії, опромінення та навантаження солями важких металів. Внаслідок деформації клітинних компонентів у цитоплазмі відбувається накопичення ліпідних включень, відмічається просвітлення гіалоплазми мітохондрій, збільшується кількість цистерн. Ендоплазматичний ретикулум місцями має розриви мембрани.

На 3-му тижні відмічаються деструктивні зміни. Спостерігаються слабозабарвлені остеобласти із низькою функціональною активністю. Електрономікроскопічні прояви пошкодження остеобластів характеризуються зменшенням відносного обсягу мітохондрій, гранулярної ендоплазматичної сітки. Мітохондрії з лізованими зовнішніми мембранами і кристами.

Через 1 місяць після моделювання перелому та корекції деякі остеобласти мають ознаки порушення субмікроскопічної організації, що, у свою чергу, призводить до зниження темпів процесу відновлення клітин. Але за рахунок включення компенсаторно-пристосувальних механізмів відбувається підвищення процесів внутрішньоклітинної регенерації та синтезу колагену у порівнянні із IV серією експерименту.

Висновок Результати дослідження дозволяють зробити висновок, що після вживання такого коректора, як остеогенон, спостерігається зменшення негативного впливу ендогенних та екзогенних чинників внутрішнього та зовнішнього середовищ, що, у свою чергу, приводить до мінімізації деструктивно-дистрофічних змін у новоутвореній кістковій мозолі та прискорює процеси репаративної регенерації.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1 Данилов Р.К., Голобов В.Г., Одинцова М.А., Мурзабаев Х.Х. Гистологические основы регенерации тканей опорно-двигательного аппарата // Ортопедия, травматология и протезирование. - 2000. - № 2. - С. 102.

2 Дедух Н.В., Дурсунов А.М., Малышкина С.В. Регенерация костного дефекта при введении животным препарата остеогенон // Ортопедия, травматология и протезирование. - 2004. - №2. - С. 40-45.

3 Докторов А.А., Денисов-Никольский Ю.И. Морфофункциональные корреляции структуры костных клеток и подлежащего матрикса в развивающейся кости // Арх. Анатомии, гистологии и эмбриологии. - 1991. - Т.100, № 1.- С. 68 - 74.

4 Дурсунов А.М. Регенерация костной раны при лечении животных препаратом остеогенон // Український медичний альманах. - 2002. - Т.5, №1. - С. 52-56.

5 Сикора В.З., Каваре В.И., Ткач Г.Ф. Ультраструктурные изменения репаративного остеогенеза длинных трубчатых костей под действием ионизирующей радиации в малых дозах // Вісник Сумського державного університету.- 2002.- №8 (41).- С. 28-33.

6 Ястребов А.П., Осипенко А.В. Система крови и регенерация костной ткани. - Свердловск: Изд-во Урал. Ун-та, 1990. - 124 с.

7 Ballabriga A. Morphological and physiological changes during growth: an update // Eur. J. Clin. Nutr. - 2000. - Vol. 54, Suppl. 1. - S.1 - 6.

8 Factors regulating bone maturity and strength in poultry / N.C. Rath, G.R. Huff, W.E. Huff, J.M. Balog // Poult. Sci. - 2000. - № 79 (7). - P.1024-103.

Размещено на Allbest.ru