МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я УКРАЇНИ

ОДЕСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Шнайдер Станіслав Аркадійович

УДК 539.166: 616 – 007/616.716.85

Патофізіологічні механізми атрофії альвеолярних

відростків різного походження У РІЗНОВІКОВИХ щурів

14.03.04 – патологічна фізіологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Одеса 2002

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Одеському державному медичному університеті МОЗ України

Науковий керівник: доктор біологічних наук, професор

Напханюк Володимир Клеонтійович,

Одеський державний медичний

університет МОЗ України, завідувач кафедри гістології,

ембріології та цитології

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, професор, з.д.н.т. України Гоженко Анатолій Іванович,

Одеський державний медичний університет МОЗ України, завідувач кафедри загальної та клінічної патофізіології

доктор медичних наук, доцент Роговий Юрій Євгенович,

Буковинська державна медична академія МОЗ України, професор кафедри патологічної фізіології

Провідна установа:

Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця, відділ по вивченню гіпоксичних станів, НАН України, м. Київ

Захист дисертації відбудеться 26 лютого 2002 року о ___ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.600.01 при Одеському державному медичному університеті (65026, м. Одеса, пров. Валіховський, 2).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Одеського державного медичного університету (65026, м. Одеса, пров. Валіховський, 3).

Автореферат розісланий 21.01.2002 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

к. мед. н. Соболєв Р.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Однією із актуальних проблем сучасної медичної науки є дослідження комплексу патофізіологічних зрушень, які виникають в організмі людей та тварин, що підпали зовнішньому та інкорпорованому ?-опроміненню внаслідок аварії на ЧАЕС. Важливим є і те, що навіть у випадку виходу цих людей із зони жорсткого контролю до відносно чистих областей не спостерігається відновлення здоров'я до фізіологічного рівня (Барабой В.В., 1996; Барьяхтар В.Г., 1995). Більш того, з часом через роки після роботи по ліквідації аварії на ЧАЕС, стан здоров'я ліквідаторів продовжує погіршуватись. Первинні функціональні зміни, що виникли у більшості випадків, сприяють виникненню серйозних органічних патологій (Барабой В.А., Ялкут С.І., 1994; Ейдус Л.Х., 1994). Відомо, що внаслідок тривалої дії ?-іонізуючої радіації відзначаються яскраво виражені зрушення у ротовій порожнині і зокрема ураження твердих тканин зубів (Коваленко О.М. 1999; Велигоря І.Є., 1999) та набули широкого поширення захворювання, що призводять до втрати зубів (Прохорончуков А.А. та інші, 1999). З іншого боку втрата зубів викликає прогресуючу атрофію альвеолярних відростків щелепного апарата. На думку деяких авторів це обумовлено тим, що внаслідок втрати зубів зменшується навантаження на кістки щелепи і як наслідок цього у них виникають незворотні процеси (Петрович Ю.А., 1988; Терешина Т.П., 1996). Таке явище отримало назву “атрофії кісткової тканини від бездіяльності”.

Така ситуація складає визначенні труднощі при вирішенні питань раціонального та повноцінного відновлення функціонального стану зубощелепної системи, що природньо, у подальшому несприятливо відбивається на загально-соматичному та психологічному самопочутті хворих. Але, незважаючи на важливе значення цієї проблеми для практичної стоматології у сучасній літературі існує незначна кількість даних про особливості мінерального обміну та його вплив на розвиток остеопатій у кісткових тканинах зубо-щелепної області у осіб, які постраждали внаслідок аварії на ЧАЕС (Велигоря І.Є., 1999; Волков С.М., 1996). Не з'ясованими також являються механізми розвитку інволюційних змін у кістках щелепи за умов тривалої дії тотального g-опромінення у низьких дозах.

Отже, висока питома вага, яку останнім часом займає пародонтоз серед патологій зубо-щелепного апарату та його постійне зростання і особливо у осіб, що підлягли тривалому впливові низько інтенсивного g-опромінення, доводять доцільність досліджень патофізіологічних механізмів розвитку остеопатій в опроміненому організмі. Встановлення механізмів розвитку остеопатій кісткових тканин щелеп можуть бути основою для розробки нових підходів у профілактиці та лікуванні цієї патології, що має велике значення не тільки для теоретичної, але і для практичної медицини.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана відповідно до плану науково-дослідних робіт Одеського державного медичного університету і є фрагментом теми “Розробка шляхів направленої регуляції метаболічних процесів в поколіннях опромінених тварин” (№ держреєстрації 0196U017677). Дисертант є співвиконавцем цієї теми.

Мета і задачі дослідження. Метою роботи було виявлення патофізіологічних механізмів, що лежать в основі змін мінерального обміну в організмі щурів при старінні, встановлення зрушень метаболічних процесів у кістці нижньої щелепи за умов остеопатій та з'ясування особливостей впливу на їх розвиток тривалого g-опромінення у низьких дозах.

Для досягнення цієї мети були поставлені задачі:

1. Дослідити особливості функціонального стану системи ПОЛ-АОС та її взаємозв'язок з мінеральним обміном у крові та кістці нижньої щелепи за умов фізіологічного старіння організму.

2. Визначити динаміку змін інтенсивності включення радіоактивного фосфору, кальцію, цитрату, сульфату та проліну до кісткової тканини нижньої щелепи у різновікових тварин за умов деафферентації правого нижнього альвеолярного нерва.

3. Вивчити процеси мінералізації у кістці нижньої щелепи різновікових груп щурів після вилучення з неї зубів.

4. Встановити особливості перебігу процесів мінералізації у кістці нижньої щелепи щурів різного віку, що підлягали тривалому тотальному g-опроміненню у сумарній дозі 1,0 Гр.

5. Дослідити особливості перебігу процесів мінералізації у кістці нижньої щелепи різновікових опромінених щурів після перерізки правого нижнього альвеолярного нерва та вилучення з неї зубів.

Об'єкт дослідження – остеопатія альвеолярних відростків різного генезу на фоні тривалого g-опромінення у низьких дозах.

Предмет дослідження – мінеральний обмін та стан системи ПОЛ-АОС опромінених щурів різного віку.

Методи дослідження – біофізичні, біохімічні, статистичні.

Наукова новизна отриманих результатів. На підставі проведених комплексних досліджень вперше встановлено, що у процесі старіння щурів накопичення продуктів ПОЛ і зниження функціональної спроможності АОС у периферійній крові супроводжується гальмуванням мінералізація кістки нижньої щелепи. Вперше встановлено, що тривалий вплив тотального g-опромінення у дозі 1,0 Гр викликає зниження включення мічених кальцію, фосфору, цитрату, сульфату та проліну посилюючи вірогідність виникнення пародонтозу та втрати зубів у тварин старшого віку. Вперше визначено, що після перерізки правого нижнього альвеолярного нерва і вилучення зубів з правої половини нижньої щелепи у щурят та молодих щурів спостерігається у перші дні різке посилення інтенсивності включення мічених сполук. У щурів старшого віку спостерігається гальмування цих процесів. Вперше з'ясовано, що після перерізки нерва та вилучення зубів у опромінених щурів регенеративні процеси у кістці щелепи відбуваються значно повільніше ніж у неопромінених.

Практичне значення одержаних результатів. Практичне значення дисертаційної роботи полягає у тому, що розкриті раніше невідомі патогенетичні механізми розвитку остеопатій у опроміненому організмі. Встановлені основні закономірності порушень мінерального обміну після перерізки нерва та вилучення зубів у різновікових як неопромінених так і опромінених тварин. Отримані результати можуть бути використаними у стоматології для вирішення питань профілактики та лікування остеопорозів зубо-щелепної системи. Результати досліджень можуть бути корисними у практичній діяльності лікарів-стоматологів різних спеціалізацій.

Теоретичні положення дисертації втілені до лекційного курсу та практичних занять для студентів стоматологів на кафедрах гістології, ембріології та цитології, патологічної фізіології, медичної хімії та ортопедичної стоматології Одеського державного медичного університету.

Особистий внесок здобувача полягає у інформаційному пошуку та аналізі літературних джерел, розробці методик дослідження, плануванні, самостійному проведені досліджень, узагальненні етапів і результатів дисертаційної роботи та оформлені дисертації.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації були викладені на наукових конференціях молодих вчених та спеціалістів (Одеса, 1999-2000), на засіданнях обласного відділення Українського товариства стоматологів (Одеса, 2000), обласного відділення Українського товариства АГЕТ, на 70-й підсумковій конференції студентів та молодих вчених ОДМУ квітень 2001 р. (Одеса), на VI Міжнародній науково-практичній конференції “Сучасні досягнення валеології та спортивної медицини” (Одеса, 2000), на VII Міжнародній науково-практичній конференції “ Сучасні досягнення валеології та спортивної медицини ” (Одеса, 2001)

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 8 наукових праць, з них 5 статей у фахових журналах та 3 у збірниках конференцій.

Обсяг і структура дисертації. Дисертаційна робота викладена на 177 сторінках машинопису і складається із вступу, огляду літератури, матеріалів та методів досліджень, висновків та літератури, що включає 73 джерела вітчизняних та 128 зарубіжних авторів. Дисертація ілюстрована 36 таблицями.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали та методи дослідження. Експериментальні дослідження проведені на 680 білих щурах-самцях лінії Вістар віком 1, 3, 6 та 15 місяців, маса яких коливалась від 120 до 300 г. Тварин утримували на звичайному раціоні в стандартних умовах віварію.

Остеопатію відтворювали на слідуючих групах тварин: 1) після деафферентації 2) після вилучення зубів 3) після тривалої дії ?-опромінення у дозі 1,0 Гр, 4) після деафферентації та вилучення зубів у ?-опромінених тварин. Окрему групу склали тварини, в яких вивчали стан неспецифічної резистентності організму і мінеральний обмін у процесі фізіологічного старіння. Кожній групі тварин відповідав одновіковий контроль.

До експерименту тварин брали через 24, 48 годин та на 3, 15 і 30 добу після впливу негативних факторів.

Експериментальних тварин піддавали тотальному g-опроміненню на телегамматерапевтичній установці “Агат” 60Со при слідуючих технічних умовах: Ра=107 рад/хв, поле 20х20 см, ВПД=75 см, СОД=1,0 Гр, разова доза 0,1 Гр, час експозиції 6 секунд, кількість повторностей 10 через 72 години.

Правий нижній альвеолярний нерв пересікали через тонку кортикальну пластинку правої половини кістки нижньої щелепи за допомогою бормашини з кулеподібним бором №1. Вилучення зубів проводили на правій половині нижньої щелепи. Всі операції проводили з використанням фенобарбіталового наркозу. Об'єктом досліджень була кісткова тканина нижньої щелепи, плазма та сироватка крові. У кістковій тканині нижньої щелепи експериментальних тварин визначали включення [3-14С]-цитрату (Петрович Ю.А., Скляр В.Є та інші, 1987). Інтенсивність включення 14С-проліну до кісткової тканини визначали за методом описаним Леонтьєвим В.К. та співавторами (1986), включення 35S-сульфату визначали з використанням методики описаної Петрович Ю.А. та співавторами (1977). Активність включення до кісткової тканини 32Р і 45Са визначали в одному препараті (Озрина Р.Д., Петрович Ю.А. та інші, 1982). У сироватці крові експериментальних тварин визначали кількість сумарних глікозаміногліканів (Шараєв П.І., Пишнов В.М., та ін., 1990), вміст дієнових кон'югатів (Стальна І.Д. 1977), вміст малонового диальдегіду (Стальна І.Д., Гаришвілі Т.Г., 1977).

Активність супероксиддисмутази (СОД) у сироватці крові визначали за здібністю ферменту інгібувати реакцію відновлення нітросинього тетразолію супероксиданіонрадикалом (Frid K., 1975). Вміст кальцію та фосфору у сироватці крові щурів визначали за методом описаним Леонтьєвим В.К. та співавторами (1986). На підставі отриманих результатів вмісту кальцію і фосфору розраховували показники кальцій-фосфорного співвідношення (Леонтьєв В.К., Петрович Ю.Н., 1986). У плазмі крові проводили визначення активності гіалуронідази – ферменту, що каталізує розщеплення гіалуронової кислоти (Азаренок К.С. Генералов І.І., 1994).

Отримані результати досліджень були опрацьовані методом статистичної обробки з використанням стандартних пакетів програм “Primer Biostatistics” Sigma Start (США, 1994).

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Дослідження патофізіологічних механізмів, що лежать в основі розвитку атрофій альвеолярних відростків зубо-щелепної системи не є можливим без з'ясування метаболічних зрушень не тільки у кістковій тканині, але і у цілому організмі. Найбільше поширеними формами атрофій альвеолярних відростків є інволюційна та остеопатії, що викликані вилученням зубів і травматичними пошкодженнями щелеп (Гаврилов Е.І.. 1989; Іванніков В.І., 1992; Корольов М.Д., 1989).

У процесі онтогенезу в організмі тварин та людини спостерігаються адаптивні перебудови метаболічних процесів, які також торкаються, зокрема, і кісткових тканин. З метою з'ясування взаємозв'язку метаболічних перебудов у організмі і кістковій тканині у процесі старіння нами були проведені дослідження стану процесів ПОЛ та активність ферментів АОС. В результаті проведених досліджень було з'ясовано, що вміст дієнових кон'югатів та малонового диальдегіду у сироватці крові з віком тварин зростає. При цьому необхідно підкреслити, що найбільш інтенсивно їх кількість збільшується в період статевого дозрівання з першого по третій місяць і самий високий вміст відзначається у п'ятнадцятимісячних щурів. Характерною особливістю також являється те, що накопичення малонового диальдегіду є більшим ніж дієнових кон'югатів. Це явище є свідченням того, що зі старінням організму переважає процес утворення проміжних продуктів ПОЛ.

Дослідження активності ключового ферменту антиоксидантної системи супероксиддисмутази показали, що її активність у сироватці крові має суттєві відмінності у різних за віком щурів, але якщо вміст продуктів ПОЛ зростає з віком, то у цьому випадку спостерігаються різнонаправлені зміни. Спочатку відзначається посилення активності СОД у трьохмісячних тварин порівняно з одномісячними на 14,8% (Р<0,05), а потім починаючи з шестимісячного віку відбувається різке падіння його активності. Для з'ясування співвідношення функціонального стану АОС з інтенсивністю процесів ПОЛ нами проведені розрахунки коефіцієнтів між активністю СОД і вмістом початкового продукту ПОЛ – дієнових кон'югатів. Внаслідок таких розрахунків було з'ясовано, що самий високий коефіцієнт у одномісячних і самий низький у п'ятнадцятимісячних щурів. Наведені результати досліджень є свідченням того, що з віком тварин відзначається зниження не тільки функціональної спроможності, але і буферної ємкості антиоксидантної системи захисту. Зазначене посилення активності супероксиддисмутази у трьохмісячних тварин порівняно з одномісячними на фоні майже двохкратного підвищення вмісту дієнових кон'югатів та існуючі літературні дані (Коган А.Х., Кудрин А.І., Ніколаєв С.М., 1996) дозволяє висловити припущення про те, що у періоді статевого дозрівання функціональне співвідношення між ПОЛ та АОС переходить на новий стаціонарний рівень і відповідає тим гормональним перебудовам, що відбуваються у організмі тварин. Можливо, що такі зрушення рівноваги у системі ПОЛ-АОС є одним із пускових механізмів інволюційних змін як в організмі у цілому, так і в окремих його системах у тому числі і у кістковій тканині. Характеристика інволюційних змін метаболізму у кістковій тканині неможлива без з'ясування особливостей мінерального обміну на різних етапах постнатального розвитку. Так, в період від одного місяця до трьох вміст кальцію збільшується на 27,3% (Р<0,05), а фосфору на - 34,3% (Р<0,05); від трьох до шести, кальцію на - 28,6% (Р<0,05), фосфору на –28,95% (Р<0,05) і від шести до п'ятнадцяти місяців кальцію на –38,96% (Р<0,05), фосфору на –34,69% (Р<0,05). Аналіз проведених досліджень показує також, що у періоді статевого дозрівання (1-3 місяці) вміст фосфору є самим високим, а кальцію у період статевої зрілості (3-6 місяців). Досить показовими у плані характеристики мінерального обміну у різновікових тварин були розрахунки співвідношення Са/Р. Внаслідок цих розрахунків встановлено, що починаючи з шостого місяця життя тварин відбувається зниження цього коефіцієнту з максимальними змінами на п'ятнадцятий місяць. З'ясована закономірність та існуючі уявлення (Петрович Ю.А., Скляр В.Е., 1987; Петрович Ю.А., 1995; Нікітін В.Н., Перский Є.Е та інші, 1987 ) про особливості інволюційних змін у кістковій тканині дозволяють нам зробити припущення про те, що з віком у піддослідних тварин відбувається поступове порушення балансу між процесами ремінералізації та демінералізації. Дослідження активності гіалуронідази у плазмі крові різновікових груп щурів виявили значні зміни. Суть виявлених змін полягає у тому, що з віком відбувається поступове посилення активності ферменту. Найбільш інтенсивно посилюється активність гіалуронідази в період з першого по шостий місяць. У зв'язку з цим досить інформативними були результати дослідження вмісту у сироватці крові сумарних глікозаміногліканів. В результаті цих досліджень встановлено, що на протязі перших трьох місяців вміст глікозаміногліканів зростає на 52,09% (Р<0,05), на протязі других трьох місяців на 19,25% і після цього спостерігається (15 місяців) різке зниження. Ці факти та існуючі дані (Borooach К., Leaback D.H., 1991) наводять на думку про те, що у кісткових тканинах спостерігаються інволюційні зміни не тільки неорганічного, але і органічного остова.

Комплексні дослідження взаємовідносин ПОЛ-АОС вмісту кальцію, фосфору, активності гіалуронідази, сумарних глікозаміногліканів у крові та включення 32Р, 45Са, цитрату, сульфату та проліну до кісткової тканини нижньої щелепи і співставлення їх з існуючими літературними даним (Касавина Б.С., Торбенко В.Т., 1989; Насонов Є.Л., 1997) дозволяє зробити узагальнення, що з віком у тканині кістки щелепи відбуваються незворотні зміни метаболізму. Пусковим механізмом цих процесів на наш погляд є зсунення рівноваги у системі ПОЛ-АОС вліво за рахунок зниження активності антиоксидантних ферментів. А як відомо (Поворознюк В.В., 1998) надмірне накопичення кисеньреактивних інтермедіатів в організмі сприяє посиленню резобтивних процесів у кісткових тканинах.

Однією із моделей пародонтозу є порушення інервації щелепних кісток (Слуцький В.П., 1997). У зв'язку з цим були проведені дослідження особливостей включення 32Р, 45Са, цитрату, сульфату та проліну на протязі 30 діб після перерізки правого нижнього альвеолярного нерву у різних за віком щурів. В результаті проведених досліджень встановлено, що у одномісячних щурят після денервації інтенсивність включення фосфату до кісткової тканини є вірогідно вищою за показники одновікового контролю на протязі 30 діб після операції. При цьому необхідно відзначити, що у динаміці експерименту у здорових одномісячних тварин обмін фосфату проявляє тенденцію до зниження. У трьох- та шестимісячних тварин включення 32Р до кісткової тканини на п'ятнадцяту добу після операції гальмується, а на тридцяту посилюється і досягає рівня здорових одновікових тварин. У здорових одновікових тварин з 15 доби від початку експерименту спостерігається вірогідне зниження процесу включення фосфору до кістки правої нижньої щелепи. Найбільш суттєвого пригнічення зазнає включення 32Р до кісткової тканини п'ятнадцятимісячних тварин, яким перерізали альвеолярний нерв. Деафферентація викликає не однозначні за глибиною та направленістю також зміни включення 45Са до кістки щелепи у різних за віком тварин. Глибина та напрямок визначається віком тварин та терміном, що пройшов від моменту операції. Співставляючи отримані нами результати зрушень включення 32Р та 45Са до кістки правої частини нижньої щелепи щурів різного віку після деафферентації з існуючими літературними даними (Петрович Ю.А., Скляр В.Е., 1987) ми зробили припущення, що внаслідок деафферентації відбувається посилення інволюційних змін у кістковій тканині і розвивається остеопатія.

Аналіз отриманих результатів досліджень та порівняня їх з існуючими літературними відомостями (Герасимов А.М., Фурцева Л.Н., 1986; Петрович Ю.А., та інш., 1987) свідчить про те, що деафферентація приводить до глибоких та різнонаправлених зрушень як процесів мінералізації, так і утворення органічного матриксу кістки нижньої щелепи на стороні ураження. Виявлені розбіжності у обміні досліджених мічених сполук, можливо, є одним із механізмів розвитку остеопатії альвеолярних відростків нижньої щелепи. При цьому після деафферентації у щурят відзначається посилення включення 32Р, 45Са та проліну, що є свідченням більш швидкого дозрівання кристалів гідроксиапатиту (Делмас П.Ф., 1995), ніж у трьохмісячних і особливо шести- та п'ятнадцятимісячних щурів.

Відомо (Каливарджиян Е.С., 1996.), що вилучення зубів являється також однією із причин розвитку атрофії альвеолярних відростків нижньої щелепи. Проведені дослідження включення та обміну мічених фосфору, кальцію, цитрату, сульфату та проліну до кістки щелепи після вилучення зубів у різних за віком тварин показують, що їх зміни носять досить виразний характер, і їх глибина знаходиться у залежності від віку тварин та терміну, що пройшов після операції. Включення 32Р до кістки нижньої щелепи після вилучення з неї зубів у одномісячних щурят за весь період досліджень є вищим за одновіковий контроль. Аналогічні показники виявлені і у трьохмісячних тварин за виключенням п'ятнадцятої та тридцятої доби, де інтенсивність включення 32Р знаходиться на рівні одновікового контролю. У шести та п'ятнадцятимісячних щурів, починаючи з третьої доби після вилучення зубів включення 32Р різко пригнічується. Це є свідченням того, що обмеження навантаження на щелепу, із якої вилучили зуби призводить до глибоких зрушень включення фосфору до її кістки, що може бути причиною виникнення остеопатії. Особливо така загроза є досить вірогідною у щурів старшого віку. Для уточнення цих механізмів нами були проведені дослідження включення 45Са, цитрату, сульфату та проліну.

Дослідження включення 45Са до кістки нижньої щелепи після вилучення з неї зубів показує, що у одномісячних та трьохмісячних щурів спочатку спостерігається посилення цього процесу, а потім він гальмується але навіть на 30 добу є вірогідно вищим за показники одновікового контролю. У шестимісячних тварин на початок експерименту включення кальцію знаходиться на рівні контрольних показників, потім на другу добу вірогідно посилюється і після чого різко гальмується. На відміну від цього у п'ятнадцятимісячних тварин включення 45Са на всіх етапах дослідження є вірогідно нижчим ніж у одновікових контрольних тварин, виключення складають показники другої доби де цей процес знаходиться на рівні контролю.

Враховуючи існуючі літературні відомості (Каливарджиян Е.С., 1996; Іванов В.С., 1998; Канканян А.П., Леонтьев В.К., 1998), що до особливостей метаболічних зрушень у кістках за умов патологічних станів та результати наших досліджень ми дійшли до висновку, що зниження включення і обміну кальцію та фосфору у старих щурів порівняно з молодими відіграє суттєву роль у гальмуванні регенеративних процесів.

Включення цитрату до кістки нижньої щелепи після вилучення зубів у одно та трьохмісячних тварин, починаючи з першої по другу добу зростає відносно контролю, а на третю спостерігається деяке зниження інтенсивності цього процесу, але воно залишається вищим ніж у здорових тварин. На п'ятнадцяту добу інтенсивність включення цитрату є вірогідно нижчим за контроль, а на тридцяту посилюється і досягає фізіологічних показників. У шестимісячних тварин у перші дві доби включення цитрату є також вищим за контроль, але починаючи з тридцятої доби воно поступово знижується. Для п'ятнадцятимісячних тварин характерним є те, що на протязі всього експерименту включення цитрату після вилучення зубів є вірогідно нижчим за показники контролю. Виключення складає тільки друга доба, де включення цитрату є вищими ніж на першу добу і відповідає рівню контролю. Гальмування процесів включення та обміну цитратів, погіршує мінералізацію. Відомо (Делмас П.Ф., 1995), що при рахіті кістки бідніють на цитрат і одночасно демінералізуються, а ремінералізуються вони швидше при одночасному введені вітаміну Д та цитрату ніж при одній вітамінотерапії.

Таким чином наведені результати досліджень та існуючі літературні дані (Іваніков В.І., 1992; Канканян А.Г., 1998) є переконливим доказом того, що вилучення зубів приводить до стійких зрушень метаболізму у кістковій тканині нижньої щелепи на стороні операції, наслідком яких є посилення деструктивних змін у неорганічному та органічному остові кісткової тканини. Встановлені відмінності у обміні досліджених мічених сполук у щурят та дорослих тварин різного віку розкривають механізми гальмування регенерації кісткової тканини у старих тварин після травм зубо-щелепної системи різного генезу.

Відомо, що одним із механізмів розвитку інволюційних змін у кістковій тканині є надмірне накопичення кисеньактивних сполук, які спроможні викликати модифікацію процесів остеогенезу (Коваленко А.М., 1995; Насонов Є.Л., 1997). Останні обставини мають особливе значення у зв'язку з аварією на Чорнобильській АЕС, так як відомо, що серед жителів районів жорсткого радіаційного контролю останнім часом спостерігається ріст такого захворювання як пародонтоз, що призводить до атрофії альвеолярних відростків та до втрати зубів (Волков С.М., 1996; Велигоря І.Є., 1999). На підставі вищезгаданого дослідження особливостей мінералізації кісткових тканин за умов тривалого g-опромінення мають виключно важливе значення для теоретичної та практичної медицини.

На підставі проведених досліджень та аналізу існуючих літературних даних (Волков С.М., 1996; Коваленко О.М., 1996; 1997) ми дійшли до висновку про те, що іонізуюча радіація у низьких дозах при тривалій дії призводить до глибоких та стійких порушень процесів мінералізації кісткової тканини. Одним із пускових механізмів є надмірне накопичення кисеньреактивних сполук у крові, які викликають модифікацію регуляторних систем організму на всіх рівнях його організації прискорюючи інволюційні процеси.

Не менший інтерес представляють результати дослідження процесів репарації кістки нижньої щелепи у різновікових опромінених щурів після деафферентації, це обумовлено тим, що однією із моделей є саме ця операція. В результаті проведених досліджень встановлено (Рис. 1.), що через 24 години після перерізки правого нижнього альвеолярного нерва у опромінених одномісячних тварин інтенсивність включення до кістки нижньої щелепи тієї сторони 32Р, 45Са вірогідно посилюється відносно одновікового контролю і в той же час є нижчим ніж у тварин, яким до перерізки нерва не проводили опромінення. Включення сульфату також посилюється відносно одновікових здорових щурят на 35,6% (Р<0,05), а включення цитрату у цей час є вірогідно нижчим за останній. Зазначені показники є нижчими ніж у прооперованих не опромінених тварин і вищими за аналогічні у опромінених не прооперованих щурят. У подальшому на другу добу після перерізки нерва у одномісячних опромінених щурят включення 45Са посилюється, як відносно попередніх показників, так і стосовно контролю, а 32Р залишається на рівні фізіологічних показників. Характерно, що на даному етапі досліджень включення цитрату посилюється відносно попередніх показників і досягає контролю, а сульфату знижується також до рівня останнього. Починаючи з третьої доби, різнонаправленність змін включення усіх чотирьох мічених елементів наростає, досягаючи максимуму на тридцяту добу. Отже, тривале g-опромінення викликає порушення процесів регенерації після перерізки нерва у кістковій тканині нижньої щелепи одномісячних тварин. Очевидно, таке явище обумовлюється дестабілізацією метаболізму у всьому організмі внаслідок дії тривалого g-опромінення (Барабой В.А., 1996). Підтвердженням цього є результати дослідження включення та обміну чотирьох мічених елементів після перерізки нерва у трьох- та шестимісячних опромінених щурів, які показують, що з віком дестабілізація мінерального обміну наростає. Особливо значних змін зазнає метаболізм кістки нижньої щелепи після перерізки нижнього правого альвеолярного нерва у п'тнадцятимісячних опромінених щурів. У цій групі тварин відзначається глибоке пригнічення включення та обміну усіх досліджених мічених елементів. Отже, тривале ?-опромінення індукує інволюційні зміни у кістковій тканині нижньої щелепи, крім того зменшення жувального навантаження, внаслідок перерізки нерва на тій же стороні, потенціює її дію. Той факт, що однією з причин пригнічення процесів утворення неорганічного та органічного остова є обмеження фізіологічного навантаження встановлено дослідженнями інших авторів (Канкапян А.П., 1998; Каливарджиян Е.С., 1999) З'ясовано також, що при гальмуванні процесів формування кісткової тканини внаслідок обмеження навантаження зменшується вміст у плазмі кров і гідроксивітаміна D. А згідно даних робіт інших авторів (Baylink D.J., 1993; Chan Y., 1993; Hahn T.J., 1999) при умові зниження вмісту вітаміну D відбувається формування зміненого колагену.

Останнє підтверджується нашими даними щодо пригнічення включення проліну до кісткової тканини нижньої щелепи.

Отже, у опроміненому організмі після перерізки альвеолярного нерва відбувається дезінтеграція метаболічних процесів у кістковій тканині нижньої щелепи і вона посилюється з віком. Отримані дані експериментальних досліджень безумовно мають суттєве значення для розуміння механізмів розвитку остеопатії альвеолярних відростків не тільки за умов перерізки альвеолярного нерва, але і у процесі старіння організму і за умов дії g-опромінення.

Після вилучення зубів у опромінених тварин різного віку спостерігається подібна динаміка зрушень включення мічених сполук до кісткової тканини правої частини нижньої щелепи, як і у тварин після перерізки правого нижнього альвеолярного нерва. Але існують відмінності між окремими показниками і, особливо, це стосується одно- та трьохмісячних щурів. У цій групі тварин інтенсивність включення 32Р перші дві доби після вилучення зубів (Рис.2), або знаходиться на рівні контролю, або є нижчим за нього, а починаючи з третьої доби експерименту у одномісячних тварин цей процес зростає, у трьохмісячних з п'ятнадцятої доби. Включення 45Са до кістки щелепи опромінених одномісячних щурят на протязі всього періоду після вилучення зубів є вищим за контроль, в той час як у трьохмісячних на п'ятнадцяту добу є нижчим. У цих тварин у перші дві доби спостерігається посилення включення цитрату, яке потім різко гальмується. Подібні зміни зазнає включення та обмін сульфату. Для шестимісячних опромінених тварин у всі терміни після вилучення зубів включення 32Р є значно нижчим за контроль і до його рівня не відновлюється, а кальцію є вищим за нього тільки на другу добу. Досить значних змін зазнає також і включення цитрату та сульфату, починаючи з третьої доби включення їх до кістки щелепи різко гальмується. Найбільш глибоких змін зазнають процеси включення до кістки правої нижньої щелепи усіх мічених сполук після вилучення зубів у п'ятнадцятимісячних опромінених щурів.

Таким чином, у опроміненому організмі процеси відновлення кісткової тканини досить суттєво гальмуються і особливо у тварин старшого віку. Не викликає сумнівів також, що остеопатія, що виникає внаслідок старіння та після дії травматичних факторів у опроміненому організмі перебігає по типу остеопорозу що підтверджують результати наших досліджень та існуючі літературні дані (Велигоря І.Є., 1999; Волков С.М., 1996; Гелюнов В.В., 1994) тому, що остеопороз супроводжується не тільки змінами мінерального обміну але і органічного матриксу. Отже, не дивлячись на деякі відмінності механізмів вікових, радіаційних та посттравматичних змін кісткової тканини між цими процесами відзначаються подібні елементи.

Важливим є той факт, що в опроміненому організмі репаративні процеси перебігають значно повільніше і супроводжуються більш глибокими деструктивними змінами кісткової тканини нижньої щелепи на стороні травми.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі що виявляється у розкритті патологічних механізмів атрофії альвеолярних відростків зубо-щелепної області як за умов фізіологічного старіння організму, так і за умов вилучення зубів та травми альвеолярного нерва за звичайних умов життєдіяльності та після тривалого впливу ?-опромінення у низьких дозах. На підставі проведених досліджень вперше розкриті особливості порушень процесів мінералізації кістки нижньої щелепи у різних за віком щурів та визначена їх роль у патогенезі атрофії альвеолярних відростків. Отримані результати мають істотне значення для розробки засобів профілактики та лікування цієї патології.

1. Процес старіння організму супроводжується накопиченням початкових та проміжних продуктів ПОЛ і зниженням функціональної спроможності АОС у крові щурів. Цим змінам відповідають зрушення вмісту кальцію і фосфору у сироватці крові, зниження коефіцієнту співвідношення Са/Р, посилення активності гіалуронідази та підвищення кількості сумарних глікозаміногліканів у крові.

2. У кістковій тканині нижньої щелепи щурів у процесі старіння організму спостерігається поступове гальмування включення до неї 32Р, 45Са, цитрату, сульфату та проліну, що є свідченням інволюційних зрушень як у неорганічному, так і органічному матриксі кістки та розвитку у ній вікової остеопатії

3. Деафферентація призводить до глибоких та різнонаправлених зрушень як процесів мінералізації, так і утворення органічного матриксу у кістці нижньої щелепи на боці ураження. Виявлені відмінності обміну досліджених мічених сполук у одномісячних щурят, різних вікових групах дорослих щурів та їх зміни у динаміці експерименту розкривають один із механізмів гальмування регенерації кістки щелепи при її переломі який завжди супроводжується пошкодженням альвеолярного нерва.

4. Вилучення зубів викликає фазові і неоднозначні по направленості зміни інтенсивності включення 32Р, 45Са, цитрату, сульфату та проліну до кістки нижньої щелепи на стороні операції. Виразність та направленість виявлених змін визначається віком тварин та терміном що пройшов від моменту операції. Різниця включення та обміну досліджених мічених сполук як у динаміці експерименту, так і різних за віком тварин розкриває механізми атрофічних процесів альвеолярних відростків не тільки після вилучення зубів, але і в інволюційному аспекті.

5. Тривале g-опромінення у дозі 1,0 Гр призводить до збільшення вмісту кальцію, фосфору та посилює активність гіалуронідази у крові щурів усіх вікових групах тварин. Разом з цим у кістці правої половини щелепи гальмується інтенсивність включення 32Р, 45Са, [3-14С]-цитрату, сульфату та проліну. Виразність змін знаходиться у прямій залежності від терміну, що пройшов по завершенні дії радіаційного фактору у кожній групі та віку тварин. Особливих змін зазнають процеси включення цитрату, сульфату та проліну. Означене показує на те, що тривале g-опромінення посилює інволюційні зміни у кістковій тканині і особливо це торкається органічного її матриксу.

6. Деафферентація правого нижнього альвеолярного нерва у опромінених щурів різного віку супроводжується гальмуванням включення мічених сполук до кістки щелепи тієї ж сторони. При цьому у одно- і трьохмісячних тварин включення мічених сполук зменшується порівняно з аналогічними показниками не опромінених прооперованих тварин, а у шести- та п'ятнадцятимісячних і стосовно одновікового контролю. Зазначені зміни є свідченням зниження репаративних процесів у кістці щелепи після її денервації.

7. У радіаційно ураженому організмі щурів різного віку після вилучення зубів спостерігається різке пригнічення процесів мінералізації кістки нижньої щелепи як по відношенню до показників неопромінених щурів, так і стосовно одновікового контролю.

8. У процесі онтогенезу в організмі тварин спостерігаються незворотні зміни метаболізму, що призводить до ослаблення регенерації як неорганічного, так і органічного матриксу кісткової тканини. Травми нижньої щелепи супроводжуються посиленням включення мічених сполук до кістки нижньої щелепи у молодих тварин і ослаблення цих процесів у старих щурів. Тривалий вплив тотального g-опромінення посилює інволюційні процеси у кістці, як у молодих так і у старих щурів та гальмує репаративне відновлення її структури після травми. Різниця включення та обміну 32Р, 45Са, цитрату та сульфату між молодими та старими тваринами в інволюційному аспекті є однією із причин більш частого виникнення пародонтозу у старшому віці.

ПЕРЕЛІК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Шнайдер С.А., Напханюк В.К. Вплив хронічного g-опромінення на процеси інволюційної остеопатії кісткової тканини нижньої щелепи щурів // Вісник стоматології. – 2000. – №2. – С.11-12.

2. Шнайдер С.А., Напханюк В.К. Особенности обмена фосфора в костной ткани нижней челюсти крыс после хронического облучения // Вісник морської медицини.-2000.-№2.-С. 112-114.

3. Шнайдер С.А., Напханюк В.К. Активність гіалуронідази плазми крові щурів різного віку за умов g-опромінення // Вісник стоматології. – 2000. – №3. – С.4-5.

4. Шнайдер С.А., Напханюк В.К. Обмен пролина в костной ткани нижней челюсти крыс после хронического g-облучения в низких дозах // Вісник морської медицини. – 2001. - №1. – С.- 128-130.

5. Шнайдер С.А., Напханюк В.К. Вплив хронічного g-опромінення у низьких дозах на показники мінерального обміну крові щурів різного віку // Вісник морської медицини. – 2000. - № 4–С. 105-108.

6. Шнайдер С.А., Напханюк В.К., Кузьменко В.А. Особливості обміну кальцію у кістковій тканині нижньої щелепи щурів різного віку за умов хронічного g-опромінення // Сучасні досягнення валеології та спортивної медицини. VІ Міжнародна науково-практична конференція. 22-24 червня 2000р., Одеса – С. 263-264.

7. Шнайдер С.А. Патофізіологічні механізми розвитку інволюційної атрофії альвеолярних відростків в опромінених щурів // Тези доповідей 70- Підсумкової наукової конференції студентів і молодих вчених ОДМУ. Одеса. 2001р.С.97.

8. Шнайдер С.А., Напханюк Обмін [3-14С]-цитрату у кістковій тканині нижньої щелепи щурів після тривалого g-опомінення у низьких дозах // Сучасні досягнення валеології та спортивної медицини VІІ Міжнародна науково-практична конференція. 23-24 червня 2001р., Одеса – С.203-204.

АНОТАЦІЇ

Шнайдер С.А. Патофізіологічні механізми атрофії альвеолярних відростків різного походження у різновікових щурів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 14.03.04. – патологічна фізіологія – Одеський державний медичний університет МОЗ України, Одеса, 2002.

Проведене дослідження патофізіологічних механізмів розвитку атрофії альвеолярних відростків різного походження в онтогенезі щурів та особливості впливу на зазначені процеси тривалого g-опромінення у сумарній дозі 1,0 Гр.

Встановлено, що процес старіння організму експериментальних тварин супроводжується підвищенням вмісту продуктів ПОЛ, що в свою чергу викликає зміни фосфорно-кальцієвого обміну та коефіцієнту співвідношення Са/P, посилює активність гіалуронідази і збільшує вміст у крові сумарних глікозаміногліканів. При цьому у кістковій тканині нижньої щелепи в онтогенезі відзначається гальмування включення 32Р, 45Са, цитрату, сульфату та проліну. Травматизація кісткової тканини нижньої щелепи (деафферентація, вилучення зубів) призводить до глибоких та різнонаправленних зрушень як процесів мінералізації, так і утворення органічного матриксу кістки нижньої щелепи на боці ураження. Виразність виявлених змін знаходиться у залежності від віку тварин та терміну, що пройшов після травми. Встановлено, що тривале g-опромінення у сумарній дозі 1,0 Гр посилює інволюційні процеси у кістці щелепи як молодих, так і старих щурів та гальмує репаративне відновлення ії структури після травм.

Ключові слова: атрофія, альвеолярні відростки, остеопатія, g-опромінення, вилучення зубів, деафферентація.

Шнайдер С.А. Патофизиологические механизмы атрофии альвеолярных отростков различного происхождения у разновозрастных крыс. – Рукопись

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по специальности 14.03.04. – патологическая физиология – Одесский государственный медицинский университет МЗ Украины, Одесса, 2002.

Проведено исследование патофизиологических механизмов развития атрофии альвеолярных отростков различного происхождения в онтогенезе крыс и влияние на эти процессы длительного g-облучения в суммарной дозе 1,0 Гр. Установлено, что процесс старения организма экспериментальных животных сопровождается накоплением продуктов ПОЛ, что в свою очередь, вызывает изменения