МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ`Я УКРАЇНИ

ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Моїсеєнко Ольга Семенівна

УДК: 611.71.018:[613.646+613.63]

МОРФОФУНКЦІОНАЛЬНІ ЗМІНИ ТА РЕАДАПТАЦІЙНІ ПЕРЕТВОРЕННЯ КІСТОК СКЕЛЕТА ПРИ ТЕРМІЧНОМУ УРАЖЕННІ В УМОВАХ ВПЛИВУ НА ОРГАНІЗМ СОЛЕЙ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ

У РІЗНІ ВІКОВІ ПЕРІОДИ.

(анатомо-експериментальне дослідження)

14.03.01 - нормальна анатомія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Харків – 2006

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Сумському державному університеті

Міністерства освіти і науки України.

доктор медичних наук, професор Романюк Анатолій Миколайович, медичний інститутут Сумського державного університету МОН України, завідувач кафедри патоморфології з курсом судововї медицини та курсом гістології, цитології та ембріології.

Офіційні опоненти: доктор медичних наук, професор Сак Ніна Миколаївна, Харківська державна академія фізичної культури Міністерства України у справах сім'ї, молоді та спорту, керівник курсу анатомії та спортивної морфології;

доктор медичних наук, професор Пикалюк Василь Степанович, Кримський державний медичний університет ім. С.І. Георгієвського МОЗ України (м. Сімферополь), завідувач кафедри анатомії людини.

Провідна установа: Луганський державний медичний університет

МОЗ України, кафедра анатомії людини.

Захист відбудеться " 25 " січня 2007 р. о 11:00 годині на

засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.600.03 при Харківському державному медичному університеті (61022, м. Харків, проспект Леніна, 4).

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

Автореферат розісланий " 11 " грудня 2006 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

к. мед. н., професор Терещенко А.О.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Кістковому скелету властива виражена реакція на дію різних ендогенних та екзогенних факторів, що пояснює науковий інтерес до функціонування кісткової системи (Ковешніков В.Г., 2000, 2002, 2003, 2004, 2006, Пикалюк В.С., 2002, 2006; Федонюк Я,І., 1998, 2006; Пикалюк В.С., Родіонова Н.В., Довгалюк Т.Я., 1998; Лузін В.І., 2001; Сікора В.З., Кононенко О.С., Погорєлов М.В., Ткач Г.Ф., 2000; Сікора В.З., Каваре В.І., Ткач Г.Ф., 2002; Сак Н.М., 2003; Дєдух Н.В., 2005). Є значна кількість робіт, присвячених вивченню впливу деяких екоантропогенних агентів на морфогенез кісток (Сікора В.З., Погорєлов М.В., 1997; Пикалюк В.С., 2000; Волошин В.М., 2000; М’якотіна Т.В., 2000; Родіонова Н.В., Музиченько О.С., Домашевська Є.І., 2000; Довгалюк Т.Я., Пикалюк В.С., Клімова Р.О., Лавренюк В.Є., 2001, Пикалюк В.С., Чернов А.Т., 2005). Однак, більшість з них присвячена вивченню дії на кісткову систему одного фактора. У час науково-технічної революції спостерігається глобальне прогресуюче забруднення зовнішнього середовища, яке суттєво впливає на здоров'я людей (Омельчук С.Т., 2000; Вашкулат М.П., Пальгов В.І., Спектор Д.Р., 2002; Стежка В.А., Дмитруха М.М., 2002).

Людина постійно контактує з цілим рядом хімічних речовин, що потрапляють до організму різними шляхами. Серед таких виділяють групу солей важких металів, які викликають різноманітні порушення функціонального стану та біохімічних процесів в органах та системах, у залежності від концентрації та тривалості дії (Полякова А.М., Стародумов В.Л., Данисова Н.Б., 1999; Подолян С.К., 1999; Пикалюк В.С., 2002; Довгалюк Л.І., 2002; Погорєлов В.М., 2003; Зальцман М.К., 2002; Стусь В.П., 2003; Сікора В.З., Захлєбаєва В.В., 2005; Романюк К.А., 2005; Житніков О.Я., 2006).

Загалом на організм діє не один, а декілька негативних чинників.У зв'язку з цим постійно зростає кількість робіт, присвячених комплексному впливу зовнішньо-середовищних чинників на організм людини й кісткову систему зокрема (Ковешніков В.Г., Лузін В.І., Чистилінова Л.І., 2001; Каваре В.І., 2001., Мардар Г.I., Савчук Г.Г., 2003, Ткач Г.Ф., 2003; Будко А.Ю., 2005; Гортинська О.М., 2005).

За останні 10 років частота опікових травм по Україні постійно зменшується, однак спостерігається збільшення випадків тяжких термічних уражень у осіб похилого і старечого віку та дітей до 3-х років, а також у промислово розвинених регіонах, де є велика кількість негативних екзогенних чинників (Козинець Г.П., Моісеєнко Р.О., Комаров М.П., 2006).

Шосткінський район Сумської області характеризується підвищенням у ґрунті та питній воді солей цинку, хрому та свинцю. Одночасно, впродовж п'яти років, у цьому районі спостерігається стала кількість випадків термічних травм (у середньому 60-65 за рік), третя частина з яких припадає на дітей до 14 років. У літературі є достатньо даних щодо впливу на організм та кісткову систему окремо гіпертермії та солей важких металів (Ковешников В.Г., Каширіна Н.К., Чистолінова Л.І., 2000; Романюк К.А., 2005; Бадюк О.Я., Бадюк Р.А., Татарінов Ю.А., Цибік О.Т., 2006). Однак нами не виявлено даних щодо змін у кістках скелета при одночасному термічному ураженні та впливі солей важких металів, а також залежність цих змін від віку. Тому вивчення змін у кістках скелета при сумісній дії високої температури та екологічних чинників є актуальною проблемою остеології.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконана відповідно до плану наукових досліджень кафедри анатомії людини медичного інституту Сумського державного університету і є частиною держбюджетної теми № 83.01.01.03-05. "Морфологічні зміни у внутрішніх органах під впливом несприятливих факторів зовнішнього середовища Сумщини і шляхи їх корекції" та планової теми медичного факультету Сумського державного університету № державної реєстрації 0101U002098 "Вивчення стану здоров`я дитячого та дорослого населення в умовах впливу несприятливих соціальних, економічних та екологічних чинників". Автором особисто проведені дослідження стосовно морфологічних змін кісткової системи після термічного ураження в умовах дії на організм солей важких металів.

Мета і задачі дослідження. Вивчити ріст, формоутворення та хімічний склад кісток скелета при термічній травмі на фоні вживання солей важких металів (хрому, цинку та свинцю) у різні вікові періоди, а також спроба корекції виявлених змін у кістках скелета препаратом "Кальцемін Адванс".

Для досягнення поставленої мети були визначені такі завдання:

1. Визначити особливості росту, будови та хімічного складу досліджуваних кісток скелета інтактних щурів трьох вікових груп (статевонезрілі, статевозрілі та старечого віку) з метою проведення коректного порівняльного аналізу з результатами експерименту.

2. Вивчити особливості росту, структури та хімічного складу кісток скелета після термічного ураження на фоні тривалого впливу солей важких металів у статевонезрілому віці в експериментальних умовах.

3. Прослідкувати морфологічні та хімічні зміни досліджуваних кісток після термічного ураження на фоні тривалого впливу солей важких металів у статевозрілому віці в експериментальних умовах.

4. Визначити особливості морфофункціональних змін у кістковій та хрящовій тканинах після термічного ураження та тривалого впливу на організм солей цинку, хрому, свинцю в старечому віці в експериментальних умовах.

5. Визначити можливість застосування препарату "Кальцемін Адванс" для корекції змін у кістковій тканині в умовах дії несприятливих екоантропогенних чинників.

Об`єкт дослідження – перший поперековий хребець, тазова та стегнова кістки лабораторних щурів.

Предмет дослідження - поєднана дія термічної травми та солей важких металів на кістки скелета.

Методи дослідження – морфологічні методи, а саме: остеометрія кісток, світлооптична мікроскопія та морфометрія гістологічних препаратів кісткової та хрящової тканини з метою визначення структурної перебудови кістки; кількісна оцінка показників хімічного складу кісток, статистична обробка цифрових даних.

Наукова новизна отриманих результатів. Уперше на експериментальному матеріалі проведено вивчення особливостей росту, формоутворення та хімічного складу кісток скелета при термічній травмі в умовах впливу на організм солей важких металів у різних вікових категоріях тварин. Виявлене порушення процесів поздовжнього та поперечного росту кісток, порушення структури наросткового хряща, губчастої та компактної речовини, а також зменшення їх мінерального насичення та зміна водно-електролітного складу. Визначена можливість застосування препарату "Кальцемін Адванс" для корекції порушень росту, формоутворення та мінерального складу кісток скелета, які виникли під впливом досліджуваних негативних зовнішніх чинників.

Практичне значення отриманих результатів. Отримані експериментальні дані можна використовувати для морфологічного обґрунтування виникнення патологічних змін у скелеті в клініках травматології та ортопедії, комбустіології, педіатрії, геронтології, у судовій медицині.

Пропонуємо застосовувати препарат "Кальцемін Адванс" для профілактики остеопоротичних змін у кістках скелета на фоні впливу на організм солей важких металів у всіх вікових категоріях. В осіб молодого та зрілого віку вважаємо за доцільне включення даного препарату до комплексного лікування термічних уражень на фоні впливу солей важких металів.

Результати експериментальних досліджень впроваджені в навчальний процес на кафедрах анатомії людини, патологічної анатомі, травматології та ортопедії, хірургії у вищих навчальних закладах України (Тернопільський державний медичний університет ім. І.Я. Горбачовського; медичний інститут Сумського державного університету; Кримський державний медичний університет ім.. С.І. Георгієвського; Івано-Франківський державний медичний університет; Луганський державний медичний університет; Мелітопольський інститут екології та соціальних технологій ВНЗ ВМУРоЛ “Україна”; факультет фундаментальної медицини Харківського національного університету ім. В.М. Каразіна ).

Особистий внесок здобувача. Дисертантом здійснено інформаційний пошук та аналіз даних літератури, самостійно проведені всі експериментальні дослідження, статистичне опрацювання результатів та їх аналіз. Експерименти проведені на кафедрі анатомії людини, патоморфології з курсом судової медицини та курсом гістології, цитології та ембріології медичного інституту Сумського державного університету та в Сумському обласному бюро судово-медичної експертизи. В лабораторіях виконані гістоморфометричні й хімікоаналітичні дослідження кісткової тканини при безпосередній участі дисертанта. Автором проведено узагальнення отриманих результатів, написані всі розділи дисертації, висновки та практичні рекомендації. В наукових працях, опублікованих у співавторстві, а також у тій частині актів впровадження, що стосується науково-практичної новизни, використано фактичний матеріал дисертанта. Зроблені практичні рекомендації, написані висновки дисертації, підготовлені праці до друку.

Апробація результатів дослідження. Основні результати дослідження оприлюднені на V Всеукраїнській науково-практичній конференції „Морфогенез і патологія кісткової системи в умовах промислового регіону” (11-13 квітня 2005р. Луганськ); на Всеукраїнських наукових-практичних конференціях викладачів, студентів та молодих вчених “Сучасні проблеми клінічної та теоретичної медицини” Сумського державного університету медичного факультету (2006 рік); на ІІ Українській науково-практичній конференції „Актуальні проблеми біомінералогії” (Луганськ 12-14 квітня 2006 р.); на VI Національному конгресі АГЕТ України (Сімферополь-Алушта, 21-23 вересня 2006 р.); на Всеукраїнській науково-практичній конференції „ Сучасні проблеми морфології” ( Полтава 18-20 травня 2006р.)

Публікації. Основний зміст дисертаційної роботи описаний у 9 наукових працях, з яких 7 - у фахових наукових журналах (2 - одноосібні), 2 - у матеріалах конференцій.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація викладена на 226 сторінках друкованого тексту. Робота складається зі вступу, розділів: "Аналітичний огляд літератури"; "Матеріал і методи дослідження"; "Результати власних досліджень", "Аналіз та узагальнення результатів дослідження", висновків, практичних рекомендацій здобутих результатів, переліку використаних джерел та додатків. Дисертація ілюстрована 33 рисунками (загальний обсяг 12 сторінок), 56 діаграмами, 54 таблицями в додатках (обсяг 45 сторінок). Список літератури складається з 321 джерела, у тому числі 108 зарубіжних.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріал і методи дослідження. З метою вивчення росту та формоутворення кісток скелета після термічного ураження на фоні навантаження солями важких металів (цинку, хрому та свинцю). Дослідження виконані на 216 білих щурах-самцях статевонезрілого, репродуктивного та старого віку, які перебували в стаціонарних умовах віварію. На початок експерименту вік тварин становив відповідно 0,5, 4 та 14 місяців із початковою масою 40-50г, 150-180г, 300-350г.

Усі експерименти на тваринах проводилися з дотриманням міжнародних принципів Європейської конвенції захисту хребетних тварин, які використовуються для експериментів та інших наукових цілей (Страсбург, 1985).

На засіданні (Протокол № 2 від 1 вересня 2006 р.) комісія з питань етики медичного інституту Сумського державного університету вважає дисертаційну роботу здобувача Ольги Семенівни Моїсеєнко такою, що відповідає принципам Гельсінської декларації, прийнятої Генеральною асамблеєю Всесвітньої медичної асоціації (1964-2000 рр.), Конвенції Ради Європи про права людини та біомедицину (1997 р.), відповідним положенням ВООЗ, Міжнародної ради медичних наукових товариств, Міжнародного кодексу медичної етики (1983 р.) та законам України.

У залежності від впливу екзогенних чинників тварин розділено на три серії. Перша - контрольна, яку склали 72 інтактні щурі; друга – експериментальна, тварини отримали термічну травму на фоні навантаження солей важких металів (72 щурі); третя - після термічного ураження на фоні впливу солей важких металів, проводилася корекція морфофункціональних змін у кістковій системі препаратом „Кальцемін Адванс” (72 щурі). Піддослідні тварини серед визначених серій, виходячи з віку, були кількісно розділені на три категорії – статевонезрілого, статевозрілого та старечого віку по 72 щурі в кожній. Відповідно строкам спостереження (1, 10, 20, 30 доба після термічної травми), категорії та серії розділили на 4 групи.

Моделювання несприятливих екологічних умов: з початку експерименту тварини отримувала з питною водою солі цинку (ZnSO4 x 7H2O) – 5мг/л, хрому (K2Cr2O7) – 0,1мг/л і свинцю (Pb(CH3COO)2) – 0,1мг/л., що відповідає їх концентрації у воді та ѓрунті Шосткінського району Сумської області.

Через місяць вживання води, насиченої солями важких металів, наносилися термічні ушкодження водяною парою на епільовану поверхню спини тварин протягом 35 секунд під рауш-наркозом. Площа ураження складала 18-20% поверхні тіла. Гістологічне дослідження ушкодженої шкіри свідчило про розвиток опіків 3А-3Б ступеню.

Препарат „Кальцемін Адванс” вводили двічі на добу перорально протягом місяця після нанесення термічної травми у дозах, що відповідають віку та вазі тварин.

Після закінчення експерименту тварин виводили з експерименту під ефірним наркозом методом декапітації на 1, 10, 20 та 30 день після термічного ураження. Тушки скелетували з виділенням стегнової, тазової кісток та першого поперекового хребця. Кістки зважували на аналітичних терезах ВЛА-200 з точністю до 0,01 мг.

Остеометрію проводили за допомогою штангенциркуля з точністю до 0,01 мм. Вимірювали: довжину, ширину проксимального та дистального епіфізів і ширину середньої третини діафіза стегнових кісток; довжину, ширину та товщину тазових кісток; висоту, ширину та товщину поперекових хребців. Гістологічне дослідження діафіза та наросткового хряща стегнових кісток, ділянок тазової кістки та першого поперекового хребця передбачало вивчення компактної та губчастої речовин і хрящової тканини. Фрагменти кісток фіксували в 10% розчині формаліну, декальцинували в 10% розчині азотної кислоти та заливали в парафінові блоки. Готували гістологічні зрізи товщиною 8–10 мкм та забарвлювали їх гематоксилін-еозином і ван Гізон.

Гістоморфометричні дослідження проводилися на персональному комп’ютері з використанням пакета програм “Видео Тест 5,0” та “Видео Размер 5,0”. У програму морфометрії наросткового хряща входили такі параметри: загальна ширина проксимальної наросткової пластинки, ширина зон (за Ковешніковим В.Г.). Програму гістоморфометрії діафіза складали такі показники: ширина шару зовнішніх та внутрішніх оточуючих пластинок, ширина остеонного шару, діаметр остеонів та діаметр каналів остеонів. У будові тазових кісток та поперекових хребців визначали ширину компактного шару, об'ємну щільність первинної та вторинної спонгіози, довжину трабекул первинної спонгіози.

Визначення хімічного складу кісток скелета проводилось на атомно-абсорбційному спектрофотометрі С-115М1 за загальноприйнятою методикою. Визначали вміст: натрію й калію у режимі емісії; кальцію (довжина хвилі – 422,7нм); магнію (довжина хвилі – 285,2 нм); міді (довжина хвилі – 324,7 нм); марганцю (довжина хвилі – 279,5 нм); цинку (довжина хвилі – 213,9 нм); свинцю (довжина хвилі –285,3 нм).

Увесь матеріал досліджень обробляли статистично на персональному комп'ютері з використанням пакета прикладних програм (“Ехсel”). Достовірність розходження експериментальних і контрольних даних оцінювали з використанням критерію Стьюдента, достатньою вважали ймовірність похибки менше 5% (р<0,05).

Результати дослідження та їх аналіз. Отримані експериментальні дані засвідчили, що термічна травма, отримана в умовах впливу на організм солей важких металів, викликає значні зміни в структурній організації та мінералізації кісток скелета. У всіх вікових групах вже на перший день після термічного ураження спостерігаються виражені зміни в кістковій та хрящовій тканинах, що свідчить про негативний вплив солей важких металів протягом місяця й узгоджується з даними наукової літератури (Сікора В.З., Погорєлов М.В., 2003; Пикалюк В.С., 2003; Романюк К.А., 2005).

При остеометричному дослідженні поздовжні розміри досліджуваних кісток експериментальних щурів, у порівнянні з інтактними тваринами, значно зменшуються протягом спостереження. Однак найбільша різниця спостерігається у тварина статевонезрілого віку. Так, ріст стегнової кістки зменшується з 1 по 30-й день з 17,38% до 21,17%, тоді як у тварин статевозрілого віку з 10,92% - до 16,26%, а у старих щурів з 7,75% до 11,17%. Ширина проксимального та дистального епіфізів у всіх вікових групах відстає від інтактних тварин через місяць у І віковій категорії на 26,34% та 25,28%, у ІІ – на 21,13% та 20,69%, у ІІІ – на 14,87% та 15,02%.

При остеометричному дослідженні тазових кісток та поперекових хребців експериментальних тварин усіх вікових груп спостерігаються подібні зміни.

Таким чином, виявлені зміни вказують на значне порушення поздовжнього та поперечного росту у всіх досліджуваних кістках, в наслідок впливу вищезазначених чинників. Гальмування ростової активності найбільше виражене у статевонезрілих тварин, що пов'язане з активним періодом росту в даному віці. Найменша різниця з показниками інтактних тварин виявлена у старих тварин, однак вона є достовірною (р<0,05).

Термічне ураження на фоні впливу на організм солей важких металів викликає різного ступеня пору-шення в будові наросткового хряща експериментальних тварин. Уже на початку спостереження відмічається різниця з інтактними тваринами, що співпадає з даними Пикалюка В.С. та співавторів (2003) щодо ізольованої дії на організм важких металів. Максимальне зменшення загальної ширини ростової пластини в порівнянні з контрольною серією у всіх вікових категоріях виражене на 30 день після термічної травми. Найбільша різниця спостерігається у статевонезрілих щурів (39,91%). У статевозрілих та старих щурів виявлене звуження хряща через місяць спостереження відповідно 32,73% та 14,84%. За рахунок значного накопичення сполучної тканини в міжклітинному матриксі проліферативній та дефінітивній зонах за В.Г. Ковешніковим, місцями хондроцити відокремлюються в ізогенні групи, руйнуючи колоноподібну будову. Хрящові клітини сплющеної форми, їх оболонки місцями зруйновані, фігури мітозу майже не спостерігаються. Протягом місяця негативні зміни в структурі хряща значно посилюються й через 30 днів у клітинах зони проліферації відсутні фігури мітозу, більшість клітин зі зруйнованою оболонкою. Клітини погано сприймають барвники. Хондроцити не утворюють колонок, а уламки хрящових клітин зустрічаються на всій площині хряща і місцями об'єднуються, утворюючи конгломерати. Найбільші зміни виявлені у тварин статевонезрілого віку. Звуження зони проліферації в порівняні з контролем у всіх вікових категоріях на 30-й день спостереження складає 42,29%, 39,12% та 25,15% відповідно.

Різке сповільнення процесів дозрівання хондроцитів проявляється звуженням зони дефінітивного хряща впродовж спостереження з 19,09% до 39,65% у молодих тварин, з 14,31% до 36,87% у зрілих, з 11,80% до 23,32% у старих.

Зона деструкції хряща реагує на несприятливі чинники поступовим розширенням. При цьому показники у тварин вікових груп є різними. У тварин статевонезрілого віку різниця становить на початку спостереження 14,14%, а через місяць 26,17%; у статевозрілому віці - 10,09% і 26,17%; в старих – 8,99% і 15,87%. Гістологічно виявлені зміни у всіх експериментальних тварин, однак максимально вони виражені у статевонезрілому віці: на початку спостереження зона представлена конгломератами напівзруйнованих клітин зі значним вмістом сполучної речовини між ними, впродовж місяця після термічного ураження зміни посилюються і на 30-й день виявляється в основному сполучна речовина та частини зруйнованих клітин.

Діафіз, хоча є більш сталою структурою, також активно реагує на негативний вплив солей важких металів та термічну травму. В компактній речовині спостерігаються гальмування апозиційного росту, сповільнення перебудови грубоволокнистої та остеоїдної кістки в пластинчасту. Порушується взаємовідношення між зонами, знижується осифікація кісткової речовини. На початку спостереження виявлені лінії склеювання, мозаїчні ділянки звапнення. В остеонному шарі відмічено появу первинних остеонів, що підтверджується їх меншим діаметром та більшою шириною гаверсових каналів. Виявлені порожнини резорбції на межі з ендостальним шаром. Компактність діафіза порушена перфоруючими каналами, які пронизують його товщу. Зі збільшенням термінів спостереження виявлені зміни посилюються й максимально виражені через місяць, що особливо стає помітним у тварин статевонезрілого віку, у яких в діафізі стегнових кісток домінують процеси резорбції, межі між зонами звивисті, розрізняються нечітко, пластинки розміщуються в різних площинах, руйнуючи компактність кістки. Ділянки мозаїчного звапнення займають всю товщину компакти, що зумовлене великою втратою іонів кальцію та нерівномірністю процесів мінералізації.

При вивченні морфометричних показників діафіза спостерігається зменшення ширини остеонного шару з першого по тридцятий день після термічної травми на фоні впливу солей важких металів у статевонезрілих тварин на 12,08%, у статевозрілих на 8,85%, у старих на 7,44%. Розширюються зовнішні та внутрішні оточуючі пластинки у порівнянні з контрольними тваринами впродовж місяця спостереження: у щурів першої категорії на 11,60% та на 11,59%, другої категорії на 9,24% та на 10,27%; третьої категорії на 6,84% та на 6,36% .

Термічне ураження на фоні впливу на організм солей важких металів викликає глибокі морфологічні зміни в поперековому хребці та тазовій кістці. Вже у перший день після експерименту з боку гістоструктури губчастої речовини тазової кістки та поперекових хребців виявляються дистрофічні зміни, які посилюються впродовж місяця спостереження. На 30 день кісткові балки витончені, багато з них звивистої форми. Відмічаються численні розриви, хід трабекул хаотичний, що найбільше виражено у тварин статевонезрілого віку. Кістка нерівномірно сприймає барвники, утворюючи мозаїчність забарвлення.

При морфометричному дослідженні тридцятий день спостереження характеризується зменшенням товщини компактного шару тазової кістки та поперекового хребця в порівнянні з інтактними тваринами у статевонезрілому віці відповідно на 34,19% та на 33,62%; статевозрілому віці на 26,37% та на 24,97%; у старечому віці на 19,65% та на 18,26%.

При вивченні мінерального складу досліджуваних кісток піддослідних щурів після термічного ураження на фоні впливу солей важких металів виявлено глибокі порушення макро- та мікроелементного складу. Відсотковий вміст вологи у всіх досліджуваних кістках збільшений і протягом спостереження має тенденцію до підвищення, що особливо виражене у тварин молодого віку (на 30,57%). Разом з водою у всіх досліджуваних кістках збільшується вміст гідрофільних елементів калію та натрію. Рівень останніх зростає протягом спостереження й на 30-й день різниця з інтактними тваринами становить у статевонезрілих щурів 25,16-29,04% та 24,02-27,13%, у статевозрілих – 22,62-26,31% та 20,48-23,07%, у старих - відповідно 13,41-14,24% та 12,17-13,50%.

Прогресивно зменшується рівень кальцію. Через місяць після термічного ураження вміст Са++ в кістках піддослідних тварин зменшився у молодих тварин на 28,14-30,07%, у зрілих – на 23,28-26,00%, у старих – на 13,46-14,55%

Зниження рівня кальцію обумовлює різке зменшення в досліджуваних кістках усіх експериментальних тварин загальної кількості мінеральних речовин: через місяць різниця з контрольними показниками становить у тварин статевонезрілого віку 25,21-29,94%, у статевозрілих тварин – 22,14-23,29% та в старих тварин – 13,43-14,12%.

Значно зменшується в порівнянні з контролем вміст марганцю, міді та магнію, досягаючи найбільшої різниці через місяць у тварин статевонезрілого віку: у тазових кістках на 51,28%, 49,83%, 26,17%; в стегнових кістках на 52,13%, 51,33%, 25,40%; у поперекових хребцях на 42,17%, 40,49%, 22,75%.

Вміст свинцю збільшений на перший день після термічної травми і впродовж місяця різко зростає, що пов'язане з його надмірним надходженням в організм та конкуруванням з кальцієм в решітці гідроксилапатиту.

Таким чином, важка термічна травма та надходження в організм солей важких металів (цинку, хрому та свинцю) викликають у кістковій системі глибокі морфофункціональні перетворення, які з'являються у зв'язку з пригніченням росту, порушенням будови та формоутворення кісток. Негативно впливаючи на організм в цілому та на кісткову систему зокрема, солі важких металів спричиняють значні порушення структури наросткового хряща, деструктивні зміни в хрящовій та кістковій тканинах трубчастих і губчастих кісток, зменшення їх мінерального насичення. На фоні таких змін термічне ураження викликає глибокі структурні перетворення в кістках скелета, які посилюються протягом спостереження і навіть через місяць не спостерігається відновлення будови та хімічного складу кісток, а навпаки, вони максимально виражені.

Використання препарату „Кальцемін Адванс” протягом доби у піддослідних тварин всіх вікових категорій не спричиняє будь яких змін у кістковій та хрящовій тканинах, а також у хімічному складі кісток. Показники остеометрії та морфометрії достовірно не відрізняються від контрольних, тобто експериментальних тварин. Гістологічна картина відповідає змінам, виявленим при дослідженні тварин різного віку, через день після термічної травми на фоні впливу солей важких металів. Однак, починаючи з 10 дня спостереження, у експериментальних тварин, які отримували коректор, відмічаються деяка позитивна динаміка. При цьому спостерігається залежність від віку, оскільки достовірними є показники тільки у статевонезрілих на 20 та 30 день, а у статевозрілих щурів – через місяць.

Вплив коректора на показники остеометрії статевонезрілих щурів, які отримали термічну травму в умовах впливу солей важких металів, характеризувався деяким прискоренням темпів росту. У всіх досліджуваних кістках ми зафіксували вірогідне збільшення їх поздовжніх розмірів у порівнянні з тваринами, яким не вводився коректор, через 20 днів та 30 днів спостереження. У тварин статевозрілого віку статистично достовірні показники виражені на 30 день і різниця довжини стегнових кісток становить 5,24%, а в старих щурів 2,09% через місяць і є не достовірною. Показники ширини проксимального та дистального епіфізу через місяць вживання коректора в порівнянні з нелікованими тваринами збільшуються на 11,28% та 10,71% у молодих тварин, на 4,89% та 5,98% у статевозрілому віці та лише на 2,07% та 2,41% у старечому віці.

Морфометричні дані, отримані при вивченні наросткового хряща, свідчать про те, що загальна ширина його була більшою у порівнянні з такими значеннями у щурів, які не отримували коректор, але значно меншою, ніж у інтактних тварин. Ширина зони проліферативного хряща статевонезрілих тварин ІІІ серії на 30-й день спостереження була більшою від таких значень у щурів ІІ серії на 8,63%.У статевозрілих експериментальних щурів вплив коректора зумовлює збільшення ширини хряща через місяць на 5,74%. У старих тварин різниця становить лише 2,19% і є статистично не достовірною. Загальне збільшення ширини хряща відбувається переважно за рахунок розширення проліферативної зони, і у тварин першої вікової категорії різниця з щурами, які не отримували коректор, становить 10,63 %, другої - 7,92% %, третьої - 3,78%. При гістологічному дослідженні наросткового хряща у тварин всіх вікових категорій, які отримали термічну травму та навантаження солями важких металів на фоні прийому препарату „Кальцемін Адванс”, виявлені значні зміни, що посилюються впродовж спостереження, однак, в порівнянні з нелікованими тваринами, через місяць спостерігаються ознаки деструктивних змін виражені менше з одночасною появою регенераторних процесів в хондроцитах, що найбільше проявляється у тварин статевонезрілого віку. Під впливом коректора помітне зменшення сполучної речовини між колонками проліферуючих хондроцитів, у деяких препаратах спостерігається тенденція до формування стовпчиків хрящових клітин. Одночасно в хондроцитах спостерігається поява слабо вираженої проліферативної активності.

Під впливом застосування коректора впродовж місяця в структурі діафіза відмічається розширення остеонного шару, звуження зовнішніх та внутрішніх оточуючих пластинок.

Гістоморфометрично через місяць вживання препарату „Кальцемін Адванс” у тазових кістках та поперекових хребцях залишаються інерційні негативні процеси в губчастій речовині кісток, однак зміни, у порівнянні з нелікованими тваринами, виражені значно менше. На фоні вживання коректора, у порівнянні з експериментальними тваринами ІІ серії, спостерігається збільшення товщини компактного шару тазової кістки та поперекового хребця через місяць у молодому віці на 9,04 % та на 8,71%, а в зрілому на 7,51% та 5,82% відповідно.

Мінеральний склад досліджуваних кісток експериментальних тварин під впливом коректора має направленість до покращення у тварин статевонезрілого та зрілого віку. На 30 день спостереження підвищення вмісту досліджуваних мікроелементів (магнію, міді й марганцю) набуває достовірних величин, оскільки вони є складником препарату „Кальцеміну Адванс”.

Вміст вологи у тварин після термічної травми на фоні вживання солей важких металів та застосування коректора в порівнянні з інтактними тваринами І та ІІ вікових категорій хоч і збільшується, однак, на відміну від щурів, які не отримували коректор, показник їх через місяць був менший на 12,24- 13,08% та 7,69-9,45%. Поряд з тим спостерігається зменшення рівня гідрофільних елементів натрію та калію.

До складу препарату „Кальцемін Адванс” входять у великій концентрації елементарний кальцій, цитрат і карбонат кальцію, що зумовлює різке збільшення вмісту кальцію в кістках експериментальних тварин ІІІ серії в порівнянні з щурами, які не приймали коректор. Максимальна різниця спостерігається на тридцятий день дії коректора й найбільше виражена в молодому віці.

ВИСНОВКИ

У дисертації дано теоретичне узагальнення та нове вирішення наукової проблеми щодо встановлення закономірностей росту, будови, формо-утворення та мінерального складу кісток скелета у тварин різного віку при термічному ураженні в умовах впливу на організм солей важких металів. Проводилася спроба корекції виявлених змін препаратом „Кальцемін Адванс”, яка дала позитивний результат.

1. У кістковій системі при термічному ураженні на фоні вживання солей важких металів - цинку, хрому, свинцю виявляються глибокі, стійкі структурні та функціональні зміни, які характеризуються порушенням росту, будови, формоутворення кісток скелета.

2. Комбінована дія термічної травми та солей важких металів призводить до гальмування наросткового (епіфізарного) та субпериостального росту кісток скелета, посилення резорбтивних процесів у кістках, зниження їх мінералізації, збіднення неорганічного матриксу макро- та мікроелементами. Найбільше ці процеси виражені у тварин статевонезрілого віку.

3. Порушення росту кісток зумовлене глибокими змінами в наростковому хрящі, який є найактивнішою зоною росту і тому найбільш вразливим до дії несприятливих чинників – термічної травми та солей важких металів. При цьому глибокі деструктивні зміни відбуваються в хондроцитах та проміжній речовині зони проліферуючого хряща.

4. Зменшення мінеральної насиченості та вмісту кальцію в кістках тварин, які отримали термічну травму на фоні впливу солей важких металів, поєднується з підвищенням вмісту води на 16,16-46,37% та кількості гідрофільних мікроелементів – натрію та калію 12-86-26,83% та 13-93-30,04%. Метали, солі яких надходили в організм в надлишковій кількості, акумулюються в кістках, і вміст їх збільшується до 45-55% протягом місяця спостереження.

5. Характер, ступінь та глибина морфофункціональних перетворень кісткової системи залежать від тривалості впливу солей і давності термічного ураження, а також від віку тварин. У статевонезрілих тварин негативний вплив зазначених екзогенних факторів спостерігається надзвичайно сильно, тому цифрові показники за окремими параметрами на 30-й день перевищують 50%. У тварин репродуктивного віку термічна травма та солі важких металів також викликають глибокі структурні перетворення в кістковій та хрящовій тканинах, однак вони виражені в меншій мірі, ніж у молодих тварин, і через місяць різниця становить в середньому 20-35%. У старих тварин на фоні термічного ураження та підвищеного вмісту солей важких металів різко посилюються явища остеопорозу, що особливо проявляється на 20 та 30 дні після травми.

6. Застосування впродовж місяця препарату „Кальцемін Адванс” при комбінованій дії на організм термічного агента та солей важких металів, у тварин статевонезрілого віку стимулює компенсаторні реадаптаційні перетворення в кістках скелета, які проявляються вже через 20 днів вживання коректора посиленням регенерації хрящових та кісткових клітин, інтенсивності обміну мікроелементів. На 30-й день застосування коректора оптимізується мінеральний склад, покращується гістологічна картина хрящової та кісткової речовини, збільшуються лінійні розміри досліджуваних кісток. У тварин статевозрілого віку застосування „ Кальцемін Адванс” також викликає незначні позитивні зміни. У старих тварин коректор суттєвого покращення не викликає.

Практичні рекомендації.

1. Отримані нами результати морфофункціональних змін кісток скелета за умов комбінованої дії несприятливих чинників зовнішнього середовища (термічної травми та солей важких металів) розширюють і поглиблюють наші уявлення щодо особливостей реакції кісткової системи на вплив ендо- та екзогенних чинників на організм і мають велике значення для розуміння загальної спрямованості компенсаторно-пристосувальних процесів у скелеті. Ці відомоcті можна використовувати при вивченні відповідних розділів навчального матеріалу на кафедрах анатомії людини, гістології, патологічної анатомії, гігієни з екологією, травматології та ортопедії, хірургії, педіатрії, а також у науковій роботі цих кафедр.

2. Результати морфологічного дослідження можна застосувати в клініках травматології та ортопедії, геронтології, комбустіології, педіатрії як теоретичне обґрунтування для розроблення відповідних профілактичних і лікувальних заходів, спрямованих на попередження негативних змін у кістках скелета при термічних ураженнях, особливо в екологічно забруднених регіонах, а також у судовій медицині для встановлення причинно-наслідкових зв'язків та визначення ступеня тяжкості переломів кісток за умови впливу на організм вищезазначених факторів.

3. Пропонується використання препарату "Кальцемін Адванс" у комплексному лікуванні змін у кістковій системі, після термічного ураження та впливу солей важких металів у молодому та зрілому віці, а також для профілактики змін в кістковій системі в екологічно забруднених районах у будь-якому віці, особливо при поєднаній дії на організм несприятливих факторів.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИЙ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ.

1. Моїсеєнко О.С. Особливості росту, будови та формоутворення кісток скелета в віковому аспекті після термічного ураження та вживання солей важких металів // Український морфологічний альманах. –2006. - Том 4, №1. – С. 59-61.

2. Моїсеєнко О.С. Особливості реакції кісткової та хрящової тканин на термічне ураження та вживання солей важких металів у старечому віці // Вісник Вінницького державного медичного університету. – 2006. – №12 (2) – С.229-230.

3. Романюк А.М., Моїсеєнко О.С., Романюк К.А. Особливості реакції кісток скелета при термічному ураженні та впливу на організм солей важких металів // Український морфологічний альманах. – 2006. – Том 4, №2. –С 95-97. Особистий внесок здобувача полягає у вивченні та обробці наукової та патентної літератури, проведені експерименту, підготовці статті до друку.

4. Романюк А.М., Моїсеєнко О.С., Гортинська О.М., Карпенко Л.І. Морфологічні зміни кісток скелета при термічному ураженні та вживанні солей важких металів в зрілому віці // Вісник проблем біології і медицини. – 2006. – В.2. – С.289-291. Особистий внесок здобувача полягає у проведені експерименту, обробці результатів дослідження, підготовці статті до друку.

5. Романюк А.М., Моїсеєнко О.С. Особливості будови, мінерального обміну та їх корекція в кістках скелета після термічного ураження та впливу солей важких металів // Вісник Сумського державного університету. – 2006. - №2 (86). – С 10-14. Особистий внесок здобувача полягає у підготовці гістологічних препаратів, проведенні хімічного аналізу та обробці результатів дослідження.

6. Романюк А.М., Моїсеєнко О.С. Морфологічні особливості реакції кісткової та хрящової тканин на термічне ураження та солі важких металів в молодому віці // Таврический медико-биологический вестник. – 2006. – Том 9, №3,ч.1. – С. 143-145. Особистий внесок здобувача полягає у проведені експерименту, проведенні остеметричного дослідження, підготовці статті до друку.

7. Романюк А.М., Моїсеєнко О.С., Романюк К.А. Морфологічні особливості реакції кісткової тканини на дію термічного ураження та солей важких металів (огляд літератури) // Вісник Сумського державного університету. – 2006. - №8 (92). – С 5-10. Особистий внесок здобувача полягає в опрацюванні даних літератури, підготовці статті до друку.

8. Моїсеєнко О.С. Морфологічні особливості реакції кісток скелета у віковому аспекті при опіковій хворобі // Матеріали науково-практичної конференції „ Морфогенез і патологія кісткової системи в умовах промислового регіону”, Луганськ, 11-13 квітня 2005. – С. 112.

9. Моїсеєнко О.С. Порушення росту кісток скелета під впливом термічного ураження та солей важких металів в молодому віці // Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції студентів, молодих учених, лікарів та викладачів “Актуальні питання експериментальної та клінічної медицини”, Суми, 19-21 квітня 2006. – С. 39-40.

АНОТАЦІЯ

Моїсеенко О.С. Морфофункціональні зміни та реадаптаційні перетворення в кістках скелета при термічному ураженні в умовах впливу на організм солей важких металів у різні вікові періоди (анатомо-експериментальне дослідження). - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 14.03.01 - нормальна анатомія. - Харківський державний медичний університет МОЗ України, Харків, 2006.

У роботі вивчені морфофункціональні зміни кісток скелета при термічному ураженні в умовах впливу на організм солей важких металів. Зміни в кістках скелета вивчали за допомогою остеометрії, світлової мікроскопії з методами морфометрії, хіміко-аналітичного аналізу та математичної обробки отриманих даних.

Виявлено порушення росту, будови, гістологічної перебудови та хімічного складу кісток при термічному ураженні в умовах впливу на організм солей важких металів, яке проявляється зменшенням лінійних розмірів кісток, порушенням будови та морфометричних показників наросткового хряща, компактної і губчастої речовини трубчастих, губчастих і плоских кісток тварин. Зменшення мінеральної насиченості кісток та рівня кальцію супроводжується гіпергідратацією і накопиченням металів, що надходили в організм. Найбільше ці зміни виявлені у тварин стетвонезрілого віку.

Застосування впродовж місяця препарату „Кальцемін Адванс” дозволило зменшити негативні зміни в кістках скелета при дії на організм досліджуваних ендо- та екзогенних