Міністерство охорони здоровя України

Кримський державний медичний університет ім. С.І.Георгієвського

МЯКОТКИНА ГАЛИНА ВАСИЛІВНА

УДК 591.471.42/44 : 599.323.4 : 547.281.1

ОСОБЛИВОСТІ БУДОВИ, РОСТУ ТА

ФОРМОУТВОРЕННЯ КІСТОК СКЕЛЕТА ПІД

ВПЛИВОМ ДІЇ ПАРІВ ФОРМАЛЬДЕГІДУ (анатомо-експериментальне дослідження)

14.03.01. – нормальна анатомія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Сімферополь – 2000

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Луганському державному медичному університеті, МОЗ України.

Науковий керівник: Заслужений діяч науки і техніки України, Лауреат Державної

премії України, доктор медичних наук, професор,

Ковешніков Володимир Георгійович, Луганський

державний медичний університет, завідувач кафедри

нормальної анатомії людини.

Офіційні опоненти:

Доктор медичних наук, професор Колбасін Павло Миколайович, Кримський державний

медичний університет ім. С.І.Георгієвського, професор кафедри загальної гігієни та екології

(м. Сімферополь)

Доктор медичних наук, професор Пикалюк Василь Степанович, Волинський державний університет ім. Лесі Українки, професор кафедри анатомії та фізіології людини (м. Луцьк).

Провідна установа:

Харківський державний медичний університет кафедра анатомії людини, МОЗ України, м. Харків.

Захист відбудеться 24 січня 2001р. о 14 годині. на засіданні спеціалізованої вченої ради

К 52.600.02 при Кримському державному медичному університеті ім. С.І.Георгієвського

(95006, м. Сімферополь, бульвар Леніна 5/7).

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Кримського державного медичного університету ім. С.І.Георгієвського (95006, м. Сімферополь, вул. Р.Люксембург 27).

Автореферат розісланий 18 грудня 2000р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради,

доктор медичних наук, професор О.О.Біркун

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Сучасний етап розвитку морфології характеризується прагненням до вивчення структурних особливостей тканин, органів та їх систем як морфологічної основи різних функцій організму (Купріянов В.В., 1993). Останнім часом зріс науковий інтерес до питань функціонування кісткової системи. Доведено, що саме скелет характеризується вираженою пластичністю, йому властива чутлива реакція через обмінні процеси на вплив екзогенних хімічних чинників.

На сьогоднішній день функціональній морфології кісткової системи при впливі різноманітних факторів навколишнього середовища присвячені роботи багатьох вчених. Зокрема, вивчений вплив на кісткову систему пестицидів (Недоступ М.Ф., 1989; Пікалюк В.С., 1981-1999), етанолу та наркотичних речовин (Березовський Д.П., 1994; Петричко С.О., 1996), стероїдних гормонів та різноманітних режимів руховій активності (Ковешніков В.Г., 1975-1999; Федонюк Я.І, 1979-1999), вживання води різноманітного мінерального складу (Сікора В.З,, 1995-1998), статичних навантажень (Ткач Т.А., 1994), екзогенних простогландинів (Кульоміна Л.Ю., 1989), електромагнітного поля (Лузін В.И., 1997), гелій-неонового лазера (Мавріч В.В., 1999), свинцевої інтоксикації (Довгалюк Т.Я., 1999).

Однак проблема впливу екологічних факторів на будову, ріст і формоутворення кісток скелета, для яких характерний широкий і різноманітний спектр впливу на функції та структури різних систем організму, є недостатньо вирішеною. Одним із таких факторів є формальдегід. Формальдегід зявляється в атмосфері внаслідок взаємодії різних високо хімічно активних елементів з вуглеводами і деякими іншими продуктами окислення. Крім природних механізмів утворення формальдегід попадає в навколишнє середовище з промисловими викидами (Зарембо О.К., Гуменний В.С.,1983; Chump D.R., Squire R.W. 1997).

Кількість людей, працюючих в умовах впливу на організм формальдегіду на підприємствах текстильної, деревообробної, хімічної, гумової промисловості, складає сотні тисяч. При виготовленні різноманітних полімерів на основі фенол формальдегідних смол в робітничих приміщеннях концентрація формальдегіду, фенолу, діфенілпропану значно перевищує санітарні норми (Карімова М. А.,1980, Баранець Н.А., Дуєва Л.А., 1989, Забродін Н.А, 1997, Geier I., Lessmann H., 1997).

Звертає на себе увагу той факт, що в атмосфері ряду промислових міст України вміст оксидів азоту, формальдегіду, фенолу, сірки перевищує санітарні норми більш ніж в 3 рази. Так, в останні роки в атмосфері таких міст Луганської області як Рубіжне, Сіверськодонецьк, Лисичанськ, утворюючи своєрідну хімічну завісу, міститься одночасно від 110 до 150 шкідливих речовин в концентраціях вище за ГДК, в тому числі формальдегід (5-10 середньорічних ГДК) (Губський Ю.І., Довго-Сабуров В.Б., Фролов В.М., Пересадін Н.А., 1993).

Пари формальдегіду в токсичній концентрації виявляються також на кафедрах морфологічного профілю, в гістологічних, судово-медичних, ветеринарних лабораторіях. Має місце і побутовий контакт людини з формальдегідом. Він виділяється будівельними матеріалами, внутрішнім обладнанням, меблями.

Окрім багаточисленних робіт присвячених токсикологічній дії формальдегіду, в літературі відображений і позитивний вплив формальдегіду. Його застосовують для пролонгування безпечних строків ішемії головного мозку. Розчини, що містять низькі концентрації формальдегіду, застосовують для консервації кісткових трансплантатів, хрящів, судин, шкіри та сечового міхура. (Розвадовський В.Д., Тренін С.О., 1985; Чернова Н.А., Хохлов А.П., 1988; Щербакова Л.Н., 1988).

Нині експериментально вивчені морфологічні зміни легенів, печінки, нирок, мязової тканини при формаліновій інтоксикації. В літературі є повідомлення про алергійну, ембріотропну та гонадотропну дії формальдегіду і його мутагенну та цитогенетичну активність (Когерман-Лепп Е.П., Хуссар Ю.П., 1986; Сеніченкова І.Н., 1991, Кітаєва Л.В., 1996).

Свідчення про вплив парів формальдегіду на структуру кісткової тканини, на ріст та формоутворення кісток скелета мають уривчастий характер. Необхідність системного вивчення впливу парів формальдегіду на морфогенез кісткової системи зумовлює актуальність теми цього дослідження.

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

Мета і задачі дослідження. Визначити закономірності анатомо-морфологічних переутворювань кісток скелета в разі впливу на організм парів формальдегіду. Для досягнення мети дослідження було визначено такі задачі: 1. Вивчити основні закономірності розвитку і структури скелета контрольних тварин в залежності від віку з метою проведення порівняння отриманих даних з результатами експерименту. 2. Вивчити в експерименті особливості росту, будови та формоутворення кісток скелета під впливом парів формальдегіду в різноманітних концентраціях. 3. Дослідити зміни в будові і гістоструктурі кісток скелета при формаліновій інтоксикації організму із застосуванням пірацетаму як коректора.

Обєкт дослідження: в експерименті на білих щурах вивчити ріст, будову і морфогенез кісток скелета в умовах впливу на організм парів формальдегіду в різноманітних концентраціях і можливість прогнозування їх направленості.

Предмет дослідження: особливості будови, зростання та формоутворення кісток скелета під впливом парів формальдегіду.

Методи дослідження. Подовжні та поперечні розміри кісток скелета визначали за методикою V.Duerst. Гістологічне дослідження складалося з морфометрії зон епіфізіального хряща та діафіза великогомілкових кісток. Також проводили визначення обємного співвідношення клітинних елементів та проміжної речовини епіфізіального хряща. Хімічне дослідження кісток складалося з визначення вмісту води, органічних та мінеральних речовин. У мінеральному компоненті визначали вміст кальцію, фосфору, калію та натрію.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше на експериментальному матеріалі виявлені особливості морфогенезу, закономірності компенсаційно-пристосовних змін, динаміка росту і формоутворення кісток скелета під впливом парів формальдегіду в різні вікові періоди, в залежності від дози, тривалості впливу та при корекції пірацетамом. За допомогою комплексу сучасних методів (остеометричного, гістологічного, біохімічного, морфометричного, математичного) дослідження отримані нові дані про порушення інтенсивності ростових та остеопластичних процесів в умовах інтоксикації організму парами формальдегіду. Виявлені чутливі та максимально вразливі функціональні структури довгих трубчастих кісток скелета (епіфізіальний хрящ та періостальна зона діафізу) при остеотоксичній дії формальдегіду.

Практичне значення одержаних результатів. В експерименті виявлені морфо-функціональні зміни кісток скелета при фізіологічних умовах існування, повязаних із впливом на організм летючих органічних сполук, зокрема парів формальдегіду, що має важливе значення у виборі методів адекватної терапії лікування при професійних захворюваннях. Отримані дані дозволяють уточнити механізми регулювання морфогенезу кісткової системи в різні вікові періоди при тривалому впливові на організм парів формальдегіду. При цьому встановлено, що у щурів всіх вікових груп умови експерименту надають ростопригноблючий вплив на кістки скелета, що супроводиться структурними змінами в епіфізіальних хрящах, зміною хімічного і мінерального складу і зниженням міцності кісток. Показано, що застосування пірацетаму може виступати як медикаментозний коректор несприятливих змін в кістках скелета, викликаних впливом парів формальдегіду. Отримані результати можуть бути використані в клінічній практиці профпатології, токсикології, реанімації і трансплантології. Ці дані можуть використовуватися в гігієнічному нормуванні застосування формальдегіду в промисловому виробництві, сільському господарстві і роботі спеціалізованих лабораторій. Крім того, це дослідження може бути впроваджено в основу розробки нового методу профілактики негативних наслідків тривалого контакту з парами формальдегіду.

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

Особистий внесок здобувача. Автором проведені самостійно всі основні експериментальні та морфо-функціональні дослідження, аналіз гістопрепаратів, статистична обробка результатів дослідження, а також їх узагальнення. Інтерпретація отриманих результатів, основні положення, що виносяться на захист, та висновки дисертації сформульовані автором.

Апробація результатів дисертації. Основні матеріали дисертаційної роботи апробовано на міжнародній конференції Актуальні проблеми остеопорозу (Євпаторія, 2 - 4 вересня, 1999р.); на Міжнародній науково-практичній конференції Глюкокортикоїд-індукований остеопороз: клініка, діагностика, профілактика та лікування (Івано-Франківськ, 22 –24 березня, 2000р.); на Х Українській школі із міжнародною участю “Біологія і патологія опорно-рухового апарату” (Харків, 7-9 червня 2000р.).

Публікації. Основний зміст даних досліджень відображено у 7 наукових працях, з них 4 - у наукових фахових виданнях, 3 - у матеріалах конференцій. Із них 5 праць опубліковано самостійно.

Структура та обсяг дисертації. Матеріали дисертації викладено на 191 сторінках машинописного тексту. Робота включає вступ, аналітичний огляд літератури, розділ “Матеріали та методи дослідження”, розділ власних досліджень, аналіз і узагальнення результатів досліджень, висновки, список використаних джерел. Дисертаційна робота ілюстрована 40 рисунками, 52 таблицями. Перелік використаних літературних джерел містить 234 найменування, у тому числі 83 зарубіжних.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріал і методи дослідження Експериментальне дослідження проведене на 180 безпорідних білих щурах - самицях. Ці тварини зручні для вивчення остеогенезу наявністю безперервного росту і характерними однотипними реакціями на вплив різноманітних факторів. Всі тварини були розділені на серії і групи, в залежності від їх віку, концентрації парів формальдегіду, застосування коректора - пірацетаму і тривалості спостереження. Першу (контрольну) серію склали тварини, які не мали контакту з парами формальдегіду. У другу серію були включені тварини двох вікових груп: статевонезрілого і репродуктивного віку (1 і 5 місяців від народження, з початковою масою відповідно 45-55 г і 140-150 г), що зазнавали впливу парів формальдегіду. Крім того, друга серія була поділена на групи, в залежності від концентрації діючої речовини. Першу групу склали тварини, що зазнавали впливу парів формальдегіду при концентрації 0,5 мг/м3, яка прийнята як ГДК в повітрі робочої зони. Друга група зазнавала впливу парів формальдегіду на рівні 10 ГДК (концентрація 5мг/м3), третя група - на рівні 50 ГДК (концентрація 25мг/м3). Третю серію склали тварини, які на фоні впливу парів формальдегіду, в концентрації 25 мг/м3, одержували внутрішньом'язові ін'єкції 10% розчину пірацетаму в дозі 0,3 мг/ кг (Когерман-Лепп Е.П., Хуссар Ю.П., 1986)

Інгаляційний вплив парів формальдегіду здійснювався в затруючій камері (об'єм 0,2 м3), при щоденній експозиції 30 хвилин, в один і той же час. Концентрації парів формальдегіду в повітрі затруючій камери визначали згідно з “Методичними вказівками по фотометричному вимірюванню концентрацій формальдегіду в повітрі робочої зони (1987 р.)”. Тварини контрольної серії утримувались такий же час в камері без контакту з парами формальдегіду.

Постановка експерименту здійснювалася відповідно до Правил проведення робіт з експериментальними тваринами. Всі щури містилися в стандартних умовах віварію. У ході експерименту проводилися спостереження за динамікою маси тіла тварин кожні 10 днів. При щоденному спостереженні за загальним станом і поведінкою щурів відхилень не виявлено.

Після закінчення терміну спостереження згідно з Методичними рекомендаціями по виведенню тварин із експерименту(1985) щурів декапітували під ефірним наркозом. Для дослідження відділяли від м'яких тканин кістки скелета: великогомілкову, плечову, кульшову, III поперековий хребець. Кістки зважували на аналітичній вазі BJIA-200 з точністю до 1 мг і вимірювали їх подовжні і поперечні розміри штангенциркулем з точністю до 0,5 мм (U.Duerst, В.П.Алексеев). Програма остеометрії довгих трубчастих кісток включала такі параметри: максимальна довжина кістки, найбільша ширина проксимального і дистального епіфізів, ширина і передньозадній розмір (товщина) середини діафізу. Для плоских кісток вимірювали їх габаритні розміри: найбільшу довжину, ширину і товщину. У III поперекового хребця вимірювали найбільшу довжину, ширину і товщину тіла.

Хімічне дослідження кісток складалося з визначення вмісту води, органічних і мінеральних речовин. У мінеральному компоненті визначали вміст фосфору, кальцію, калію і натрію. Вміст води, органічних і мінеральних речовин знаходили ваговим методом, послідовно висушуючи кістки при температурі 105°С до постійної ваги в сухожаровій шафі і, озоляючи в муфельній печі при температурі 450-500°С протягом 12 годин. Отриману золу розтирали в фарфоровій ступці та зберігали в герметичних мікропробірках.

Для дослідження макроелементного складу кісток брали 5 мг кісткової золи і розчиняли в 2 мл 0,1Н хімічно чистої соляної кислоти, після розчинення доводили обєм розчину до 25 мл дистильованою водою. Вміст натрію і калію визначали на полум'яному фотометрі ПАЖ-1. Вміст фосфору і кальцію визначали колориметричним методом на електрофотокалориметрі КФК-2 з використанням стандартних тестових наборів фірми Lachema, Чехія (Ю.В.Новиков, Н.С.Полуектов, 1967; Колб В.Г., Камишніков В.С.,1976).

Для гістологічного дослідження брали дільниці проксимального епіфіза і середини діафіза великогомілкової кістки, фіксували їх в 10% розчині нейтрального формаліну, декальцинували в 5% розчині мурашиної кислоти, збезводнювали в спиртах зростаючих концентрацій і ксилолі, заливали в парафінові блоки. Готували гістологічні зрізи товщиною 10-12 мкм, які забарвлювали гематоксилин-еозином. Мікроморфометричне дослідження зрізів діафіза і проксимального епіфіза великогомілкових кісток проводили за допомогою окуляра-мікрометра MOB-1-15 ГОСТ 7865-56 і окулярної вимірювальної сітки мікроскопа МПБ-3. Калібрування вимірювальних приладів здійснювали за допомогою міліметрового відрізка ГОСТ 7513-55.

Морфометрію зон епіфізіального хряща проводили за наступними параметрами: загальна ширина, ширина зони індиферентного хряща, ширина зони проліферативного хряща, ширина зони дефінітивного хряща і об'ємна частка первинної спонгіози (класифікація зон епіфізіального хряща по Ковешнікову В.Г., 1980). За допомогою 100-крапкової вимірювальної сітки визначали об'ємне співвідношення клітинних елементів і міжклітинної речовини епіфізіального хряща. Морфометрія діафіза проводилася за такими параметрами: площа поперечного перетину діафізу, площа каналу діафізу, ширина шару зовнішніх генеральних пластин, ширина остеонного шару, ширина шару внутрішніх генеральних пластин, діаметр остеонов, діаметр каналу остеонів (А.А.Гуцол, Б.Ю.Кондратьев, 1988; Г.Г.Автандилов, 1990).

Визначали механічні параметри плечової кістки при вигині на універсальній навантажувальній машині Р-0,5 із швидкістю навантаження 0,25 мм/хв до руйнування. Розраховували питому стрілу прогину, межу міцності, модуль пружності і роботу руйнування.

Отримані дані оброблялися статистично на персональному комп'ютері. Отримані числові дані оброблялися методами варіаційної статистики. Достатньою вважалася імовірна помилка менше 5% (р0,05). Проведені також дисперсійний факторний та кореляційний аналізи.

Результати дослідження та їх аналіз. Тварини другої серії, першої групи, як статевонезрілого так і репродуктивного віку зазнавали впливу парів формальдегіду в концентрації 0,5 мг/м3 що прийнята як ГДК в повітрі робочої зони. При проведенні морфометрії зон хряща проксимального епіфіза великогомілкової кістки, а також дослідження поперечних зрізів діафізів відхилень від контрольних показників не виявлено. Зміни в хімічному складі кісток не відбувалися. Остеометричні показники тваринних кісток першої групи не відрізнялися від контрольних.

Дані остеометрії свідчать, що зміни темпів росту подовжніх і поперечних розмірів носять однонаправлений характер. Однак міра їх залежить від концентрації парів формальдегіду, а також віку тварин. При концентрації, що дорівнює 5 мг/м3, максимальні зміни приросту подовжніх розмірів кісток відмічаються на 60 день експерименту; при концентрації 25 мг/м3 максимальні зміни зявляються на 30 добу досліду у статевонезрілих тварин. Для щурів репродуктивного віку більш виразне сповільнення приросту подовжніх розмірів кісток відмічається в обох групах до кінця експерименту.

В другій серії, другій групі статевонезрілих тварин на 30 день експерименту відбуваються незначні зміни в гістоструктурі скелета, що виражаються в деякому звуженні епіфізіального хряща при збереженні чіткості меж окремих його зон. У зоні індиферентного хряща знаходиться велика кількість міжклітинної речовини. У діафізах великогомілкових кісток спостерігається деяке розширення діаметру остеонів та їх каналів.

Збільшення дози впливу парів формальдегіду до 25 мг/м3 на 30 день експерименту приводить до виникнення більш помітних відхилень в порівнянні із попередньою концентрацією. Відмічається значний пригноблюючий вплив на структуру епіфізіального хряща. Загальна ширина хряща була меншою на 5,65% (р0,05) в порівняння з контрольними значеннями. Це звуження виникло внаслідок зменшення проліферативної і дефінітивної зон хряща. У більшій мірі зменшується кількість клітин, що діляться, порушується орієнтація клітинних стовпчиків. Місцями ці колонки хондроцитів втрачають свою безперервність і повздовжній напрямок розташування, вони є викривленими й часто перериваються ділянками проміжної речовини. Значною мірою зазнавала зміни структура діафіза великогомілкових кісток. Остеонний шар потоншав. Виявлена тенденція до розширення остеонів і їх каналів зберігається.

Зміни в структурі епіфізіального хряща і діафіза великогомілкових кісток є односпрямованими як для статевонезрілих тварин, так і для щурів репродуктивного віку. Через два місяці від початку експерименту у другій серії, другій групі тварин репродуктивного віку звуження загальної ширини епіфізіального хряща в порівнянні із контрольною групою становило 3,14% (р0,05), в третій групі – 8,5% (р0,05). Це звуження відбувається головним чином за рахунок проліферативної та дефінітивної зон. Росте частка міжклітинної речовини і зменшується частка хондроцитів та частка первинної спонгіози. Гістоморфометричне дослідження діафіза великогомілкових кісток в другій серії, третій групі тварин виявило, що зона зовнішніх генеральних пластин вірогідно вужче контрольних значень на 4,24% (р0,05). Площа поперечного перетину діафіза і остеонного шару також менше контрольних показників. Зниження темпів опозиційного зростання залежить від впливу величини концентрації парів формальдегіду. Відбуваються зміни структурно-функціональної організації клітинних мембран. При цьому мембранопошкоджуючий ефект формальдегіду можна пояснити його здатністю посилювати перекисне окислення ліпідів, що входять до складу клітинної оболонки.

Зміни хімічного складу, так само як і активність зростання кісток тварин, залежать від концентрації парів формальдегіду. Саме в третій групі тварин статевонезрілого віку відбуваються більш істотні зміни в хімічному складі кісток. Вміст органічних речовин у відсотковому співвідношенні порівняно до контролю коливався в межах 2,41 – 3,62, але був статистично невірогідним. Відмічається зменшення вогкості кісток, що досліджуються на 3,09% - 4,63%. Це відбувається на фоні зменшення натрію та калію. У цей термін експерименту визначена висока міра тісноти кореляційних звязків між вмістом води і вмістом натрію, яка зберігається протягом усього періоду експерименту.

Частка мінеральних речовин підвищується. В другій серії, третій групі в великогомілковій кістці на 30 день досліду вона була більшою на 10,77%, в кульшовій - на 14,17%, і в хребці – на 12,04%. На 60 день експерименту підвищення рівня мінералізації кісток, по відношенню до контролю, досягає 7,89% - 10,63% (при 10 ГДК), а при 50 ГДК – 11,88% - 15,25%. Однак темпи трохи менші, ніж в попередній термін.

У білих щурів репродуктивного віку зміни хімічного складу мали вищезазначену спрямованість. Однак максимальний вплив чинника спостерігається наприкінці експерименту. Вміст води в кульшовій кістці тварин третьої групи зменшився в порівнянні із контролем на 9,41%, а частка мінерального компоненту підвищилася на 11,35%. Аналогічні зміни відбуваються у довгих трубчастих кістках і третьому поперековому хребці. Гіпогідратація становить 6,78% і 8,75%, підвищення мінерального компонента – 8,75% і 11,04% відповідно.

Відмічене також збільшення концентрації фосфору та кальцію. На 30 день експерименту у другій групі тварин репродуктивного віку у великогомілковій кістці збільшення вмісту кальцію в порівнянні із контролем становило 1,46%, а збільшення концентрації фосфору на 3,49%, в кульшовій кістці – на 1,64% і 3,79%, в хребці – на 2,86% і 2,24% відповідно. Для великогомілкової кістки на 60 день досліду вміст кальцію підвищився по відношенню до контролю на 3,84%, вміст фосфору – на 5,07%.

Зміни мінерального та хімічного складу трубчастих кісток привели до закономірних переутворювань їх міцністних властивостей. Показники роботи руйнування були вище контрольних показників. Це стосувалося як для статевонезрілих тварин так і для тварин репродуктивного віку.

Внаслідок дисперсійного факторного аналізу отриманих даних встановили, що у статевонезрілих щурів на 30 день експерименту у великогомілковій кістці вплив парів формальдегіду виявляється значним на такі показники як : 1) зменшення вмісту натрію. 2) підвищення частки мінеральних речовин, зокрема фосфору. 3) зменшення подовжнього розміру кістки. 4) а також зменшення ширини проксимального епіфіза і ширини епіфізіального хряща. Зі збільшенням тривалості спостереження вплив парів формальдегіду на ознаки, котрі досліджуються, лишається суттєвим.

Стосовно даних результатів у щурів репродуктивного віку максимальна і статистично вірогідна дія парів формальдегіду виявилася тільки під кінець експерименту.

Третя серія дослідів була присвячена вивченню особливостей будови, росту та формоутворення кісток скелета при впливі на організм парів формальдегіду у концентрації 25 мг/м3 і можливості корекції цих змін пірацетамом. Після місяця експерименту морфометричні дані статевонезрілих тварин показали, що загальна ширина була вужчою відносно до контролю, але ширше, ніж у тварин, що отримували тільки формальдегід. У піддослідних тварин третьої серії, четвертої групи зберігається чіткий підрозділ всіх зон епіфізіального хряща, їх типова структура. Продовжуючи дослідження до двох місяців, було зафіксовано, що загальна ширина епіфізіального хряща була більше в порівнянні з показниками третьої групи, однак темпи росту були нижчими. У структурі діафіза великогомілкових кісток відмічається розширення остеонного шару.

У тварин репродуктивного віку, як і у статевонезрілих зміни в гістологічній будові епіфізіального хряща мають односпрямований характер. Зберігається зональна будова епіфізіального хряща, колонки хондроцитів зберігають повздовжній напрямок розташування. Збільшується загальна ширина епіфізіального хряща.

Дані остеометрії на 30 день досліду у статевонезрілих тварин свідчать про збільшення приросту в довжину всіх видів кісток (3,12% - 5,09%) в порівнянні з тваринами, що зазнавали тільки впливу формальдегіду. Однак приріст подовжніх і поперечних розмірів кісток відстає від контрольної групи. Через два місяці статистична вірогідність меншає відносно лінійних розмірів остеометрії , але це не стосується ширини проксимального епіфіза великогомілкової кістки і довжини тіла третього поперекового хребця.

Хімічний склад кісток щурів третьої серії, четвертої групи до 30 дня експерименту зазнає деяких змін. Тобто, вміст води у всіх видах кісток поменшав в порівнянні з контролем, була знижена концентрація натрію і калію. Однак ці зміни були менш істотними, ніж показники хімічного складу третьої групи експериментальних тварин.

Вміст мінеральних речовин в цей термін експерименту був збільшений по відношенню до контролю, але менший в порівнянні із показниками третьої групи, що отримувала тільки формальдегід. Статистично вірогідно пірацетам впливав значним чином на вміст мінеральних речовин в третьому поперековому хребці. Вміст фосфору був наближений до контрольної групи. Менш істотно відбувалась нормалізація вмісту кальцію.

Хімічний склад кісток до кінця експерименту був подібний складу у тварин, що зазнавали тільки впливу парів формальдегіду. Відносно до контролю зменшилась вологість кісток, як і вміст гідрофільних елементів. За рахунок цього відбувається перерозподіл в скелеті вмісту мінеральних і органічних речовин. Їх вміст був підвищений. Однак всі зміни були менш вираженими в четвертій групі експериментальних білих щурів.

Біомеханічні характеристики четвертої групи тварин по відношенню до третьої групи не показові. Вони зменшувалися в межах 1% - 2%.

При проведені факторного дисперсійного аналізу нами встановлено, що на результативні ознаки вплив чинника був виразним на 30 день експерименту. Це стосувалося максимальної довжини кістки, ширини проксимального епіфіза, загальної ширини епіфізіального хряща та його проліферативної зони. Для щурів репродуктивного віку підлягав впливу й вміст мінеральних речовин. Під кінець експерименту значного впливу на результативні ознаки чинник не мав, окрім максимальної довжини, ширини проксимального епіфіза, ширини епіфізіального хряща у статевонезрілих щурів.

При проведенні факторного аналізу впливу коректора на результативні ознаки у кульшовій кістці та третього поперекового хребця відмічаються аналогічні закономірності. Але для цих кісток був ще значним вплив на вміст мінеральних речовин, особливо у хребця.

ВИСНОВКИ

1. У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової проблеми, що виявляється у визначенні особливостей будови, росту та формоутворення кісток скелета під впливом дії на організм парів формальдегіду. Отримані результати дослідження можуть бути використані для розробки методів профілактики шкідливого впливу парів формальдегіду на підприємствах та в наукових лабораторіях.

2. У постнатальному остеогенезі інтактних щурів подовжнє і поперечне зростання кісток найбільш активне в перші три місяці з подальшим його поступовим сповільненням. Виявлена пряма залежність між темпами росту трубчастих кісток і шириною їх епіфізіальних хрящів. Від періоду статевонезрілості до репродуктивного віку відбувається накопичення в кістках мінеральних речовин, головним чином кальцію і фосфору, з відносним зменшенням вмісту води і гідрофільних елементів: калію і натрію.

2. Формальдегід несприятливо впливає на морфогенез кісткової системи, спричиняє пригноблення темпів росту, макроелементний дисбаланс, зміни в макро- і мікроструктурі кісток, порушення міцностних властивостей. Вираженість остеотоксичності дії залежить від віку організму, тривалості впливу і концентрацій парів формальдегіду.

3. Згідно з уточненими нами даними, вплив на організм парів формальдегіду в концентрації 0,5 мг/м3, яка прийнята як гранично допустима концентрація в повітрі робочої зони, не визначає остеотоксичного ефекту протягом усього періоду експерименту.

4. Інтоксикація організму парами формальдегіду дозами 5 мг/м3 та 25 мг/м3 протягом двох місяців викликає деструктивні зміни в епіфізіальному хрящі довгих трубчастих кісток. Вплив різних концентрацій парів формальдегіду на організм тварин в статевонезрілому і репродуктивному віці приводить до сповільнення темпів росту кісток в поєднанні із зменшенням ширини епіфізіального хряща, з глибокими деструктивними змінами хондроцитів, і проміжної речовини зони проліферуючого хряща. Найбільша реакція з боку епіфізіального хряща виявлена в місячному експерименті у статевонезрілих тварин.

5. В разі впливу парів формальдегіду в концентраціях перевищуючих гранично допустиму спостерігаються зміни в структурі діафіза великогомілкових кісток. При цьому відбувається звуження остеонного шару діафізів, розширення діаметрів каналів остеонів, причому найбільші зміни спостерігаються при впливі парів формальдегіду в концентрації 25 мг/м3.

6. Інтоксикація парами формальдегіду організму піддослідних тварин із збільшенням тривалості експерименту в кінцевому результаті приводить до підвищення міри мінералізації кісток, що супроводжується зниженням їх вогкості, зменшенні гідрофільних елементів.

7. Введення пірацетаму на фоні впливу парів формальдегіду нівелює остеотоксичну дію останнього і тим самим нормалізує остеогенез. Найкращий ефект при застосуванні пірацетаму досягається на 30 добу експерименту.

8. Найбільш чутливі та максимально вразливі функціональні структури кісток скелета на формалінову інтоксикацію – епіфізіальний хрящ та періостальна зона діафіза.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ

ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Мякоткина Г.В. Особенности химического состава костей скелета неполовозрелых белых крыс при воздействии паров формальдегида // Український медичний альманах. – 1999. – Т.2. - №4. – С. 111-113.

2. Мякоткина Г.В. Особливості хімічного складу кісток скелета статевозрілих білих пацюків при впливі парів формальдегіду // Вісник морфології - 2000. - №1. - С. 66-67.

3. Мякоткина Г.В. Вплив парів формальдегіду на гістоструктуру епіфізарного хряща трубчастих кісток скелета білих щурів // Український медичний альманах. - 2000 - Т.3. - №2. – С. 113-115.

4. Мякоткина Г.В. Особенности роста и минерализации длинных костей скелета неполовозрелых белых крыс при воздействии паров формальдегида // Ортопедия, травматология и протезирование – 2000 - №2. – С.16-18.

5. Мякоткина Г.В. Влияние формальдегида на рост костей крыс неполовозрелого возраста // Матеріали міжнародної конференції “Актуальные проблемы остеопороза” Євпаторія, 2-4 вересня 1999 . С.59.

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

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

АННОТАЦИЯ

Мякоткина Г.В. Особенности строения, роста и формообразования костей скелета под воздействием паров формальдегида (анатомо-экспериментальное исследование). Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук.

14.03.01 - нормальная анатомия. Крымский государственный медицинский университет им. С.И.Георгиевского. Симферополь, 2000.

Диссертация посвящена особенностям роста, строения и формообразования костей скелета под влиянием паров формальдегида. Экспериментальное исследование проведено на 180 белых крысах самках. Все животные были разделены на серии и группы в зависимости от возраста, концентрации паров формальдегида, применения корректора – пирацетама и длительности наблюдения. Первую (контрольную) серию составили животные, которые не имели контакта с парами формальдегида. Во вторую серию вошли животные двух возрастных групп: неполовозрелые и репродуктивные (1 и 5 месяцев от рождения, с начальной массой соответственно 45 – 55г и 140 – 150г), которые подвергались воздействию паров формальдегида. Кроме этого, вторая серия была разделена на группы в зависимости от концентрации действующего вещества. Первую группу составили животные, которые подвергались воздействию паров формальдегида в концентрации 0,5мг/м3, которая принята как предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны. Вторая группа подвергалась воздействию паров формальдегида на уровне 10 ПДК (концентрация 5мг/м3), третья группа – на уровне 50 ПДК (концентрация 25мг/м3). Третью серию составили животные, которые на фоне воздействия паров формальдегида, в концентрации 25мг/м3, получали внутримышечные инъекции 10% раствора пирацетама в дозе 0,3мг/кг.

При этом использовали анатомические, гистологические, морфометрические, химические и математические методы исследования. Установлено, что интоксикация разными дозами паров формальдегида вызывает морфофункциональные изменения во всех исследуемых костях скелета, снижает активность биосинтетических процессов, влияет на химический состав и прочностные характеристики костей подопытных животных. Выраженность и направленность этих изменений зависит от возраста, концентрации и длительности действия химического вещества. При воздействии на организм паров формальдегида в концентрации 0,5мг/м3 остеотоксический эффект не был установлен на протяжении всего периода эксперимента. Воздействие более высоких концентраций паров формальдегида на животных неполовозрелого и репродуктивного возраста приводит к уменьшению темпов продольного и поперечного роста костей скелета, ухудшению прочностных характеристик костей. Это происходит в сочетании с уменьшением размеров ростоактивных зон костей, изменениями в структуре костей. Отмечается повышение степени минерализации костей, что сопровождается снижением их влагонасыщенности, уменьшением содержания гидрофильных элементов. Наиболее существенные изменения наблюдаются в костях подопытных животных неполовозрелого возраста после 30 дней исследования. У животных репродуктивного возраста наибольшие изменения наблюдаются при воздействии высоких концентраций на протяжении двух месяцев. Введение пирацетама в качестве корректора изменений, которые происходят в костях животных при воздействии на организм паров формальдегида, нивелирует остеотоксическое воздействие последнего, тем самым, нормализуя остеогенез. Наилучший эффект от применения пирацетама был отмечен при нивелировании токсического воздействия паров формальдегида на темпы продольного роста костей скелета исследуемых животных. Максимально положительный эффект достигался на 30 день эксперимента.

Ключевые слова: рост, строение, кости скелета, формальдегид.

АНОТАЦІЯ

Мякоткина Г.В. Особливості будови, росту та формоутворення кісток скелета під впливом дії парів формальдегіду (анатомо-експериментальне дослідження). Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук.

14.03.01 - нормальна анатомія. Кримський державний медичний університет ім. С.І.Георгієвського. Сімферополь, 2000.

Дисертацію присвячено особливостям росту, будови та формоутворення кісток скелета під впливом дії парів формальдегіду. При цьому використовували анатомічні, гістологічні, морфометричні, хімічні та математичні методи дослідження. Встановлено, що інтоксикація парами формальдегіду викликає морфофункціональні зміни у всіх видах кісток скелета.

Виявлення та спрямованість цих змін залежить від віку організму, тривалості впливу і концентрації парів формальдегіду. Введення пірацетаму на фоні впливу парів формальдегіду нівелює остеотоксичну дію останнього і тим самим нормалізує остеогенез. Результати дослідження впроваджені у навчальний процес кафедр анатомії людини медичних ВУЗів.

Ключові слова: ріст, будова, кістки скелета, формальдегід.

SUMMARY

Myakotkyna.G.V. Features of the structure, growth formation of the bones of skeleton under influence of the action of steam of formaldehyde (anatomical-experimental Research). The manuscript. The dissertation on competition of a scientific degree of the candidate Medical Sciences.

14.03.01 - normal anatomy. Crimean State Medical University by S.K Georgiyevskiy. Simferopol, 2000.

The dissertation is devoted to the features of growth, structure and formation of the bones of skeleton under influence of action of the steam of formaldehyde. Anatomical, histological, morphometrical, chemical and mathematical methods of research have been used. It was established that intoxication by steam of formaldehyde causes morphofunctional changes in all kinds of bones of the skeleton. Revealing and orientation of these changes depend on age of the organism, duration’s of influence and concentration of the steam of formaldehyde. The introduction of piracetam on a background of influence of the steam of formaldehyde levels the osteotoxical action and with it help normalizes the osteogenesis. The results of the researches are introduced into the educational process of faculties of anatomy of the man in medical HIGH SCHOOLS.

Key words: growth, structure, skeleton’s bones, formaldehyde.

Здано до набору 28.09.2000. Підписано до друку 18.10.2000.

Формат 60х90/16. Папір офсетний. Друк офсетний.

Умовн. друк. арк. 1,0. Тираж 100. Зам. 127. Замовне.

Віддруковано у видавничому центрі ЛугДМУ

м. Луганськ, кв.50 років Оборони Луганська, 1