Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство охорони здоров'я України

Тернопільська державна медична академія

Автореферат дисертації

на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Ріст і формоутворення кісток скелета при адаптації організму до позаклітинного зневоднення та їх реадаптація

Бензар Ірина Миколаївна

Тернопіль - 2000

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Тернопільській державній медичній академії ім.І.Я.Горбачевського МОЗ України

Науковий керівник:

Доктор медичних наук, професор

Федонюк Ярослав Іванович

Тернопільська державна медична

академія ім. І.Я.Горбачевського,

професор кафедри нормальної анатомії

Офіційні опоненти:

Доктор медичних наук, професор Головацький Андрій Степанович, медичний факультет Ужгородського університету, завідувач кафедри анатомії людини, оперативної хірургії та гістології

Доктор медичних наук, професор Бруско Антон Тимофійович, Український національний науково-дослідний інститут травматології та ортопедії (м. Київ), завідувач відділом морфології

Провідна установа:

Івано-Франківська медична академія МОЗ України, кафедра анатомії людини, м. Івано-Франківськ

Захист відбудеться "___"_____________ 2000 р. о____ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 58.601.01

у Тернопільській державній медичній академії ім.І.Я.Горбачевського МОЗ України (46001 м.Тернопіль, майдан Волі 1).

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Тернопільської державної медичної академії ім.І.Я.Горбачевського (46001 м.Тернопіль, вул. Руська 12).

Автореферат розісланий "____"_____________ 2000 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради професор О.М.Кіт

1. Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Проблема адаптації викликає постійну зацікавленість науковців і це питання висвітлюється в численних друкованих працях (Созонтова Т.Г., 1996, Иванов К.П., 1997, Пузырев А.А. и соавт., 1997), проте існує ще чимало запитань стосовно характеру і природи формування пристосувальних реакцій. Особливо це стосується структурних змін, що виникають на різних рівнях організації живого.

Зміни об'ємів рідинних середовищ організму можна розглядати як прояв істотного напруження компенсаторних механізмів або навіть прояв вичерпності їх меж (Иванов Г.Г., 1999). Отже, ми маємо справу із зривом адаптаційних можливостей організму в цілому, а також окремих його органів і тканин. Порушення водно-електролітного обміну нерідко призводять до тяжких функціональних розладів і визначають важкість перебігу захворювання (Долецкий А.С. и соавт., 1995). Зазвичай прояв тих чи інших ознак патології нелегко пов'язати із строго визначеними структурними змінами, оскільки патологія обміну має комплексний характер (Шостакович-Корецкая Л.Р., Снисарь В.И., 1998). Лише в умовах експерименту можна відтворити у тварин ізольовані розлади обміну води, електролітів та інших біохімічних еквівалентів, хоча, природно, результати "чистого" досліду слід переносити в клініку з великою обережністю.

Позаклітинне зневоднення належить до частих клінічних синдромів, причиною якого нерідко є абсолютний дефіцит натрію в організмі (Максина А.Г., Тихомиров А.Н., Дайняк Б.А., 1996). Поряд із натрієм організм втрачає інші електроліти, обумовлюючи зміни кісткової тканини (Федонюк Я.І. і співавт., 1997, 1998), оскільки скелет людини є найбільш значним резервом мінералів і важливою ланкою водно-електролітного обміну (Подрушняк Е.П., 1997, Buckvalter J., 1995, Frost H.M., 1997). Реакція трубчастих кісток на вплив різних чинників довкілля описана в сучасній літературі (Ковешников В.Г., и соавт., Сикора В.З., 1998, Бруско А.Т. и соавт, 1998). Актуальним залишається вивчення структурної перебудови кісткової тканини у її якісно новому стані - у стані адаптації, оскільки, за висловом В.П.Казначеева, "стан адаптації - це не фізіологічна флуктуація навколо норми, це не патологія, це - третя форма існування".

Дослідження реадаптаційних перетворень дозволить прогнозувати оборотність деструктивних змін і встановити той момент, починаючи з якого в тканинах відбуваються взаємопов'язані і взаємообумовлені перебудови, що призводять до необоротних структурних змін.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконана відповідно до планів наукових досліджень Тернопільської медичної академії та є частиною теми науково-дослідної роботи кафедри нормальної анатомії за № 0195U009226 "Закономірності морфогенезу кісток скелета та деяких внутрішніх органів під впливом зневоднення організму у тварин, адаптованих до дегідратації".

Мета дослідження. Виявити закономірності адаптивних перетворень у довгих трубчастих кістках скелета в умовах відтворення позаклітинної дегідратації та визначити повноцінність репаративних процесів у відновний період.

Задачі дослідження:

Визначити структурну перебудову та зміну макро- і мікроелементного складу довгих трубчастих кісток скелета тварин при утриманні їх в режимі адаптації до позаклітинної дегідратації.

Вивчити та описати особливості росту та формоутворення кісток скелета молодих тварин в умовах позаклітинного зневоднення різного ступеня важкості.

Визначити зміни мінерального складу кісткової тканини в умовах позаклітинного зневоднення та у різні терміни відновного періоду.

Описати закономірності морфологічних зрушень в кістковій тканині адаптованих і неадаптованих тварин в умовах позаклітинного зневоднення. кістка скелет адаптація зневоднення

Визначити особливості адаптивних перетворень в плані зміни стійкості кісткової тканини до впливу зневоднюючого фактора.

Виявити закономірності відновних процесів у довгих трубчастих кістках тварин після впливу позаклітинного зневоднення важкого ступеня. Порівняти швидкість та повноцінність реадаптаційних перетворень адаптованих та неадаптованих тварин.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше встановлені особливості структурної перебудови та змін мінерального складу довгих трубчастих кісток скелета при адаптації організму до позаклітинного зневоднення, які проявляються збільшенням масової частки остеотропних мікроелементів при збереженні структурної організації, вологості та макроелементного складу кісткової тканини. Виявлено підвищення толерантності кісткової тканини до впливу зневоднення після попередньої адаптації, а також вищі репаративні можливості трубчастих кісток адаптованих тварин. Встановлений деструктивний вплив фактора зневоднення на епіфізарний хрящ і кісткову тканину та прямий корелятивний зв'язок терміном дії зневоднюючого фактора та глибиною деструктивних змін.

Практичне значення одержаних результатів. Отримані дані, що стосуються особливостей моделювання, ремоделювання та мінералізації довгих трубчастих кісток, а також деяких показників метаболізму в умовах легкого, середнього і важкого ступенів позаклітинного зневоднення та у процесі реадаптації, дадуть можливість прогнозувати спрямованість деструктивних процесів під впливом дегідратаційного синдрому, який супроводжує численні захворювання.

Результати проведеного дослідження мають істотне значення для розробки адекватних методик корекції патологічних змін кісткової тканини як неадаптованого організму, так і організму в його якісно новому стані - у стані адаптації.

Результати досліджень можуть бути використані на кафедрах нормальної і патологічної анатомії, гістології та ембріології, травматології і ортопедії та інших у медичних вузах, науково-дослідних лабораторіях та закладах біологічного профілю.

Результати дослідження впроваджені у навчальний процес та науково-дослідну роботу кафедр нормальної анатомії, анатомії людини, гістології, оперативної хірургії з топографічною анатомією, анатомії і фізіології людини, клінічної і оперативної хірургії, фізіології сільськогосподарських тварин, валеології, науково-дослідного центру, лабораторії патогістоморфології Волинського та Ужгородського державних університетів, Львівського, Національного (Київ), Вінницького, Одеського, Запорізького, Донецького, Луганського медичних університетів; Буковинської, Івано-Франківської медичних академій; Національного (Київ), Кримського аграрних університетів; Української медичної стоматологічної академії (Полтава); Київського науково-дослідного інституту травматології і ортопедії, Мелітопольського педагогічного інституту та в Харківський науково-дослідний інститут ортопедії та травматології ім. проф. М.І.Ситенка.

Особистий внесок здобувача. Автору належить основна ідея розробки теоретичного і практичного напрямку роботи. Усі експериментальні та морфофункціональні дослідження, статистична обробка результатів проведені автором особисто. Аналіз і узагальнення отриманих результатів, основні положення, що виносяться на захист, висновки та практичні рекомендації дисертації сформульовані автором.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень, що включенні до дисертації, доповідалися на І та ІІ міжнародних конгресах студентів і молодих вчених (м.Тернопіль, 1997, 1998), XIV міжнародному симпозіумі морфологічних наук (Китай, Beijing, 1997), Всеросійській науковій конференції АГЕ (Тюмень, 1998), Європейському анатомічному конгресі (Румунія, Тімішоара, 1998), конференції "Биомедицинские и биосоциальные проблемы интегративной антропологии" (С.-Петербург, 1999).

Публікації. Основний зміст дисертації викладений у 20 друкованих працях, із яких 7 - у фахових виданнях, 4 - у збірниках статей, 9 - у матеріалах міжнародних конгресів і конференцій.

Структура дисертації. Обсяг дисертації 6,1 авторського аркуша (145 сторінок тексту). Робота включає вступ, огляд літератури, виклад матеріалів та методів дослідження, два розділи власних досліджень, у кожному з яких виділено 4 підрозділи, аналіз і узагальнення результатів дослідження, висновки, практичні рекомендації. Дисертація ілюстрована 20 мікрофотографіями, 14 графіками і діаграмами. Цифровий матеріал систематизований у 30 таблицях, які подані у додатках. Список літератури включає 245 джерел.

2. Основний зміст роботи

Матеріали і методи дослідження. Дослідження виконане на 188 молодих білих щурах-самцях лінії Vistar. Вихідна маса тварин 100 - 110 г. Усі тварини були розділені на 3 групи. Тварин першої групи переводили у режим зневоднення без попередньої адаптації. Тварини другої групи були адаптованими. Стану адаптації до зневоднення досягали шляхом чергування маломінералізованої дієти на фоні слабоконцентрованого розчину лазиксу (2 дні) і звичайного харчового раціону віварію (1 день) протягом 42 днів.

Позаклітинне зневоднення моделювали паралельно у тварин першої та другої дослідної групи шляхом згодовування їм маломінералізованої їжі (виварені у дистильованій воді овочі), до раціону включали розчинений у дистильованій воді лазикс із розрахунку 2 мл препарату на 10 л води. Ступінь зневоднення визначали за величиною водного дефіциту: при легкому ступені позаклітинної дегідратації дефіцит вологи складає 2 - 5 % маси тіла, при середньому - 5 - 10 %, при важкому - більше 10 %. Тварини 3-ої групи були інтактними і виводились з експерименту одночасно з дослідними для визначення контрольних показників.

На наступному етапі експерименту тварин переводили на звичайний харчовий раціон віварію і визначали реадаптаційні зміни через 1, 3, 6 та 12 тижнів.

Тварин виводили з експерименту під ефірним наркозом методом декапітації із наступним скелетуванням плечових, стегнових і великогомілкових кісток. Кістки, кожну окремо, зважували на аналітичній вазі ВЛР-200 з точністю до 0,01мг.

Остеометрію проводили за U. Duerst з точністю до 0,01 мм за такою програмою: найбільша довжина кістки, ширина проксимального епіфіза, ширина середини діафіза, передньо-задній розмір середини діафіза і ширина дистального епіфіза.

Фрагменти кісток фіксували у 10 %-му розчині нейтрального формаліну, декальцинували у 3,7 % розчині ЕДТА і заливали у целулоїдинові блоки. Готували гістологічні зрізи товщиною 10-15 мкм, котрі фарбували гематоксилін-еозином і за ван Гізоном.

Гістоморфометричні дослідження хрящової і кісткової тканини проводили за А.А.Гуцолом і Ю.Ю.Кондратьєвим за допомогою окулярного гвинтового мікрометра (МОВ-1-15х) та стандартної сітки. Гістоморфометрія епіфізів трубчастих кісток включала наступні параметри: ширина епіфізарного хряща, ширина зони проліферації та зони дефінітивного хряща, об'єм загальної спонгіози, обєм первинної спонгіози, глибина проникнення хрящових трабекул у кістково-мозкову порожнину, глибина проникнення спонгіози у кістково-мозкову порожнину, довжина трабекул первинної спонгіози, кількість остеобластів у первинній спонгіозі. Програму гістоморфометрії діафіза складали такі показники: ширина внутрішніх генеральних пластин, ширина зовнішніх генеральних пластин, ширина остеонного шару, площа діафіза, площа кістково-мозкового каналу, площа компактної речовини, діаметр остеонів та площа гаверсових каналів.

На атомному абсорбційному спектрофотометрі С-115 визначали масову частку макроелементів (кальцію, натрію, калію, магнію) та мікроелементів (марганцю, міді, цинку, заліза, свинцю) за методом Б.А.Неменко та М.М.Молдакулова. Масову частку фосфору визначали на фотоелектроколориметрі ФЕК-М за Брігсом.

Одержаний в результаті експерименту цифровий матеріал був систематизований. Обробка цифрових даних проводилась за методом Стьюдента на персональному комп'ютері AMD-K6. Достовірною вважали імовірність помилки менше 5 % (р <0,05). Для оцінки міри точності та достовірності вибіркових статистичних величин обчислювали їх середні помилки (m).

Результати дослідження та їх обговорення. Сукупність адаптаційно-пристосувальних реакцій визначається гетерохронністю змін на усіх ієрархічних рівнях біологічної системи, що призводить до мозаїчності будови клітин у складі тканини (Пузырев А.А. и соавт., 1991). Поряд із деструктивно зміненими клітинами виявляються елементи, що знаходяться на різних етапах функціональної активності. У кістках це в першу чергу проявляється в місцях їх фізіологічного росту - епіфізарних хрящових пластинках (Федонюк Я.І. і співат., 1997, Ковешніков В.Г., 1998), і в першу чергу в зоні проліферації, де поряд із численними ізогенними клітинними парами визначаються хондроцити з пікнотичними ядрами, порожні лакуни. Метаепіфізарна хрящова пластинка зберігає чітку зональність, проте дещо змінюються співвідношення між окремими зонами.

До нових умов існування кісткові органи структурно адаптуються шляхом відповідної зміни внутрішньої архітектоніки (Д.С.Саркисов, 1987). У першу чергу структурні зміни виявляються у губчастій кістковій речовині, яка завдяки розвиненій системі канальців остеоцитів та великій площі поверхні характеризується високим рівнем метаболічних процесів (А.А.Корж, 1995, Frost H.M., 1997). У губчастій субстанції адаптивна перебудова полягає у частковому розсмоктуванні кісткових перекладин, відкладанні нової кісткової тканини на існуючі перекладини, або побудові нових. Об'єктивним підтвердженням підвищення інтенсивності остеокластичних процесів є статистично достовірне зменшення глибини проникнення хрящових трабекул у кістково-мозкову порожнину в межах 4,87 - 5,12 % та зменшення об'єму первинної спонгіози на 4,42 - 4, 79 %. Губчаста речовина зберігає середньокоміркову структуру, побудована із трабекул, які орієнтовані у різних напрямках і перетинаються базофільними лініями склеювання. У компактній речовині процеси перебудови проходять у ділянці судинних каналів. Канали остеону внаслідок розсмоктування їх кісткових стінок розширюються (у межах 2,19 - 2,68 %). На стінках розширених каналів розростається остеогенна тканина, в якій відбувається новоутворення кісткової речовини. Новоутворені структури не позбавлені функціонального значення і є повноцінними механічними конструкціями кістки.

Утримання тварин в режимі адаптації до позаклітинного зневоднення супроводжується статистично достовірним підвищенням масової частки усіх досліджуваних остеотропних мікроелементів. Найбільше зростає концентрація марганцю, яка перевищує контрольні показники на 14,37 - 14,52 %. Масова частка міді зросла в середньому на 11,5 %, заліза - на 10,7 %. Дещо менше зростає масова концентрація цинку ( в середньому на 5,88 %) та свинцю (в середньому на 5,98 %).

Втрата кісткової тканини, спричинена періодичною дією зневоднення, змінюється посиленим формуванням кістки у період достатнього поступлення води і електролітів. У даному випадку діє система зворотного зв'язку, коли процеси остеоклазії, викликані короткочасним впливом несприятливого фактора, стимулюють кісткоутворення, результатом чого є заміна старої кістки на нову (В.В.Поворознюк і співавт., 1997), що дозволяє підтримувати механічну цілісність скелета та оптимізує іонний обмін.

На наступному етапі експерименту ми моделювали позаклітинне зневоднення легкого, середнього та важкого ступенів паралельно у тварин, що не піддавались попередній адаптації (перша дослідна група) і у тварин, що перебували у режимі адаптації (друга дослідна група).

За даними остеометрії, ріст довгих трубчастих кісток в довжину в умовах позаклітинного зневоднення сповільнюється, значно більше у тварин першої дослідної групи, і при важкому ступені дегідратації практично припиняється. Зокрема, протягом перших 30 днів експерименту довжина кісток тварин контрольної групи збільшилась в середньому на 5,38 %, адаптованих тварин - на 4,25 % і неадаптованих тварин - всього на 3,11 %. При важкому ступені зневоднення ріст кісток у довжину неадаптованих тварин практично припиняється, тоді як в адаптованих тварин поздовжній розмір збільшується на 1,05 %, а у тварин контрольної групи - на 3,48 %. Сповільнюється також ріст кісток в ширину.

В епіфізарних хрящових пластинках порушується колонкове розташування хондроцитів, стовпці клітин розміщені під кутом до площини діафіза, пересікаються пучками колагенових волокон, що спричинює їх фрагментацію. На окремих препаратах хондроцити розташовуються у вигляді острівців, оточених міжклітинною речовиною. Границі між зонами хряща нечіткі, в деяких місцях перериваються, його краї нерівні. У всіх зонах хряща виявляються клітини з пікнотичними ядрами, їх цитоплазма сконцентрована навколо або з одного боку ядра, а також численні порожні хондроцитарні лакуни. На межі із діафізом зявляються порожнини резорбції, краї яких зазубрені, більш базофільні порівняно з оточуючим матриксом, заповнені великими темними клітинами - остеокластами, або тканинним детритом. На більшості препаратів матрикс епіфізарного хряща забарвлений еозином нерівномірно, що є ознакою зміни його тинкторіальних властивостей (Хмельницкий О.К. и соавт., 1983). Клітини зони дефінітивного хряща втрачають ядра і переходять у зону деструкції, яка виглядає значно розширеною і поступово наближається за шириною до зони проліферації.

Описані структурні порушення в епіфізарних пластинках більше виражені у препаратах неадаптованих тварин. Це, в основному, стосується зменшення густини розміщення хондроцитів, збільшення кількості дистрофічно змінених клітин, розширення площі міжклітинної речовини, порушення зональної структури хрящової пластинки і об'єктивно підтверджується результатами гістоморфометрії. Ширина епіфізарного хряща зменшується протягом 90 днів експерименту у тварин першої дослідної групи на 13,21- 14,31 %, у тварин другої дослідної групи ця різниця складає 8,91 - 10,54 %. Звуження хрящової пластинки відбувається в основному за рахунок зони проліферації, яка містить молоді хрящові клітини, що здатні ділитися, і вирізняється першочерговим ураженням під впливом несприятливих чинників (Ревелл П.А., 1993, Федонюк Я.И. и соавт., 1994).

Рарефікація кісткової тканини проявляється в першу чергу в ділянках, що безпосередньо прилягають до зони росту (Нейко Є.М. і співавт., 1999, Поворознюк В.В. і співавт., 1999). Губчаста речовина епіфізів стає великокомірковою, зменшується число, розміри, товщина і галуження кісткових перекладин. Уже при легкому ступені зневоднення статистично достовірно зменшується глибина проникнення хрящових трабекул у кістково-мозкову порожнину в експериментальних тварин першої групи на 9,18 - 10,03 %, а у тварин 2-ої дослідної групи - в середньому на 7,28 %. Статистично достовірним є також дефіцит первинної спонгіози, який складає у неадаптованих тварин 7,98 - 8,38 %, в адаптованих тварин - 5,32 - 6,12 %. Зменшується кількість остеобластів первинної спонгіози: при важкому ступені зневоднення їх дефіцит складає у тварин першої дослідної групи в середньому 14,61 %, а у тварин другої дослідної групи - 11,49 %. Остеобласти виділяють у міжклітинний простір полімери колагенових волокон, на поверхні яких перебігає процес мінералізації (Денисов-Никольский Ю.И., Докторов А.А., 1998). Порушення функції остеобластів призводить до сповільнення ядроутворення кристалів гідроксиапатиту, поглиблюючи зміни мінерального складу кісткової тканини.

Мікроархітектоніка діафізів змінюється: збільшується ширина зони внутрішніх та зовнішніх генеральних пластин, звужується остеонний шар, змінюється структура остеонів. Деструктуризація останніх починається з появи в ділянці гаверсових каналів остеокластів, які резорбують кісткові пластини (Engel J. et al., 1987, Canalis E., Gabbitas B., 1995, Денисов-Никольский Ю.И. и соавт., 1998), збільшуючи просвіт каналу остеону у неадаптованих тварин в межах 11,14 - 11,73 %, в адаптованих - на 7,32 - 8,24%. Розміщення остеонів поступово стає хаотичним, рисунок кісткових пластин - нечітким, остеоцити в розширених кісткових порожнинах дистрофічно змінюються, на їх місці зберігаються лише пікнотичні ядра, або клітини із лакун повністю зникають. На гістологічних препаратах виявляються тонкі рожеві смуги, що нагадують остеоїд. Витончується кортикальний шар кісток, зменшується площа компактної речовини. При важкому ступені дегідратації деструктивні зміни поглиблюються і захоплюють усі структури компактної кісткової речовини. Поряд із розширенням каналів остеонів відбувається зменшення площі гаверсових систем: у тварин першої дослідної групи - на 8,72 - 8,89 %, у тварин другої дослідної групи - на 5,23 - 6,12 %. Лінії склеювання нерівні, набувають звивистої форми, різної товщини, місцями зазубрені. Ці лінії іноді називають реверсивними (Ревелл П.А., 1993). Майже на усіх препаратах можна побачити порожнини резорбції, виповнені остеокластами та тканинним детритом. Діафіз довгих трубчастих кісток поступово перетворюється в тонкостінну трубу, кістково-мозковий канал якої все більше розширюється, площа його перевищує контрольні величини при середньому ступені зневоднення у тварин першої дослідної групи на 5,14 - 5,42 %, у тварин другої дослідної групи - на 3,64 - 4,01 %, а при важкому ступені дегідратації, відповідно, на 7,59 - 7,69 % та 5,24 - 5,52 %.

Рівень мінералізації кісткової тканини визначається зрілістю остеонів: недавно утворені остеони менш мінералізовані, ніж більш старі (Хмельницкий О.К. и соавт., 1983). Відповідно, паралельно "омолодженню" остеонів зменшується мінеральна насиченість кістки. Найшвидше відбувається втрата натрію, що може бути відображенням загальної нестачі його в організмі. Масова частка натрію зменшується уже при легкому ступені зневоднення у тварин першої дослідної групи на 6,12 - 6,45 %, у тварин другої дослідної групи - на 3,45 - 3,71 %, а при важкому ступені зневоднення досягає відповідно 16,49 - 16,74 % та 9,25 - 9,89 %. Дефіцит калію є статистично достовірним лише при середньому ступені дегідратації. Втрата гідрофільних макроелементів супроводжується ексикозом кісткової тканини. Дефіцит вологи у трубчастих кістках при сублетальному зневодненні досягає у неадаптованих тварин 10,79 %, в адаптованих - 7,32 %.

В умовах нестачі кальцію в організмі гомеостатичні механізми працюють на руйнування кісткової тканини, щоб нормалізувати його рівень в сироватці крові, який має абсолютний пріоритет (Поворознюк В.В. і співавт., 1997). Попередня адаптація до зневоднення сприяє затримці кальцію в організмі. Тоді як у неадаптованих щурів дефіцит останнього в одиниці маси кісткової тканини при легкому ступені зневоднення складає 4,26 - 4,60 %, а при сублетальному ступені досягає 15,86 %, в адаптованих тварин масова частка кальцію знижується максимально на 10,28 - 10,97 %. Дефіцит фосфору є дещо меншим і складає у неадаптованих щурів 12,33 - 12,46 %, в адаптованих - 8,68 - 8,92 %. Дефіцит магнію досягає у неадаптованих тварин 9,74 %, в адаптованих - 6,49 %. Отже, перебування тварин в умовах позаклітинного зневоднення спричинює демінералізацію та ексикоз довгих трубчастих кісток, а попередня адаптація до зневоднення зменшує втрату електролітів та води кістковою тканиною.

У тварин, що перебували в режимі адаптації до зневоднення, масова частка остеотропних мікроелементів на початку експерименту є істотно вищою від контрольних величин і продовжує зростати протягом наступних 30 днів. У неадаптованих тварин легкий ступінь зневоднення характеризується помірним підвищенням масової частки остеотропних мікроелементів (масова частка марганцю у тварин цієї групи вища від контрольних величин на 7,98 - 8,26 %, міді - на 6,23 - 6,76 %, заліза - на 5,37 - 5,61 %). При подальшому впливі зневоднюючого фактора вміст мікроелементів в одиниці маси знижується. У кістках неадаптованих тварин при важкому ступені зневоднення дефіцит марганцю складає 12,45 - 12,96 %, міді - 9,78 - 10,26 %, заліза - 9,76 - 10,04 %. Масова частка цинку і свинцю є нижчою від контролю відповідно на 7,75 % та 8,11 %. У тварин другої дослідної групи при середньому ступені зневоднення частка мікроелементів в одиниці маси кісткової тканини залишається статистично достовірно вищою від контрольних величин, а важкий ступінь зневоднення характеризується істотним зниженням відсотку мікроелементів в одиниці маси трубчастих кісток.

Тварин обох дослідних груп переводили на нормальний харчовий раціон і проводили дослідження довгих трубчастих кісток за тією ж програмою, що і на попередніх етапах експерименту. Зневоднення спричинює глибокі взаємопов'язані і взаємозумовлені структурні зміни кісткової та хрящової тканини у тварин обох дослідних груп, а також розлади водно-електролітного складу, які продовжуються у ранній відновний період. Ці зміни дістали назву "інерційних" (Федонюк Я.І., 1994). Після одного тижня перебування тварин на нормальному харчовому раціоні дані остеометрії вказують на подальше відставання як поздовжніх, так і широтних розмірів довгих трубчастих кісток експериментальних тварин від аналогічних показників інтактних тварин. Деструктивні зміни в епіфізарній хрящовій пластинці поглиблюються, рарефікація кісткової тканини триває. Демінералізація трубчастих кісток досягає вищих показників, ніж на попередньому етапі експерименту. "Інерційне" погіршення основних показників обміну неорганічних солей у кістковій тканині пояснюється першочерговою ліквідацією дефіциту мінеральної насиченості плазми крові та життєво важливих органів (Я.Я.Боднар и соавт., 1989, Федонюк Я.І., 1996, Поворознюк В.В. і співавт., 1997).

Вологість трубчастих кісток адаптованих тварин досягає контрольних величин на 6-му тижні відновного періоду, а неадаптованих тварин - через 12 тижнів реадаптації. Повільніше відновлюється електролітний склад довгих трубчастих кісток. Зокрема, дефіцит кальцію через 12 тижнів регідратації складає у неадаптованих тварин 9,25 - 9,50 %, в адаптованих - 6,09 - 6,23 %. Проте на 12-ому тижні відновного періоду вірогідно не відрізняється від контролю лише масова частка натрію у тварин другої дослідної групи, а у неадаптованих тварин дефіцит натрію складає 5,46 - 6,09 %. Масова частка інших макроелементів зростає починаючи з 3-тижневого терміну перебування тварин на нормальному харчовому раціоні і значно переважає аналогічні показники, отримані на попередніх етапах експерименту.

Масова частка остеотропних мікроелементів у кістках адаптованих тварин через 6 тижнів регідратації практично досягає контрольних величин, а на 12-ому тижні перебування на нормальному харчовому раціоні статистично достовірно перевищує аналогічні показники інтактних тварин. У зазначений термін масова частка марганцю вища від контролю на 5,78 - 6,12 %, міді - на 4,59 - 5,16 %, заліза - на 4,79 - 4,99 %, відсоток цинку і свинцю зріс в середньому на 4,47 % та 3,63 %. У неадаптованих тварин важкий ступінь позаклітинного зневоднення спричинив глибші деструктивні зміни у кістковій тканині, відновні процеси відбуваються повільніше і у 12-тижневий період регідратації масова частка усіх досліджуваних мікроелементів не досягає контрольних величин. Зокрема, масова частка марганцю знижена на 5,78 - 6,12 %, міді - на 3,79 - 4,11 %, заліза - на 3,13 - 3,65%. Отже, у мікроелементному складі кісткової тканини тварин двох дослідних груп існує значна відмінність, що свідчить про якісно різний рівень відновних процесів на даному етапі експерименту.

Деструктивні зміни епіфізарної хрящової пластинки прогресують протягом перших трьох тижнів відновного періоду, що проявляється подальшою втратою зональної структури хряща, зміною його цитоархітектоніки внаслідок зменшення клітинної густини, розширенням полів міжклітинного матриксу із зміненими тинкторіальними властивостями. 6-тижневий відновний період характеризується припиненням деструкції у ростовій зоні довгих трубчастих кісток. У щурів, пристосованих до зневоднення, на препаратах метаепіфізарних хрящів довгих трубчастих кісток збільшується кількість клітин з фігурами мітозів, зявляються ізогенні групи хондроцитів. У 12-тижневий період регідратації гістологічна картина хрящової пластинки має якісно новий вигляд. Ширина епіфізарного хряща є меншою від контрольних величин у тварин обох дослідних груп, проте ця різниця скорочується порівняно з попередніми термінами відновного періоду і складає у тварин першої експериментальної групи 9,59 - 10,15 %, у тварин 2-ої групи - 5,42 - 6,29 %. Зона проліферації в адаптованих тварин утворена колонками хрящових клітин клиноподібної форми, які розташовуються перпендикулярно до хрящової пластинки і розділені ще порівняно широкими полями проміжної речовини. Ширина цієї зони у тварин другої дослідної групи швидко збільшується, її дефіцит складає всього 5,96 - 6,93 %, тоді як у тварин першої дослідної групи зона проліферації менша від контрольних величин на 10,55 - 11,23 %.

Процес рарефікації губчастої кісткової речовини припиняється на 6-му тижні відновного періоду і на наступному етапі експерименту тут переважають процеси кісткоутворення, об'єктивними ознаками якого є збільшення об'єму первинної, а згодом і загальної спонгіози, зростання числа остеобластів, зменшення остеокластичної активності, внаслідок чого збільшується довжина трабекул. Потенція до відновлення кісткової тканини адаптованих тварин є значно вищою, усі показники гістоморфометрії перевищують аналогічні у неадаптованих тварин, проте у 12-тижневий період регідратації не досягають контрольних величин.

У відновний період (6 - 12 тижнів) збільшується площа діафіза: у тварин першої експериментальної групи її дефіцит порівняно з інтактними тваринами становить 5,67 - 5,87 %, у тварин другої дослідної групи - 3,13 - 4,03 %. Зростає товщина кортикального шару, зменшується площа кістково-мозкового каналу, особливо в адаптованих тварин, де вона перевищує контрольні величини всього на 3,75 % - 4,32 %, а у неадаптованих тварин ця різниця складає 5,11 - 5,63 %. Порожнини резорбції заповнюються остеобластами, на місці зруйнованих структур утворюються нові остеони, площа яких менша від контрольних величин у неадаптованих тварин на 6,26 %, в адаптованих - на 4,52%, а площа гаверсового каналу збільшена відповідно на 9,26 % та 6,71 %. На препаратах діафізів адаптованих щурів переважають структурно повноцінні остеони, а на препаратах неадаптованих тварин ще часто зустрічаються "уламкові" структури, деструктуризовані гаверсові системи. Зростає кількість ліній склеювання, які мають неправильну форму та зубчасті контури і вказують на місця новоутворення кістки в місцях, де відбулася резорбція (Ревелл П.А., 1993).

Найпізніше відновні процеси знаходять відображення на макроскопічному рівні. За даними остеометрії, ростові показники довгих трубчастих кісток дослідних тварин не досягають контрольних величин у тварин жодної групи.

Результати проведеного дослідження показують, що кісткова та хрящова тканина, які взаємодоповнюють одна одну в складі кісткових органів, тонко реагують на розлади водно-електролітного обміну організму зміною мінерального складу та структурної організації, і ці зміни є важкі і тривалі, для їх відновлення потрібен тривалий період функціонування в оптимальних умовах зовнішнього середовища, проте останній істотно скорочується у випадку попередньої адаптації тварин до впливу несприятливих зовнішніх факторів.

Висновки