Особливості росту, будови та формоутворення кісток скелету під впливом нітратів

Размещено на http://allbest.ru

Міністерсво охорони здоровя України

Харківський державний медичний університет

УДК 591.471:576.175:616-092.4

Авторефера

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидта медичних наук

Особливості росту, будови та формоутворення кісток скелету під впливом нітратів

14.03.01 -нормальна анатомія

Рощупкіна Світлана Леонідівна

Харків -2000

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Луганському державному медичному університеті МОЗ України

Науковий керівник: Заслужений діяч науки і техніки України, доктор медичних наук, професор Ковешніков Володимир Георгійович , Луганський державний медичний університет, завідувач кафедри анатомії людини

Офіційні опоненти :

доктор медичних наук, професор Сак Ніна Миколаївна, Харківський інститут фізичної культури, завідувачка курсу анатомії та та спортивної медицини

доктор медичних наук, професор Сікора Віталії Зиновійович, Сумський державний університет, завідувач кафедри нормальної анатомії

провідна установа: Івано-Франківська державна медична академія , нормальної анатомії, МОЗ України

Захист відбудеться 29 червня 2000 р. о 12год.на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.600.03 при Харківському державному медичному університеті (310022, м. Харків -22, пр. Правди , 12)

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Харківського державного медичного університету (310022, м. Харків -22, пр. Леніна 4)

Автореферат розісланий 22 травня 2000р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради,

кандидат медичних наукОльховський В.О.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми

Серед фундаментальних проблем сучасної анатомії однією з найбільш актуальних є проблема визначення закономірностей змін кісткової системи за умови впливу на організм екзо- ті ендогенних факторів.

Кісткова система, якій властива значуща пластичність, відрізняється чутливістю до змін не тільки внутрішніх процесів у організмі - нервової, гуморальної регуляції, генетичних, обмінних, імунологічних та циркуляторних впливів, а й є системою небайдужою щодо змін зовнішньосередовищних хімічних та фізичних факторів.

Виникаючи зміни під впливом чинників зовнішнього середовища у кістковій системі можуть служити показниками сприятливого чи шкідливого впливу на організм (В.Г.Ковешніков, 1993; Н.В.Родіонова, 1989; Я.І.Федонюк, 1991). азотний інтоксикація скелет

Актуальність вивчення впливу солей азотної кислоти (нітратів і нітритів) на організм пояснюється порушенням природного циклу кругообороту азоту, пов'язаного із надлишковим застосуванням азотних добрив та викидами окислів азоту промисловими підприємствами, що приводить до забруднення навколишнього середовища цими сполуками (Б.Л.Рубенчик, Н.Д.Осиньковская, В.М.Михайленко, 1990).

Крім цього, нітросполуки можуть поступати в організм людини разом з овочами та фруктами, ковбасними та консервними виробами, питною водою, лікувальними препаратами, вдихуваним повітрям (М.М.Середенко та інш., 1987; R.W.Stephany et al., 1990).

У грунті, а також підгрунтових водах нітрати утворюються при природному розкладі мікроорганізмами органічних азотистих речовин (білків), які є у рослинах і тканинах тварин (Програма ВОЗ ООН, 1989). Таким чином, людина, кожна жива істота стикується з можливістю часто, практично повсякденно, контактувати з цими хімічними сполуками.

У літературі є дані відносно того, що дія солей азотної кіслоти на організм супроводжується розвитком гемічної гіпоксії, яка згодом ускладнюється і тканинною гіпоксією (А.П.Дискаленко, Е.В.Добрянская, Ю.Н.Трофименко, 1987; М.М.Середенко и др., 1987).

Вивченню впливу нітратів на кісткову систему присвячені тільки поодинокі спостереження, що відносяться до ембріопатичного та тератогенного ефектів (М.К.Байраммурадова, Н.О.Королев, 1987).

В літературі не розкриті закономірності морфофункціональних змін кісткових структур під впливом нітратів на організм у залежності від тривалості дії та дози в різних вікових періодах.

Відсутні свідчення про можливі шляхи корекції несприятливих змін у кістковій системі при гострій та хронічній інтоксикації нітратами та нітритами.

Звязок роботи з науковими програмами, планами, темами

Дисертація виконана відповідно до плану наукових досліджень Луганського державного медичного університету і є частиною загальної кафедральної науково-дослідної теми кафедри анатомії людини С.Н. 07.02.0001.86. “Особливості морфогенезу кісток скелету під впливом деяких факторів зовнішнього середовища”.

Мета і задачі дослідження

Мета дослідження - вивчити особливості росту та морфологічних переутворень у кістковій системі при введені в організм різних доз нітратів та можливості прогнозування їх спрямованості.

Задачі дослідження:

Вивчити особливості будови, росту та формоутворення кісткової системи при впливі різних доз нітратів, враховуючи тривалість впливу та вікові особливості.

Вивчити особливості будови, росту та формоутворення кісткової тканини під впливом нітратної інтоксикації організму з застосуванням антигіпоксанту бемітилу як коректора.

Вивчити вплив нітратної інтоксикації на морфогенез кісткової системи у пренатальному періоді.

Наукова новизна одержаних результатів

На експериментальному матеріалі вперше виявлені особливості морфогенезу, закономірності компенсаторно-пристосувальних змін, динаміки росту та формоутворення кісток скелету під впливом нітратної інтоксикації організму у різні вікові періоди, в залежності від дози, тривалості впливу та при корекції антигіпоксантом бемітилом. Встановлено, що нітратна інтоксикація матері гнітюче впливає на формування скелету плода.

Практичне значення одержаних результатів

Отримані морфологічні дані досліду, що характеризують закономірність росту та формоутворення кісток в умовах нітратної інтоксикації можуть бути використані у практичній медицині для прогнозування несприятливих перетворень у скелеті. Пропонується засіб корекції остеотоксичного впливу нітратів на морфогенез скелету.

Отримані результати дослідження впроваджені в навчальний процес і науково-дослідну роботу кафедр нормальної анатомії, гістології, цитології і ембріології ряда медичних університетів.

Проведений нами комплекс експериментальних досліджень дозволяє винести на захист такі положення:

Нітрати шкідливо впливають на морфогенез кісткової системи, викликаючи пригнічення росту, макроелементний дисбаланс, зміни в макро- та мікроструктурах кісток, зниження місностних властивостей.

Вираженість остеотоксичного ефекту нітратів зумовлена дозою, тривалістю введення, віком організму.

Введення бемітилу нівелює остеотоксичну дію нітратів і тим нормалізує остеогенез.

Найбільш чутливими до дії нітратів ростоактивні зони кісток - епіфізарний хрящ, періостальна зона діафізу, остеонний шар діафізу.

Володіючи здатністю проникати крізь плацентарний бар'єр, нітрати та продукти їх обміну - нітрити пригнічують внутрішньоутробний остеогенез.

Особистий внесок здобувача

Автором самостійно проведені всі експериментальні та морфофункціональні дослідження, статистична обробка результатів, їх аналіз, узагальнення. Інтерпретація отриманих результатів, основні положення, що виносяться на захист та висновки дисертації належать автору.

Апробація результатів дисертації

Основні положення дисертації доповідались і обговорювались на 11 з`їзді анатомів, гістологів та ембріологів України (Полтава, 1992); на Міжнародній науковій конференції, присвяченої 80-річчю професора Т.В.Золотарьової (Полтава, 1993); науково-практичній конференції молодих вчених та спеціалістів (Луганськ, 1993); на науково-практичній конференції “Актуальні питання використання лабораторних тварин у медико-біологічних дослідженнях” (Чернівці, 1992).

Публікації

Основний зміст дисертації відображений у 11 наукових працях, з них 3 - у наукових журналах, 1 - у збірниках статей, 4 - у матеріалах конференцій і 3 - у тезах. 6 робіт опубліковано самостійно.

Структура і обєм дисертації

Дисертація складається із вступу, огляду літератури, розділу, який характеризує матеріали й методи дослідження, розділу “Власні дані”, аналізу отриманих результатів та їх обговорення, висновків. Науковий матеріал викладено на 199 сторінках, ілюстровано 44 малюнками, 46 таблицями. Список літератури містить 284 першоджерела, зокрема 114 зарубіжних.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

Матеріали та основні методи дослідження

Експериментальна робота проведена на 252 білих щурах самках лінії Вістар трьох вікових груп відповідно до “Правил проведення робіт з експериментальними тваринами” (1977). Тварин було розподілено на серії в залежності від віку тварин, введеного нітрату та його дози, тривалості експерименту, застосування коректора.

Першу серію становили інтактні тварини різного віку. Другу серію складали тварини, які одержували аміачну селітру в дозі 1/20 ЛД 50 (перша група) та калійну селітру в дозу 1/100 ЛД 50 (друга група). Третю серію становили тварини різного віку, які отримували нітрати разом з бемітилом і були поділені також на дві групи в залежності від дози введеної селітри.

Було вивчено вплив нітратної інтоксикації на процеси росту, будови та формоутворення кісток скелету нестатевозрілих щурів, вихідна маса 55-65 г, репродуктивних щурів (початкова маса 180-200 г) та старих (маса 330-350 г) тварин. Також вивчався вплив нітратної інтоксикації на внутрішньоутробне формування скелету плода.

По закінченню експерименту згідно з “Методичними рекомендаціями по виведенню тварин із експерменту” (1985) щурів забивали декапітацією під ефірним наркозом і проводили скелетування. Виділяли довгі трубчасті кості передніх та задніх кінцівок, тазові кості та 3-й поперековий хребець. За методикою Алексеева В.П. (1966) та U.Duerst (1926) за допомогою штангенциркуля з точністю до 0,1 мм вимірювали остеометричні показники: найбільша довжина, найбільша ширина діафізу, пердньо-задній розмір діафізу, найбільша ширина проксимального та дистального епіфізів. Програма остеометрії для інших кісток включала: найбільшу довжину, ширину та товщину.

Для гістологісного дослідження брався проксимальний епіфіз та ділянка середини діафізу великогомілкових кісток. При гістологічному дослідженні великогомілкову кістку фіксували в 10% найтральному формаліні, після цього декальцинували у 5% розчині мурашиної кислоти. З парафінових блоків готували гістологічні зрізи товщиною 10-12 мкм, які фарбували гематоксилин-еозином. Морфометричні дослідження хрящової та кісткової тканин проводили за Г.Г.Автандиловим (1973, 1990) за допомогою гвинтового мікрометра (МОВ-1-15х ГОСТ 7865-56) і стандартної сітки.

Морфометрію зон епіфізарного хряща проводили за такими параметрами: загальна ширина епіфізарного хряща, ширина індиферентної, проліферативної та дефінітивної зон епіфізарного хряща (класифікація зон епіфізарного хряща по В.Г.Ковешнікову, 1980), а також за допомогою 100-крапкової вимірювальної сітки визначали об'ємне співвідношення клітинних елементів та між-клітинної речовини. Морфометрія діафізу включала вимірювання діаметрів остеонів та їх каналів.

При дослідженні хімічного складу кісток визначали ваговим засобом загальний вміст води, органічних та мінеральних речовин, а також окремий вміст у мінеральному компоненті кальцію, фосфору, натрію та калію (Виноградова Т.П., 1983). Вміст натрію та калію вивчали на полум'яному фотометрі ПАЖ-1 (Полуектов Н.С., 1967). Вміст фосфору та кальцію вивчали калориметричним методом з використанням стандартних наборів фірми “Lachema” (Колб Б.Г., Камишніков В.С., 1976). З біомеханічних показників визначали механічні характеристики плечової кістки при вигині на універсальній машині РО-5 із швидкістю навантаження 0,25 мм/хв до зруйнування. Розраховували момент опору, межу міцності і згинаючий момент.

Скелет новонароджених вивчали під бінокулярною лупою МБС-1 при збільшенні в 16 разів. Вимірювали ядра окостеніння у закладках кіцівок плечового та тазового поясів за методом Н.М.Акимової (1968).

Одержані дані обробляли засобом варіаційної статистики з використанням критерію Стьюдента, достатньою вважали ймовірність помилки менш за 5% (Р < 0,05).

Результати досліджень та їх обговорення

Застосування аміачної селітри в дозі 1/20 ЛД 50 на протязі місяця нестатевозрілим тваринам приводить до вірогідного зниження ширини епіфізарного хряща більше ніж на 16%, а також підвищення кількості міжклітинної речовини у зоні проліферації на 11,4%. Суттєво знижується кількість клітин у колонці хряща. На зрізах діафізу у цей час змін не відмічали.

На першому місяці експерименту ми спостерігали зменшення приросту поздовжних розмірів довгих трубчастих кісток на 1,97 - 3,71%, що підтверджує пригнічуючу дію нітратів на формоутворення кісток. Аналізуючи хімічний склад кісток за цей період, нами виявлено в кістках дослідних тварин підвищений вміст вологи та гідрофільних елементів (калію і натрію), найбільші зміни виявлені в губчастих кістках (у золі хребця вміст калію та натрію склав 1,27±0,06% та 1,91±0,06%).

Щодо мінерального складу кісток - тут має місце процес гіпомінералізації, який проходить завдяки зниженню концентрації кальцію, та зміною співвідношення Са/Р. Зміни у кількісному вмісті органічної речовини у піддослідних тварин носили невірогідний характер, враховуючи статистичні дані. Біомеханічні показники плечової кістки, не дивлячись на зниження мінерального складу, підвищення вологості кісток, були на рівні контрольних. Можливо, отримані результати були пов'язані з тим, що остеонний шар у ці короткі строки спостереження не в повній мірі відреагував на вплив нітратів.

Підвищення тривалості експерименту до трьох місяців також приводить до зменшення ширини епіфізарного хряща, але тільки на 14,3%, хоча й показник вірогідний. Зменшення ширини епіфізарного хряща може бути пояснено двома причинами: затриманням темпів росту тварин цієї вікової групи та включенням ендогених механізмів нівелювання впливів нітратів. Відносно кількості клітин у колонці епіфізарного хряща спостерігали негативну динаміку зниження.

Звуження епіфізарного хряща у піддослідній групі тварин, як наслідок, приводить до зменшення остеометричних показників. Приріст довжини довгих трубчастих кісток відставав від контрольних на 0,89 - 1,91%.

На гістологічних препаратах діафізу на третьому місяці експерименту було виявлено розширення остеонів та їх каналів на 12,13% та 19,08%.

При тривалому введенні аміачної селітри нами було відмічено зниження вологості кісток, зменшення вмісту калію і натрію у золі плескатих кісток, та порушення пропорційності концентрації натрію та калію у довгих та коротких кістках.

Вміст Са та Р у золі в цей строк знизився відносно показників контрольної групи у середньому на 11,3%;.

Різниця у вмісті органічних речовин у кістках піддослідних та інтактних тварин статистично невірогіндні.

Зниження вмісту кальцію та фосфору, вмісту міжклітинної речовини, розширення остеонів та їх каналів приводить до погіршення біомеханічних характеристик. Згинаючий момент та межа міцності знижуються на 9,59% та 9,28%.

Тварина репродуктивного віку отримували аміачну селітру в дозі 1/20 ЛД 50 та калієву селітру в дозі 1/100 ЛД 50 протягом 15, 30, 90 та 180 діб, що призвело до змін в будобі, формоутворенні та процесах росту кісток скелету.

На 15 добу експерименту у тварин, які отримували аміачну селітру у дозах 1/20 ЛД 50 та калієву селітру у дозах 1/100 ЛД 50, нами було зафіксовано зменшення ширини епіфізарного хряща. Проміж собою у цих піддослідних групах різниці практично не було, але у хімічному складі кісток вже спостерігались наявні зрушення.

Відмічається більш значне підвищення вмісту вологи кісток у першій групі тварин, які отримували аміачну селітру в дозі 1/20 ЛД 50. Вміст мінеральних речовин знизився в кістках тварин, які одержували аміачну селітру в дозі 1/20 ЛД 50, а для тварин другої групи, що одержували калієву селітру в дозі 1/10 ЛД50, цей показник підвищувався у довгих трубчатих кістках, і незначно знижувався в плескатих та коротких кістках.

Зменшення частки мінеральних речовин у кістках щурів, які отримували аміачну селітру в дозі 1/20 ЛД 50, можна пояснити ростом вмісту вологи, але концентрація кальцію та фосфору при цьому у золі кісток обох дослідних груп була підвищена.

На 30 добу експерименту виявили непередбачений ефект - невеликі дози сприяли більш міцному остеотоксичному ефекту. Ширина епіфізарного хряща великогомілкової кістки тварин, що отримували аміачну селітру в дозі 1/20 ЛД 50 склала 199,72±16,76 мкм, а у тварин, що отримували калієву селітру в дозі 1/100 ЛД 50 - 168,03±4,69 мкм.

Експеримент протягом трьох місяців приводить до більш серйозних морфологічних змін у структурі епіфізарного хряща у тварин, що отримували аміачну селітру. Загальна його ширина звузилась, у той час, як у тварин другої групи, що отримували калієву селітру в дозі 1/100 ЛД 50 ширина хряща не перевищила звичайні розміри. Показник кісток тварин інтактної групи складає 170,52±7,49 мкм, а у тварин, які отримували аміачну селітру у дозі 1/20 ЛД 50, ширина епіфізарного хряща дорівнює 131,28± 6,01 мкм. Закономірні зміни усіх зон епіфізарного хряща можна розглядати як процес сповільнення остеогенезу. Частка первинної спонгіози у тварин репродуктивного віку першої групи, що отримували аміачну селітру в дозі 1/20 ЛД 50, була знижена на 8,18%, у другій, що отримували калієву селітру в дозі 1/100 ЛД 50 - на 1,82%. Разом з цим спостерігали збільшення каналів остеонів у обох групах, що свідчить про активізацію резорбційних процесів на фоні пригнічення морфогенезу кісток.

Для хімічного складу характерно, що зміни скелета щурів другої групи тварин, що отримували калієву селітру в дозі 1/100 ЛД 50, повторюють ті зміни, які були закономірні для кісток щурів, які отримували аміачну селітру в дозі 1/20 ЛД 50 у терміні досліду 30 діб.

У кістках тварин цього віку відмічено підвищення вологи, зниження частки мінеральних речовин, зменшення концентрації кальцію та фосфору у золі кісток, порушення синтезу органічних речовин у кістковій системі, який більш виражений при вживанні калієвої селітри.

На 180 добу експерименту незалежно від дози введення селітри відмічались однотипні зміни у показниках остеометрії, морфомертії, хімічного складу, біомеханіки. Ці дані мало відрізнялись від показників трьохмісячного експерименту.

Тварини страго віку отримували аміачну селітру в дозі 1/20 ЛД 50 протягом 30 та 90 діб, що вплинуло на ріст, будову та формоутворення кісток скелету.

На перший місяць спостереження відмічено зміну структури епіфізарного хряща, простежується звуження його загальної ширини та окремих зон, колонки хондроцитів в ньому втрачають свою звичну будову, спостерігається їх острівкова локалізація, істотно підвищується кількість міжклітинної речовини, зменшується частка первинної спонгіози. Зміни остеометричних показників на цей термін статистично невірогідні.

Нітратна інтоксикація організму і в старому віці вносить зміни у хімічний склад кісток, зменшуючи вологість.

У макроелементарному складі відзначено підвищення концентрації кальцію та фосфору і зменшення концентрації гідрофільних елементів.

Продовження експерименту до трьох місяців істотно не відбивається на морфологічній картині епіфізарного хряща, діафізу великогомілкової кістки. Зміни остеометричних показників неістотні.

У хімічному складі продовжується тенденція до зниження вологовмісту кісток. Тривале вживання аміачної селітри в дозі 1/20 ЛД 50 призводить до зменшення вмісту мінеральних речовин, концентрації кальцію та фосфору у коротких (у хребця на 0,33% та 7,41%) та довгих (у великогомілкової кістки на 7,64% та 21,6%) трубчатих кістках. Для плескатих кісток характерне зниження концентрації кальцію на 3,16%, при збільшенні вмісту фосфору на 1,64%. Зміни у хімічному складі свідчать про більш чутливу реакцію довгих та коротких трубчастих кісток на інтоксикацію організму нітратами.

Зміни мінерального компоненту кісток призводить до погіршання біомеханічних показників плечової кістки на згін.

Наступна серія дослідів була присвячена вивченню особливостей росту, будови та формоутворення кісток скелету тварин різних вікових груп при впливі на організм нітратів та можливості корекції цих змін бемітилом.

Вільнорадікальні процеси грають роль у реалізації цитотоксичного ефекту нітратів. Це й зумовлює необхідність застосування лікувальних препаратів із антиоксидантним та мембраностабілізуючим ефектами, яким і є бемітил.

Морфометричні дослідження препаратів кісток тварин нестатевозрілого віку після місячного експерименту показали, що загальна ширина епіфізарного хряща звузилась по відношенню до контролю, але була ширшою щодо тварин, які одержували тільки аміачну селітру. У тварин, що одержували разом з аміачною селітрою бемітил, зберігається чіткість у диференціюванні зон хряща, їх типова структура.

У хімічному складі кісток на даному етапі проходять певні зміни. Так, вміст вологи у довгих трубчатих кістках перевищив контрольні показники та показники кісток тварин, що одержували аміачну селітру в дозі 1/20 ЛД 50. Відмічали підвищення концентрації калію та натрію в плескатих та коротких кістках. Характерне підвищення вологи відносно контролю, та зменшення у порівнянні з експериментальною групою тварин, що отримували аміачну селітру в дозі 1/20 ЛД 50, концентрації калію та натрію.

Таким чином, дія бемітилу полягає в нормалізації хімічного складу щодо плескатих та губчастих кісток.

Вміст мінеральних речовин знизився відносно контрольних, але перевищив показники кісток тварин другої експериментальної серії, які одержували тільки аміачну селітру. Вміст кальцію та фосфору фактично не відрізнявся від контрольних даних.

Результати біомеханічного дослідження у цей період не наявні.

Продовжуючи експеримент до трьох місяців, було відмічено, що загальна ширина епіфізарного хряща перевищила показник контрольної групи на 10,04%. Збільшення ширини хряща відбувається за рахунок розширення зони деструкції.

Таким чином, вживання бемітилу сприяє нівелюванню токсичної дії аміачної селітри. Однак, це не в повній мірі відбивається на темпах росту кісток. Так, довжина довгих трубчатих кісток на цей період менша контрольних показників на 4,53%-10,39%.

Хімічний склад кісток на цей період аналогічний показникам у тварин, які отримали тільки аміачну селітру протягом 30 діб. Підвищені вологонасиченість кісток, вміст гідрофільних елементів натрію та калію. За рахунок цього відбувається перерозподіл у скелеті вмісту органічних та мінеральних речовин, їх вміст знизився.

В порівнянні з групою тварин, які отримували тільки аміачну селітру, порушення макроелементного складу кісток піддослідних тварин також вірогідно не відрізняються.

Репродуктивні тварини отримували аміачну і калієву селітру разом з бемітилом протягом 15, 30, 90 та 180 діб.

На 15 добу експерименту будь-яких вірогідних змін у морфології епіфізарного хряща, діафізу великогомілкової кістки для тварин репродуктивного віку, що отримували калійнуселітру в дозі 1/100 ЛД 50 та аміачну селітру в дозі 1/20 Лд 50 разом з бемітилом відмічено не було.

У хімічному складі кісток щурів на цей період, дані серії тварин, що отримували аміачну селітру в дозі 1/20 ЛД 50 з бемітилом повторюють показники серії тварин, що отримували тільки аміачну селітру. У біохімічних показниках на цей час ще не спостерігається виражених змін.

За місяць досліду зміни у морфології епіфізарного хряща великогомілкової кістки серії тварин, що отримували з аміачною селітрою бемітил нагадували картину хряща у тварин, які одержували калієву селітру у дозі 1/100 ЛД 50. Виявлено звуження усіх зон хряща в середньому на 18,23%. Вірогідних змін у гістологічній будові діафізу великогомілкової кістки не було.

Зміни вмісту вологи, мінеральних та органічних речовин у кістках щурів, які одержували з селітрами бемітил повторюють зміни серії тварин, що отримували нітрати без коректора.

Відносно макроелементарного складу довгих трубчатих, плескатих та коротких кісток відмічається ефект нівелювання порушень. Так, концентрація кальцію в золі кісток щурів, які одержували аміачну селітру в дозі 1/20 ЛД 50 з бемітилом, була підвищена відносно контролю на 11,3% для тазової кістки, а у тварин, що одержували калієву селітру в дозі 1/100 ЛД 50 - на 20,21%. Для тварин, які отримували калієву селітру у дозі 1/100 ЛД 50 разом з бемітилом концентрація кальцію була знижена на 2,51%, в той час, як без вживання коректора була підвищена на 8,16%. Для ІІІ-го поперекового хребця у тварин, які одержували аміачну селітру в дозі 1/20 ЛД 50 відмічали підвищення концентрації на 11,02%, а в групі з корекцією - на 7,13%, в групі тварин, що одержували калієву селітру в дозі 1/100 ЛД 50 - на 2,54%, а в групі з корекцією - на 0,45%. Вміст фосфору у кістках тварин, що отримували тільки нітрати, або нітрати разом з бемітилом був знижений, вживання антигіпоксанту бемітилу сприяло згладжуванню змін.

Біомеханічні показники піддослідної серії тварин, що одержували з нітратами бемітил були близькі до даних контрольної серії (межа міцності у середньому дорівнювала 6,34 кгс/мм).

У хронічному експерименті, на третій місяць, ми спостерігали переконливі докази можливості корегувати зміни, викликані нітратами у гістологічній будові епіфізарного хряща та діафізу довгих трубчатих кісток. Загальна ширина епіфізарного хряща великогомілкової кістки щурів, що отримували аміачну селітру у дозі 1/20 ЛД 50 дорівнювала 131,28±6,01 мкм, при корекції - 166,0±5,11 мкм, при введенні калієвої селітри в дозі 1/100 цей показник дорівнював 172,48±6,49 мкм, проти 174,6±11,22 мкм при спільному вживанні калієвой селітри з бемітилом. Така сама закономірність виявляється по всіх зонах хряща. У проліферативній зоні ширина становила в серії тварин, що отримували аміачну селітру 43,79±4,38 мкм, а в серії тварин, що отримували з аміачною селітрою бемітил - 67,37±3,48 мкм, у серії тварин, що вживали калієву селітру в дозі 1/100 ЛД 50 - 69,8±5,83 мкм, у серії тварин, що вживали спільно з калієвою селітрою бемітил - 84,73±4,82 мкм.

Цю тенденцію можна розглядати паралельно із станом клітинних елементів та міжклітинної речовини хряща. Частка міжклітинної речовини у щурів, що одержували аміачну селітру у дозі 1/20 ЛД 50 дорівнювала 45,53±1,34%, з корекцією бемітилом - 30,87±1,18%, при вживанні калієвої селітри у дозі 1/100 ЛД 50 - 30,6±1,8%, з корекцією бемітилом - 37,2±2,5%. Аналогічна картина відмічена і в будові діафізу. Спостерігається наближення діаметрів остеонів та їх каналів до контрольних показників. Дані остеометричних досліджень відтворюють перетворення у епіфізарному хрящі.

Для макроелементарного складу кісток тварин, що отримували нітрати з корекцією було характерним нівелювання змін, викликаних токсичною дією нітратів на організм.

Тенденція до зменшення якісних чинніків міцності біомеханічних показників кісток скелету тварин, що вживали нітрати, нівелювалась при вживанні бемітилу.

На 180 добу спостереження відмічено стійке нівелювання бемітилом остеотоксичного впливу нітратів. Щодо морфології діафізу, епіфізарного хряща довгих трубчатих кісток піддослідних тварин, яким вводили нітрати у різних дозах з бемітилом, характерна картина, подібна з даними трьохмісячного експерименту.

Для тварин старого віку вживання антигіпоксанту відбилося на результатах гістологічних даних епіфізарного хряща великогомілкової кістки. При цьому звуження проходить за рахунок зони проліферації, на той час, як інші зони хряща перевищують дані контролю на 3,64% - 11,99%. Частка клітинних елементів у зоні проліферації хряща була менша, ніж у контрольної серії, але більша, ніж у піддослідній серії тварин, що отримували аміачну селітру в дозі 1/20 ЛД 50.

У хімічному складі кісток тварин старого віку, що отримували з аміачною селітрою бемітил, відмічається збільшення вмісту мінеральних речовин, яке перевищує значення у інтактних тварин та тварин, що одержували аміачну селітру у дозі 1/20 ЛД 50. Ці зміни у мінеральному складі, очевидно, можливі при поєднанні дії бемітилу та селітри, що дає ефект впливу на організм малої дози нітратів.

На третій місяць експерименту у структурах епіфізарного хряща та діафіза великогомілкової кістки втрачається тенденція до проміжних значень показників, у порівнянні з показниками у щурів контрольної серії та щурів, які одержували тільки нітрати.

На цей період дані хімічного аналізу кісток були ідентичні з контролем. Вживання бемітилу сприяло нормалізації вмісту мікроелементів у кістках: кальцію, фосфору, натрію, калію. Це призводить до відновлення біомеханічних показників: межі міцності та згинаючого моменту.

Таким чином, у старому віці бемітил здатний на третьому місяці експерименту нівелювати порушення у структурі епіфізарного хряща та у хімічному складі кісток, поліпшити міцносні якості.

Четверта група дослідів була присвячена вивченню особливостей остеогенегзу нащадків щурів при нітратної інтоксикації організму самок. Дані дослідження показали, що у нащадків від самок, які одержували протягом усієї вагітності аміачну селітру в дозі 1/20 ЛД 50, виявляється зменшення розмірів ядер окостеніння. Так максимальна довжина ядер окостеніння, що до довгих трубчатих кісток, була знижена на 2,58%, для плескатих кісток на 5,07% у середньому. В той же час більш серйозної тератогенної патології кісткової системи виявлено не було. Це пояснюється високим ступенем детоксикаційної можливості печінки та високої надійності плацентарного бар'єру (Журавльов В.Ф., 1983).

ВИСНОВКИ

1. Вікові зміни в кістках інтактних тварин можна розділити на три періоди: перший - період інтенсивних процесів кісткоутворення, які відбуваються у статевонезрілих тварин, коли спостерігаються найбільш яскраво виражені темпи росту й наростання ваги скелету. Для мінерального складу характерне поступове накопичення мінеральних речовин, головним чином кальцію та фосфору, з одночасним зниженням відносного вмісту води й органічних речовин, з відносним зменшенням вмісту гідрофільних елементів - калію та натрію.

Другий - період стабілізації процесів перебудови у репродуктивних тварин, інтенсивність росту кісток дещо знижується, активізується диференціювання грубоволокнистої кісткової тканини у пластинчату.

Третій - період регресивних змін - у щурів старого віку, що супроводжується стабілізацією росту кісток, високим ступенем мінералізації та низькою вологістю.

2. Фактори зовнішнього середовища - нітрати, суттєво впливають на процеси росту та формоутворення кісток. Введення різних доз нітратів - аміачної та калієвої селітр - веде до змін будови, хімічного складу, активності біосинтетичних процесів та міцностних характеристик кісток, вираженість і направленість яких залежить від віку організму та тривалості впливу.

3. У тварин нестатевозрілого віку при введенні селітри відбувається зменшення темпів поздовжнього, поперечного росту кісток, погіршуються міцностні характеристики кісток. Найбільші зміни з боку епіфізарного хряща виявлені у 30 денному терміні спостереження.

4. Ростоактивні зони кістки - епіфізарний хрящ, періостальні зони діафізу найбільш чутливі до токсичного впливу нітратів. Введення різних доз нітратів в організм тварин в репродуктивному віці призводить до сповільнення темпів росту кісток в поєднанні із зменшенням ширини епіфізарного хряща з глибокими деструктивними змінами хондроцитів та міжуточної речовини зони проліферуючого хряща. При цьому відбувається звуження остеонного шару діафізів , розширення діаметрів каналів остеонів , причому найбільші зміни спостерігаються при введенні низьких доз протягом трьох та шести місяців.

5. Інтоксикація нітратами організму піддослідних тварин старого віку із збільшенням тривалості впливу до трьох місяців в кінцевому результаті призводить до зменшення вмісту макроелементів кальцію та фосфору, порушення стехіометричного співвідношення між ними, зниження міцностних характеристик кісток.

6. Формування скелету плоду в умовах інтоксикації вагітних самок аміачною селітрою зазнає значних змін. Нітрати та продукти їх обміну нітрити, маючи здатність проникати через плацентарний бар'єр, пригнічують внутрішньоутробний остеогенез, сповільнюючи процеси окостеніння.

7. Введення бемітилу при потраплянні в організм азотних добрив нівелює остеотоксичний вплив нітратів та нітрит-іонів, і тим самим нормалізує остеогенез. Найкращий ефект від застосування бемітилу був відмічений при нівелюванні токсичного впливу нітратів на поздовжній ріст кісток тварин.

СПИСОК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ПО ТЕМІ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Рощупкина С.Л. Изменение показателей минерального состава скелета крыс репродуктивного возраста при хроническом воздействии аммиачной и калиевой селитр //Український медичний альманах, 1999, т.2, №2. - С. 129-132.

2. Рощупкина С.Л.Влияние аммиачной селитры на формирование скелета плода в процессе ємбриогенеза у крыс // Український медичний альманах, 1999. - т.2., №3. - с.144-145.

3. Рощупкина С.Л. Особенности роста и строения костей неполовозрелых крыс под влиянием аммиачной селитры// Український медичний альманах. 2000.- т.1, №1.- С.147-149.

4. Рощупкина С.Л. Влияние калиевой и аммиачной селитр на остеогенез скелета белых крыс в зависимости от длительности воздействия // Новости спортивной и медицинской антропологии.- Выпуск 2(6), 1991.-С. 113.

5. Рощупкина С.Л. Особливості морфогенезу скелету під впливом екоантропогенних факторів хімічної етіології та їх антиоксидантна терапія //Матеріали 1 Національного конгресу анатомів, гістологів, ембріологів і топографоанатомів України, Івано-Франківськ, 1994, с.80.

6. Рощупкина С.Л. Изменения химического состава и прочностных характеристик костей неполовозрелых крыс при введении аммиачной селитры // В сборнике: Актуальные вопросы гигиены труда, профпатологии и медицинского обеспечения трудящихся промышленных предприятий на современном этапе развития хозяйственного комплекса Донбасса. - Донецк, 1995. - С.45.

7. Вікові особливості остеогенезу під впливом екзогенних факторів різної етіології// П Національний Конгрес геронтологів і геріатрів України. - Київ, 1994. -Ч.1, с.320. (співавт. Ковешніков В.Г., Пікалюк В.С., Недоступ М.Ф., Чистолінова Л.І.).

8. Гистологические особенности строения эпифизарного хряща большеберцовой кости крыс при токсическом поражении организма различными химическими веществами// Ортопедия, травматология и протезирование. - 1994. -№4. -С. 107-108.. (соавт Петричко С.А., Березовский Д.П.)

9. Влияние некоторых экзогенных факторов на ростовые параметры и минеральный состав костей скелета экспериментаных животных // Індивідуальна анатомічна мінливість органів, систем, тканин і її значення для практики. Матер. Міжнародної наукової конф., присвяченної 80-річчю з дня народження професора Т.В.Золотарьової /под ред. М.С.Скрипниченкова. - Полтава, 1993. - С.185-186. (соавт. Петричко С.А., Березовский Д.П.)

10. Динамика массы тела и минеральной насыщенности костей скелета белых крыс под влиянием некоторых экзогенных воздействий// Экология промышленного региона Донбасса/ Матер. 3-й региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. - Луганск, 1993. - С.72 (соавт. Лузин В.И., Петричко С.А., Березовский Д.П.)

11. Особенности остеогенеза скелета белых крыс при введении различных химических веществ// Экологические аспекты клинической психиатрии и неврологии/ Тезисы докладов межрегиональной научно-практической конференции. -Харьков-Луганск, 1994. - С.5 (соавт. Петричко С.А., Березовский Д.П.)

АНОТАЦІЯ

Дисертацію присвячено особливостям росту, будови та формоутворення кісток скелету під впливом нітратів. При цьому використовували анатомічні, гістологічні, морфометричні, хімічні методи дослідження.

Встановлено, що інтоксикація різними дозами нітратів викликає морфофункціональні зміни у всіх видах кісткок скелету. Виявлення та спрямованність цих змін залежить від віку організму та тривалості дії хімічних речовин.

Встановлено також, що введення нітрату вагітним самкам приводить до зменшення розмірів і площини ядер окостеніння.

Результати дослідження впроваджені у навчальний процес кафедр анатомії людини медичних ВУЗів.

Ключові слова: ріст, будова, кістки скелету, нітрати

АННОТАЦИЯ

Диссертация посвящена особенностям роста, строения и формообразования костей скелета под влиянием нитратов. При этом использовали анатомические, гистологические, морфометрические, химические методы исследования.

Установлено, что интоксикация разными дозами нитратов 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 и длительности действия химических веществ. Введение различних доз нитратов животным неполовозрелого возраста приводит к уменьшению темпов продольного и поперечного роста костей скелета, ухудшению прочностных характеристик костей.

Наиболее существенные изменения наблюдаються в костях експериментальных животных после 30 дней исследования. У животных репродуктивного возраста введение в организм различных доз нитратов приводит к угнетению темпов роста костей в сочетании с уменьшением размеров ростоактивных зон костей, сопровождающиеся глубокими деструктивными изменениями в структуре костей.

Наибольшие изменения наблюдаються при введении низких доз на протяжении трех и шести месяцев. Интоксикация организма подопытных животных старческого возраста при продолжении воздействия до трех месяцев приводит к изменениям в химическом составе костей, нарушению прочностных характеристик костей исследуемых животных.

Введение антигипоксанта бемитила в качестве корректора изменений, которые происходят в костях животных при попадании в организм нитратов, нивелирует остеотоксическое воздействие нитратов и продуктов их обмена - нитритов, тем самым нормализуя остеогенез.

Наилучший эффект от применения бемитила был отмечен при нивелировании токсического воздействия нитратов на темпы продольного роста костей скелета исследуемых животных.

Установлено также, что введение нитрата самкам в течение беременности, благодаря способности протикать через плацентарный барьер, приводит к уменьшению продольных и поперечных размеров и площади ядер окостенения, угнетая внутриутробный остеогнез, замедляя процессы окостенения.

Результаты исследования внедрены в преподавание на ряде кафедр анатомии человека медицинских ВУЗов.

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

ANNOTATION

Dissertation is dedicated to the peculiarities of the growth, building and formbuilding of the sceleton's bones under nitrates' influence. In this case there were used anatomical, gystological, morphometrical, chemical methods of investigation.

It was established that the intoxication by different doses of nitrates caused the morphofunctional changes in all investigated skeleton's bones of the experimental animals.

The expressiveness and direction of these changes depend on the age and longevity of the action of chemical substances. It was also establed that the injection of nitrate to the femals during their pregnancy led to the decrease of the sizes and square of the focus of the bone.

The results of the investigation were put into practice on the departments of Human Anatomy at different medical establishments.

The Key words: growth, building, skeleton's bones, nitrates.

Размещено на Allbest.ru

...