Особливості росту, будови, формоутворення і регенерації кісток скелету під впливом неіонізуючих електромагнітних випромінювань

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство охорони здоров'я України

Харківський держаний медичний університет

УДК: 611.71/72 : 615.849.19 : 616-073.75

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора медичних наук

Особливості росту, будови, формоутворення і регенерації кісток скелету під впливом неіонізуючих електромагнітних випромінювань

14.03.01 - нормальна анатомія

Лузін Владислав Ігоревич

Харків - 2001

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Луганському державному медичному університеті Міністерства охорони здоров'я України

Науковий консультант: лауреат Державної премії України, заслужений діяч науки і техніки України, доктор медичних наук, професор Ковешніков Володимир Георгійович, Луганський державний медичний університет, завідувач кафедри нормальної анатомії.

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, професор Сак Ніна Миколаївна, Харківський державний інститут фізичної культури, керівник курсу анатомії та спортивної морфології;

доктор медичних наук, професор Пикалюк Василь Степанович, Волинський державний університет ім. Лесі Українки, професор кафедри анатомії і фізіології (м. Луцьк);

доктор медичних наук, професор Сікора Віталій Зінов'євич, Сумський державний університет, завідувач кафедри нормальної анатомії.

Провідна установа:

Івано-Франківська державна медична академія, кафедра анатомії людини, Міністерство охорони здоров'я України.

Захист дисертації відбудеться "22" лютого 2001 року об 11 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.600.03 при Харківському державному медичному університеті (61022, м. Харків, пр. Леніна, 4).

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

Автореферат розісланий "22" січня 2001 року

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

У зв'язку з бурхливим розвитком науково-технічного прогресу в екологічній сфері Землі з'являється все більша кількість нових чинників, пов'язаних виключно з діяльністю людини - так званих екоантропогенних агентів (Девятков Н.Д. и соавт., 1991; Счастный С.А. и соавт., 1996; Кущевская Н.Ф., 1997; Weiss H., 1994; Dab W., 1996; Hemminger B.M. et al., 1999 та ін.).

Широке застосування різноманітних радіоелектронних приладів, як в побуті, так і на виробництві, призвело до значної зміни природного електромагнітного фону Землі (Геращенко С.И., 1997). Причиною цього, по-перше, cтали “паразитичні” випромінювання, які виникають при роботі радарів, радіонавігаційних приладів, короткохвильових радіостанцій тощо. До них належать електромагнітні випромінювання надто високої частоти (ЕМВ НВЧ) (Девятков Н.Д. и соавт., 1991). По-друге, з'явилося безліч штучних генераторів випромінювань - того ж ЕМВ НВЧ, лазерних і інших джерел когерентного випромінювання, а також різноманітних імпульсних електромагнітних полів (Ситько С.П., 1989; Плетнев С.Д., 1996; Sienkiewicz Z., 1998; Zachary C.B., 2000 та ін.). Оскільки енергія кванта вищеперерахованих електромагнітних випромінювань незначна і внаслідок цього не чинить іонізуючої дії на атоми і молекули, їх об'єднали під загальною назвою “неіонізуючі випромінювання” (Геращенко С.И., 1997).

Виявилося, що неіонізуючі випромінювання мають виражені біоенергетичні ефекти. Це стало основою широкого їх використання в медицині і створення нового напряму в медицині - мікрохвильової резонансної терапії, яка успішно застосовується при лікуванні виразкової хвороби шлунка і дванадцятипалої кишки, облітеруючих захворювань судин, захворювань нервової системи, а також патології кісткової системи (Рагимов И.Р. и соавт., 1991; Семенова К.М. и соавт., 1993; Бабов К.Д. и соавт., 1993; Olchowik G., 1992, 1997; Aaron R.K., Ciombor D.M., 1996 та ін.).

Підтверджена численними експериментами біостимулююча дія низькоенергетичного лазерного випромінювання, зокрема гелій-неонового (ВГНЛ), знайшла застосування при лікуванні довго незагойних ран і трофічних виразок, захворювань опорно-рухового апарату запального і дистрофічного характеру тощо (Зырянов Б.Н. и соавт., 1998; David R. et al., 1996; Saito S., Shimizu N., 1997; Luger E.J., 1998; Gorgu M., 2000; Sebek P., 2000 та ін.).

Об'ємно-комбінаційні імпульсні електромагнітні поля (ОКІ ЕМП) успішно застосовуються в сільському господарстві з метою підвищення схожості насінневого матеріалу (Кирилленко С.К. и соавт., 1995), робляться перші кроки щодо їх застосування в медицині (Fitzsimmons R.J., Baylink D.J., 1994; Traina G.C., 1995; Lluch B.C., 1996; Matsunaga S., 1996 та ін.).

Актуальність теми. Виражена біологічна дія неіонізуючих електромагнітних випромінювань навіть при дуже низькій щільності потоку енергії стала основою для створення так званої “квантової” (НВЧ і лазерної) медицини (Малая Л.Т. и соавт., 1992).

Однак біологічні механізми дії неіонізуючих випромінювань досі остаточно не вияснені, існують лише у вигляді біофізичних концепцій і гіпотез; відсутні однозначні дані про вікові аспекти їх дії як на організм в цілому, так і на більшість окремих органів і систем. Не ясно і те, як саме тривале опромінення неіонізуючими випромінюваннями буде впливати на стан фізіологічно нормальних об'єктів.

Згідно з концепцією І.В.Родштата (1982), первинною мішенню рецепції неіонізуючих випромінювань є молекули води, зв'язані зі структурами колагену шкіри і великих суглобів. Внаслідок цієї взаємодії змінюється електретний стан колагену, формуються електроакустичні імпульси (солітони) (Давыдов А.С., 1979), які поширюються по всьому організму. Оскільки в кістковій тканині є значна фракція колагену, яка активно бере участь в її обмінних процесах, резонно припустити, що неіонізуючі електромагнітні випромінювання насамперед будуть впливати на морфогенез кісткової системи.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконана відповідно до плану наукових досліджень Луганського державного медичного університету і є складовою частиною науково-дослідницької теми кафедри нормальної анатомії людини №01950015790 “Особливості росту, будови, формоутворення і регенерації кісток скелета під впливом деяких фізичних чинників хвильової природи” і № 0199U001811 “Особливості росту, будови і формоутворень кісток скелета під впливом деяких зовнішньосередовищних і ендогенних чинників при різних фізіологічних станах організму". Автор брав участь у виконанні обох тем як відповідальний виконавець. Ним же здійснена постановка експерименту, вилучення матеріалу, його дослідження, обробка і аналіз отриманих даних згідно з планом дисертаційної роботи.

Мета і задачи дослідження. Метою цього дослідження було вивчення в експерименті закономірностей морфогенезу і репаративної регенерації кісток скелета під дією неіонізуючих випромінювань для з'ясування вікових аспектів адаптаційних змін, а також обгрунтування шляхів профілактики ушкоджуючої дії неіонізуючих випромінювань.

Для виконання мети були поставлені такі завдання:

Вивчити особливості росту, макро- і мікроструктури, формоутворення і хімічного складу, а також міцностних властивостей кісток скелета тварин усіх вікових груп під впливом ЕМВ НВЧ, ВГНЛ і ОКІ ЕМП в різних режимах і при різній тривалості досліду.

Виявити зміни пренатального остеогенезу у потомства від самиць щурів, що зазнавали під час вагітності опромінення ЕМВ НВЧ в різних режимах.

Встановити можливість корекції несприятливого впливу тривалого опромінення ЕМВ НВЧ на морфогенез скелета старих щурів біологічно активним продуктом харчування “Космол”.

Виявити математичні критерії формоутворення великогомілкової кістки білих щурів і встановити їх динаміку в залежності від віку у інтактних тварин і при опроміненні ЕМВ НВЧ.

Визначити особливості репаративної регенерації трубчастих кісток скелета в умовах опромінення ЕМВ НВЧ.

Об'єкт дослідження. Кістки скелета (трубчасті і губчасті) білих безпорідних щурів-самиць трьох вікових груп: статевонезрілих, статевозрілих і старих з початковою масою відповідно 70-75 г, 160-180 г і 300-320 г.

Предмет дослідження. Адаптаційні зміни будови, процесів росту, формоутворення, хімічного складу, ультраструктури органічного мінерального матриксу кісток скелета, а також їх міцності у білих щурів різного віку під впливом електромагнітних випромінювань надто високої частоти, випромінювання гелій-неонового лазера і об'ємно-комбінаційних імпульсних електромагнітних полів.

Методи дослідження: остеометричний - для дослідження темпів росту і формоутворення кісток; гістоморфометричний - для дослідження структури діафізів і епіфізіальних хрящів довгих трубчастих кісток і їх кістковоутворювальної функції; метод рентгеноструктурного аналізу - для дослідження ультраструктури органічного та мінерального матриксу кістки і кількісної оцінки етапів процесу мінералізації; біохімічний (ваговий, фотоколориметрія, атомно-абсорбційна спектрофотометрія) - для оцінки мінерального, макро- та мікроелементного складу кістки; фазове біомеханічне дослідження суцільної кістки і її органічного матриксу - для оцінки міцності суцільної кістки і фізико-хімічних властивостей органічного матриксу; математичне моделювання - для об'єктивізації критеріїв формоутворення кістки.

Наукова новизна одержаних результатів. Дослідження являє собою новий напрямок у вивченні функціональної морфології кісткової системи. На великому експериментальному матеріалі вперше розкрито основні закономірності росту і розвитку кісток скелета піддослідних тварин усіх вікових груп в умовах тривалого опромінення ЕМВ НВЧ, ВГНЛ і ОКІ ЕМП при різних режимах впливу. Показано, що тривале опромінення неіонізуючими електромагнітними випромінюваннями негативно впливає на ріст, будову, мінеральний склад і формоутворення кісток скелета піддослідних тварин. При цьому вираженість змін залежить від виду і фізичних характеристик неіонізуючого випромінювання.

Визначені структури кісток скелета, до яких належать епіфізіальні хрящі і періостальні зони діафізів трубчастих кісток, найбільш чутливі до дії неіонізуючих випромінювань.

Вперше описана морфофункціональна картина порушень в ультраструктурі органічного і мінерального матриксу кісток, що виникають при тривалому впливі неіонізуючих випромінювань на організм, які виявлені методом рентгеноструктурного аналізу.

Досліджено можливості корекції біологічно активним продуктом харчування “Космол” негативних наслідків впливу неіонізуючих випромінювань на морфогенез кісткової системи старих щурів і явищ первинного остеопорозу.

Описано особливості репаративної регенерації трубчастих кісток в умовах опромінення експериментальних тварин ЕМВ НВЧ у різних режимах.

Практичне значення одержаних результатів. Дане дослідження розкриває механізми впливу неіонізуючих випромінювань на морфогенез кісткової системи в умовах цілісного організму, підтверджує можливості її реадаптації. Отримані експериментальні дані, які характеризують основні закономірності росту, будови, мінералізації і формоутворення кісток під впливом ЕМВ НВЧ, ВГНЛ і ОКІ ЕМП, можуть бути використані для обгрунтування застосування неіонізуючих випромінювань, з урахуванням вікових особливостей організму в фізіотерапії, травматології, онкології, функціональній морфології кісткової системи, а також в геронтології і педіатрії з метою уточнення режиму та тривалості сеансів і прогнозування можливих ускладнень.

Пропонується спосіб корекції первинного остеопорозу і несприятливого впливу ЕМВ НВЧ на морфогенез скелета старих щурів із застосуванням біологічно активного продукту харчування “Космол”, а також спосіб оптимізації процесів репаративної регенерації кістки з використанням опромінення ЕМВ НВЧ.

Результати дослідження впроваджено у навчальний процес і науководослідну роботу на кафедрах нормальної анатомії Вінницького, Запорізьского, Одеського медичних університетів, Дніпропетровської, Івано-Франківської, Буковинської державних медичних академій, Української медичної стоматологічної академії, на кафедрі нормальної анатомії, оперативної хірургії та гістології медичного факультету Ужгородського національного університету, в Луганській обласній клінічній лікарні і відділі вікової фізіології і патології опорно-рухового апарату НДІ геронтології АМН України (м. Київ).

Особистий внесок здобувача. Автором проведені самостійно постановка експерименту, вилучення матеріалу і морфофункціональні дослідження (остеометрія, гістоморфометрія, рентгеноструктурні, хімічні і біомеханічні дослідження, розрахунок математичних критеріїв формоутворення), обробка отриманих результатів з використанням як описової статистики, так і однофакторного дисперсійного аналізу, їх аналіз з урахуванням сучасних уявлень про морфогенез кісткової системи. Інтерпретація отриманих результатів, основні положення, що виносяться на захист, і висновки належать автору.

Апробація результатів дисертації. Основні матеріали дисертації повідомлені і обговорені на І і ІІ Національних Конгресах анатомів, гістологів, ембріологів і топографоанатомів України (Івано-Франківськ, 8-10 вересня, 1994; Луганськ, 8-10 вересня, 1998), ІІ і ІІІ Національних конгресах геронтологів і геріатрів України (Київ, 4-6 жовтня, 1994; 26-28 вересня, 2000), VIII і IХ Республіканських школах з біології і патології опорно-рухового апарату (Київ, 12-14 червня, 1996; Харків, 3-8 червня, 2000), VI Конгресі Світової Федерації українських лікарських товариств (Одеса, 9-15 вересня, 1996), Міжнародному симпозіумі “Принципи пропорції, симетрії, структурної гармонії та математичного моделювання в морфології" (Вінниця, 5-9 травня, 1997), II Українській науково-практичній конференції “Остеопороз: епідеміологія, клініка, діагностика, профілактика і лікування” (Львів, 28-30 травня, 1997), 1 Європейському Конгресі з біогеронтології (Гельсінгор, Данія, 28-31 серпня, 1998), Міжнародній конференції “Актуальні проблеми остеопорозу” (Євпаторія, 2-4 вересня, 1999), III Міжнародному Конгресі з остеопорозу (Китай, 28 березня - 3 квітня, 1999), V Конгресі Міжнародної асоціації морфологів (Ульяновськ, Росія, 20-22 червня 2000), III Міжнародному Конгресі з інтгеративної антропології (Харків-Бєлгород, 6-9 жовтня 2000). скелет неіонізуюче випромінювання

Публікації. Основний зміст дисертаційної роботи відображений в 38 наукових працях, з них: 1 - монографія, 26 - статті в наукових журналах, 7 - в збірниках статей, 3 - тези в матеріалах конференцій і 1 - методичні рекомендації. З них 24 роботи опубліковані самостійно. У виданнях зі спеціальності, визнаних ВАК України, опубліковано 27 статей.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота представлена на 383 сторінках друкованого тексту і складається з вступу, аналітичного огляду літератури, 7 розділів власних досліджень, аналізу і узагальнення результатів дослідження, висновків, практичних рекомендацій, списку використаних першоджерел і додатку. Список літератури містить 424 назви, з них 196 - авторів країн СНД і 228 - зарубіжних авторів. Робота ілюстрована 105 малюнками і 81 таблицею, які займають 71 сторінку.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

Матеріал і методи дослідження. Дослідження проведене на 991 білих щурах-самицях різних вікових груп, отриманих з розплідника лабораторних тварин інституту біохімії НАН України ім. акад. А.В.Паладіна.

Опромінення тварин ЕМВ НВЧ проводили на апараті "Электроника-КВЧ" - 102. Використовувалося електромагнітне випромінювання з частотою 61,5 ГГц і потужністю 0,5 мВт/см², тобто таке, що не спричиняє локального збільшення температури об'єкта більш, ніж на 0,1С (Андреев Е.А. и соавт., 1985). Тварин опромінювали в режимах безперервної (БГ) і імпульсної генерації з частотою проходження пакетів імпульсів базової частоти 5 Гц (ІГ5 ) і 45 Гц (ІГ45) (Гассанов Л.Г. и соавт., 1991). Хвилевод в умовах напівжорсткої фіксації накладали на потиличну ділянку щурів; тривалість сеансу становила 15 хвилин через день.

З метою вивчення особливостей репаративної регенерації кісток скелета під впливом ЕМВ НВЧ тваринам (112 щурів репродуктивного віку з початковою масою 250-260 г) бором діаметром 0,8 мм перфорували великогомілкову кістку (ВГК) в ділянці середньої третини діафіза. Оперативне втручання здійснювали під ефірним наркозом. Місце нанесення пошкодження вибирали з урахуванням найменшої травматизації м'яких тканин, оскільки їх значне пошкодження впливає на перебіг процесів репаративної регенерації кістки і утрудняє оцінку результатів (Власов В.Я., 1985).

Для дослідження можливостей корекції несприятливої дії ЕМВ НВЧ на морфогенез скелета старих щурів (загальна кількість - 112, початкова маса - 300-310 г) використовували біологічно активний продукт харчування “Космол”, який вводили піддослідним тваринам в дозуванні 3 г/кг маси внутрішньошлунково через зонд щодобово.

Опромінення тварин ВГНЛ (112 безпорідних білих щурів з початковою масою 70-75 г у віці 4 тижнів) проводили гелій-неоновим лазером "АЛОУ-2" з довжиною хвилі 0,632 мкм в двох режимах: 0,5 мВт/см² (L1) і 15 мВт/см² (L2). Тривалість опромінення становила 10 і 2 хвилини відповідно. Сеанси впливу проводили щодня протягом 10, 30 і 90 днів на потиличну ділянку. З метою дослідження реадаптаційних процесів, частину тварин піддавали опроміненню протягом 30 діб і продовжували спостереження до 90 дня.

З метою вивчення впливу ОКІ ЕМП на ріст, будову і формоутворення кісток скелета (126 безпорідних білих щурів з початковою масою відповідно 70-75 г і 300-320 г), тварин опромінювали імпульсним електромагнітним полем з солітоноподібним формуванням імпульсів, які генерувалися приладом “БИЭСТИМ-1м” з двома магнітними індукторами з площею магнітного потоку 13 см² і індукцією 0,01...0,05 Тесла (робоча зона 14х14 см). Було застосовано вплив у двох режимах: з амплітудою магнітного поля 0,04/0,01 Тесла (поздовжня конфігурація імпульсу, М1) і 0,04/0,05 Тесла (поперечна конфігурація, М2) з частотою коливань 800 кГц. Протягом одного сеансу проводилося 5 імпульсів тривалістю 15 мкс з частотою проходження 20 Гц; сеанси проводилися через добу.

Для контролю у всіх випадках використовували інтактних тварин. Тварини кожної групи розподілялися на підгрупи в залежності від тривалості експерименту.

Утримання і годування тварин здійснювалося відповідно до "Санітарних правил щодо будови, обладнання і утримання експериментально-біологічних клінік (віваріїв)" від 06.04.73 р. і доповнення від 04.12.78 р. до Наказу МОЗ СРСР N 163 від 10.03.66 р. "Про добові норми годування тварин і продуцентів" (Западнюк И.П.и соавт., 1983).

Після закінчення термінів експерименту щурів забивали декапітацією під ефірним наркозом. Для дослідження вилучали і звільняли від м'яких тканин кістки скелета: ВГК, плечову, тазову і III-поперековий хребець. Кістки зважували на аналітичних вагах ВЛА-200 з точністю до 1 мг і вимірювали штангенциркулем за методикою W.Duerst з точністю до 0,1 мм.

Для гістологічного дослідження брали ділянки кістки з проксимальних епіфізів і середини діафізів ВГК, фіксували в 10% розчині нейтрального формаліну, декальцинували 5% розчином мурашиної кислоти, обезводнювали в спиртах зростаючої міцності і заливали в целоїдин (Кисели Д., 1962). Готували гістологічні зрізи завтовшки 10-12 мкм, які забарвлювали гематоксилін-еозином.

Мікроморфометричне дослідження діафіза і проксимального епіфіза ВГК проводили з допомогою окулярного гвинтового мікрометра МОВ-1-15^х ГОСТ 7865-56 і окулярної вимірювальної сітки мікроскопа МБИ-3. Калібрування вимірювальних приладів проводили за допомогою міліметрового відрізка ГОСТ 2 07513-55 2. Морфометрію зон епіфізіального хряща проводили з використанням класифікації В.Г.Ковешнікова (1980). Визначали такі параметри: загальна ширина епіфізіального хряща, ширина зон індиферентних, проліферуючих і дефінітівних хондроцитів, об'ємне співвідношення клітинних елементів і міжклітинної речовини в епіфізіальному хрящі, об'ємну частку спонгіози і кількість клітин у зоні первинного остеогенезу (Автандилов Г.Г., 1990). Морфометрія діафіза проводилася за такими параметрами: площа діафіза, площа кістковомозкової порожнини, ширина зон зовнішніх і внутрішніх генеральних пластинок, ширина остеонного шару, діаметр остеонів, діаметр каналів остеонів.

Хімічне дослідження кісток полягало у визначенні вмісту води, органічних і мінеральних речовин, які визначали ваговим методом, послідовно, після висушування кісток до постійної ваги при температурі 105С в сухожаровій шафі і озолення в муфельній печі при температурі 450-500С протягом 12 годин (Новиков Ю.В. и соавт., 1969). Отриману золу розтирали в фарфоровій ступці і зберігали в герметичних мікропробірках. Для подальшого дослідження 10 мг золи розчиняли в 2 мл 0,1 Н хімічно чистої соляної кислоти, доводили до 25 мл бідистильованою водою. У отриманому розчині визначали вміст натрію, калію, кальцію, магнію, міді, заліза, марганцю і цинку на атомно-абсорбційному фотометрі типу "Сатурн"-2 в режимі емісії в повітряно-пропановому полум'ї (Хавезов И., Цалев Д., 1983), а також вміст фосфору колориметрично за Брігсом на електрофотоколориметрі КФК-3 (Колб Б.Г., Камышников В.С., 1976).

Біомеханічні властивості плечової кістки визначали при згині на універсальній навантажувальній машині Р-0,5 з швидкістю навантажування 0,25 мм/хв. до руйнування. Розраховували питому стрілу вигину, межу міцності, модуль пружності і мінімальну роботу руйнування нативної і декальцинованої кістки (Степнов М.Н., 1987; Danielsen С.Сh. et al., 1986).

Для дослідження ультраструктури мінерального і органічного компоненту кістки використовували метод рентгеноструктурного аналізу (Подрушняк Е.П., 1983).

Кістковий порошок суцільної і декальцинованої великогомілкової кістки досліджували на апараті ДРОН-2,0 з гоніометричною приставкою ГУР-5, використовували К випромінювання міді з довжиною хвилі 0,1542 нм. Напруга і сила струму на рентгенівській трубці становили відповідно 30 кВ і 10 мА. Дифраговані рентгенівські промені реєстрували в кутовому діапазоні від 3 до 37 з швидкістю запису 10 мм за 1 хвилину.

Вивчали кристалографічні характеристики гідроксилапатиту - основного мінералу кістки. За кутовим положенням дифракційних піків розраховували міжплощинні відстані в кристалах гідроксилапатиту (Михеев В.И., 1957).

Крім цього обчислювали розміри блоків когерентного розсіювання (кристалітів) за формулою Селякова-Шерера (Франк-Каменецкий В.А., 1975), розраховували коефіцієнт мікротекстурування за методом співвідношення рефлексів (Пономарев В.В., 1981) і визначали параметри кристалічної решітки гідроксилапатиту з урахуванням гексагональної сингонії його кристалів (Азаров Л.В., Бургер М.И., 1961; Фекличев В.Г., 1977).

На дифрактограмах органічного матриксу визначали площі гало в ділянках характерних рефлексів колагену - D, Е і F (Миллионова М.И., Андреева Н.С., 1957).

При дослідженні репаративної регенерації за вищеописаними методиками оцінювали темпи росту кістки остеометрично, хімічний склад і ультраструктуру мінерального компоненту регенерату ВГК. При гістоморфометричному дослідженні оцінювали структуру регенерату, його тканинний склад, а також об'ємне співвідношення тканин у ньому (Балин В.Н. и соавт., 1994).

Для дослідження впливу ЕМВ НВЧ на внутрішньоутробний остеогенез в VІ серії експерименту використовували самиць з початковою масою 230-250 г. Вилучення матеріалу здійснювали на 21 день вагітності і відразу після народження. Плоди фіксували в 96% спирті з подальшим приготуванням тотальних препаратів, забарвлених алізариновим червоним за методикою W. Dawson (1926). Скелети плодів вивчали під стереомікроскопом МБС-9 при збільшенні 16^х. Реєстрували терміни появи, топографію і розміри точок окостеніння за методикою І.М.Акімової (1968).

Окрема частина нашого дослідження була присвячена пошуку критеріїв оцінки форми і формоутворення кісток. Для цього паралельно використовували кістковий матеріал від тварин I-III серій експерименту.

Досліджували кривизну переднього края великогомілкової кістки, розташованого вздовж осі фізіологічного навантаження, за методикою В.Г.Ковешнікова і співавт. (1993).

Кістку в бічній проекції вміщували в систему декартовських координатів і з допомогою власної модифікації стереомікроскопа МБС-9 (Соловьев М.М., 1994; Лузин В.И., 1995) визначали ординати точок і її переднього края з кроком 5 мм. Отримані цифрові дані апроксимували як многочлен 4-го степеня. Обчислювали поліноміальні коефіцієнти, радіуси максимальної кривизни і точки їх прикладання з використанням пакету MATHCAD 7,0.

Всі використані виміри і параметри були приведені у відповідність до міжнародної системи одиниць (Степін Б.Д., 1990). Отримані цифрові дані опрацьовували методами варіаційної статистики з використанням прикладного пакету STATISTICA 5.11 for Windows.

Результати дослідження і їх обговорення. Оскільки вікова динаміка ультраструктури і фізико-хімічних властивостей органічного і мінерального матриксу кістки інтактних щурів у літературі практично не описана, було проведене їх дослідження.

Використовуючи метод рентгеноструктурного аналізу, встановили, що максимальний за амплітудою дифракційний пік мінералу кістки реєструвався в діапазоні від 30 до 32, що відповідає кристалографічним характеристикам гідроксилапатиту (Михеев В.И., 1957). Із збільшенням віку тварин розміри елементарної комірки вздовж осей С і А зростали з 6,900-6,913 (10^-10 М) і 9,426-9,434 (10^-10 М) у статевонезрілих до 6,913-6,916 (10^-10 М) і 9,420-9,456 (10^-10 М) у старих щурів. Відношення розмірів С/А, яке характеризує ступінь симетрії елементарних комірок, в ході спостереження також дещо збільшувалося - з 73,14-73,35 (10^-2) у статевонезрілих тварин до 73,26-73,62 (10^-2) у старих^. Це свідчить про зменшення з віком міжплощинних відстаней в кристалічній решітці мінералу кістки (Подрушняк Е.П., Новохацкий А.И., 1983).

Розміри блоків когерентного розсіювання гідроксилапатиту в ході спостереження збільшувалися з 35,01-39,43 нМ у статевонезрілих щурів до 41,10-48,06 нМ у старих. Це свідчить про зменшення загальної обмінної поверхні кісткового мінералу (Ньюман У., Ньюман М., 1961), а також про впорядкування з віком кристалічної решітки, що стає в старечому віці причиною збільшення крихкості кістки (Подрушняк Е.П., 1997).

Даний факт у інтактних тварин підтверджується і змінами коефіцієнта мікротекстурування, який свідчить про однорідність орієнтації кристалітів: в ході спостереження він був найбільшим у статевонезрілих тварин - 0,755-1,108 у.о., а у старих становив вже лише 0,518-0,593 у.о.

Дослідження декальцинованої кістки показало наявність дифузного гало на протязі значного кутового проміжка. На фоні загального гало спостерігаються деякі інтерференційні піки (рефлекси), які співпадають з елементами класичної дифрактограми колагену за М.І.Мілліоновою і Н.С.Андрєєвою (1957): рефлекс D з міжплощинною відстанню 9,301,10 (10^-10 М), рефлекс Е - 3,900,20 (10^-10 М) і рефлекс F - 2,900,10 (10^-10 М).

При порівнянні з дифракційною картиною мінеральної фази кістки було виявлено, що рефлекс F співпадає з характерним рефлексом групи апатитів - 3,798-2,889 (10^-10 М), рефлекс Е - з одним із рефлексів ??трикальційфосфату (вітлокіту) - 3,45 (10^-10 М). З діапазоном рефлексу D співпадає цілий ряд рефлексів меншої вираженості різних мінералів, які містять як фосфор (апатити, вітлокіт, струвіт і ін.), так і магній (струвіт).

Це свідчить про те, що деякі ділянки молекули колагену імітують неорганічні кристали і таким чином створюють матрицю для відкладання солей кальцію.

Оскільки молекули колагену мають дуже складну конфігурацію, з метою спрощення розрахунку розмірів блоків когерентного розсіювання, розраховували лише площу гало в ділянці основних рефлексів органічного матриксу, що є відображенням фізичної суті рівняння Селякова-Шерера, яке використовується для даних розрахунків (Азаров Л.В., Бургер М.Й., 1961).

У інтактних статевонезрілих тварин в ході спостереження площі рефлексу D коливалися в межах від 127,6810,51 мм² до 142,863,60 мм², рефлексу Е збільшувалися з 365,187,91 мм² до 408,939,87 мм², а рефлексу F - з 66,966,70 мм² до 90,183,25 мм². Це свідчить про те, що відбувається активне утворення матриць для нуклеації мінеральної фази кістки.

У репродуктивному віці площі гало в ділянці рефлексів D, Е і F з 7 до 90 дня спостереження практично не змінювалися, що свідчить про стабільність синтезу органічного матриксу. У старих щурів площі гало в ділянці рефлексів D, Е і F в період спостереження були трохи меншими, ніж у інтактних тварин репродуктивного віку. Цей факт свідчить про вікове сповільнення синтезу органічного матриксу кістки.

Дослідження деформаційних характеристик декальцинованої кістки показало, що у статевонезрілих інтактних тварин значення його питомої стріли вигину зменшувалося в ході спостереження з 1,930,10 НмМ до 1,540,06 НмМ, модуль пружності також зменшувався, а величина роботи деформації зростала з 12,070,46 Дж до 13,540,45 Дж.

У репродуктивному віці деформаційні характеристики декальцинованої кістки за період з 7 до 90 дня практично не змінювалися, що свідчить про стабільність синтезу органічного матриксу кістки. У старих щурів значення питомої стріли вигину зменшувалося ще більше: з 1,100,02 НмМ до 1,030,02 НмМ, а величини межі міцності, модуля пружності і роботи деформації зростали - з 3,040,16 гПа до 3,900,24 гПа, з 11,930,88 мПа до 13,640,88 мПа і з 18,720,46 мДж до 20,100,44 мДж. Це свідчить про посилення з віком міжмолекулярних зв'язків колагену і про збільшення жорсткості органічного матриксу.

Вплив електромагнітного випромінювання надто високої частоти (ЕМВ НВЧ) на морфогенез кісткової системи у статевонезрілих і статевозрілих щурів можна поділити на два періоди.

При нетривалому опроміненні (7 і 15 днів) у статевонезрілих щурів спрямованість відхилень значною мірою залежала від режиму опромінення. У тому випадку, коли опромінення проводилося в режимі НГ, виявлена тенденція до збільшення ширини проксимального епіфізіального хряща ВГК.

При опроміненні в режимах імпульсної генерації у статевонезрілих тварин і при всіх режимах опромінення в репродуктивному віці епіфізіальний хрящ ставав тоншим, переважно за рахунок зон проліферуючих і дефінітивних хондроцитів.

Незважаючи на відмінності в будові епіфізіального хряща, у всіх піддослідних серіях в ньому збільшувався вміст міжклітинної речовини і зменшувалася частка первинної спонгіози, що супроводжувалося сповільненням темпів поздовжнього росту кісток.

Нарівні з цим в обох вікових групах визначалася тенденція до активізації апозиційного росту кісток, яка підтверджувалася і остеометрично. Ці процеси супроводжувалися явищами дегідратації, гіпермінералізації і збільшенням вмісту органічних речовин в кістках з дисбалансом їх макроелементного складу.

При тривалому (30 і 90 днів) опроміненні піддослідних тварин у всіх серіях визначалося розширення епіфізіального хряща зі зниженням його кістковоутворювальної функції і слабовизначене пригнічення апозиційного росту кістки, що згасало до кінця спостереження. Це супроводжувалося явищами гіпергідратації, демінералізації (у статевонезрілих щурів) і зниженням вмісту органічних речовин в кістках з дисбалансом макроелементного складу.

Це пов'язане з тим, що ЕМВ НВЧ пригнічує активність ензимних і ферментних систем (зокрема лужної фосфатази) (Brown P.V., 1977; Sanchez-Hernandez D., 1999), а також викликає порушень в структурі ДНК (Sagripanti J.L., 1986), що позначається на функціональній активності клітин кісткової тканини.

Більш виражені порушення в обох вікових групах були виявлені при імпульсних режимах опромінення.

При цьому у статевонезрілих щурів різну реакцію епіфізіального хряща на дію ЕМВ НВЧ в ранні терміни можна пояснити тим, що при режимі опромінення БГ час власне опромінення співпадає з тривалістю сеансу - 15 хвилин, а при імпульсних режимах час опромінення буде вдвічі меншим (Гассанов Л.Г. и соавт., 1988). Тобто має місце дозозалежний ефект.

У такому випадку, двохфазний характер реакції гістологічної структури і хімічного складу кісток можна пояснити кумулятивним ефектом дії ЕМВ НВЧ (Тихончук В.С., 1978).

Опромінення старих щурів ЕМВ НВЧ супроводжувалося незначним розширенням проксимального епіфізіального хряща ВГК і всіх його зон із збільшенням вмісту в ньому міжклітинної речовини та тенденцією до переваги частки первинної спонгіози, а також малодостовірним прискоренням апозиційного росту кісток і стимуляцією ендостальної резорбції. Зміни гістоструктури кісток поєднувалися з тенденцією до переваги розмірів кісток над контрольними, що потрібно розглядати не як прискорення темпів росту, а як незначне згладжування явищ вікозалежного остеопорозу.

Однак це супроводжувалося демінералізацією кісток у пізні терміни експерименту, дисбалансом макроелементного складу і зменшенням вмісту органічних речовин, що свідчить про негативні зміни в кістковій системі. У тварин старшої вікової групи найбільш виражені відхилення реєструвалися при безперервній генерації сигналу, тобто прямо залежали від дози опромінення.

Таким чином, в межах вікової групи зміни росту, будови і складу кісток залежали від режиму опромінення ЕМВ НВЧ - переважно кількісно, хоч мали місце і якісні відхилення. Це можна пояснити тим, що згідно з технічними характеристиками приладів серії "Электроника-КВЧ" в режимах імпульсної генерації базова моночастота (61,5 ГГц) розшаровується на декілька частот (Писанко О.И. и соавт., 1989) і режим впливу міняється не тільки кількісно, але і якісно.

З іншого боку, згідно з концепцією І.В. Родштата (1989), первинна рецепція ЕМВ НВЧ здійснюється молекулами води, зв'язаними з колагеном шкіри і великих суглобів. За даними L.Vitellaro-Zuccarello et al. (1994) у людини щільність розподілу колагенових волокон в шкірі збільшується до 30-40 років, а потім починає знижуватися. Отже, в різні вікові періоди створюються різні умови для рецепції зовнішнього ЕМВ НВЧ і максимальний вплив здійснюють сигнали різних режимів.

За даними Б.І.Давидова і співавт. (1984) під впливом ЕМВ НВЧ в організмі порушуються нейро-ендокринні кореляції. При цьому передусім реагує гіпоталамо-гіпофізарно-адренокортикальна система (Mann K.et al., 1998): настає гальмування секреції гормонів росту (Lu S.T. et al., 1973; Wilkening G.M., 1979), посилення кортикотропінреалізуючої функції гіпофіза (Антипов В.В. и соавт., 1980; Yue L.M., 1988) і стимуляція виділення кортикостероїдних гормонів та пролактину (Думанский Ю.Д.и соавт., 1974; Коробцова М.А., Маленюк Б.В., 1978; Baranski S., Czerski P., 1976).

Одним з механізмів дії глюкокортикоїдних гормонів є пригнічення експресії ₁-інтегрину на мембрані остеобластів, що веде до зниження здатності останніх прикріплюватися до білків кісткового матриксу, послаблення мінералізації і сповільнення синтезу колагену І-го типу (Gronowicz G., McCarthy M.B., 1995). Звідси випливає, що крім зниження вмісту органічних і мінеральних речовин в кістках, при тривалому опроміненні ЕМВ НВЧ в кістковому матриксі будуть зростати і якісні зміни.

У ході впливу ЕМВ НВЧ визначалися зміни в ділянках органічного матриксу кістки, які імітують подальші складові мінеральної фази.

Опромінення ЕМВ НВЧ супроводжувалося зменшенням площ гало в ділянці рефлексів D, Е і F у всіх вікових групах. При цьому зберігалася раніше виявлена закономірність вираженості відхилень: більш значущими вони були при імпульсній генерації сигналу у статевонезрілих та репродуктивних тварин і при безперервній генерації сигналу - у старих.

Оскільки з рефлексом D співпадає рефлекс проміжного продукту кристалізації гідроксилапатиту, який містить магній - струвіту, даний факт позитивно корелює із зменшенням вмісту магнію в ВГК у репродуктивних і старих щурів.

При цьому площа рефлексу F, котрий відповідає структурі гідроксилапатиту, в ранні терміни опромінення переважала над контрольною у статевонезрілих щурів і на 90 день - у репродуктивних тварин, що поєднується з незначним підвищенням вмісту мінеральних речовин в кістці в ті ж терміни.

Найбільш виражені зміни відбувалися в ділянці рефлексу Е, котрий співпадає за міжплощинною відстанню з рефлексом -трикальційфосфату - основної проміжної ланки кристалізації гідроксилапатиту. Тому можна припустити, що процеси мінералізації гальмувалися на стадіях утворення аморфного фосфату кальцію, тобто формування ядер кристалізації.

Під впливом ЕМВ НВЧ у всіх вікових групах змінювалися і біофізичні властивості органічного матриксу кістки, що проявлялося в зниженні його пластичності і свідчило про посилення міжмолекулярних зв'язків колагену (можливо за рахунок прискореного дозрівання) (Мазуров В.И., 1974).

У статевонезрілих щурів такі зміни були виражені лише в ранні терміни опромінення при імпульсних режимах опромінення ЕМВ НВЧ, після чого деформаційні характеристики прогресивно знижувалися. Це свідчить про те, що тривале опромінення ЕМВ НВЧ статевонезрілих щурів веде до дестабілізації і руйнування міжмолекулярних зв'язків колагену. Оскільки при цьому загальний вміст органічних речовин в кістці зменшується, слід вважати, що синтез колагену остеобластами також пригнічується.

Виявлені зміни ультраструктури органічної фази кістки призводили у подальшому до порушень мінеральної фази (Hohling H.J., 1997).

Слід зазначити, що хоча параметри елементарної комірки гідроксилапатиту у опромінених тварин досить часто статистично достовірно відрізнялися від контрольних, амплітуда відхилень становила, як правило, всього лише 0,3-0,4%. Це пояснюється тим, що параметри елементарної комірки із всієї сукупності досліджуваних кристалографічних показників є найбільш стабільними і визначають тип мінералу (Міхеєв В.І., 1967). Статистична ж достовірність відмінностей проявлялася за рахунок досить високої точності вимірювань і значної кількості спостережень.

Вплив ЕМВ НВЧ у різних режимах на статевонезрілих і старих щурів супроводжувався зменшенням розмірів елементарної комірки гідроксилапатиту вздовж осі С в період до 30 дня.

Розміри елементарної комірки вздовж осі А також найбільш значуще змінювалися в ранні терміни експерименту. Однак у статевонезрілих тварин даний показник перевищував контрольний в період до 15 дня, а у старих розмір елементарної комірки вздовж осі А до 7 дня зменшувався, а в подальшому також перевищував контрольні значення.

Різноспрямовані зміни розмірів елементарної комірки гідроксилапатиту вздовж різних осей свідчать про порушення симетрії кристалічної решітки кісткового мінералу, і, як наслідок - про її дестабілізацію та схильність до руйнування. Найбільш доступним критерієм ступеня симетрії кристалічної решітки є відношення розмірів елементарної комірки вздовж різних осей - С/А (Rey C., 1995), яке в різних вікових групах змінювалося неоднаково.

У статевонезрілих щурів опромінення ЕМВ НВЧ при всіх режимах супроводжувалося зменшенням співвідношення С/А в період до 15 дня. У старих тварин коефіцієнт С/А на 7 день був більшим за контрольний в групах БГ і ІГ5, на 15 день достовірні відхилення не визначалися, а на 30 і 90 дні він вже зменшувався, найбільш виражено в групі БГ. У статевозрілих щурів дане співвідношення зростало на 15 день, переважно в групах ІГ.

Незважаючи на різноспрямовані відхилення параметрів елементарної комірки в різних вікових групах, процеси подальшого росту кристалів гідроксилапатиту змінювалися однаково. При всіх режимах опромінення ЕМВ НВЧ у репродуктивних і старих щурів, а також при імпульсній генерації сигналу у статевонезрілих тварин розміри кристалітів збільшувалися. Це свідчить з одного боку про зменшення загальної обмінної поверхні кісткового мінералу (Wu L.N., 1997), а з іншого - про зростання ступеня його аморфності (Doi Y., 1996).

У статевонезрілих щурів в групі БГ на 7 день спостереження розміри кристалітів були на 15,44% меншими від контрольних, а надалі відхилення нівелювалися. Імовірно, це пояснюється більшою дозою опромінення при безперервній генерації сигналу (Писанко О.І. і співавт., 1989).

Коефіцієнт мікротекстурування в різних вікових групах змінювався неоднаково. У статевонезрілих щурів на 7 день опромінення його величина при всіх режимах перевищувала контрольні значення. У подальшому, при режимі опромінення БГ, він залишався збільшеним до 30 дня, а в групах ІГ - прогресивно зменшувався. З урахуванням порушення симетрії кристалічної решітки гідроксилапатиту, зміни орієнтації кристалів в ній потрібно розглядати як такі, що ведуть до зниження міцності і кісткового мінералу, і кістки взагалі (Giavaresi G., 1999).

У репродуктивних щурів коефіцієнт мікротекстурування на 7 день опромінення також меншав, однак, на 90 день так само, як і у старих тварин він збільшувався і перевищував контрольний. Це потрібно розглядати як тенденцію до переважної орієнтації кристалів вздовж ліній силового навантаження для підтримки міцності кістки (Kohles S.S., Martinez D.A., 2000).

Дослідження вмісту в кістці остеотропних мікроелементів, які виконують важливу роль в процесах росту, перебудови і мінералізацій кістки (активація цілого ряду біологічних каталізаторів - ензимів, гормонів, нуклеїнових кислот тощо) (Скоблин А.П., Белоус А.М., 1968), виявило, що у статевонезрілих і репродуктивних щурів концентрація міді в ході спостереження була нижчою за контрольну, концентрація заліза в золі ВГК обох вікових груп також мала тенденцію до зниження, а вміст марганцю - збільшувався.

З одного боку, мідь виступає як каталізатор (разом з О₂, вітаміном С і -кетоглутаратом) в формуванні стабільної трьохспіральної молекули кісткового колагену (Серов В.В., Шехтер В.Б., 1981), яка визначає надалі перебіг процесів мінералізації і відкладання кісткового гідроксилапатиту. З іншого боку, відомо, що остеогенні клітини досить чутливі до нестачі міді. Як вважають В.І.Смоляр і Є.В. Биняшевський (1988), нестача міді в системі цитохром С-оксидаза - цитохром С інгібує енергетичний цикл клітин, порушує синтез білка, що веде до загибелі клітин і неминуче позначається на процесах мінералізації.

Тоді збільшення вмісту марганцю в золі ВГК слід розглядати як компенсаторне, оскільки за даними О.П.Скобліна і О.М.Білоуса (1968) додання до раціону марганцю збільшує зольність кісток, підвищує відкладання в кістковій тканині фосфору і зменшує остеодистрофічні порушення.

У старих щурів частка міді перевищувала контрольну, а вміст марганцю в ВГК достовірно знижувався лише в серії БГ на 90 день - на 13,71%. Частка заліза на 7 день при всіх режимах опромінення зменшувалася на 7,96-10,62%, надалі вміст заліза збільшувався і на 90 день перевищував контрольний, переважно в серіях БГ і ІГ5.

Така динаміка мікроелементного складу ВГК у старих щурів при опроміненні ЕМВ НВЧ (а саме - збільшення вмісту міді в порівнянні з контрольною групою) свідчить про активізацію процесів перебудови в кістковій тканині (Underwood E.J., 1979) і про деяке згладжування в умовах експерименту явищ вікозалежного остеопорозу (Подрушняк Е.П., 1997).

Концентрація цинку в ВГК під впливом ЕМВ НВЧ у тварин всіх вікових груп змінювалася загалом однаково: у статевонезрілих щурів частка цинку зменшувалася у всі встановлені терміни в групах ІГ. У тварин репродуктивного і старого віку процентний вміст цинку в золі ВГК на 7 день опромінення зростав, однак надалі починав знижуватися і на 90 добу був меншим за контрольний.

Відомо, що іони цинку підвищують здатність остеобластів до синтезу колагену, посилюють мінералізацію кісткової тканини (Борисевич В.Б., 1993), інгібують резорбцію кістки остеокластами, а також беруть участь в проліферації і диференціюванні остеобластів (Yamaguchi M., 1998). У такому випадку, зниження концентрації цинку у пізні терміни опромінення ЕМВ НВЧ непрямо підтверджує порушення процесів мінералізації кісткового матриксу.

Однак, між вмістом цинку і кальцію, як правило, проявляється антагонізм (Абдулаев Д.В., 1973). Оскільки вміст кальцію в золі ВГК старих щурів в умовах опромінення ЕМВ НВЧ зростає, збільшення концентрації як цинку, так і кальцію у старих щурів в умовах експерименту свідчить про порушення структури кристалічної фази кістки, що узгоджується з наведеними вище даними.

Показники міцності, які залежать переважно від стану мінерального компоненту кістки - межа міцності і мінімальна робота руйнування, зменшувалися у всіх вікових групах. При цьому виявлені раніше закономірності зберігалися: у статевонезрілих і репродуктивних тварин максимальні відхилення спостерігалися в групах з імпульсною генерацією сигналу, а у старих - з безперервною генерацією.

Дещо по-іншому змінювалися показники, що характеризують стан органічного компоненту. Питома стріла вигину у статевонезрілих і репродуктивних щурів збільшувалася в період з 7 до 30 дня опромінення, а у старих щурів - зменшувалася при всіх режимах опромінення, але лише до 15 і 30 днів.

Величина модуля пружності у старих і статевонезрілих щурів при всіх режимах опромінення і у репродуктивних тварин при безперервній генерації сигналу зменшувалася. Опромінення статевозрілих щурів ЕМВ НВЧ в режимах імпульсної генерації супроводжувалося зниженням модуля пружності лише до 15 дня, надалі цей показник збільшувався.

Збільшення значення питомої стріли вигину і пониження модуля пружності кістки у статевонезрілих і репродуктивних щурів позитивно корелюють із збільшенням вмісту органічних речовин в ній в ранні терміни експерименту. В такому випадку збільшення як значення питомої стріли вигину, так і модуля пружності у репродуктивних тварин в пізні терміни опромінення (так само, як і зниження обох показників у старих щурів) підтверджують наявність змін фізико-хімічних характеристик органічного матриксу кістки.

З метою корекції несприятливого впливу тривалого опромінення ЕМВ НВЧ на морфогенез кісток скелета старих щурів було використано біологічно активний продукт харчуванняння “Космол”, який вводився внутрішньошлунково в дозуванні 3 г/кг маси тіла щодобово.

Вибір коректора був обгрунтований тим, що згідно із загальноприйнятими поглядами, важливим лікувально-профілактичним чинником при остеопорозі є раціональне харчування - забезпечення організму необхідною кількістю білків і мінеральних речовин (Wang M.C. et al., 1997; Kerstetter J.E. et al., 2000). “Космол”, що містить концентрат білка молочної сироватки, збагачений рослинною олією, лактатом кальцію, солями магнію, а також антиоксидантами, якнайбільше відповідає цим вимогам (Подрушняк Е.П., 1997). Крім того, лактоза істотно підвищує засвоюваність кальцію (New S. et al., 1998).

Ізольоване застосування “Космолу” у старих щурів супроводжувалося оптимізацією кістковоутворювальної функції епіфізіальних хрящів і процесів апозиційного росту в діафізах без ознак стимуляції ендостальної резорбції. Це слід розглядати як згладжування явищ вікозалежного остеопорозу.

У цих умовах вміст органічних речовин в кістці зростає, а в ультраструктурі органічного матриксу спостерігається тенденція до незначного збільшення площ гало в ділянці рефлексів D, Е і F (1-3%), що поєднується із збільшенням його пластичності і створює сприятливі умови для подальшої мінералізації.

У мінеральному компоненті, починаючи з 15 дня, виявлено зменшення розмірів елементарних комірок гідроксилапатиту і збільшення коефіцієнту мікротекстурування. Проте, явища дестабілізації кристалічної решітки не спостерігалися, оскільки співвідношення С/А значуще меншало лише на 60 день - на 0,36%, а розміри кристалітів взагалі не змінювалися.

Паралельно з оптимізацією ультраструктури кісток спостерігалася і стабілізація їх хімічного складу: збільшення кальцій-фосфорного співвідношення на 60 день спостереження, незначна перевага в кістковій золі вмісту міді, заліза, цинку і марганцю.

Отримані нами дані узгоджуються з результатами досліджень Є.П. Подрушняка і співавт. (1986), згідно з якими внаслідок застосування “Космолу” кальцій в присутності лактози і пальмітинової кислоти набуває підвищеної спорідненості до формування кристалів гідроксилапатиту.

Все це проявляється в збільшенні міцності і пластичності кістки у пізні терміни експерименту: значення мінімальної роботи руйнування збільшувалося, починаючи з 15 дня спостереження, а межа міцності і модуль пружності меншали на 60 день на 17,44% і 13,95%. Отримані результати позитивно корелюють з даними R.Lindsay, J.Nieves (1994) і K. Seppa (1994), які за даними ультразвукової денситометрії встановили, що вживання молока сприяє збільшенню індекса міцності кістки.

Застосування “Космолу” в поєднанні з ЕМВ НВЧ в режимі БГ впливає коригуючим чином на ушкоджуючу дію електромагнітного випромінювання.

Це виявляється в менш вираженому, ніж при ізольованому впливі ЕМВ НВЧ, розширенні епіфізіального хряща ВГК в поєднанні з незміненим вмістом міжклітинної речовини в ньому, незначному збільшенні площі поперечного перетину діафіза. На відміну від тварин, що опромінювалися ЕМВ НВЧ, ознаки посилення ендостальної резорбції (збільшення площі кістковомозкової порожнини) не спостерігалося.

При цьому дифрактографічні характеристики декальцинованої кістки не змінювалися, на відміну від ізольованого впливу ЕМВ НВЧ, коли площі гало в ділянці характерних рефлексів зменшувалися, починаючи з 30 дня на 4,82-11,65%.

У мінеральному компоненті співвідношення розмірів елементарної комірки С/А зменшувалося, починаючи з 30 дня, так само, як і розмір вздовж осі С, однак розмір комірки вздовж осі А не змінювався (дія ЕМВ НВЧ супроводжувалася його збільшенням з 15 дня на 0,22-0,33%).

Не змінювалися і розміри кристалітів, що також потрібно розглядати як коригуючий вплив, оскільки ізольована дія ЕМВ НВЧ приводила до їх збільшення на 6,11-12,87%, а отже, до зменшення загальної обмінної поверхні кісткового мінералу. Коефіцієнт мікротекстурування незначно збільшувався, починаючи з 15 дня, що свідчить про зростання однорідності орієнтації кристалів.

Паралельно з цим згладжувалися і відхилення у хімічному складі кісток: у пізні терміни спостереження вміст кальцію і фосфору в кістках зростав, тоді як при ізольованій дії ЕМВ НВЧ збільшувалася лише частка кальцію. На 60 день збільшувалися також частки міді і цинку в кістках - на 7,99% (р0,05) і 11,67% (р0,05) відповідно.

За даними T.Fujita (1990), дефіцит кальцію є головним чинником, який з віком веде до збільшення секреції паратиреоїдного гормону, і, як наслідок - до мобілізації кальцію з депо і втрати кісткової маси. В такому випадку, надходження кальцію в організм з “Космолом” нормалізує секрецію паратиреоїдного гормону і згладжує як явища первинного вікозалежного остеопорозу (Teegarden D., Weaver C.M., 1994), так і несприятливий вплив ЕМВ НВЧ на скелет.

...