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

Мінімальна робота руйнування кістки в цих умовах була знижена лише в період до 15 дня спостереження, після чого не відрізнялася достовірно від контрольної.

Вплив ЕМВ НВЧ на процеси репаративної регенерації насамперед приводив до зміни кількісного співвідношення тканинних компонентів в регенераті.

У ранні терміни опромінення (10 днів) в піддослідних групах визначається прискорення резорбтивних процесів у пошкодженій (“мертвій”) кістці і перевага об'ємного вмісту грубоволокнистої кісткової тканини (ГВКТ). На 30 день опромінення крім підвищеного вмісту ГВКТ в складі “кісткової мозолі” об'ємна частка пластинчатої кісткової тканини також переважала над контрольною. Це свідчить про прискорення процесів дозрівання заново утвореної кісткової тканини (Liu Z., 1999).

При цьому в складі кісткового регенерату збільшувався вміст кальцію, фосфору, магнію, цинку, міді і марганцю в порівнянні з контролем, що свідчить про активізацію процесів синтезу органічного матриксу і його мінералізацію.

Після опромінення ЕМВ НВЧ в органічному матриксі регенерату була виявлена малодостоверна тенденція до збільшення площ гало в ділянці рефлексів D, Е і F. Це свідчить про оптимізацію під впливом ЕМВ НВЧ організації органічного матриксу в регенераті, що формується, а також про створення сприятливих умов для його мінералізації (Wen H.B., 1997).

Співвідношення розмірів С/А елементарних комірок гідроксилапатиту регенерату в піддослідних групах переважало над контрольним, що свідчить про їх стабільність і створює сприятливі умови для росту кристалітів і формування оптимальної мікротекстури мінерального компоненту.

Розміри блоків когерентного розсіювання були дещо меншими за контрольні, а ступінь мікротекстурування зменшувався, хоч і малодостовірно, на 14,17-26,17%, що пояснюється прискоренням резорбції кісткових уламків. Ці результати позитивно корелюють із збільшенням вмісту магнію в кістковій мозолі, оскільки за даними A. Bigi (1992) кристали гідроксилапатиту меншого розміру містять більше іонів магнію.

У більш пізні терміни (90 днів і через 60 діб після 30-денного опромінювання) в тканинному складі регенерату піддослідних груп переважала пластинчаста кісткова тканина; процеси формування остеонних структур були виражені більше, ніж в контрольній групі. Це свідчить про те, що процеси перебудови регенерату і дозрівання кісткової тканини зайшли більш далеко, ніж у контрольній групі.

Дані хімічного і рентгеноструктурного аналізу кісткового регенерату також свідчать про те, що під впливом ЕМВ НВЧ процеси перебудови новоутвореної кісткової тканини проходили активніше, ніж у неопромінених тварин.

Це виявилося в перевазі кальцій-фосфорного співвідношення, а також у зменшенні частки гідрофільних елементів, міді, заліза і марганцю, абсолютний вміст яких в новоутвореній кістковій тканині наближається до такого ж, як у інтактних тварин репродуктивного віку. Водночас вміст магнію і цинку в “кістковій мозолі” ще переважав над контрольними показниками

При цьому розміри кристалітів, починаючи з 30 дня, у опромінених тварин були більшими, ніж у неопромінених, так само, як і ступінь односпрямованості кристалів, що формуються.

Даний факт свідчить про те, що під впливом ЕМВ НВЧ в період з 10 до 30 днів відбувається активізація утворення ГВКТ, а на 90 день процеси ремоделяції регенерату протікали активніше, ніж у контрольній групі.

У тому випадку, коли опромінення ЕМВ НВЧ припинялося на 30 добу, на 90 день зміни були аналогічними, але дещо меншими за амплітудою.

Дія ЕМВ НВЧ на організм вагітних самиць щурів протягом всього періоду вагітності призводила до порушення формування скелета плодів.

Розміри ядер окостеніння в закладеннях різних кісток у ембріонів 21-го дня розвитку при всіх режимах опромінення ЕМВ НВЧ були меншими за контрольні. Так, максимальна довжина ділянок окостеніння в плечовій, стегновій і великогомілковій кістках були меншими за контрольні при режимі опромінення НГ - на 8,17-13,04%, при режимі ІГ5 - на 12,15-15,72% і при режимі ІГ45 - на 12,00-14,44%. Аналогічно змінювалися розміри зон осифікації і в закладеннях плоских кісток.

У новонароджених від самиць, що опромінювалися в режимах БГ і ІГ5, відхилення згладжувалися, а в групі ІГ45, виявлене на 21-й день внутрішньоутробного розвитку пригнічення процесів осифікації хрящових закладень кісток зберігалося.

Той факт, що максимальний вплив на внутрішньоутробний остеогенез справляло опромінення ЕМВ НВЧ в режимі ІГ45, підтверджує виявлену вище закономірність: на більш ранніх етапах онтогенезу найбільші за амплітудою відхилення спостерігаються при імпульсних режимах опромінення, на більш пізніх - при режимі безперервної генерації сигналу.

Вплив випромінювання гелій-неонового лазера (ВГНЛ) на морфогенез кісткової тканини статевонезрілих щурів можна поділити на два періоди.

У ранні терміни опромінення (10 днів) незалежно від режиму опромінення спостерігалася тенденція до зменшення загальної ширини епіфізіальних хрящів із звуженням зон проліферуючих і дефінітивних хондроцитів з дефіцитом первинної спонгіози, а також тенденція до звуження зон зовнішніх і внутрішніх генеральних пластинок.

Нарівні з цим темпи як поздовжнього, так і поперечного росту плоских і губчастих кісток дещо зростали (на 2,35-8,71%).

В ультраструктурі органічного матриксу достовірні відхилення ще не визначалися, однак його фізико-хімічні характеристики вже були порушені: робота деформації декальцинованої кістки вже переважала над контрольною на 7,58% і 14,24%, що свідчить про зростання його жорсткості, більш виражене в групі з більшою дозою опромінення.

Як наслідок цього, в обох піддослідних групах виявлено ознаки дестабілізації кристалічної решітки кісткового мінералу із зниженням ступеня симетрії С/А і зростанням ступеня орієнтації кристалів у ній.

Зміни мінерального і макроелементного складу кісток залежали від режиму опромінення: в групі з меншою інтенсивністю - L1 виявлено зниження вмісту води і збільшення частки органічних і мінеральних речовин із зменшенням вмісту в кістковій золі натрію і збільшенням частки кальцію. У групі з більшою дозою опромінення - L2 зміни макроелементного і мінерального складу мали зворотний характер. Це узгоджується з даними T. Yaakobi і співавт. (1996) про те, що короткочасний вплив ВГНЛ супроводжується оптимізацією активності лужної фосфатази і збільшенням вмісту кальцію в кістці.

Мікроелементний склад ВГК порушувався лише в групі L2, що виявлялося в зниженні вмісту міді і заліза.

Значення мінімальної роботи руйнування, модуля пружності і межі міцності кістки в групі L1 перевищували контрольні на 6,64 %, 13,53% і 14,46% відповідно, а в групі L2 ті ж показники були знижені на 8,98%, 3,21% і 11,69%.

У пізні терміни опромінення (починаючи з 30 дня) спрямованість змін вже не залежала від режиму впливу, а інтенсивність їх прямопропорційно залежала від дози опромінення. Це свідчить про кумулятивний ефект ВГНЛ (Kolarova H., 1999).

У обох піддослідних групах сповільнювалися темпи росту кісток - на 2,25-7,43% в групі L1 і на 2,65-9,13% в групі L2. Це поєднувалося із збільшенням ширини епіфізіальних хрящів та всіх їх зон і зниженням їх кістковоутворювальної функції: наростанням дефіциту первинної спонгіози і клітин в зоні первинного остеогенезу.

За даними Y.G. Shckorbatov (1999) тривалий вплив ВГНЛ призводить до порушень конденсації хроматину і його електричного заряду. Звідси випливає, що гелій-неоновий лазер при тривалому впливі має здатність індукувати апоптоз.

З 30 дня опромінення були виявлені і ознаки пригнічення апозиційного росту, і посилення ендостальної резорбції: звуження шарів зовнішніх і внутрішніх генеральних пластин, а також остеонного шару, зменшення площі поперечного перетину діафіза і збільшення площі кістковомозкових порожнин.

Дослідження ультраструктури органічного матриксу кістки виявило зменшення площі гало в ділянці рефлексів D, Е і F, що поєднувалося із зниженням значення роботи деформації і межі міцності, збільшенням питомої стріли вигину і модуля пружності декальцинованої кістки.

Це призводило до дестабілізації кристалічної решітки кісткового мінералу - зниження ступеня симетрії С/А і збільшення розмірів блоків когерентного розсіювання, а отже - зменшення загальної обмінної поверхні.

На відміну від впливу ЕМВ НВЧ, коефіцієнт мікротекстурування на 90 день опромінення ВГНЛ знижувався (опромінення ЕМВ НВЧ супроводжувалося його компенсаторним збільшенням з метою підтримки міцності кістки). Це свідчить про те, що кристали кісткового мінералу, що формуються, орієнтовані безладно, і отже тривале опромінення гелій-неоновим лазером чинить більш несприятливий вплив на процеси мінералізації, ніж ЕМВ НВЧ.

За даними Y. Ozawa і співавт. (1998) дія лазерного випромінювання на культуру клітин-остеобластів супроводжувалася прискоренням проліферації клітин, їх диференціювання і осередковим формуванням кісткової тканини. У такому випадку осередковість формування кісткової тканини неминуче буде супроводжуватися і осередковістю формування кристалічної решітки кістки, і, як наслідок - безладною орієнтацією кристалів у ній.

Зміни ультраструктури мінерального компоненту поєднувалися із збільшенням вмісту в кістках води і органічних речовин із зменшенням частки мінерального компоненту і пропорційним дисбалансом остеотропних мікроелементів. Це супроводжувалося зниженням вмісту міді, заліза і цинку і зростанням в кістковій золі частки марганцю.

Як вважають D. Pastore і співавт. (2000), специфічним фотоакцептором ВГНЛ є цитохром С-оксидаза мітохондрій, яка містить значну кількість іонів міді. У такому випадку тривалий вплив ВГНЛ призводить до пригнічення дихального ланцюга мітохондрій, внаслідок чого інгібується енергетичний цикл клітин, порушується синтез білка і подальші процеси мінералізації.

З іншого боку, за даними G.K. Reddy і співавт. (1998), ВГНЛ стимулює синтез колагену бластними клітинами. У такому випадку посилення синтетичних процесів на фоні порушення енергетичного циклу мітохондрій веде до порушення в ультраструктурі колагену, що синтезується.

Внаслідок цього міцність кістки при згинаючій деформації меншала: на 90 день мінімальна робота руйнування була знижена на 12,49% і 14,89%, модуль пружності - на 11,99% і 12,71%, а межа міцності - на 14,18% і 15,88% відповідно до режимів опромінення.

У період реадаптації після 30-денного опромінення виявлені відхилення значною мірою згладжувалися, однак, явища компенсації були більш виражені в групі з меншою дозою опромінення (L1).

Опромінення піддослідних тварин об'ємно-комбінаційними імпульсними електромагнітними полями (ОКІ ЕМП) супроводжувалося змінами, вираженість і спрямованість яких залежали насамперед від віку тварин.

У статевонезрілих щурів виявлено сповільнення темпів росту досліджуваних кісток, пропорційне розширення проксимального епіфізіального хряща ВГК з дефіцитом первинної спонгіози, збільшенням вмісту міжклітинної речовини, а також пригнічення процесів апозиційного росту діафізів довгих трубчастих кісток.

У період реадаптації після 10-денного опромінення в групі М1 виявлені відхилення зберігалися, а в групі М2 достовірні відхилення не спостерігалися.

У старих щурів, на відміну від статевонезрілих тварин, була виявлена тенденція до звуження епіфізіального хряща ВГК, починаючи з 30 дня опромінення, однак, об'ємні вмісти міжклітинної речовини і первинної спонгіози не змінювалися. На 30 день опромінення площі поперечного перетину діафізів ВГК дещо переважали над контрольними, що позитивно корелювало з перевагою поперечних розмірів кісток.

У період реадаптації після 10-денного опромінення виявлені відхилення згладжувалися, а в групі М2 частка первинної спонгіози навіть дещо перевищувала контрольну - на 6,21%.

В умовах експерименту ультраструктура органічного матриксу кістки практично не змінювалася, так само, як і параметри елементарної комірки кісткового гідроксилапатиту. Це свідчить про те, що процеси мінералізації на етапах утворення і модифікації матриксу, утворення ядер кристалізації (Франке Ю., Рунге Г., 1995) не порушувалися.

У статевонезрілих щурів в ультраструктурі мінерального компоненту було виявлено зменшення розмірів блоків когерентного розсіювання і збільшення ступеня орієнтації кристалітів. Дані показники в більшій мірі змінювалися в групі з поздовжною орієнтацією сигналу (М1).

Опромінення старих щурів супроводжувалося збільшенням розмірів кристалітів; вираженість змін переважала при опроміненні з поперечною орієнтацією сигналу (М2).

Оскільки достовірні зміни були виявлені лише для розмірів кристалітів і для ступеня мікротекстурування, можна зробити висновок про те, що ОКІ ЕМП негативно впливають на мінералізацію кісткової тканини на третьому її етапі - фазі росту кристалів (Франке Ю., Рунге Г., 1995).

За даними K.Hecrmeier і співавт. (1998), дія електромагнітних полів супроводжується посиленням експресії мРНК колагену І, яка ймовірно приводить до обширного позаклітинного синтезу матриксу остеобластами. Ці дані позитивно корелюють із збільшенням вмісту міжклітинної речовини в проксимальному епіфізіальному хрящі ВГК, більш вираженому у статевонезрілих щурів.

Таку закономірність можна пояснити таким чином: згідно з даними J.H.Lee et K.J.McLeod (2000) при дії електромагнітних полів у культурі клітин і органічних молекулах виникають орієнтаційні явища, найбільш виражені в ліпідних мембранах, міозині, мітохондріях, що позначається на біохімічних процесах (реакції окислення ліпідів, перенесення електронів в цитохромній системі, окислення негемінового заліза тощо). Оскільки у статевонезрілих тварин активність метаболічних процесів вища, ніж у старих, цим пояснюється більша амплітуда відхилень у статевонезрілих щурів.

Також різноспрямовано у статевонезрілих тварин змінювався і хімічний склад кісток: в групі М1 загальний вміст води знижувався, а частка мінеральних речовин зростала з пропорційним дисбалансом макроелементного складу, а в групі М2 вміст води в кістці зростав нарівні з демінералізацією.

У ранні терміни опромінення (10 днів) у кістках старих щурів при обох видах сигналу було виявлено збільшення вмісту води і органічних речовин, а також зменшення частки мінеральних речовин із збалансованою зміною макроелементного складу. На 30 день частка мінеральних речовин зростала, а вміст води зменшувався. При цьому в групі М2 зміни макроелементного складу мали збалансований характер, а в групі М1 концентрація натрію і калію не змінювалася.

У обох вікових групах концентрація марганцю і цинку в ВГК збільшувалася, а вміст міді змінювався в залежності від типу сигналу: при поздовжному імпульсі він меншав, а при поперечному - зростав.

На 30 день опромінення міцність кісток в обох піддослідних групах у статевонезрілих щурів знижувалася із зменшенням значень модуля пружності та мінімальної роботи руйнування суцільної кістки і збільшенням цих же параметрів для декальцинованої кістки.

У період реадаптації виявлені відхилення в групі М2 згладжувалися в більшій мірі, ніж в групі М1.

Більш грубі порушення при впливі “поздовжного” сигналу пояснюються тим, що за даними В.І.Афромєєва і співавт. (1997) квант енергії поздовжніх хвиль на 5 порядків перевищує квант енергії поперечних.

Окрема серія наших досліджень була присвячена пошуку математичних критеріїв формоутворення кістки. З цією метою досліджували кривизну переднього края ВГК білих щурів різного віку, як інтактних, так і тих, що підлягали дії ЕМВ НВЧ в різних режимах.

Отримані сукупності координат переднього края в бічній проекції апроксимували як поліном 4-ого степеня, обчислювали поліноміальні коефіцієнти, що входять в рівняння, яке описує форму його кривої (Ковешніков В.Г. і співавт., 1993).

Поліноми (многочлени) 4-ого степеня і їх коефіцієнти досить складні для сприйняття і аналізу, тому розраховували їх похідні - радіуси найбільшої кривизни переднього края ВГК і точки їх прикладання.

У інтактних щурів величина радіуса максимальної кривизни переднього края ВГК з віком меншала, а точка прикладання у статевонезрілих і репродуктивних тварин зміщувалася в дистальному напрямі. У групі старих тварин точка прикладання радіуса максимальної кривизни знову переміщалася проксимально.

Дія ЕМВ НВЧ супроводжувалася змінами формоутворення ВГК, що виявлялося в збільшенні величини радіуса максимальної кривизни її переднього края, більш вираженому у статевонезрілих і старих тварин. При цьому точка прикладання радіуса кривизни у статевонезрілих і репродуктивних щурів зміщувалася в проксимальному напрямі, а у старих щурів залишалася на тому ж місці.

Слід наголосити, що зміщення точки прикладання радіуса максимальної кривизни в проксимальном напрямі поєднувалося із зменшенням міцності кісток.

Отримані нами дані узгоджуються з результатами D.C. Wirtz і співавт. (2000), а також N. Crabtree і співавт. (2000), згідно з якими зменшення міцності кістки супроводжувалося порушенням її геометричних властивостей.

ВИСНОВКИ

1. Неіонізуючі електромагнітні випромінювання неоднозначно впливають на морфогенез кісткової системи, вираженість і спрямованість їх дії залежить від фізичних характеристик випромінювання, режимів і тривалості опромінення, а також віку організму.

2. Тривале опромінення низькоінтенсивним ЕМВ НВЧ з частотою 61,5 ГГц призводить до порушень ультраструктури органічного матриксу кістки в зоні ділянок нуклеації, що несприятливо позначається на процесах його мінералізації, веде до дестабілізації кристалічної решітки кісткового гідроксилапатиту і до зменшення міцності кісток. Вираженість і спрямованість порушень залежить від віку організму і від режиму опромінення.

3. У статевонезрілих і репродуктивних тварин опромінення ЕМВ НВЧ протягом 7 і 15 днів викликає зниження кістковоутворювальної функції епіфізіальних хрящів, а також стимулює апозиційний ріст і ендостальну резорбцію. Збільшення тривалості опромінення призводить до розширення епіфізіальних хрящів із пригніченням їх остеопластичної функції, апозиційного росту, посилення ендостальної резорбції, демінералізації з наростанням дефіциту остеотропних мікроелементів і зменшенням міцності кістки.

У старих щурів вплив ЕМВ НВЧ виявляється в тенденції до оптимізації кістковоутворювальної функції епіфізіальних хрящів і стимуляції процесів апозиційного росту. Однак синтез органічного матриксу пригнічується з його деструктуризацією і порушенням фізико-хімічних властивостей, що в свою чергу дестабілізує кристалічну решітку кісткового мінералу, демінералізує кістку, дисбалансує макро- та мікроелементний склад і зменшує її міцність.

Найбільші відхилення описаних показників у статевонезрілих і репродуктивних тварин реєструвалися при імпульсних режимах опромінення, а у старих - при безперервній генерації сигналу.

4. Електромагнітне випромінювання надто високої частоти (61,5 ГГц) оптимізує процеси репаративної регенерації кістки. При цьому нормалізується тканинний склад регенерату, синтез органічних речовин і їх подальша мінералізація, прискорюються процеси ремоделяції новоутвореної кісткової тканини. Припинення опромінення на 30 день фактично не впливає на подальшу оптимізацію репаративної регенерації кістки.

5. Опромінення вагітних самиць щурів протягом всього періоду вагітності ЕМВ НВЧ з частотою 61,5 ГГц супроводжується пригніченням процесів внутрішньоутробного остеогенезу у їх потомства. На 21-й день внутрішньоутробного розвитку відставання у розмірах ядер окостеніння визначається при всіх режимах опромінення, а у новонароджених є статистично достовірним лише при опроміненні в режимі імпульсної генерації з частотою імпульсів 45 Гц.

6. Застосування біологічно активного продукту харчування “Космол” дозою 3 г/кг маси у старих щурів коригує дію електромагнітного випромінювання з частотою 61,5 ГГц. Це проявляється в нормалізації змін структури епіфізіального хряща та діафіза і відсутності ознак активної ендостальної резорбції без порушення процесів синтезу і ультраструктури органічного матриксу, процесів його мінералізації та кристалізації і стабілізації міцності кісток, починаючи з 30 дня спостереження.

7. Опромінення ЕМВ НВЧ веде до порушення процесу формоутворення великогомілкової кістки білих щурів, що виявляється в збільшенні радіуса максимальної кривизни її переднього края, у зміщенні точки його прикладання в проксимальному напрямі і є наслідком зменшення міцності.

8. Тривале опромінення гелій-неоновим лазером порушує ультраструктуру органічного матриксу кісток статевонезрілих щурів, що проявляється як зменшенням площі ділянок нуклеації, так і деструктуризацією його волокон, яке згодом несприятливо позначається на процесах мінералізації, веде до дестабілізації кристалічної решітки кісткового мінералу, негативизації його мікротекстури, дисбалансу хімічного складу і викликає зменшення міцності кістки. Темпи зниження кістковоутворювальної функції епіфізіальних хрящів і періостальних зон діафізів залежать від дози опромінення.

У період реадаптації після 30-денного опромінення виявлені відхилення згладжуються, однак, явища компенсації більш виражені у тварин групи з меншою дозою опромінення (0,5 мВт/см² протягом 10 хвилин).

9. Опромінення білих щурів об'ємно-комбінаційними імпульсними електромагнітними полями супроводжується порушеннями процесів мінералізації на етапі формування кристалічної решітки кісткового мінералу. Вираженість цих змін залежить від віку організму і просторової конфігурації імпульсів.

10. У статевонезрілих тварин дія об'ємно-комбінаційних імпульсних електромагнітних полів порушує кістковоутворювальну функцію епіфізіальних хрящів та періостальних зон діафізів із одночасним зменшенням розмірів кристалів кісткового мінералу та збільшенням ступеня їх орієнтації, дисбалансом хімічного складу і зменшенням міцності кістки.

У старих щурів на 30 день впливу ОКІ ЕМП спостерігається тенденція до стимуляції кістковоутворювальної функції епіфізіальних хрящів, оптимізації хімічного складу і незначного збільшення міцності кісток, більш вираженого при поперечній конфігурації імпульсів.

ПРАКТИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

1. Тривале опромінення низькоінтенсивними неіонізуючими електромагнітними випромінюваннями супроводжується негативними змінами в кістковій системі. У зв'язку з цим при диспансеризації осіб, котрі мають справу з неіонізуючими електромагнітними випромінюваннями, слід звертати увагу на стан опорно-рухового апарату.

2. У зв'язку з тим, що опромінення організму матері ЕМВ НВЧ з частотою 61,5 ГГц супроводжується порушеннями формування скелета плода, слід ставитися з обережністю до призначення вагітним мікрохвильової резонансної терапії.

3. Біологічно активний продукт харчування “Космол” сприятливо впливає на перебіг первинного вікозалежного остеопорозу, коригує зміни в кістковій системі старих щурів при тривалому опроміненні ЕМВ НВЧ. Внаслідок цього “Космол” рекомендується застосовувати для лікування і профілактики первинного остеопорозу, а також для корекції несприятливої дії ЕМВ НВЧ на скелет.

4. Опромінення ЕМВ НВЧ з частотою 61,5 ГГц оптимізує перебіг процесів репаративної регенерації кістки, що дозволяє рекомендувати використання його в практиці травматології та ортопедії при лікуванні переломів кісток.

СПИСОК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Ковешников В.Г., Абакаров М.Х., Лузин В.И. Скелетные ткани: хрящевая ткань, костная ткань. - Луганск: Изд.-во ЛГМУ, 2000. - 154 с.

2. Лузін В.І. Особливості мінерального та хімічного складу кісток білих щурів старечого віку, що опромінювались об'ємно-комбінаційними імпульсними електромагнітними полями // Педіатрія, акушерство та гінекологія.-1998.- №1 (додаток).- С.136-137.

3. Лузін В.І. Рентгеноструктурне дослідження мінерального компоненту кісток статевозрілих щурів в умовах опромінення електромагнітними хвилями міліметрового діапазону // Український радіологічний журнал. - 1998. - Т.VІ, вип.1.- С.70-72.

4. Лузін В.І. Вікові особливості впливу електромагнітного випромінювання надто високої частоти на міцність кісток скелета білих щурів // Вісник Вінницького державного медичного університету.- 1998.- вип.1. - С.158-159.

5. Ковешников В.Г., Лузин В.И. Влияние электромагнитного излучения крайне высокой частоты на макро- и микроэлементный состав костей неполовозрелых животных // Арх. клин. эксп. мед. -1998. -Прил.Т.7, №2.-С.19-23.

6. Ковешников В.Г., Лузин В.И., Маврич В.В. Сравнительная оценка влияния низкоинтенсивных электромагнитных излучений на морфогенез костной системы // Український медичний альманах. - 1998.- №2.- С.108-112.

7. Ковешников В.Г., Лузин В.И. Особенности химического состава и прочности костей белых крыс старческого возраста при облучении электромагнитным излучением крайне высокой частоты // Проблеми остеології. - 1998. - Т.1, №1. - С. 19-24.

8. Ковешников В.Г., Поворознюк В.В., Лузин В.И. Применение “Космола” для коррекции неблагоприятного воздействия миллиметровых радиоволн на костную систему старых крыс // Проблеми остеології. - 1998. - Т.1, №2-3. - С. 89-92.

9. Лузин В.И. Изменения ультраструктуры минерального компонента кости неполовозрелых крыс при облучении гелий-неоновым лазером // Український медичний альманах.- 1999.- Т.2, №1.- С.66-69.

10. Лузин В.И. Особенности макроэлементного состава костей белых крыс репродуктивного возраста при низкоинтенсивном микроволновом облучении // Український медичний альманах.- 1999.- Т.2, №2.- С.87-89.

11. Лузин В.И. Возрастные особенности макроэлементного состава костей белых крыс при облучении электромагнитными волнами миллиметрого диапазона // Український медичний альманах.- 1999.- Т.2, №3.- С.103-106.

12. Лузин В.И. Ультраструктура минерального компонента кости у белых крыс различного возраста при низкоинтенсивном микроволновом облучении // Український медичний альманах.- 1999.- Т.2, №4.- С.95-97.

13. Лузин В.И. Взаимоотношения между органическим и минеральным матриксом кости у неполовозрелых крыс при низкоинтенсивном микроволновом облучении // Проблеми остеології. - 1999. - Т. 2, № 2. - С. 15-19.

14. Лузин В.И. Рентгеноструктурное исследование органического матрикса кости белых крыс различного возраста при облучении электромагнитными волнами миллиметрового диапазона // Український медичний альманах. - 2000. - Т.3, №1. - С. 107-112.

15. Маврич В.В., Лузин В.И. Рост, химический состав и прочностные свойства длинных трубчатых костей белых крыс под влиянием низкоэнергетического лазерного излучения // Морфология.- 2000.- Т.117, №1. - С.59-66.

16. Лузин В.И. Рентгеноструктурное исследование процессов репаративной регенерации большеберцовой кости крыс в условиях облучения электромагнитными волнами крайне высокой частоты // Ортопедия, травматология и протезирование. - 2000. - №2. - С.120-122.

17. Лузин В.И. Влияние облучения электромагнитными волнами крайне высокой частоты на репаративную регенерацию большеберцовой кости: гистоморфометрическое исследование // Український медичний альманах. - 2000. - Т.3, №3. - С.100-104.

18. Лузін В.І. Особливості будови проксимального епіфізарного хряща великогомілкової кістки білих щурів різного віку при опроміненні електромагнітними хвилями міліметрового діапазону // Вісник морфології. - 2000. - Т.6, №1. - С.16-18.

19. Лузін В.І. Вплив об'ємно-комбінаційних імпульсних електромагнітних полів на макроелементний склад кісток білих щурів різного віку // Вісник Вінницького державного медичного університету.- 2000.- Т.4., №1. - С.33-34.

20. Лузін В.І. Вплив електромагнітного випромінювання надто високої частоти на гістологічну будову діафізів довгих трубчастих кісток білих щурів різного віку // Вісник морфології.- Т.6, №2. - 2000. - С.174-176.

21. Лузін В.І. Особливості мікроелементного складу кісток білих щурів різного віку, що зазнавали впливу об'ємно-комбінаційних імпульсних електромагнітних полів // Галицький лікарський вісник.- 2000.- Т.7, №4. - С.105-107.

22. Лузин В.И. Некоторые математические критерии формообразования большеберцовой кости белых крыс // Український медичний альманах.- 2000.- Т.3, №4.- С. 141-144.

23. Ковешников В.Г., Лузин В.И., Маврич В.В. Особенности роста, строения и минерального состава длинных трубчатых костей скелета неполовозрелых белых крыс под воздействием излучения гелий-неонового лазера // Вестник проблем биологии и медицины.- 1997.- Вып. 16.- С.141-145.

24. Ковешніков В.Г., Лузін В.І., Маврич В.В. Вплив різноманітних нейонізуючих електромагнітних випромінювань на мінеральний склад і міцність кісток скелета білих щурів в експерименті // Педіатрія, акушерство та гінекологія.- 1998.- №1 (додаток).- С.133-135.

25. Ковешников В.Г., Лузин В.И., Маврич В.В. Возрастные аспекты влияния излучения гелий-неонового лазера на минеральный состав костей различного типа в скелете крыс // Российские Морфологические ведомости. - 1998.- №1.- С.20-23.

26. Лузин В.И. Особенности роста и строения костей скелета неполовозрелых крыс при облучении электромагнитными волнами крайне высокой частоты // Український медичний альманах.- 1998.- №2.- С.137-141.

27. Ковешников В.Г., Лузин В.И., Недоступ Н.Ф., Фоминых Т.А., Чистолинова Л.И. Оценка репаративной регенерации кости по данным макроэлементного анализа в условиях облучения электромагнитными волнами крайне высокой частоты // Ортопедия, травматология и протезирование. - 2000. - №2. - С.116-117.

28. Лузин В.И. Влияние электромагнитного излучения крайне высокой частоты на деформационные характеристики органического матрикса кости на различных этапах постнатального онтогенеза белых крыс // Проблеми екологічної та медичної генетики і клінічної імунології: Зб. наук. праць. - Вип. 1(7). - Київ-Луганськ, 1996. - С.91-100.

29. Лузин В.И. Биомеханические параметры костей белых крыс различного возраста при облучении электромагнитными волнами миллиметрового диапазона // Проблеми екологічної та медичної генетики і клінічної імунології: Зб. наук. праць. - Вип. 4(10). - Київ-Луганськ, 1996. - С.81-89.

30. Лузин В.И. Возрастные особенности микроэлементного состава костей белых крыс при облучении электромагнитными волнами миллиметрового диапазона // Проблеми екологічної та медичної генетики і клінічної імунології: Зб. наук. праць. - 1999. - Вип. 4 (24). - С.269-277.

31. Лузин В.И. Влияние объемно-комбинационных импульсных электромагнитных полей на гистологическое строение диафизов длинных трубчатых костей белых крыс различного возраста // Проблеми екологічної та медичної генетики і клінічної імунології: Зб. наук. праць. - 1999. - Вип. 6 (26). - С.178-184.

32. Лузин В.И. Особенности внутриутробного остеогенеза у потомства от крыс, которые подвергались облучению электромагнитными волнами крайне высокой частоты // Актуальні проблеми акушерства і гінекології та медичної генетики. - Київ-Луганськ, 2000. - С.85-90.

33. Лузин В.И. Особенности строения проксимального эпифизарного хряща большеберцовой кости белых крыс различного возраста при облучении объемно-комбинационными импульсными электромагнитными полями // Проблеми екологічної та медичної генетики і клінічної імунології: Зб. наук. праць. - 2000. - Вип. 1 (27). - С.251-260.

34. Лузин В.И. Влияние объемно-комбинационных импульсных электромагнитных полей на процессы минерализации органического матрикса кости белых крыс различного возраста // Проблеми екологічної та медичної генетики і клінічної імунології: Зб. наук. праць.- 2000. - Вип. 2 (28). - С.269-276.

35. Применение методов математического моделирования для исследования формообразования костей неполовозрелых крыс под влиянием некоторых экзогенных воздействий / Ковешников В.Г., Лузин В.И, Недоступ Н.Ф., Березовский Д.П., Маврич В.В., Нескреба О.А.// Принципи пропорції, симетрії, структурної гармонії та математичного моделювання в морфології. Матеріали міжнародного симпозіуму. 5-9 травня 1997 р.- Вінниця, 1997.- С.85-87.

36. Космол в профилактике и лечении остеопороза и его осложнений / Поворознюк В.В., Подрушняк Е.П., Григоров Ю.Г., Орлова Е.В., Баяндина Е.И., Татарчук Т.Ф., Мазур И.П., Ковешников В.Г., Лузин В.И., Никоненко П.И., Шеремет О.Б., Сиротинская Г.И., Коштура И.Д., Рожнятовская А.Л., Козловская С.Г., Доценко В.Ф., Андриевская Л.В.- Киев, 1997. - 20 с.

37. Influence of biologically active nutritional product “Kosmol" on bone tissue functional state: an experimental and clinical study / Povoroznyuk V., Koveshnikov V., Luzin V., Baiandina Е., Sheremet О. // 1st European Congress of biogerontology. - August 28-31, 1998. Marienlyst, Helsingor, Denmark. - 1998. - P. 120-121.

38. Influence of biologically active product “Kosmol" on bone tissue functional state: an experimental and clinical study / Povoroznyuk V., Koveshnikov V., Luzin V., Baiandina Е., Sheremet О. // Osteoporosis. Update 1999 / The Third International Congress on Osteoporosis. Xi'an P.R. China. March 31-April 3, 1999. - P.160.

АНОТАЦІЇ

Лузін В.І. Особливості росту, будови, формоутворення і регенерації кісток скелету під впливом неіонізуючих електромагнітних випромінювань. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора медичних наук за спеціальністю 14.03.01 - нормальна анатомія. - Харківський державний медичний університет, Харків, 2001.

Дисертація присвячена вивченню основних закономірностей морфогенезу кісткової системи піддослідних тварин на різних етапах онтогенезу під впливом низькоінтенсивних неіонізуючих електромагнітних випромінювань (електромагнітного випромінювання надто високої частоти (ЕМВ НВЧ), випромінювання He-Ne лазера (ВГНЛ), об'ємно-комбінаційних імпульсних електромагнітних полів (ОКІ ЕМП)), а також можливостей їх корекції.

Встановили, що вираженість і спрямованість впливу неіонізуючих електромагнітних випромінювань залежить від фізичних характеристик випромінювання, режимів і тривалості опромінення, а також віку організму.

Тривале опромінення ЕМВ НВЧ з частотою 61,5 ГГц приводить до змін ультраструктури органічного матриксу кістки, що викликає дестабілізацію кристалічної решітки і зменшує міцність кісток. Найбільші відхилення у статевонезрілих і репродуктивних тварин реєструються при імпульсних режимах, а у старих - при безперервній генерації сигналу.

Вплив ЕМВ НВЧ (61,5 ГГц) оптимізує тканинний склад репаративного регенерату, синтез органічних речовин і їх мінералізацію, прискорює процеси ремоделяції кісткової тканини.

Опромінення самиць щурів протягом періоду вагітності ЕМВ НВЧ з частотою 61,5 ГГц супроводжується пригніченням внутрішньоутробного остеогенезу у їх потомства, більш вираженим при режимі 45 Гц.

Застосування продукту “Космол” в дозою 3 г/кг маси у старих щурів коригує ушкоджуючу дію ЕМВ НВЧ.

Тривале опромінення ВГНЛ веде до порушень кістковоутворювальної функції епіфізіальних хрящів і періостальних зон діафізів, ультраструктури органічного матриксу кістки, дестабілізує кристалічну решітку кісткового мінералу, дисбалансує хімічний склад і зменшує міцність кісток.

Опромінення ОКІ ЕМП супроводжується порушенням процесів мінералізації на етапі формування кристалічної решітки кісткового мінералу, вираженість яких залежить від віку організму і просторової конфігурації імпульсів.

Ключові слова: неіонізуючі електромагнітні випромінювання, електромагнітне випромінювання надто високої частоти, гелій-неоновий лазер, об'ємно-комбінаційні імпульсні електромагнітні поля, кісткова система.

Лузин В.И. Особенности роста, строения, формообразования и регенерации костей скелета под влиянием неионизирующих электромагнитных излучений. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук по специальности 14.03.01 - нормальная анатомия. - Харьковский государственный медицинский университет, Харьков, 2001.

Диссертация посвящена изучению основных закономерностей роста и развития костей скелета подопытных животных на различных этапах онтогенеза под влиянием низкоинтенсивных неионизирующих электромагнитных излучений (электромагнитного излучения крайне высокой частоты (ЭМИ КВЧ), излучения гелий-неонового лазера (ИГНЛ), объемно-комбинационных импульсных электромагнитных полей (ОКИ ЭМП)), а также возможностям их коррекции.

Установили, что выраженность и направленность влияния неионизирующих электромагнитных излучений на морфогенез костной системы зависит от физических характеристик излучения, режимов и длительности облучения, а также возраста организма.

Длительное облучение ЭМИ КВЧ частотой 61,5 ГГц приводит к изменениям ультраструктуры органического матрикса кости в области участков нуклеации, что неблагоприятно сказывается на процессах минерализации, ведет к дестабилизации кристаллической решетки и снижению прочности костей. Выраженность и направленность нарушений зависит от возраста организма и от режима облучения.

У неполовозрелых и репродуктивных крыс облучение ЭМИ КВЧ в течение 7 и 15 дней сопровождается снижением костеобразовательной функции эпифизарных хрящей. Увеличение длительности облучения приводит к угнетению аппозиционного роста, усилению эндостальной резорбции, деминерализации с нарастанием дефицита остеотропных микроэлементов и снижением прочности кости.

У старых крыс влияние ЭМИ КВЧ проявляется в тенденции к оптимизации костеобразовательной функции эпифизарных хрящей и стимуляции процессов аппозиционного роста. Однако структура органического матрикса нарушается, что приводит к дестабилизации кристаллической решетки, деминерализации кости с дисбалансом макро- и микроэлементного состава и снижению прочности кости.

ЭМИ КВЧ (61,5 ГГц) оптимизирует процессы репаративной регенерации кости. При этом нормализуется тканевой состав регенерата, синтез органических веществ и их последующая минерализация, ускоряются процессы ремоделяции новообразованной костной ткани.

Облучение самок крыс в течение всего периода беременности ЭМИ КВЧ частотой 61,5 ГГц сопровождается угнетением внутриутробного остеогенеза у их потомства. К 21-му дню внутриутробного развития уменьшение размеров ядер окостенения выявлено при всех режимах облучения, а у новорожденных сохраняется лишь при облучении с частотой импульсов 45 Гц.

Применение биологически активного продукта питания “Космол” в дозировке 3 г/кг массы у старых крыс оказывает корригирующее влияние на повреждающее действие ЭМИ КВЧ. Это проявляется в нивелировании изменений структуры эпифизарного хряща, отсутствии признаков активной эндостальной резорбции, нарушения синтеза и ультраструктуры органического матрикса, процессов его кристаллизации и снижения прочности кости с 30 дня наблюдения.

Воздействие ЭМИ КВЧ приводит к изменению формообразования большеберцовой кости белых крыс, что проявляется в увеличении радиуса максимальной кривизны переднего края, смещении точки его приложения в проксимальном направлении и является следствием снижения прочности костей.

Длительное облучение гелий-неоновым лазером приводит к нарушениям ультраструктуры органического матрикса кости неполовозрелых крыс, что неблагоприятно сказывается на процессах минерализации, ведет к дестабилизации кристаллической решетки костного минерала, негативизации его микротекстуры, дисбалансу химического состава и снижению прочности кости. Это сопровождается снижением костеобразовательной функции эпифизарных хрящей и периостальных зон диафизов, зависящим от дозы облучения.

Облучение белых крыс ОКИ ЭМП сопровождается нарушениями процессов минерализации на этапе формирования кристаллической решетки костного минерала, выраженность которых зависит от возраста организма и пространственной конфигурации импульсов.

У неполовозрелых животных ОКИ ЭМП приводят к нарушению костеобразовательной функции эпифизарных хрящей и периостальных зон с уменьшением размеров кристаллов костного минерала и увеличением степени их ориентации, дисбалансом химического состава и снижением прочности кости.

У старых крыс к 30 дню воздействия ОКИ ЭМП наблюдалась тенденция к стимуляции костеобразовательной функции эпифизарных хрящей, оптимизации химического состава и незначительному увеличению прочности костей, более выраженному при поперечной конфигурации импульсов.

Ключевые слова: неионизирующие электромагнитные излучения, электромагнитное излучение крайне высокой частоты, гелий-неоновый лазер, объемно-комбинационные импульсные электромагнитные поля, костная система.

Luzin V.I. Peculiarities of skeleton bones growth, structure, formation and regeneration under the influence of non-ionizing electromagnetic radiation. - Manuscript.

Dissertation for a degree of Doctor of Medical Science by Speciality 14.03.01- Normal Anatomy - Kharkіv State Medical University, Kharkiv, 2001.

The dissertation deals with the study of the main laws of morphogenesis of the experimental animals bone system at different stages of ontogenesis under the influence of low-freguency non-ionizing electromagnetic radiation (extreme frequency electromagnetic radiation (EFER), He-Ne laser radiation (HNLR), volume-combined impulse electromagnetic fields (VCIEF), and with the possibility of their correction.

It has been found out that the vividness and direction of non-ionizing electromagnetic radiation influence depends on the physical characteristics of the radiation, regimes and time of radiation and the organism age.

Long-time EFER radiation with the freguency of 61,5 GHz leads to changes in the ultrastructure of bone organic matrix, which is unfavourable for mineralization processes and causes crystal cancellus destabilization and lowering of bones firmness. Preadolescent and reproductive animals demonstrate maximum deviations during impulse regimes and old animals respond to continuous signal generation.

EFER (61,5 GHz) leads to optimization of bone reparative regeneration processes: it normalizes regenerate tissue contents, organic substances synthesis and their mineralization, makes bone tissue remodelling processes faster.

EFER (61,5 GHz) of female rats during the whole period of pregnancy is accompanied by intrauterine osteogenesis suppression in their descendants especially expressed if the impulse frequency amounts 45 Hertz.

“Кosmol” use with the dosage of 3 g/kg in old rats corrects the EFER influence.

Long-time HNLR leads to changes in the ultrastructure of bone organic matrix in preadolescent rats which is unfavourable for mineralization processes, leads to crystal cancellus destabilization of bone mineral, negativization of its microstructure, chemical contents disbalance and lowering of bone firmness. It is accompanied by boneforming function lowering in epiphyseal cartilages and diaphysis periosteal zones, depending on the radiation dose.

VCIEF of white rats in accompanied by mineralization processes violations at the stage of bone crystal cancellus formation, depending on the organism age and space impulse configuration.

Key words: non-ionizing electromagnetic radiation, extreme-frequency electromagnetic radiation, He-Ne laser, volume-combined impulse electromagnetic fields, bone system.

Размещено на Allbest.ru

...