Загрязнение окружающей среды фтористыми соединениями алюминиевого производства и их влияние на морфогенез костей
Гигиеническая оценка уровня загрязнения окружающей среды соединениями фтора в зоне размещения алюминиевого производства. Состояние здоровья детей и подростков, проживающих в промышленной зоне. Морфогенез костно-мышечной системы при фтористой интоксикации.
Рубрика | Медицина |
Вид | автореферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 08.01.2018 |
Размер файла | 1,6 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
В г. Иркутске нарушения роста и развития костей кисти и дистального отдела костей предплечья выявлены лишь у 20% обследованных детей. При этом выявленные нарушения встречаются, преимущественно, у мальчиков (табл.6) и значительно (в 2-4 раза) реже, чем у детей в г. Шелехов. Так, в периоды детства выявлены псевдоэпифизы пястных костей, отсутствие ядер окостенения костей запястья и дистального отдела костей предплечья, а слабая минерализация костной ткани диагностирована лишь у 3% мальчиков и отсутствует у девочек. В подростковый период у мальчиков чаще в 2 раза, чем у девочек, обнаруживается отсутствие ядер окостенения и в 4 раза чаще - широкие ростковые зоны и отсутствие синостоза 1 пястной кости.
Таблица 6
Частота встречаемости рентгенологических симптомов костей кисти и дистального отдела костей предплечья у детей гг. Шелехов и Иркутск (в %)
Рентгенологические симптомы |
г. Шелехов |
г. Иркутск |
|||||||||||
5-12 лет |
13-16 лет |
ВСЕГО |
5-12 лет |
13-16 лет |
ВСЕГО |
||||||||
М |
Д |
М |
Д |
М |
Д |
М |
Д |
М |
Д |
М |
Д |
||
псевдоэпифизы |
21,1 |
24 |
1,6 |
- |
22,7 |
24 |
12,0 |
2,1 |
- |
- |
12,0 |
2,1 |
|
отсутствие ядер окостенения |
26,6 |
8,7 |
6,3 |
- |
32,9 |
8,7 |
9,0 |
1,1 |
6,0 |
3,2 |
12,2 |
7,1 |
|
истончение кортикальн. слоя |
4,7 |
12,5 |
7,8 |
5,8 |
12,5 |
18,3 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
утолщение кортикальн. слоя |
1,6 |
9,6 |
7,0 |
9,6 |
8,6 |
19,2 |
- |
- |
- |
- |
- |
||
подчеркнутость кортикальн. слоя |
1,6 |
22,1 |
5,5 |
6,7 |
7,1 |
28,8 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
очаг. склерозир. диафизов |
2,3 |
18,3 |
3,9 |
7,7 |
6,2 |
26,0 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
очаг. склерозир. эпифизов |
5,5 |
8,7 |
18,0 |
24,0 |
23,5 |
32,7 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
слабая минерализация |
11,7 |
23,1 |
18 |
7,7 |
29,7 |
30,8 |
3,0 |
- |
1,5 |
1,1 |
4,5 |
1,1 |
|
асимметрия ядер окостенения |
9,4 |
6,7 |
3,1 |
3,8 |
12,5 |
10,5 |
1,5 |
2,1 |
- |
- |
1,5 |
2,1 |
|
явления остеопороза |
21,9 |
49,0 |
8,6 |
8,7 |
30,5 |
57,7 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
отсутствие синостоза 1 пяст. кости |
0,8 |
- |
10,9 |
2,9 |
11,7 |
2,9 |
- |
- |
25,4 |
6,3 |
25,4 |
6,3 |
|
широкие ростковые зоны |
4,7 |
- |
12,5 |
6,7 |
17,2 |
6,7 |
- |
- |
25,4 |
6,32 |
25,4 |
6,32 |
|
сужение костно-мозг. канала |
- |
- |
6,3 |
8,7 |
6,3 |
8,7 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
Рентенологич. норма |
24% |
80% |
Таким образом, более высокая (в 3,8 раза) частота встречаемости рентгенологических симптомов костей кисти и дистального отдела костей предплечья у детского населения г. Шелехов является подтверждением токсического действия соединений фтора на детский организм.
У 130 детей, проживающих на экспонированной территории в возрасте 5-9 лет, были проведены анализы на содержание фтора в моче. У 75 детей (57,7%) было обнаружено повышенное содержание фтора в моче, уровень которого составил от 1,03 до 3,0 мг/л (норма от 0,4 до 1,0 мг/л.). Из этих детей у 31 ребенка было проведено рентгенологическое исследование костей кисти. Рентгенологическая норма выявлена у 1 ребенка (3%). У 30 детей выявлен ряд рентгенологические симптомы. Наличие псевдоэпифизов во II и в V пястных костях; отсутствие ядер окостенения трапециевидной и полулунной костей; дистального отдела локтевых костей и костей запястья; истончение кортикального слоя; очаговое склерозирование диафизов проксимальных фаланг, а также эпифизов пястных костей; слабая функциональная оформленность костей запястья; асимметрия ядер окостенения локтевой кости и трапециевидных костей; отставание в размерах ядер окостенения костей запястья (разница в числе) и т.д. По данным В.С. Майковой-Строгановой (1957), С.А. Рейнберг (1964) подобные симптомы рентгенологических отклонений от нормы могут наблюдаться при токсическом воздействии соединений фтора. Таким образом, на опытной территории у большинства детей в моче определяется повышенное содержание фтора, а рентгенологические симптомы нарушений развития костей кисти и дистального отдела костей предплечья более разнообразны, чем у детей на контрольной территории, и выявляются значительно чаще.
Таким образом, на основании полученных результатов можно сделать ряд выводов:
- на опытной территории нарушения в развитии и росте костей наиболее выражены в периоды детства у девочек (растущих более активно), а в подростковый период - у мальчиков (активно растущих в 9 и 15 лет);
- периоды активации роста костей совпадают с периодами наибольшей частоты встречаемости нарушений в развитии и росте костей, т.е. костные ткани больше уязвимы при действии токсикантов в периоды активного роста;
- на контрольной территории нарушения в развитии и росте костей наименее выражены и диагностируются, преимущественно, у мальчиков, что, по-видимому, связано с характерными для них двумя ростовыми скачками.
Морфогенез костей у плодов человека на изучаемых территориях
Результаты гистологического исследования бедренных костей у плодов человека демонстрируют значительные отличия процесса остеогенеза на изучаемых территориях. На опытной территории у плодов 15-16 недель гестации все измеряемые параметры в бедренной кости, кроме толщины стенки диафиза и костной ткани, нарастающей на эпифиз, оказались меньше, чем у плодов на контрольной территории (табл. 7). При одинаковой толщине стенки диафиза толщина ее костных балок оказалась меньше в 1,5 раза, а метаэпифизарная пластинка роста тоньше в 4 раза. Зоны пузырчатого и столбчатого хряща в пластинке роста вдвое меньше по толщине, а длина энхондральных балок в линии окостенения - в 5 раз меньше. Количество проросших в эпифиз сосудов было меньше в 3 раза.
На стадии 18-20 недель эмбриогенеза в бедренной кости толщина перихондральной костной манжетки, составляющей стенку диафиза, и ее костных балок уменьшается вдвое и становится меньше в 3 и 5 раз, соответственно. Толщина костной ткани, нарастающей на эпифизы, тоже уменьшается вдвое, параллельно уменьшается более чем в 2 раза и толщина зон пузырчатого и столбчатого хряща, хотя общая толщина метаэпифизарной пластинки роста незначительно увеличивается за счет возрастания в 1,7 раза длины энхондральных балок в линии окостенения. Активизируется прорастание сосудов в эпифизы бедренных костей, тем не менее, значительно отстает рост бедренных костей в длину и в толщину. Полученные данные позволяют говорить не только о меньшей активности остеобластов, но и предполагать гиперактивацию процессов резорбции костной ткани у плодов на экспонированной территории.
Таблица 7
Морфометрические показатели бедренных костей у плодов (г. Шелехов)
Показатели |
Возраст |
||||
15-16нед. |
18-20нед. |
22-25нед. |
27-29нед. |
||
Количество сосудов в эпифизе |
8,3±4,4* |
27,9±3,1* |
30±1,8* |
30,6±3,8* |
|
Толщина пузырчатого хряща (мкм) |
216±33,2* |
88,3±8,2* |
93,7±15,6* |
77,5±7* |
|
Толщина столбчатого хряща (мкм) |
330,5±52,3* |
150±13,3* |
172±13,1* |
178,5±15,5* |
|
Длина энхондральных балок (мкм) |
780±156,9* |
1343±159* |
1554±129* |
1765±143* |
|
Толщина костной ткани, нарастающей на эпифиз (мкм) |
14,5±1,7 |
6,7±1* |
4,6±0,6* |
4±0,00* |
|
Толщ. энхонд.балок, сросшихся со стенкой диафиза (мкм) |
38,5±8,5* |
28,3±2,9* |
41,1±8,9* |
41±4,9* |
|
Толщина стенки диафиза (мкм) |
274,8±25,8 |
135,3±6,4* |
132,6±17* |
102,5±9* |
|
Толщ. кост. балок стенки диафиза(мкм) |
51,5±7* |
22,3±1,9* |
23,4±2,4* |
21,5±2,4* |
|
Количество наблюдений |
8 |
12 |
7 |
8 |
Примечание: * - отличие показателя от данных г. Иркутска, p<0,05.
С 22 по 29 недели эмбрионального развития плодов на экспонированной территории изучаемые параметры бедренных костей существенно не изменяются. Толщина стенки диафиза и ее костных балок у плодов меньше, чем у плодов на контрольной территории, в 4 раза на 22-25 неделе развития, в 6-9 раз на 27-29 неделе (р<0,05). Толщина костной ткани, нарастающей на эпифизы, меньше в 3 раза (р<0,05), а энхондральные костные балки, сросшиеся со стенкой диафиза, тоньше в 3,7-5 раз (р<0,05). Из этих данных следует, что аппозиционный рост костей в толщину существенно заторможен, вероятно, по причине снижения синтетической активности остеобластов и повышения резорбционной активности остеокластов. Количество сосудов, проросших в эпифизарный хрящ меньше на 30-35%, при этом толщина метаэпифизарной пластинки роста увеличивается очень медленно и только за счет удлинения энхондральных балок в линии окостенения, которые, тем не менее, остаются в 4,5 раза короче, чем у плодов г. Иркутска. Хрящевые зоны пластинки роста с 22 по 29 неделю развития практически не изменяются, толщина зоны пузырчатого хряща меньше, чем у плодов г. Иркутска, в 4,6-5,2 раза (р<0,05), а зоны столбчатого хряща - в 4,4-4,6 раза (р<0,05). На опытной территории происходит торможение роста костей в эмбриональный период в толщину и в длину.
Полученные результаты гистологического исследования показали, что в условиях техногенного загрязнения внешней среды фторидами существенно изменяется ход остеогенеза в период эмбрионального развития. Это выражается в повышении резорбирующей функции остеокластов и в торможении синтетической функции остеобластов, а также подавлении размножения столбчатого хряща пластинки роста, что приводит к торможению роста костей и в длину, и в толщину.
Анализ корреляционных связей между измеряемыми параметрами показал, что у плодов на контрольной территории преобладают положительные взаимосвязи (рис.6). Функциональная система, обеспечивающая рост кости, хорошо сбалансирована и устойчива, процессы остеогенеза и остеорезорбции сбалансированы и характеризуются значительным преобладанием активности остеобластов над активностью остеокластов, что обеспечивает интенсивный рост костей. При этом в процессе роста костей в плодный период выделяются два этапа: 1 этап - с 15 по 22 неделю бедренные кости более активно растут в длину, 2 этап - с 22 по 29 неделю рост костей в длину замедляется, а в толщину - активизируется. Ведущим индуктором остеогенеза в г. Иркутске является, по-видимому, кислород, высокая концентрация которого обеспечивается большим количеством прорастающих в эпифиз кровеносных сосудов.
Корреляционные связи между измеряемыми параметрами бедренных костей (рис.6) у плодов на опытной территории значительно отличаются.
Размещено на http://www.Allbest.ru/
Размещено на http://www.Allbest.ru/
Рис. 6. Корреляционные взаимосвязи между морфометрическими показателями бедренной кости в период 15-29 недель эмбрионального развития плодов человека в городах Иркутск и Шелехов. Обозначения: сплошные линии - прямые связи, пунктир - обратные связи
Обращает внимание изменение направленности взаимосвязей между количеством проросших в эпифиз сосудов и остальными показателями. Бедренные кости растут в длину и толщину тем активнее, чем меньше сосудов в эпифизе, т.е. кровоснабжение и оксигенация тканей растущей кости утрачивает роль индуктора остеогенеза. Аналогичный вывод был сделан нами и по данным экспериментального исследования. Изменение направленности взаимосвязей наблюдается между длиной энхондральных балок в линии окостенения и толщиной стенки диафиза и костных балок в ней. Это означает однонаправленное изменение активности остеокластов (разрушающих энхондральные балки) и остеобластов (надстраивающих стенку диафиза в толщину). При этом толщина стенки диафиза в процессе развития плода не только не увеличивается, но даже уменьшается, следовательно, резорбционная активность остеокластов выше, чем синтетическая активность остеобластов. В пользу этого предположения свидетельствует потеря всех взаимосвязей с толщиной участков срастания энхондральных балок с перихондральными у плодов на опытной территории.
На основании полученных результатов морфогенеза костей у плодов, выделен ряд закономерностей:
- на экспонированной территории у плодов функциональная система роста костей устойчива, но кислород - основной индуктор остеогенеза заменяется другими индукторами (влиянием костного матрикса и клетками микроокружения и т.п.). Более высокая плотность и химическая устойчивость фторапатита, химического соединения, откладывающегося в костной ткани, приводит, вероятно, к компенсаторному повышению активности остеокластов, которое наблюдается у плодов на опытной территории. Возможно, по этой же причине снижается активность размножения клеток зоны столбчатого хряща в пластинке роста, дифференцировка остеобластов и их синтетическая активность, что приводит к торможению энхондрального роста костей в длину и аппозиционного роста в толщину.
- выделены два этапа морфогенеза костей, на первом этапе (до 16 недель), остеосинтез преобладает над остеорезорбцией, бедренные кости более активно растут в толщину, а в длину рост заторможен. По-видимому, в первую половину эмбриогенеза в организме плода концентрация соединений фтора еще незначительна, и его влияние распространяется пока только на процессы метаболизма и пролиферативную активность клеток. На втором этапе (с 18 по 29 неделю) процессы остеорезорбции преобладают над остеосинтезом, толщина костей уменьшается, а рост костей в длину остается малоактивным. Вероятно, на этом этапе в организме плода накапливается значительное количество соединений фтора, которые образуют фторапатит и повышают минеральную насыщенность растущих костей, затрудняя остеорезорбцию в процессе их ремодуляции, и приводят к компенсаторной гиперактивации функций остеокластов
Постэмбриональный морфогенез костей у потомства крыс с хронической фтористой интоксикацией
У потомства, полученного от крыс с фтористой интоксикацией, морфометрические характеристики пястных и бедренных костей отличались от аналогичных характеристик у потомства от интактных животных (табл. 8).
Таблица 8
Морфометрические показатели пястных костей у новорожденных и полуторамесячных крысят
Показатели |
Возраст 1сутки |
Возраст 1,5 месяца |
|||
Интактные (контроль) |
Действие фтора (опыт) |
Интактные (контроль) |
Действие фтора (опыт) |
||
Сосуды (V%) |
0,5±0,08 |
0,6±0,14 |
2,2±0,13 |
1,2±0,18* |
|
Толщина пузыр. хряща (мкм) |
117±16,8 |
117±10,4 |
301±10,6 |
282±13* |
|
Толщина столб. хряща (мкм) |
114±9 |
134±11,3 |
486±11,6 |
436±27* |
|
Длина энхондр. балок (мкм) |
1454±80 |
1385±150 |
533±40 |
641±50* |
|
Толщ. кост. стенки метафиза (мкм) |
4±1 |
6±0,1* |
6±0,3 |
5±0,3* |
|
Срастание энхондр. кости со стенкой диафиза (мкм) |
280±60 |
370±40 |
150±20 |
230±20* |
|
Толщина стенки диафиза (мкм) |
181±19 |
218±12* |
114±8 |
82±8* |
|
Толщина костных балок (мкм) |
34±3 |
41±2* |
20±1 |
25±2* |
Примечание: * - отличие показателя от контрольного, p<0,05, n = 8.
У «новорожденных» подопытной группы прослеживалась тенденция к увеличению толщины стенки диафиза и костных балок, а толщина костной ткани в области метафиза и нарастания ее на эпифизы была больше в 1,5 раза. Толщина участков срастания энхондральной костной ткани со стенкой диафиза в опыте тоже была больше. Эти данные косвенно свидетельствуют о снижении функциональной активности остеокластов, разрушающих энхондральную костную ткань и участвующих в перестройке перихондральной костной ткани, что приводит к более активному росту пястных костей в толщину. Пластинка роста исследуемых костей, а также количество сосудов, проросших в нее по хрящевым каналам у новорожденных крысят одинаковы. Из этого следует, что в эмбриональный период в контроле и опыте кровоснабжение метаэпифизарной области и скорость роста костей в длину одинакова.
В течение последующих 1,5 месяцев жизни у крыс-«подростков» контрольной группы существенно усиливается кровоснабжение тканей формирующейся кости, количество сосудов увеличивается, по сравнению с новорожденными крысятами, в 4,3 раза (p<0,05). Вероятно, это связано с особенностями подросткового периода, который характеризуется активацией всех систем, участвующих в метаболизме. При этом толщина стенки диафиза, по сравнению с костями новорожденных, уменьшается в 1,6 раза, что связано, по-видимому, с перестройкой грубоволокнистой костной ткани в тонковолокнистую костную ткань. Общая толщина пластинки роста уменьшается к 1,5 месяцам в 1,3 раза, при этом толщина линии окостенения (длина энхондральных балок) уменьшается в 2,7 раза, а толщина хрящевых зон, наоборот, увеличивается: пузырчатый хрящ в 2,6 раза, столбчатый в 4,3 раза. Таким образом, можно говорить об ускорении роста кости за счет активного деления хондроцитов столбчатого хряща у животных контрольной группы. Существенное уменьшение длины энхондральных балок и участков срастания энхондральной кости с костной стенкой диафиза свидетельствует об активной работе остеокластов.
В опыте у полуторамесячных крыс кровоснабжение растущей кости тоже увеличилось, но оказалось в 2 раза хуже, чем в контроле. Толщина стенки диафиза уменьшилась в 2,6 раза, что на 30% меньше, чем в контроле. Из этого следует, что в процессе перестройки грубоволокнистой костной ткани в компактную костную ткань активность остеобластов существенно снизилась, вероятно, под влиянием кумуляции соединений фтора, полученных от матери в эмбриональный период. В пластинке роста толщина линии энхондрального окостенения уменьшилась в 2,7 раза (в контроле в 3,3 раза), толщина пузырчатого хряща увеличилась, по сравнению с новорожденными, так же как в контроле, а толщина столбчатого хряща возросла в меньшей степени - в 3,3 раза (в контроле - в 4,3 раза). Из этого следует, что рост кости и в толщину, и в длину в условиях опыта идет медленнее, чем в контроле. Необходимо отметить, что в условиях опыта в пястных костях полуторамесячных крыс начинают закладываться точки эпифизарного окостенения. У животных контрольной группы этого не наблюдалось.
Обсуждая представленные данные, следует учесть, что в процессе эмбриогенеза рост костей обеспечивается функциональной физиологической системой, в которой можно выделить три основных структурных компонента, отражающих эффективность работы этой системы: 1 - количество сосудов, обеспечивающих растущую кость кислородом и питанием, 2 - толщина стенки формирующейся кости (перихондральной манжетки), 3 - толщина пластинки роста.
Корреляционный анализ показал, что в контрольной группе у новорожденных крысят все компоненты физиологической системы формирования кости тесно взаимосвязаны (рис.7-А). При этом кровоснабжение играет ведущую роль в функциональной активности пластинки роста, что подтверждается прямыми связями между количеством сосудов, толщиной пузырчатого и столбчатого хряща, а также толщиной костной манжетки, нарастающей на эпифизы. Толщина стенки диафиза и костных балок связаны высокой обратной корреляцией с толщиной зоны пузырчатого хряща и длиной энхондральных балок, что говорит об активной работе остеокластов в пластинке роста. Из этих данных можно сделать заключение о том, что в контрольной группе у новорожденных формируется устойчивая функциональная физиологическая система, обеспечивающая активный рост кости. Она поддерживается десятью корреляционными взаимосвязями, из них шесть положительных и четыре отрицательных.
Рис. 7. Схема корреляционных связей между морфометрическими показателями пястной кости у новорожденных крысят контрольной (А) и подопытной (Б) групп
В условиях опыта (рис.7-Б) количество корреляционных связей между составными компонентами функциональной системы сократилось до четырех. При этом количество сосудов в метаэпифизарной области не имеет взаимосвязей с другими структурными элементами формирующейся кости, следовательно, утрачивается ведущая роль снабжения кислородом тканей пластинки роста. Меняется направленность взаимосвязей между толщиной стенки диафиза и линией окостенения, что является подтверждением ослабления функциональной активности остеокластов у подопытных животных. Об этом же свидетельствует и прямая корреляция между толщиной костных балок и толщиной пузырчатого хряща. Толщина растущего столбчатого хряща обнаруживает прямую зависимость от длины энхондральных балок, в отличие от контрольных животных, у которых этот показатель зависит от количества сосудов. Учитывая, что толщина столбчатого хряща у новорожденных в контроле и опыте одинакова, можно предположить, что в функциональной системе подопытных животных изменяется индуктор роста кости, которым могут выступать биологически активные вещества, вырабатываемые остеобластами или другими клетками костномозгового микроокружения. Это предположение, безусловно, нуждается в тщательной проверке.
На основании представленных данных можно однозначно утверждать о том, что под действием избыточных концентраций соединений фтора на эмбрион у новорожденных формируется функциональная патологическая система, обеспечивающая рост кости. Характерными признаками этой системы являются, во-первых, ухудшение кровоснабжения пластинки роста кости, во-вторых, ослабление функциональной активности остеокластов, обеспечивающих перестройку линии окостенения и формирование стенки диафиза.
У полуторамесячных крысят в функциональной системе, обеспечивающей рост и формирование кости, наблюдаются существенные изменения, по сравнению с новорожденными. Они выражаются в разбалансировке составных компонентов и потере устойчивости системы и более выражены у подопытных животных. У крысят контрольной группы количество сосудов не обнаруживает устойчивых взаимосвязей с другими элементами функциональной системы кости, следовательно, несмотря на увеличение кровоснабжения, повышенная концентрация кислорода в костной ткани утрачивает свое ведущее значение в процессе остеогенеза. Толщина костной стенки диафиза связана прямой корреляцией с длиной энхондральных балок - свободных и сросшихся со стенкой кости. Учитывая, что значение этих показателей существенно уменьшилось по сравнению с «новорожденными», можно считать перестройку кости стенки диафиза и резорбцию энхондральной кости у животных контрольной группы активизированной. Толщина пузырчатого и столбчатого хряща тоже прочно связаны прямой корреляцией, а их значения существенно увеличены. Следовательно, рост кости в длину, по сравнению с новорожденными, ускорен. В целом функциональная система растущей кости у крыс-«подростков» контрольной группы характеризуется всего пятью прямыми взаимосвязями, что говорит о ее низкой устойчивости, которая, вероятно, предшествует последующему замедлению и прекращению роста костей скелета. Ее регуляция осуществляется, преимущественно, влиянием микроокружения.
В опыте у полуторамесячных крыс функциональная система, обеспечивающая рост кости, еще менее устойчива и обнаруживает всего три значимых корреляционных взаимосвязи. Количество сосудов прочно взаимосвязано прямой корреляцией с толщиной костной стенки диафиза, которая в свою очередь положительно связана с толщиной столбчатого хряща. Таким образом, в условиях опыта кровоснабжение определяет рост кости и в толщину, и в длину, играя ведущую индукторную роль (в отличие от контроля) на данном этапе остеогенеза. Учитывая, что в опыте количество сосудов вдвое меньше, чем в контроле, логично предположить, что именно недостаточность кровоснабжения и является основной причиной замедления роста кости.
Аналогичные закономерности выявлены и в развитии бедренной кости, в которой этапы остеогенеза проходят, по сравнению с пястными костями, ускоренно. Уже у новорожденных в бедренной кости в эпифизах обнаруживаются признаки дистрофии хондроцитов и формирование пузырчатого хряща, что указывает на развитие начального этапа эпифизарного окостенения. В возрасте 1,5 месяца у крыс окостенение эпифизов хорошо развито, эпифизарный хрящ почти полностью замещен костной тканью губчатого строения, в которой полости между костными балками заполнены красным костным мозгом. У интактных животных этого возраста метаэпифизарная пластинка роста истончается за счет сужения зоны столбчатого хряща, хотя окружающие его зоны пузырчатого хряща (со стороны диафиза и эпифиза) остаются относительно широкими. У подопытных животных, вероятно, под действием кумулированных в костях фтористых соединений, общая толщина пластинки роста, в том числе зоны столбчатого хряща, существенно больше, чем у интактных животных.
Основываясь на представленных данных, можно сделать следующее заключение.
Высокие концентрации соединений фтора, воздействующие на организм беременной крысы, оказывают негативное действие на формирование и рост скелета плода, путем проникновения через плаценту, накапливаясь в его тканях, вызывая существенные нарушения в формировании и росте костей у новорожденных и у 1,5-месячных крыс. Нарушения остеогенеза в эмбриональный период отражаются в разбалансировке у новорожденных функциональной системы роста кости и в замене индуктора остеогенеза, которым в норме является кровоснабжение и концентрация кислорода в тканях растущей кости, а в условиях опыта - предположительно, влияние микроокружения.
В постнатальном онтогенезе в переходный период, соответствующий предпубертатному периоду человека, закономерно снижается устойчивость функциональной системы роста костей. У интактных животных рост костей в толщину и в длину значительно более активен и обеспечивается преимущественно взаимодействием клеток микроокружения, т.е. локальными механизмами. В условиях интоксикации соединениями фтора локальные механизмы ауторегуляции оказываются недостаточными и на первый план выходят центральные механизмы в частности кровоснабжение.
Размещено на http://www.Allbest.ru/
Рис. 8. Концептуальная схема токсического действия загрязнения окружающей среды соединениями фтора
На основании проведенного комплексного исследования по выявлению закономерностей морфогенеза костей в условиях влияния загрязнения окружающей среды соединениями фтора, составлена концептуальная схема, представленная на (рис. 8). Из которой видно, что у населения, проживающего в зоне размещения предприятий по производству алюминия, фтористые соединения окружающей среды оказывают токсическое действие на процессы морфогенеза костей на всех этапах онтогенеза.
Таким образом:
· В эмбриональный период соединения фтора способны проникать через плаценту, вызывая торможение размножения столбчатого хряща пластинки роста, повышение резорбирующей функции остеокластов и подавление синтетической функции остеобластов, что приводит к торможению роста костей и в длину, и в толщину.
· Соединения фтора способны кумулироваться в организме плода и оказывать токсическое действие в постэмбриональный период, вызывая ухудшение кровоснабжения, торможение деления клеток пластинки роста костей, ослабление функциональной активности остеокластов и остеобластов.
· В постэмбриональный период повышенное содержание фторидов в окружающей среде приводит к ослаблению остеорезорбции в процессе ремодуляции растущих костей, к нарушению пропорций костей кисти и по длине, и по толщине в результате более активного роста костей в толщину и неравномерного, диспропорционального роста в длину.
· В итоге у большинства детей (76%), проживающих на загрязненных фторидами территориях, существенно нарушается формирование и рост костей скелета, развиваются патологические процессы в формирующихся костях, выявляемые рентгенологически, увеличивается общая заболеваемость.
ВЫВОДЫ
1. Приоритетными специфическими загрязняющими веществами на экспонированной территории являются соединения фтора, среднегодовые концентрации которых составляют в атмосферном воздухе 6,2-1,4 ПДК, в почве 5,9-11 ПДК. Уровень общетоксического риска для здоровья жителей составил (IH) = 28, риск патологии костно-мышечной системы (IH) = 1.9, коэффициент опасности для газообразного фтора составил (QH) = 1,1.
2. На территориях размещения предприятий по производству алюминия высокие концентрации соединений фтора оказывают токсическое действие на процессы морфогенеза костей человека в эмбриональный и постэмбриональный периоды онтогенеза, вызывая нарушения формирования и роста костей скелета, что приводит к увеличению общей заболеваемости детского населения.
3. Хроническое влияние соединений фтора на детское население подтверждается величиной коэффициента динамики заболеваемости. Величина коэффициента в экспонированной группе в 2 раза выше по сравнению с контрольной группой. Выявлены значимые различия в структуре заболеваемости детей и подростков изучаемых территорий, в том числе увеличении доли костно-мышечной патологии.
4. Симптомы нарушения морфогенеза костей, выявленные рентгенологически, у детского населения на экспонированной территории встречаются в 3,8 раза чаще (76%), чем на контрольной территории (20%). В условиях повышенных концентраций соединений фтора в окружающей среде рост костей кисти у детей происходит неравномерно и диспропорционально вследствие поражения зон роста и дисбаланса процессов остеогенеза и остеорезорбции в периоды активации роста - у девочек в периоды детства, у мальчиков - в подростковый период.
5. В условиях загрязнения внешней среды фторидами, у плодов сроком 29 недель в бедренной кости толщина столбчатого хряща пластинки роста в 3 а толщина стенки диафиза в 9 раз меньше, чем в контрольной группе, что обусловлено постепенно нарастающими на протяжении эмбриогенеза ухудшением кровоснабжения костей, активацией остеорезорбции, ослаблением остеогенеза и подавлением размножения клеток пластинки роста,.
6. В эксперименте подтверждено, что соединения фтора проникают через плаценту, накапливаются в организме плода и оказывают токсическое действие в постэмбриональный период, вызывая ухудшение кровоснабжения, торможение деления клеток пластинки роста костей, ослабление функциональной активности остеокластов и остеобластов, результатом чего является замедление роста костей и в длину, и в толщину.
Практические рекомендации
Учитывая высокий уровень заболеваемости детского и подросткового населения на экспонированной территории в условиях воздействия фтористых соединений необходимо внедрить систему биомониторинга - определение фтора в моче 1 раз в месяц. Детям, (при концентрации фтора в моче выше 1,0 мг/л), проводить оздоровительные мероприятия, включая: детоксикационную терапию с применением энтеросорбентов, диетотерапию, витаминотерапию, иммунопротекторы.
Детям с повышенной концентрацией фтора в моче и предъявляющим жалобы со стороны опорно-двигательного аппарата, на боли в костях и суставах необходим ежегодный осмотр врачом ортопедом. С целью раннего выявления костной патологии диспластического и дистрофического генеза проводить 1раз в год рентгенологическое обследование костей кисти как наиболее традиционного объекта оценки возрастных изменений скелета.
Ключевым фактором морфогенеза костей является фактор - механической нагрузки. В случае выявления признаков костной патологии диспластического и дистрофического генеза костей кисти, необходимо назначать детям ЛФК с комплексом упражнений для укрепления опорно-двигательного аппарата с учетом возрастных особенной.
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Шалина Т.И. Особенности строения костей верхней конечности у детей Иркутского региона с учетом экологических факторов внешней среды / Т.И. Шалина, М.А. Корнев // Морфология. - 1993. - Т.105. - №9-10. С.173.
2. Шалина Т.И. Рентгенодиагностика нарушений в развитии костной ткани у детей, обусловленные техногенным воздействием / Т.И. Шалина, Л.А. Зырянова // В Сб. научных трудов посвященных 100-летию Городской детской больницы. Актуальные вопросы педиатрии и детской хирургии. Иркутск, 1995. - С.107-108.
3. Шалина Т.И. Изменения развития костной ткани у детей, обусловленные техногенным воздействием / Т.И. Шалина, Л.А. Зырянова //Тез. докл. III Конгресса Международной Ассоциации морфологов. Морфология. Санкт-Петербург, 1996. - Т.109. - №2. С.104.
4. Шалина Т.И. Рентгеноанатомические изменения костной ткани у детей в экологически неблагоприятных районах Иркутской области / Т.И. Шалина, Л.А. Зырянова // В сб. научных трудов ИГМУ « Актуальные вопросы современной клинической медицины». Иркутск, 1997. - С. 85-86.
5. Шалина Т.И. Нарушение остеогенеза у детей в условиях техногенных воздействий фтористых соединений / Т.И. Шалина, Л.А. Зырянова, Ю.Б. Толстых // Тезисы доклада IV Съезда Российских морфологов с международным участием. Российские морфологические ведомости. Москва, 1999г. - №1-2. С.163.
6. Шалина Т.И. Добавочные эпифизы в коротких трубчатых костях кисти / Т.И. Шалина, Л.А. Зырянова, Ю.Б. Толстых // Тезисы доклада IV Съезда Российских морфологов с международным участием. Российские морфологические ведомости. Москва, 1999. - №1-2. С.164.
7. Корнев М.А. Влияние фтористых соединений на формирование костной ткани / М.А. Корнев, Т.И. Шалина, Л.А. Зырянова // Всероссийская научно-практическая конференция хирургов. Пятигорск, 1999. - С.263.
8. Шалина Т.И. Рентгенологическая характеристика костей кисти у детей / Т.И. Шалина, Л.А. Зырянова // В Сб. ИГМУ «Актуальные вопросы современной клинической медицины в условиях ОМС с международным участием. Иркутск, 2000. - Вып. 3. С.324.
9. Шалина Т.И. Антропометрические показатели у детей в некоторых городах Иркутской области / Т.И. Шалина // Тез. V Конгресса Международной Ассоциации морфологов. Морфология. Санкт-Петербург, 2000. - Том.117. - №3 .С.134.
10. Шалина Т.И. Анатомия турецкого седла у детей / Т.И. Шалина, П.В. Селиверстов, Г.М. Глобенко // Тез. VI Конгресса Международной Ассоциации морфологов. Морфология. Санкт-Петербург, 2002. - Т. - 121. - №2-3. С.175.
11. Шалина Т.И. Плотность костей и типологические особенности черепа / Т.И. Шалина, П.В. Селиверстов, Г.М. Глобенко // Тез. VI Конгресса Международной Ассоциации морфологов. Морфология. Санкт-Петербург, 2002. - Т. - 121. - №2-3. С. 176.
12. Шалина Т.И. Особенности развития костной системы у детей в некоторых регионах Восточной Сибири / Т.И. Шалина, Л.А. Зырянова, П.В. Селиверстов // Сибирский медицинский журнал. - 2002. - №4. - С.70-72.
13. Шалина Т.И. Мониторинг рентгенологических изменений костей кисти у детей / Т.И. Шалина // V Общероссийский съезд анатомов, гистологов и эмбриологов. Морфологические ведомости Москва, 2004. - №1-2. - С.119.
14. Шалина Т.И. Некоторые показатели воздействия соединений фтора на организм / Т.И. Шалина // V Общероссийский съезд анатомов, гистологов и эмбриологов. Морфологические ведомости Москва, 2004. - №1-2. - С.119.
15. Шалина Т.И., Л.С. Васильева, О.А.Макарова, Е.Н. Шалина. Влияние фторидов на эмбриональное развитие бедренной кости человека / Т.И. Шалина, Л.С. Васильева, О.А. Макарова, Е.Н. Шалина // В сб: Актуальные проблемы морфологии. Красноярск, 2006. - С.189-190.
16. Шалина Т.И. Морфометрия костей кисти у детей г. Шелехова /Т.И. Шалина // Морфология. - 2008. - Т.133. - №4. - С.102.
17. Шалина Т.И. Влияние соединений фтора на морфогенез костей белых крыс / Т.И. Шалина // Морфология. - 2008. - Т.133. - №4. - С.103.
18. Шалина Т.И. Изменения костей кисти у детей в зонах алюминиевого производства / Т.И. Шалина, Е.Н. Шалина // Сибирский медицинский журнал. - 2006. - №9. - С.78-81.
19. Шалина Т.И. Влияние соединений фтора на рентгеноанатомические параметры и активность роста костей кисти у детей / Т.И. Шалина, Л.С. Васильева // Сибирский медицинский журнал. - 2008. - №6. - С.48-52.
20. Шалина Т.И. Влияние соединений фтора на морфогенез костей кисти у детей / Т.И. Шалина, Л.С. Васильева // Сибирский медицинский журнал. - 2008. - №8. - С.35-38.
21. Шалина Т.И. Влияние соединений фтора на морфогенез бедренных костей плодов человека / Т.И. Шалина, Л.С. Васильева // Сибирский медицинский журнал. - 2009. - №1. - С.42-46.
22. Шалина Т.И. Анализ общей заболеваемости детей и подростков по классам болезней в промышленных городах / Т.И. Шалина, Л.С. Васильева // Сибирский медицинский журнал. - 2009. - №2. - С.66-68.
23. Шалина Т.И. Особенности роста костей кисти как критерий определения биологического возраста детей в различных экологических условиях проживания / Т.И. Шалина, Л.С. Васильева, Ю.С. Исаев // Судебно-медицинская экспертиза. - 2009. - № 4. - С.20-24.
24. Шалина Т.И. Морфогенез костей кисти у детей промышленных городов / Т.И. Шалина, Л.С. Васильева, М.Ф. Савченков // Иркутск: «Оттиск», 2009. - 152 с.
25. Шалина Т.И. Общие вопросы токсического действия фтора // Т.И. Шалина, Л.С. Васильева // Сибирский медицинский журнал. - 2009. - №5. - С. - С. 5-8.
26. Шалина Т.И. Критерии определения биологического возраста и прогноза морфогенеза костей кисти по рентгенологическим показателям / Т.И. Шалина, Л.С.Васильева. - Иркутск. - 26 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Система мать-плацента-плод, репродуктивная система как биологический индикатор экологического состояния окружающей среды. Сравнительный морфологический и морфометрический анализ плацент женщин, проживающих в зоне загрязнения сурьмой высокой интенсивности.
статья [115,5 K], добавлен 25.03.2010Влияние загрязненного воздуха, питьевой воды, шума и радиации на показатели заболеваемости. Основные понятия и этапы оценки риска воздействия химических факторов окружающей среды на здоровье населения. Управление риском и распространение информации о нем.
реферат [33,0 K], добавлен 20.01.2014Здоровье населения и окружающая среда. Основы экологии человека. Питание как фактор сохранения и укрепления здоровья. Гигиена труда и охрана здоровья работающих, лечебно-профилактических учреждений, детей и подростков. Закаливание детей и подростков.
контрольная работа [26,3 K], добавлен 09.04.2016Характер распространения паразитарных инвазий среди населения города Абакана. Структура паразитарной заболеваемости в городе. Гигиеническая оценка факторов окружающей среды. Взаимосвязь факторов окружающей среды с паразитарной заболеваемостью населения.
реферат [204,1 K], добавлен 28.12.2010Терминология и концепция АПУД-системы, морфогенез, локализация и функции клеток. Типология, этиопатогенез и морфогенез апудопатий. Диагностика и лечение инсулиномы, глюкагономы, соматостатинома, гастриномы. Синдром множественных эндокринных метаплазий.
презентация [307,2 K], добавлен 21.12.2011Понятие риска для здоровья и гигиенического нормирования вредных факторов окружающей среды. Обоснование основных принципов: этапности и пороговости. Биологический закон субъективной количественной оценки влияния раздражителя на жизнь и здоровье человека.
презентация [1,1 M], добавлен 30.09.2014Комплексная гигиеническая оценка состояния здоровья подростков. Влияние наркотиков на организм подростков. Преимущества естественного вскармливания. Влияние диеты кормящей матери на состав грудного молока. Противопоказания к грудному вскармливанию.
контрольная работа [53,6 K], добавлен 03.09.2014Профессиональные нейротоксикозы. Острые и хронические профессиональные интоксикации парами металлической ртути и ее неорганическими соединениями. Потенциально опасные производства и профессии. Пути поступления ртути в организм.
лекция [20,3 K], добавлен 03.04.2007Физиологическая роль фтора, потребность для организма. Индикаторы элементного статуса. Содержание в биосубстратах. Синергисты и антагонисты фтора, источники в окружающей среде. Повышенное и пониженное содержание фтора в организме: причины и следствия.
реферат [21,2 K], добавлен 25.04.2013Гигиеническая оценка организации учебного процесса в школе: режим и расписание уроков. Оценка состояния здоровья детей одного из классов: анализ медосмотров, учет состояния здоровья детей. Гигиеническая оценка урока, наблюдение за учениками на уроке.
практическая работа [30,3 K], добавлен 04.06.2010История развития, особенность и задачи гигиены как профилактической медицинской науки. Определение понятий здоровья и окружающей среды. Сущность "отрицательных" и "положительных" законов гигиены. Современная гигиеническая донозологическая диагностика.
презентация [479,5 K], добавлен 26.11.2016Необходимость соблюдения режима труда, отдыха, сна, питания, личной гигиены и физкультуры для сохранения здоровья. Принципы закаливания организма. Шумы и их влияние на организм. Химические и биологические загрязнения среды. Профилактика вредных привычек.
реферат [43,2 K], добавлен 03.11.2009Определение теплорегуляции. Теплообразование, теплоотдача. Влияние температуры окружающей среды на колебания температуры тела. Динамика температуры тела новорожденного ребенка. Причины несовершенства терморегуляции у грудных детей. Лихорадка, криз, лизис.
презентация [181,4 K], добавлен 07.09.2016Группа заболеваний костно-мышечной системы: артриты, артрозы, болезнь Бехтерева, остеомиелит, остеопороз, остеохондроз, плоскостопие, подагра, сколиоз, спондилез и стеноз позвоночника. Причины и симптомы заболеваний опорно-двигательного аппарата.
презентация [79,6 K], добавлен 20.03.2013Наиболее распространенные обстоятельства возникновения отравлений. Условия токсического действия веществ. Действие ядов на организм. Отравления кислотами и щелочами, оксидами углерода, соединениями тяжелых металлов, металлоорганическими соединениями.
реферат [89,0 K], добавлен 13.09.2013Иммунодефициты как нарушения иммунологической реактивности; классификация иммунодефицитных состояний. Причины и особенности вторичных ИДС: формы, инфекционные агенты, заболевания, лечение. Воздействие окружающей среды на возникновение вторичных ИДС.
презентация [36,5 K], добавлен 08.09.2014Анатомо-физиологические особенности у детей и подростков. Остеопороз. Симптомы. Значимость проблемы. Сколиоз: формы сколиоза; тиология; причины появления. Профилактика деформации скелета. Профилактика. Обоснование правильной позы.
реферат [14,8 K], добавлен 26.08.2004Оценка состояния костно-мышечной системы. Нарушения со стороны опорно-двигательного аппарата. Рентгенологическое исследование больных. Удаление и исследование синовиальной жидкости. Общие показания к госпитализации больных с костно-мышечной патологией.
реферат [16,3 K], добавлен 11.06.2009Понятие и причины возникновения приобретенного (вторичного) иммунодефицита. Факторы, неспецифически снижающие иммунореактивность. Факторы окружающей среды, непосредственно и косвенно воздействующие на развитие вторичного иммунодефицита (по Белозерову).
презентация [158,5 K], добавлен 24.12.2013Обеспечение санитарно-гигиенического благополучия населения. Основные определения и понятия гигиенического нормирования. Цель, задачи и принципы гигиенического нормирования. Основные виды гигиенических нормативных документов. Нормы окружающей среды.
презентация [494,7 K], добавлен 25.09.2017