Автореферат и диссертация по медицине (14.00.02) на тему:Морфогенез плоских и трубчатых костей тазовой конечности в условиях гипокинезии и воздействия углекисло-радоновых вод (экспериментально-морфологическое исследование)

Министерство.8дравоохранеия РСЗСР

Российский государственный медицинский унтзарситоя

На правах рукописи

УДК 591. 4/. 84: 543. 296-08: 611-018

, Каминская Нила Анатольевна

ШРСОГЕНЕЗ ПЛОСКИХ И ТРУБЧАТЫХ КОСТЕП ТАЭОВОЯ КОНЕЧНОСТИ В УСЛОВИЯХ ПЯШШЗЗШ! И ВОЗДЕЙСТВИЯ УГЛЕШСЛО-РВДОШНЙ юл

(этеперименгмьно~мор$ологическэе иссюяовшяю)

(14.00.02 - анатомия чэловека 14.00.23 - гистология, цитология, эмбриология)

Автореферат 'диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва - 1691

Ра5ота выполнена в Винницком ордена "Знак Почета" мэдкцкиаком институте им. Н. И. Пирогова и в Российском государством медицинском университете.

Научные' руководители:

доктор медицинских наук, профессор Б. И. Коган доктор иедпциноких наук, профессор В. Е Балин

Официальные оппоненты: доктор цодицинсккх наук, профессор Б. А. Никитюк доктор шдшаисюи наук, профессор С. Г. Мамонтов

Ведущая организация.: Шсковокий медицинский стоматологический институт им. Ц, А. Семаико

Защита диссертации состоится .. "............." 1В92г.

а ,.. чосоз на заседании специализированного совета Д 084.14.04 при РГИУ (г.Шсква. уд. Островитянова, д. 1)

О диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГЫУ Автореферат разослан "... "................" 1М1г.

Ученый секретарь специализированного совете доцент

А. н. Тихомиров

' s

iccspTairif} j ОБЩАЯ ХАРЛКТЕРИСТ/ПМ РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Проблема гипоккнерни - длительного ограничения пэдвюиости - в ее остеологических аспектах птпа достаточно ш;рокое отражение п исследованиях отечествен!!:-^ л зарубежных авторов (Е. A. Hs'K','.тюк, 1909; Р. Г. Иовепнкксв. !?81; М. Г. Привес, 1085; Б. It Когак, lt-SO; Anriefe Id, 19S5; СНгрзсп, 19Г<4; Carrey, 1984; Seifert, 1985 ). Доказано у»»«ьвеиие уия?рчльгоЯ насыщенности кости - системная остеопороз, который раггиваэтся на фоне гкперкальцъемиг и гипер^осфатгмии и сопровождается ьа-дзржой энхондралыгого i периосгального костеобра?ован;'Я. Однако гистофязиологические механизмы этого процесса пока недостаточно ясны.

Основное направление в современных остеологических исследованиях связано с изысканием э^ктизных методов гег?е!:цчи. Для того, чтобы угзныглть или устранит» негатизкнс послепсгзия ги-покянеаии, возникает» в косгпх и в дауп?к оргеяах, пг'-заоягни мероприятия, вклвчаопи? к-кялексы гогировзнкэа ^сниесхсЛ каг-руакя и iapinraлогически? препараты, обл-да.г^ие ра-личкуг,: гз}-(С. Г. Антона«,1973; А. Н.Роюют;, В. Г>.С;'кора, 1СС0; Я Э. Брквдис ссавт. ,19вС; В. 11 Сггзнкср, А. Ü 1950;

А. И. Ito.-omu о соагп., 1282; О. В. КаЗиичяя с созгт. ,1604; Е IL С:ш-P.IL'äou и Л. С. Панкина. 1989; It A. с со-

те?. Ushskcv et al. .1930.

Угхекйсг.о-гпг,ог.з21£? ихн скч-?иг!:.ггг riO.rav^rr^тьр.ъ'Л пр*

т.тлчг.ы?. патологических соспннилг •" •

пта (P. !L Лэрсгина, Л.">'. ; :

Г. Evee*, iS5f>: Л. С.'-"So.;;, '.. ¡1 Л1-"''-'';' l'-'-v С'-а. ,1983; 1">г."'., Lrc-iiickv.lOi^,. vг:•'."="; - ' - "

т г."?-:'!:"" на i'i - u. :

тпс-т:/--¡"1, пгч '/c::').-.1-<" i" * г; г.': •"."" " о ->""••

' ! :;ог\?, у:",". '>'. ' ~' ;' ,

Б работе необходимо было решить следующие задачи:

1) аппробиравать на линейных животных методику воспрокаве-дения длительной гипокинезии в эксперименте;

2) изучить влияние гипокинезии и углекисло-радоновых вод на параметры, характеризующие рост длинных трубчатых и плоских костей тазовой конечности!

3) исследовать процессы остеогенеза в наиболее активной зоне впифиэарного хряща ;

4) выяснить характер и степень влияния углекисло-радоновых вод на процессы роста, развития и созревания костной и хряш/эвой ткани в условиях гипокинезии.

Научная новизна исследования. Впервые на основании макро- и микроскопических, а также ультраструктур):ых методов исследования изучены1 особенности хондро- и остеогенеза при воздействии углекисдо-радоновая вод & контроле и при длительном ограничении подвижности. Выявлено, что при воедействии углекисло-радоновых вод на <|оне длительной "бездеятеяаности" происходит увеличение массы плоских и длинных трубчатых костей задней конечности, их продольных и поперечных размеров. Доказано, что активация эн-хондрального косТеоОрааования <в условиях воздействия углекисло-радоновых вод на фоне гипокинезии зависит от темпов развития и старения хондроцитов! гипокинезия и воздействие углекисло-радоновых вод изменят' параметры жизненного цикла клеток во зза-Ешо-противопомжш направлениях. Показано, что в контрольных условиях и лрй гипокинезии углекисло-радоновые воды оказывает ГнпокадьЦйгьшчэшЗэ # гниофосфатеммческое влияние. Максимальный корригирующий радона при гипокинезии проявляется в пери-

од посл9дэкстбия.

Теоретическая данность исследования оиределяатея тем, что на однородном материале (инбредныа крысы линии Вистар) изучен характер й тешы хощю- и остеогенепа при воздействии углекисло-радоновых вод в корив и при длительном ограничении подеиж-йости. Шкаэаио их ствиулвруюцее влияние на процессы энхонд-рального и периост ' лного костеобрагювания. Для практики нэуч-НШ исследовании преДотевляет интерес -математическая модель трансформации кондро^Юй в эпифиварном хряве, поовсляюшэя ана-лааировать тешы оетаогэнеза в сформированной кости.

Результаты исследования попользуются в лекционных курсах кафедр анатомии человека Винницкого, Тернопольского медицинских институтов, ГЦОЛИФК и Киевского института физической культуры. Они были доложены и обсуждены на научно-практической конференции по радонстератш в г. Хмельнике (1989), на X Юбилейном ¿конгрессе анатомов, гистологов и эмбриологов в НРБ (1939), на I и II межвузовских конференциях молодых ученых по антропологии и спортивной медицине, посвященных памяти А. А. IM душевой в Мэстео (1990,1991), на III Украинском съезде АГЭ в г.Черновцы (1930), на Всесоюзном симпози} ме по медицинской и спортивной антропологии в Тернополе (1991).

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена es 167 страницах машинописи, включает введение, обзор литературы, описание методоз, три главы собственных данных и заключение; работа иллюстрирована микрофотографиями, влектроннограммами и графиками, содэржит 23 таблицы Библиографический укезатель включает 217 источников.

МАТЕРИАЛ И lfi-ГОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование выполнено на 299 инбрэдиих крысах-самцах лкнии Вистар месячного вовр&ста со средней массой 160-160Г. Применение идентичных по Еоэрасту и полу линейных животных позволяет работать с однородным по наследетзонньм свойствам материале и получать более строгие и достоверные данные (Я И. Медведев, 1064; В. И. Коган, 1973).

Все животные были разделены на S групп в завнсиигосаи от характера экспериментальной ситуация. Распределение животных со группам представлено в табл. 1.

Таблица 1

Распределение материала исследования в соответствие с характером эксперимента и сроками наблюдения

Сроки : акспэ- : римавта: 1(К) : S(KRn) 3( КН20) : 4(Г) : 6(rRn) : б( ГН20)

I 11 12 11 12 12 12

II 11 17 14 11 13 16

III 12 14 16 14 11 16

IV И 11 10 11 12 11

Всего 46 64 50 48 48 64

Еркшчание: К - контроль, интактные животные; ККп - контроль, воздействие утлекиодо-радоковых вод; ШЕО - контроль, воздействие водопроводной воды; Г - 30-суточная гипокиневин; ГНп - гшющщзавя + углакисдо-радоновые воды; ГН20 - гкпокине-екя + водопроводная вода; I,II,III - 1,7, и 14 суток вовдойст-ькя водами; IV - чзрев 14 суток после окончания последнего се-егка.

Ва протяжении ыесяца животно 1-3 групп (контрольные) содержали в вигарка в стандартны< клетках, допускающих достаточный объем щшхзяяА. Гипокккоаио моделировали помещением крыс (4 - б группы) в тесный клетки-пенош: палого объема (30 суток по 23 часа в сутки). Спустя месяц животных 3-й и б-й групп подвергала екадиэвному воздействии углекиило-радоновой водой в режима, принятой на курорте г. Хшльник (I - 36-37 градусов по Цель-сип, 20 минут, на курс 14 ванн, средняя дога радона составляла 85 нЕн/г). Вдоотвиг 2 и 6 групп подвергали воздействию обычной водопроводной водой в идеьткчных условиях. Исследования проводили ва Саае санатория ВЦСШ г. Хнедъяш (приносим благодарность коллективу сайатория и главному врачу санатории Гунько IIМ. за сокщь а проведении эксперимента).

- б -

Обоснованием для выбора орокоз наблюдения было время развития б аль неореакции (7суток), принятая двухнедельная схема терапии и период активного действия, которое ев» сохраняется через 14 суток. Сразу же после декапитацил тмвотных отбирали кровь и определяли в сыворотке содержание кальция- и фосфора (методика де-Ваарда и Белла-Дойзи-Бриггса). Программа остеометрии включала измерение массы тазовых, бедренных и Сольюберцовга гостей, а также их максимальной длины и пирины. В „линных трубчатых костях проводили измерение наибольшей ширины дистальяого и проксимального эпифиь^в, а тшсже минимальной ш!рины их диа$я-

303.

Для гистологических целей продольные срезы костей Отфаиива-ли гематоксилин-эозином и пигрофуксгаом по ван-Гизон. Для элект-ронномикроскопкческого исследования у 3 крш из калдой экспериментальной группы забирали фрагменты костей, содержалзга злкфи-варньй хрящ и прилегающие зоны костной ткани, фиксировали их в глюгаральдегиде и декальцинировали в О.Ш растворе трилсяа а Далее обрабатывали по принятой а лаборатории схеке. На полутонких срезах измеряли толщину пластинки трят, подсчитывали чнсл> клеток в ней, определяли их продольные и поперечны? размеры я пловдць сечения на срезе. Данные обрабатывали статистически, используя для моделирования программу "ЗТАТОКАПСЗ".

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ СВСУ2Д2НИЕ 1. Остео- и гйстоматрвя

Результаты остеометрии тавовой кости - представителя атос-ких костей, и длинных трубчатых костей тазовой конечности -бедренйои и болыпеберцовой, свидетельствует о Тем, что о возрастом, в течение срока проведения эксперимента, у контрольных, интактных, крыс происходит гакоиомзрноэ увеличение вчесы, длины и ширины костей (проксимального и дистальиого глнфизов и минимальной ширины дизфиза). Как правило, в начальные сроки наблп-дения выявляется лшь тенденция к приросту параметров, а уда к IV сроку отличи? от исходных впадений приобретают достоверный характер (р< 0.05 - 0.01). Для некоторых расмеров отличия появ-ля0гся существенно раньше - чнрез 3-4 недели от начала вкмга-римента.

Углекксло-радоноада воды, при их воздействии на интактных животных, способны оказывать некоторый ростстимулирувдий эффект на такие параметры, как продольный и поперечный размеры костей. При сравнении этой группы животных с "чистым" контролем или. что более корректно, с группой, получавшей ганны с водопроводной водой (КН20), можно было убедиться в *см, что к IV сроку наблюдения появляются вполне отчетливые различия зьачений длины и ширины тазовой и Седренчой костей, а у большеберцовой они выявляются даха раньше. Не мен^е отчетливо углекисло-радоновые воды стимулируют прирост массы: например, в группе ККп через месяц шоса тазовой кости составила около 383 мг, а у животных группы ШЕО - лишь 307 мг. Для некоторых параметров бедренной кости, например, для минимальной ширины диафиаа, к концу срока наблюдения Мы могли отмэтить лишь отчетливую тенденцию к увеличению. Наиболее демонстративно ростоотимулирующий эффект угле-кисло-радоновых вод проявляется для Сольшеберцовой кости -болтая часть ее размеров достоверно превышает контрольные значения ум к III сроку эксперимента.

Еааш эксперименты вполне определенно подтверждают угнетаи-кий, инглОиру»;щ!й эффект гивокин*зий па рост к развитие костей. Длительное, 30-ти суточное ограничение подвижности приводит к тог*у, чао практически все из исследованных рммероы тазовой, Оедренной и ОольпеберцовоЯ костей, а таклэ их хкгсоа, к концу зкапориьйкга сказываются достоверно шньшз, чэм аналогичные па-раАетри в группа контрольны* (интактных) жиаоткых. Более того, при срайнешш размеров в соответствуете сроки 31лперимекта еидно, что это запаздывание в разилтки костей - вполнэ закономерный процесс: ка каздэч Етапе у гипокинетических лквотных параметры существенно иеньшо, чем у кантрольшл.

В у*э с{армированной р&зтуи^й кости продольный рост ое осу-Ш?ствляетсЕ, в основном. за счет наиболее активной в нрслидирй-тивном отноиении оони мхондрах; ноге росха - -<пифизарнс<го "х; ' ¡ц&. В меньшей степени увеличенго кости в длину происходит вследствие ее лритоста на суставной поверхности. Поперечный рост кости асувдзствдяетса ьа счет надкостницу. Принимая э го во внимание, мы оценивали интенсивность роста !сости но толь.-ю ко ее' ¿акроокопичеоких плрамз г рам, но и измеряя на гистодогичеоких

препаратах зоны роста. Об активности надкостницы мокно било судить по приросту компактного слоя кости (в длинных трубчатье: костях его измеряли на уровне середины диафиза).

Анализ результатов показал, что с возрастом во всех исследованных группах толщина компактного слоя бедренной и больае-Верцовой костей увеличивается ч к 28 суткам эксперимента (IV срок) достигал максимальных значений. В результате боздэйстрия углэкисло-радоновычи водами на интактных животиах толщина компактного слоя обеих исследуемых костей увеличивается. Для бедренной кости различие ьееду К и KRn достоверно в IV сроке э:и-зеримента, а для компактнсго слоя больгвеберцояой кости - к Ш зроку эксперимента. При ЗО-суточной гипокинезии происходит достоверное уменьшение толпины компактного слоя бедренной и боль-Еэберцовой костей, сохраняются и в последугскиэ 23 суток зко-геримеята.

Данные, полученные при измерении толшни диотайного сус-?авного хряща бедренной и проксимального суставного хряяд боль-зэЗерцовой костей позволяют зшшмить, что с войрастом во всех шследованньи группах «ийотных толшлна суставных хряпай костей тгеньшается и к 28 суткам эксперимента достигает минимальных ¡качений. В результате воздействия углекясло-радоновых год на ;нтактных ягаотйЬгх наблюдается тенденция к уменыяэнию толщины уставных кряаэй} достоверные различия получены к ÎY сроку зкс-ерииэнта (р<0,05). В условиях ЗО-суточной гипокинезии происхо-кг увеличение тсладны суставного хряща длинных трубчатых косей.

С точки врения роста кости в длину именно тоетлна эпифизар-ой хрящевой пластинки может быть наиболее икформатганым метри-еским показателем. Как свидетельствуют результаты, полученные ля всех экспериментальных групп, толяина зпифизарных хрящей едренной и болыяеберцовой костей уменьпается по мере развития ости - вполне закономерное возрастное снижение потенций роста IV сроку наблюдения она достигает минимальных значений, дос-эверно отличаясь от величин, характерных для I срока - отчет-ивые различия толщины пластинки хряша появляются у г® черва ме-1ц. В результате воздействие угл-зкисло-радоковьк вод на кнтак-ïicc животных (группа KRn) о" ! к III сроку эксперимента наблю-

далась тенденция к более высоким темпам уменьшения толщины эпи-физарвого зряда, а и концу месяца параметр был существенно меньше, чей в контроле (130,8 мкм и 161,6 мкм, соответственно, для бедренной кости и большеберцовой). В соответствие с тормо-яэнием роста костев прй гипокинезии толвдна дистального зпифя-варного кряща бедренной кости и проксимального эпифизарного гря£й большеберцовой кости достоверно увеличивались. Различия сохранялись и после прекращения обездвиживания, в течение 4 недель содержания гипокинетических тавотных в обычных клетках. Это наблюдение достаточно важно. Оно позволяет заключить, что возвращение к нормальному режиму двигательной активности ив приводит в течение длительного времени к нормализации процессов эихоадрального окостенения и развития кости в целом.

Сочетанное кспольвэванйе углекисло-радоновых вод и гипокинезии (гипокинезия + радон) позволяет выявить заметный корриги-рухвдй аффэкт радоновых вод, препятствующей развитию неблагоприятных влияний обаэдвикивания. Анализ результатов исследований показывает, что применяемые на фоне гипокинезии радоновые воды окавыгаиг 0Т1куа;рув©е вовдейотвио на прирост массы, а такш на прододьЕый и ооперачний. рост тазовой кости. Протекторный, а по отцешению к условиям тюкунавии, роотстимулируювцй эффект в группа ГНп' просмадЬаетоа и в период последействия (например, для тазовой костя). Ост satoT ричёгшз параметры у аивостых, подвергшиеся BOB?i.f.cTtiis угдекиеи-радоковыа» водами при гипокине-г,кй сопоота^л;ш) с таковыми 7 аивопш, подвергшихся воздействий обычной ьодопроводной годой СПЕО). Измерения показали, что са исключением i срока набладэквд, пуьрствуюг высоко достовер-пцэ различил для тазевой кости; в бедренной различия появляются начиная с III срока (14 «чей ридона).Так, при длительном ограничении подвижности (Г) длина ее составляет 27,6 мм, а при воз-йзйствки углекисдо-радоногьа во;, уже 32,6 км). Все остеометри-чееккз показатели бедренной кости достигали уровня, характерного для интактньа контрольных кивотных к IV сроку эксперимента Столь tu &ырзд%. .HLCi корригирующий эффект угдекисло- радоновш: вол проявлялся й для боль ¡га берцовой кссти. Например, в группе "пэтоканзвил+радон" ее шсса к концу наблюдения составляла 423,7 иг. а в группе "гипокинезия-" - яняь 267,Ь ¡.а-.

Толщина компактного слоя бедренной и большеберцовой костей дивотных, которых после гипокинезии подвергли воздействию угле-кисло-радоновой водой, увеличивается быстрее, чем в контрольной группе животных. К IV сроку эксперимента разница медду группами Г и Г!?п достоверна при р<0,05. Таким образом, мы могли апретестировать ,факт благоприятного воздействия углекисло-радоновых вод на процесс периостального костеобразования бедренной и большеберцовой костей.

По сравнения о "чистой" гипокинезией при воздействии угле-кисло-радоновых вод происходит уменьшение толшины суставного хряка, причем для бедренной кости существенные различия появляются уие послэо 7-кратного бгльнеовоздействия, а для большеберцовой необходимо было 14-ти кратное воздействие. К IV сроку наблюдения, т.е. спустя две недели поело отмены вайя, различия мгаду параметрами обеих костей становятся мэнеа заметными.

Воздействие умение ло-радонсвыни водами на шзотних, находившееся в условиях гипокинезии, приводило к достоверному унзнызенига толщины дистального эпифизарного хряща бэдрэнноЯ Кости к Ш сроку наблюдения и npc.cc иуального - Сольсеберцовой кости к И сроку найдюдения (р<0,05 - ,0,01). При сравнении результатов, полученных при гистомвтрии эпифязарного хряща в костя* тавотных из контрольной группы (иатактныэ) а группы ГКп, мы каяли, что значения толшины арясзвой пластинки от.чячахясп липь в течение I срока наблюдения, а ¡затем различия исчевши вследствие того, что темпы роста костей, отимулирозанных радоном, ес-sii ориентироваться на измерения толшины хряща, выгэ. Ре8ЛИЧня неаду параметрам! в группах TRn и Г сохраняются вплоть до конца гкеперимег а .

Таким образом, данные, представленные а настоящем раадэлэ, !видетельствуют о возрастной изменчивости остео- и гистометри-¡еских признаков. По мере развития плоскиэ я трубчатыэ (гости 'азовой конечности, крысы становятся массивнее, возрастают их [родольные и поперечные размеры. Эти макроскопические проявлэ-шя сопровождаются уменьшением тилшины суставных и эпифиварных даней и утолщением компактного слоя кости. Нам хотелось бы одчеркиуть, что динамика паршетров, характеризующих временную рансфэрмацгаи костей сохраняется при всех исследованных экспе-

ршенхальных ситуациях. Это означает, что экспериментальные воздействия в целом вызывают изменения в физиологическом течение процессов роста кеотей и окостенения. Гипокинезия и воздействие углекисло-радоновых еод способны существенно изменять теьзш роста костей. В условия): длительной гипокинезии происходит пвная вадзрк'д роста, которая сопровождается расширением зпифизарних и суставных хрящзй и истончением компактного слоя косхи. Процессы макроскопической трансформации костей связаны с. динамикой гистокетричеошх параметров, поскольку последние характеризует состояние вон роста кости собственно. Воздействие углекксло-рздоновшг вод, напротив, стимулирует процессы остео-генззс. Эти стимулируютло влияния проявляются и в костях интак-ткых гиеотиьк и, ссоЗенно, при сочетанном использовании гипокинезии я радона. Применение радоновх вод позволяет нам смещать процесс в направлении, обратной тому, что мы наблюдаем при ги-' покинеаи;:, Ш-сдеству, использованные модели воздействий допуска»! направленное вмешательство в процессы костеоСраэованкя.

2. Ыорфодзпш и параметры клеток апифиаарного хрящ» а условиях гдаюкииевки К ьовдеаотька углекисло-радоновых вод

В сформированной растуе.эй коетл шшфкзаршлй хрящ является езк-зЯ, в которой соботаалас и происходят реет кости в длину. Совокупность хряпрвых клеток, разпалкмдаыных ь пластинке зпкфи-ааркого хря¡¡а, характеризуется довольно строгой упорядоченностью. Хойдроцйты, с копраплении от днафиьа к эпх$изу, группируются а колонки, вкльчаи.чие клетки, находящиеск в различных фазах кначонного цикла, в соответствие с их акгивиоетего и возрастом з хряща различают от 3 до б вон. пользовалась наиболее- удобной и достаточно полной глэдег.фик&цией А. Хэм и Д. Кор мак С1983). Пароход от молоды» хеидроцитов зоны прилиферирукшрго хрявд к полностью дегенерировавши клеткам последней, блюийшей к костной ткани диафиэа, зоне кальцифицирующогоск хрящч происходит постепенно По мере продышения к диафиау клетки приобретает признаки зрелости и старения. В соответствии с этим изменяется ультраструктурная организация хондроцитов и, по нашим данным, вполне эаганомэрно, меняются морфометрическне параметры.

Мэтсцы-э клетки отличаются дистобразиой формой, рг-авнтша и упорядо«.оиным з виде пдоокях параллельных цистерн ГЭР, небольшим КОЛЛЧесТВОЧ отростков, KQI.íraKTHfcJM ядром. В них довольно часто встречаются лиаосоуы и лишь иногда аутофагосомы, содзрга-23® дериваты избран. По Мере развития, старения и изменения функциональной активности в хондроцитах зоны зрелого хрэда накапливается ггжоген, шпики. появдйотсч участки двгекзрьции а множество вторичяых дизосом (осгаточных телец). Цистерии Г8? расширяю -ся, приобретают округлые очертания и теряк/г строгуа упорядоч нноегь вдоль длинной оси клетки. Последний клетки этой зоны и, особенно после.дуюаэй, представляют собой хондроциты, находящиеся в разшя отадклх регенерации. Лш<уны хрнщзвого кат-рикса, граничащие с костной ткань») диафиза содержат каеточы'.'Л детрит, s основном, остатки менбоян ГЭР и ядра, 1$ соответст^и». с современный! представлениям:; темпы оесификацйи хряр.ч элвисат от состава хрящевого матрикоа, кешюнвьты которого сянтоакрувт-ся хондроцитами зоны протчферации и зрелого хря^а. ЯрослоА:са KasM^ií'iLjjpoBaHHoro матрикса излшу зоной ост£-огвн««?а и яосасд ними лакунами хрлща очень невелика, демаркационная линия прослеживается четко.

Таким образом, органипову-ннув в колонки cot-c:-:>u'iocTí, imoook ¿иЗДдоргого храш.1 мо>ло ¡,.т:оыа. ривать как своеобразную наг.ель. эквивалент, жизненного цикла хондроцига или, точнее, сановного периода ero жизни. lio мере оозреванил и старения клеток ,:зменл-огся их некоторые .льныо признаки. Зорма из полулунпой, серповидной и суосиметричнги (преобладает ¡¡олеречныЛ, по отноьс-нию к оси диафиэа, ¿намети клеток) трансформируется в бол-e округлую, sjuMnuwMK/w или »¡нт шаровидную. Для х&рэкте-рисгнки форш кдаок мы №иоЛ£*ои>д>1 vaKOfl параметр как соотношение поперечного и продольного диаметров - D1/D2. По мере продвижения к дкафкзу клоткп стшиытсй крупнее: визрастсет н.< поперечный и, ссоОенно. продольный диаметр. Б соответствие о зтим увеличивается аловядь иечеии» лл-'-ткп (лакутО, видитя на срезе (3). Учитывая .атк квийстю клеточной совокупности, мы допытались связать клотичнуп корфологи.о с этими, довольно простыми, кге-точным« параметрами. ОСкич <v юншш^м для такого соотнесения момет ''лу-tjMf,, очевидце, полохгние кл«.тчй я колонке, ее удален-

-.12 -

ность от эпифиза, поскольку именно с положением связаны определенные стадии или фазы июненного цикла.

Толлгина пластинки эпифиз?рного хряца бедренной и Сэльшебер-цовой костей крыс с,возрастем уменьшается и, как показали каш подсчеты, в основном за счет уменьшит числа клеток в колонках. Так, перед . началом воздействия углекисло-радоновыш водами у крыс 2-х месячного воэрастг колонки хондроцитов включают 11, В клеток в зпифиварном хрйи^э бедренной кости и 16,1 клеток боль-сэберцовой, а к концу эксперимента, т. е. почти чероа 28 суток эксперимента - уже 0,99. клеток и 11,7 соответственно, очевидно, что по ыере согревания Кооти ,и онижния темпов роста, хондроци-ты быстрее '■•прошзаго" своЯ шш.

Несмотря на,уменьшение количества клзток в. колонка, изменение их форыы остается столь кэ в&коношрным. ГЬ мере продвижения к диафизу интенсивно возрастает нродольный диакэтр хоядро-цитов. Используя регресскднньй анализ,.мы наши, что зтот.прирост диаметра в зависимости от положения клетки , .дучю всего описывается экспоненциальной зазксашстыр : I у,- ехр (а+Ьх) 3, где х - координата клетки иди ее порядковый номер, начиная от эпифиза; у - значения параметра; а и Ь - коэффициенты Интересно, что начальные и конечные значения экспонент, описываиадх изменения диаметра, практически не различаются в колонках, содержащих разное число клеток или у крью разного возраста. Это свидетельствует о том, что иеменяютсй лишь темпы прироста параметра, но йе конечные вкачевия. Шнга полагать, что в любом случае клетки проходят жианенный Цикл полностью, но с разной скоростью. Столь кэ еаконошрно, в соответствие с экспоненциальной моделью, изменяется на гггютякении калонга! площадь сечения ' клеток - интегральный показатель их размеров. Возрастание площади почти очень хорош коррелирует с приростом продольного диаметра (г-0,077). Динамика формы клеток, точнее параметра,опи-сываюсзго форму - 01/02, в целом повторяет экспоненту. Значения отношения И/02 стремятся к 1.0, однако в контрольном материале они этого предела не достигает.

Таким образом, накопление морфологических признаков, характеризующих созревание и старение хондроцитов в колонке, «огню достаточно определенно сопоставить с динамикой клеточных пара-

метров, изменения которых описываются экспоненциальной иоде лыс. Поскольку морфология клетка загасит от ев' положения, а, следовательно, от стадии жзненного цикла, ш моязм заключить, что экспоненциальная вависи-жэсть параметров от положения, является вполне адекватной математической моделью, воспроизводящей жизненный цикл хондроцитов эпифнэврного хряща. Очевидно, что сравнение экспонент, описывающих клеточные параметры в равных экспериментальных ситуациях, позволяет нам анализировать э$фект воздействий и, тем самый; судить о темпах остэогенеза в вонв эпифизарного хряп.а.

AAA

Если ориентироваться на внешние морфологические признаки, характеризующие отдельные клеточные формы в пластинке эпифизарного »ряда, вряд ли можно кайти явные отличия на препаратах, относящихся к контрольным группам животных и к группам, подвергавшимся воздействии гипокинезии к углекисло-радоновых вод. Клетки сохраняет свою упорядоченность, группируясь в колонки; шр$ология и г.арамзтрн иг, по шре продвижения к диафкзу изкэ-няются, по-еидшюиу, ьполпе закономерно.

1!ы уж отмечэда, что при гипокинезии и воздэйствии углекис-до-радоновых вод тодаша епкфизарной пластинки существенно изменяется: при гипокинезия - зочрастает. Эта разница в тонкие закэтнз н пое! визуальном изучении гистологических препаратов. Как показали подсчета, Еоврастелие толэины хряща при гипокинезия связано с увеличением числа клеток в колонках ( в контроле - 11,8 клеток з эпифичарном хряке ведренной кости и 15,1 клетка з большеберцовой, при гипокинезии - 19,4 клетки и 26,5 соответственно). Причем, величина клеток, если ориентироваться на :;е-которий средний продольный диаметр, остается той а».

Воздействие углекисло-радоновых вод приводит к тому, что число клеток в колонках существенно уменывается по сравнения с "чистой" гипокииэвивй (сравнивался материал от диботных соот-автг:-тру1ог!9го возраста). Достоверные различия появляются, начиная со II срока наблюдения, т.е. посла 7-го сеанса воздействия. К концу эксперимента среднее число хондроцитов в колонках у животных rpjnnu TRn практически кэ отличалось от контрольных. Орианпфово'шаз рлсчзты ii-''l'<~itria\ot, что число cawss колонок,

которое приходится на единицу длины линии храшд при гипокинезии к радоне не отличается от контрольных. Возможно, что этот показатель косвенно характеризует пролифератквкый потенциал хонд-роблаотов в зоне, ближайшей к епкфиау. Во всяком случае, есть основания полагать, что эффекта гипокинезии и углекисло-радоновых вод реализуются, преимущественно, благодаря влиянию на жизненный цшгл хондроцитов в самом эпкфиаарном хряцо.

При исследованных ситуациях морфология хондроцитов позволяет установить принадлежность нх к той или икай зоне, однжэ сами 8оны при гипокинез»! становятся гарэ, в них возрастЕЭ! число »иеток. Особенно вадатно ото в коне кальцифицирущегося хряща. Если в контроле число лакун -содержат« детрит не более 3-4, то при гипокинезии оно возрастазт до Б - С. Радон суг*гствеино "нормализует" картину.

Весьма показательным и эффективном является анализ параметров экспоненциальной вависимости, сп^сызЕацэй изменения клеточных размеров - 01,0?,, 01/02 и 3. Во-первых, начальные сначенкя эадпонент (точка пересечения с осью ординат) и конечные (максимальные величины параметра в данной совокупности клеток) практически те из. что.и в хряпах контрольных животных. Это свидетельствует о неизменности клеточных размеров, однако номер новации (положение), которую эанимаэт клетка соответствуют^ размеров существенно изменяется.. При гипокинезии ею полоюеике смзиается к диафнву на 30 - 40Х. Воздействие углекксяо-радоно-вьк вод обладает обратным аффектом: если при Г максимальн&я плосэдь лакун приходится на 35 - 40 ыегку, то при Кп эха ве-лишша характерна для 22 - 24 клетке, что дате мень-лз, чем в контрольной группе ( 28 - 30 позиция). Совершенно аналогичным образом изменяются и другие параметры. Исключение составляет лишь отношение диаметров - И/02 . 4*!ы уже отмечали, что в контроле ата величина не достигает 1.0 - поперечные размеры клеток преобладают даю в самых крупных хондроцитах (лакунах). При гипокинезия ¿1/02 становится равным 1.0 к 39-40 позиции, а после воздействия радоном это вначение приходится улэ на 20 - £1 клетку. Более того, постольку клеточный ряд этим не заканчивается, отношение 01/02 продолжает уменьшаться и пример;» к 24 позиции отмечается явное преобладание продольного диаметра над

пэперечпьм - 01/D2 < 1.0. Такая динамика Форш хондроцитов может ол>иить еще одним свидетельством "удлинения" времени жизни клеток : ри гипокинезии и ого ¿ущеотаеннем "укорочении" под влиянием углекисло-радоноЕьлс вод.

Однако, наиболее информативным и пржим показателем "времени" протекания процесса является скорость изменения признака или параметра (первая производная). Б графическом отображении модели г-на определяется наюйной кривой им, Точнее, тангенсом угла иг .клона (программа оцзнигаеТ Наклон для логарифмированной экспонелты), При сравнений ¡.»езду собой этих параметров экспонент, »писыващих изменения признаков в различных экспериментальных группах, видно, что скорость протекания процесса (проживания клетками фаз развития) максимальна з группе гипокинезия + радон. Так, для хоидроцйтоа хрящей контрольных животных показатель ьаклона рачен 0.008, в группе "гипокинезия" - 0.059 (отличия вполне достоверны), а при использовании углекисло-радоновых вод на фоне гипокиневнИ этот показатель увеличивается почзн в 2 рзза (0.095). Таким ооразоы, сравнение параметров, описывй-rayix скорость протекания процесса или скорость прирест&чйя признака, показывает явное стимулирушзе действие радоновых вей и ингнбирукшрз - гипоюйювии.

При сравнении морфологии oîqk, ааккмасДО одинаковые Позиции, можно Екдеть, что при гипоккяевии накопление признаков, харшггериоущях зрелость хондровдтов и их стремив происходи? медленнее, чем в контроле и, существенно, медленнее, чем при последующем воздействии углекисло-радоновых вод. Кроме того, m обратили вшеатле на свойства, характеризующие всю совокупность клеток. В частности, окл группируются я вонах компактнее, не» редко 2-3 клетки зоны проли^рирукадго хряг$а располагайся в обшей лзкуне. Несколько гюслздяяс лакун в колонке, содержащих клеточный детрит, не очень четко отграничены от зоны формирования костчого Haïprfitea н резорбция детрита кается несколько замедленной. Морфология хондроцитов при воздействии углеклело-радоновых вод практически идентична контрольной.

Таким образом, и научение структуры хондроцитов, и резул таты регрессионного misMidi свидетельствуют о том, что длительное шчение плп(ш&ярстй не является фщсто!~>см деструк

тканого характера. Неблагоприятный эффект гипокинезии на оетео-генез реализуется черев влияния на параметры жизненного цикла клеток в пластинке эпифизарного хряка. Поскольку функциональная активность хондроцитов связана почти исключительно с синтезом компонентов хрящевого магрикоа и от его состава зависит уровень и темпы кальцификации, можно потагать, что замедленный оотеоге-кез в условиях гипокинезии существенно определяется "удлинением" сроков готовности хряя^вого матрикза или недостаточными темпами синтеза некоторых его кошонентов (гликозаминоглика-нов). Паии измерения концентрации кальция и фосфора в сыворотке крови экспериментальных животных показывают, что при гигакине-вии существует явная гиперкалыш- к гиперфос&зтемия. Инь»ш словами, недостатка в шнеральчих ког,¡лопатах нет. Углекисло-радо-новыэ воды обладают способностью уменьшать уровень кристаллоидов даже у интактных животных и вызывают явный гипокальця- ч Гипофосфагешческий эффекты у1 животных, перенесших гипокинезию. Есть основания полагать, что механизм нарушения минерализации при гипокинезии локализован, очевидно, в семой пластинке эпифизарного хряща и зависит от неспособности хрящевого матрикса связывать соли кальция и формировать центры кристаллизации. По-сущэству, можно обсуждать изменение временных параметров зтого процесса, связанное с влиянием гипокинезии на жизненный цикл хондроцитов. Гипошшееия приводит к расстройству цитологических механизмов, определящих время жизни клеток, с-нижаат темп их развития и, следовательно, функциональную активность.

Углекисло-радоновыэ воды способны стимулировать процесс костеобраэования даже у интактных ливогньос и оказывает1 явный эффект, корригирующий последствия гипокинезии. Влияние радона проявляется также В снижении концентраций кальция я фосфора в сыворотке крови. Важно подчеркнуть, чтс этот эффект сочетается с активацией жизненного цикла клеток в пластинке эпифизарного хряша.

ЕШЮДУ

1. У интактных крьк линии Втетар с воврастоы на фоне увеличения массы, продольных и поперечных размеров газовых, бедренных и бсльиеберцовых костей, толщины компактного слоя трубчатых костей происходит уменьшение толщины их суставных и эпифизарних хрядей, причем уменьшение толщины пластинки эгшфиварного хряп» сопровождается снижением общего количества хондроцитов, форми-рущьх колонки клеток.

2. Продольный роет трубчатых костей в наиболее активной зоне эпифлаарного хряща определяется жизненным циклом хондроци-тов, которые по мере созревания и старения, закономерно изменяют своя ыорфометрическне параметры - продольный и поперечный диаметры и площадь сечения. Сазы етзненного цикла клеток определяют нк положение в колоннах, Форму и размеры. Изменения <|.ор-мы и параметров клеток в эпк^изарном хряшэ по мере продвижения от эпи&мза к диафизу воспроизводятся экспоненциальной моделью, которая адекватно отражает клеточный кивнзниый цикл хонкроци-тов.

3. Длительное ограничение двигательной активности является адекватной экспериментальной моделью наругюшя остеогенеаа. В условиях гипокинезии проявляется задержка продольного и поперечного роста плоских и трубчатых костей гавозой конечности, уменьшение толщины их кояпактнаго слоя, раскисание суставных и зпифиэарных хрядай, увеличение количества хондроцитов в колонках, а такт® пшеркзльциемия и гиперфосфатемия.

4. При гипокинезии накопление удьтраструктурных признаков, характеризующих созревание и старение клеток в колонках хондроцитов (нарушение пространственной упорядоченности й <$орш цис-терн-эндоплаздатического ретикулвма, появлениэ в цитоплазме лн-лидных капель, увеличение количества либосом и участков дистрофии, распад" и дегенерация клеточнш мембран), происходит с йояыаей интонсикпостью, чем в контроле. В соответсвии с этим процессом уменьшается скорость изменения параметров, характери-зутскда жизнинш'й цикл хондроцитов.

Б. По данным сотоо- и гистомотрического аналкза углекис-ю-радонозие воды я услосяйк гипокинезии окаашают шраканный

корригирующий эффект, проявляющийся в стимуляции процессов кон-дро- и остеогенеза: увеличивается масса, продольные и поперечные размеры, а такие толщина гампактного слоя, трубчатых костей; уменьшается толгцина суставных и эпифизарных хряпай и количество клеток в них.

6. Результаты ультраструк. урного исследования и математического моделирования в условиях воздействия на животных угле-кисло-радоновой водой свидете-ц>ствуюг об увеличении, по сравнению с контролем и гипокинезией, те;,став согревания и старения клеток в колонках хондроцитов зякфизарного кряща, что, в сочетании с гипокааьгиэмическим и гипофэсфатешчэогаш эффектами, определяет нормализации хондро- и остеогенееЗ-

7. Максимальный роете?имулиру ад:г. эффект воздействия угле--кисло-радоновых вод на кости тазопой конечности б контроле и при моделируемой гипокинезии проявляется в период их последействия.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО КСБОЛЬЗОВАйаЗ РЕйУЛЬТАГОВ ИССЛЗДОВЛКШ Угле кисло-радоновые воды шгут быть использованы для коррекции нарушений остеогекева, наступающих вследствие длительной обездвиженности.

Зависиюзть изменения параметров хондроцитов в зпифиаарноы хряшэ от их полегания адекватко описывается экспоненциальной моделью, которая может бить использована для анализа трансформаций хряпа при различных экперимантальных ситуациях.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИЙ 1. Закономзрности остеогеиеза в норме и при экстремальных воздействиях //НРБ: Стара Saropa. - X Юбилейный конгресс анатомов, гистологов и эмбриологов.-1С89.-С. 23-24. (соавт. Коган Б. II, Оншшзако RE).

Z. Влияние углекисло-радоновых вод на рост костей задней конечности экспериментальных животных // Сб. Стресс и патологии опорно двигательного аппарата. - Харьков, 1989.- С. 174,

3. Шрфэметрия скелета при коррекции гипокинезии утлекмо-.-до-радоновыми водами //Сб. Актуальные вопросы морфологии. - Черновцы,! seo, -с. ИЯ.

4. Влияние углекислз-р.эдоноэой воды да ¡ашунологичэский го-кэостая крш // 2-я Всерфмогскэя науч. практ. конф, дор&атоло-гов и курортологов. - Язвоз, 155)1. -0.161-162. (соавт. Соловьева Л. А., Гунас К. а , Ободенскка А. А.).

б. Адаптация, скелета при коррекции гипокинезии углекис-до-радоновьмя водаш // Тео. докл. науч. Прага, копф. Минск, 1991.-С. 83. (соавт. Коган В. И.).

б. Применения радоновых вод. как средства коррекции морфоге-неаа костной ткани пра гипокинезии // Сб. Шрфэфуккциоиальныэ механизмы адаптации спортивной деятельное«! - Москва, 1691. -Бып.1.- 0.31.

?. Морфология 01сэлета при коррекции ограничения подвижности радоновый! водами //Теа. сами, по кед. и спорт, антропологии. -Тернополь, 1991.- С. 01.