Автореферат и диссертация по медицине (14.00.02) на тему:Особенности роста, строения и формообразования костей скелета при различных температурных режимах

58' 0 6 9 2'

Харьковский "медицинский институт

На правах рукописи

Чиоголинова Лариса Ивановна

ОСОБЕННОСТИ РОСТА, СТРОЕНИЯ И ФОРМООБРАЗОВАНИЯ КОСТЕЙ СКЕЛЕТА ПРИ РАЗШШХ ТЕМПЕРАТУРНЫХ РЕЖИМАХ

14.00.02 - Анатомия человека

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Харьков - 1992

Работа выполнена в Луганском медицинском институте

Научный руководитель : заслужены! деятель науки

и техники Украины, доктор медицинских наук, профессор ^ В.Г.Ковшяников

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук,

. профессор Е.Я.Панков

доктор медицинских наук, профессор Я.И.Федожж

Ведущая организация - Киевский ордена Трудового Красного Знамени медицинский институт им. академика А.А. Богомольца

Защита диссертации состоится "ШОПА 1992 г.

* в ^ 3 ~Л0 часов на заседании специализированного Совета Д 088.23.03 при Харьковском медицинском института / 310022, г.Харьков, проспект Правда, 12, кафедра анатомии человека /.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотека Харьковского медицинского института / 310СШ, г. Харьков, пр. Ленина, 4 /

Автореферат разослан " с>| А 9- 1992г.

Ученый секретарь специализированного Совета доцент

И. В.Сорокина

I, ОБЩА,! ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Изучению влияния различных уикто-ров>гв.не?Щйп срзды на организм человека в настоящее время уделяется большое внимание как отечественных, так и зарубежных ученых. Слодаая экологическая обстановка, а такиз производственная деятельность постоянно сталкивают человека с меняющимися условиями внешней среды, в том числе температурным фактором. Исследованиями. М.Г.Привеса /1967,1976/, Б.Я.Когана/1989/, Ф.З.Судзиловского, З.Н.Комиссаровой /1989,1990/, Д.М.Маяуги /1930/, В.Г.Ковешни-кова /1980,1989/ л некоторых других авторов доказано, что костная система характеризуется выраженной пластичностью и обладает чувствительной реакцией через обменные процессы на воздействие эндогенных и экзогенных факторов. Возникающие при воздействии факторов окружающей среды преобразования в костной система могут служить показателями благоприятного или вредного их влияния на организм в целом.

Температура является неотъемлемым фактором внешней среды. На любое повреждающее воздействие, будь то химический агент, ультрафиолетовое'облучение либо гамма-радиация, ультразвук или электрическое поле, всегда накладывается температурная варианта, С воздействием высокой температуры постоянно встречаются рабочие горячих цехов, котельных, глубоких шахт, труженики сельского хозяйства, жители южных районов. Низкая температура - постоянный спутник человека в северных широтах, на холодильных предприятиях. Изучение холодового воздействия на состояние организма имеет несомненную актуальность для авиакосмической и морской медицины, полярной медицины и т.д. Кроме того, до сведениям некоторых авторов /В.Д,Романвнко,1975; Н.А.Федоров, 1979; А.А,.Френкель с соавт.,1986/ в общей цели регуляции гомеостаза организма в условиях изменения его взаимоотношения с повревдащими факторами среды ведущую роль осуществляют основные компоненты: гормоны-цинли-ческие нуклеотвды-кальций. В связи с этим, особое значение приобретает изучение костной системы, являющейся

основным депо кальция и осуществляющей в отношении его буферно-регулируюшую функцию /У.Ныоман, М.Ньшан,1961/, а такдз исследование участия костной системы в температурной адаптации организма.

Морфогенез изменен]»! в костях при различных температурных режимах слокен и до сих пор недостаточно изучен. Влиянию температурного фактора на костную систеь/у посвящены лишь единичные исследования. В основном они касаются на общих, а локальных тепловых и криовоздействий на отдельные костные структуры, недостаточно отражен возрастной аспект реакций костной системы на изменения температурного режима. Все это обуславливает актуальность изучения морфологических, химических и биомеханических изменений костных структур при различных температурных режимах.

Цель работы.Целью настоящего исследования явилось изучение особенности! роста, отроения и формообразования скелета при различных температурных режимах в зависимости от возраста и возмоисность коррекции повреждающего воздействия шрацетамом.

Основные задачи исследования.

1. На экспериментальном материале изучить особенности роста, строения и формообразования костей под влиянием режима перегревания в зависимости от возраста.

2. Изучить на- экспериментальном материале особенности роста, строения и формообразования костей под влиянием режима переохлаедешш в зависимости от возраста.

3. Определять динамику изменения химического состава костей при различных температурных режимах.

4. Установить влияние различных температурных режимов на формирование скелета плода в процессе эмбриогенеза

у крыс. .

5. Изучить возможность коррекции неблагоприятного влияния экстремальных температур с помощью лирацетама.

Научная новизна. Впервые на экспериментальном материале проведены системные исследования особенностей роста, строения, формообразования, минерализации и прочностных свойств скелета при действии на организм высоких или низких температур окружающей среда. Получены новые данные о

характере изменений в костной системе, особенностях морфогенеза костей в процессе адаптационных преобразований, выяснены новые закономерности в динамике метаболизма и жизнедеятельности костной ткани в процессе развития и старения при различных температурных режимах. Изучено влияние высокой л низкой температур лкружающей среды в период беременности самок на развитие скелета плодов. Исследована возможность коррекции пирацетамом повреждающего действия экстремальных температурных режимов на рост и развитие костей.

Практическая ценность. Проведенное исследование позволило выяснить особенности морфогенеза костей пол; воздействием различных температурных режимов» Полученные данные дополняют представление о реакции костной системы в различные возрастные периоды на неблагоприятные внешние воздействия и могут быть использованы при разработке мероприятий по коррегированию повреждающего действия высоких и низких температур на костную систему. Данные о мори.офункциональных преобразованиях скелета в условиях переохлаждения или перегревания организма внедрены в преподавание раздела "остеология", практику НИР и здравоохранения в ряде медицинских институтов.

Основные положения, выносимые ня защиту:

1. Темпы роста, формообразования и минерализации костей изменяются в зависимости от температуры окружающей среды.

2. Повреждающее действие различных температурных режимов заключается в нарушении процессов роста, деминерализации костей, усилении резорбции и понижении прочностных характеристик скелета.

3. Выраженность и направленность изменений зависят от возраста организма, вида и длительности температурного воздействия.

4. Отклонение температуры окружающей среды от обычных значений в течение беременности влияет на размеры ядер окостенения плодов: при повышенной температуре их площадь меньше контрольных значений, а переохлавдение приводит к увеличению площади ядер окостенения плодов.

5. Коррекция повревдающего действия на костную систему различных температурных режимов пирацетамом снижает интенсивность проявления как теплового, так и холодового влияния.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на:

1. У1 научной конференции молодых ученых и специалистов института, Ворошиловград, 198:).

2. Научно-практической конференции "Экология человека. Механизмы интеграции биологических систем.Проблемы адаптации", Ростов-на-Дону,1990.

3. Регионарной конференции студентов и молодых специалистов "Вопросы клинической иммунологии, иммуно-морфологии и медицинской генетики", Луганск,19Э0.

4. ХХУ1 областной научной конференции молоднх ученых-медиков, Ивано-Франковск,1991.

5. Заседании Областного общества АГЭ,Луганск, 1992.

публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ.

Обьем и структура работы. Диссертация изложена на 224 страницах машинописного текста, содержит 49 рисунков и 57 таблиц. Состоит из введения, обзора литературы, глав "Собственные данные", "Обсуждение результатов собственных исследований", выводов, указателя литературы, содержащего 261 источник, из них 135 иностранных. Весь материал, представленный в диссертации, получен, обработан и проанализирован лично автором.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Материалы и методы исследования^ Экспериментальное исследование проведено на 372 белых крысах-самцах линии Вистар различного возраста. Проведено четыре серии опытов. В 1 серии было изучено влияние различных температурных режимов на рост, строение и формообразование костей неполовозрелых крыс и коррекция их пирацетамом. Во вто-тои и третьей серии воздействию экзогенной гило- и гипертермии подвергались ..швотные репродуктивной и старой возрастной группы. В 1У серии эксперимента исследовали влияние различных температурных режимов во время беременности самок крыс на развитие скелета -плода. Крысы каг-

дой группы распределялись на подгруппы в зависимости от продолжительности эксперимента /7, 15, 30 и 90 дней/. Изучение влияния высокой температуры проводили путем помещения подопытных яивотннх в специальную термокамеру, работающую на автоматическом рэ:*имз в диапазоне температур 42-44°С при относительной влажности 50$ и активной вентиляции. Перэохладдение крыс проводили с помощью содержания гаивотных в холодном помещении при температуре воздуха -2 -4°С. Эксперимент проводился по б часов ежедневно соответственно срокам эксперимента,, Коррекция влияния различных температурных режимов на кости скелета производилась на крысах неполовозрелого возраста, которым парентерально вводили шрацетам в дозе 100 мг/кг веса ежедневно перед началом эксперимента в течении 30 суток. По истечении времени эксперимента швотных забивали де-капитацией под эфирным наркозом. Освобождали от мягки* тканей кости скелета: плечевую, бедренную, большеберцовую, тазовую и 3 поясничный позвонок, взвешивали их на аналитических весах МА-200 и измеряли по методике ».БиагвЬ

(1926) .Для гистологического исследования участки кости из проксимальных эпифизов и середины диафизов болыпебер-цовых костей фиксировали 10$ нейтральным формалином, де-кальцинировали 5% муравьиной кислотой, заливали парафином. Готовили срезы толщиной 8-10 мкм, которые окрашивали гематоксилин-эозином. Микроморфометрическое исследование проводили с помощью окулярного микрометра М0В-1-15хГ0СТ 786556 и окулярной измерительной сетки микроскопа МЕИ-3. Калибровку измерительных приборов осуществляли о помощью милиметрового отрезка ГОСТ 7513-55. Измеряли общую ширину эпифизарного хряща, ширину зон индифферентного, пролифври-рущаго.и дефинитивного хряща, содержание межклеточного вещества в эпифизарном хряще, долю первичной спонгиозы и количество остеобластов в зоне остеогенеза. На препаратах диафизов измеряли диаметры остеонов и их каналов.

Определяли содержание воды, органических и минеральных-веществ весовым методои/ Ю.В.Новиков н соавт.,1969/. В озоленном остатке определяли процентное содержание.натрия и калия на пламенном фотометре ПА2-1/Н.С.Полуэктов, 1967/,

фосфора и кальция - колориметрическим методом с использо- ~ ванием стандартных наборов фирмы "Лахема".

Определяли механические характеристики бедренной кости. Из середины диализа изготавливали шлифованные образцы, микротвэрдосгь которых определяли с помощью микротвердо-метра ШГ-3 /Б.З.МоттДЭбО; А.А.Иванько, ГШ/.

Дня исследования скелета новорожденных крысят их фиксировали в 96' спирте и готовили тотальные препараты, окрашенные ализариновым красным. Участки окостенения исследовали под бннокулярной лупой МБС-1 при увеличении в 16 раз. Измеряли максимальную длину и ширину участков окостенения.

Полученные цифровые данные обрабатывай статистически /М.Н.Степнов, 1985/ на мшсро-ЭВМ"Электроша<а" МК-51 и Ж-61. Вычисляли средние арифметические, их ошибки и средние квадратичные отклонения. Достоверность различий оценивали с использованием критерия Стыодента, достаточной считали вероятность ошибки менее 5% /р <0,05/.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ.

В соответствии с задачами исследования, для установления величины и направленности изменений изучаемых показателей, а также для'определения закономерностей строения и развития костной системы крыс в норма на протяжении экспериментального периода проведено изучение скелета кивотных контрольных групп*

Кости неполовозрелых животных характеризовались мак-, симальной интенсивностью ростовых процессов, что выражалось в наибольших темпах прироста. Эпифизарный хрящ у неполовозрелых животных через 7 суток наблюдения имел наибольшую ширину и составлял 762,23+3,5 мкм. Он имел хорошо выра.-генноэ зональное строение. В этот период максимальным было также процентное содержание клеток в зоне остеогенеза - 78,85+0,55^ и доля первичной спонги-озы, что согласуется с данными литературы /В.Н.Павлова и соавт.,1988/. С возрастом происходит постепенное сужение зпкфизарного хряща. Так, ширина эпифлзаряого хряща неполовозрелых животных за весь период наблюдения уменьшалась в среднем на 279,12 мкм, у половозрелых на 57,94 мкм и у старых животных - на 51,27мкм. Однако полностью эпифи

зарннй хрящ на исчезает, что свидетельствует о непрерывном росте этих животных. Суненяе эпифизарного хряща происходи дило,в основном, за счет уменьшения размеров зоны проли-ферирующих хондроцигов и составило за период наблюдений у неполовозрелых крыс 13?,27шш, для репродуктивных -55,61мкм л у старых животных лролиферирукщий хрящ был сунэн на 18,82мкм, а ширина дефинитивного хряща - на 24,28мим. В процессе развития и старения интантных аизот-ных снимается также процентное содержание клеток и доля первичной спонгиозы.

При исследовании диафиза длинных трубчатых костей обращает на себя внимание увеличение поперечных размеров середины диафиза, преимущественно, в неполовозрелом и репродуктивном возрасте в среднем ежемесячно на 0,¿1мм и 0,23ш соответственно. Активная структурная перестройка, особенно в неполовозрелом и репродуктивном возрасте, приводит к постеленной компактизации межклеточного вещества и замещению первичной грубоволокнистой ткани пластинчатой. Первичные оотеоны лакунарной форш с расширенными каналами постепенно заменяются генерация.».® вторичных остеонов, имеющих более компактное строение, с несколько суженным просветом канала и уменьшенным диаметром. Б старом возрасте диаметр канала остеона увеличивается в среднем на 1,59 мкм, за период наблюдения» что свидетельствует о преобладании процессов резорбции над процессами костеобразованяя и замедлении процессов перестройки, костной ткани в этом возрастном периоде.

При изучении данных остеометрии выявлено непрерывное увеличение размеров костей интактных швотных.

Изучение химического состава скелета интактных крыс показало, что с увеличением возраста возрастает минеральная насыщенность костел, падает содержание воды и , в меньшей степени, органических веществ. Так, влажность костной ткани снижается от 56,85+0,41$ в неполовозрелом возрасте до 38,02+1,69/2.' в старой возрастной группе, что свидетельствует о преобладании темпов минерализации над био-синтэтическики процессами с течением времени.

С возрастом меняется также соотношение макроэлементов в минеральном компоненте костей интактных животных.

- о -

При этом, возрастает содержание солей кальция .и, в меньшей степени, содержание солей фосфора, что отражает тенденцию постепенного перехода о возрастом аморфного кальций-фосфата в нераатворимый гидроксиаппатит. Насыщенность костной ткани гвдрофольными элементами в период исследования такта падает. В возрастном аспекте от неполовозрелого до старого возраста конце нтрэдкя солей натрия уменьшается от 1,5+0,95$ до 0,56+0,01$ соответственно,"а солей калия с 1,46+0,$1# у неполовозрелых до 0,33+0,09$ у старых животных, что может быть связано с постепенным снижением влажности костей в процессе онтогенеза.

Одновременно с усилением минерализации и повышением содержания солейкальция с течением времени растет твердооть костей. У неполовозрелых животных показатели микротвердостк составляют 447,45+4,54 Мн/ы^. Максимальных значений микротвердость достигает в старой возрастной группе на 7 суткв наблюдения, когда достигает 840,36+6,97МН/Ы2. В дальнейшем, в старой возрастной груше отмечается отрицательная динамика этого показателями на 90 сутки наблюдения микротвердость доставляет в среднем 706,12+13,65 Мн/м^, что может быть следствием преобладания резорбционных процессов над пластическими.

При отклонении температуры окружающей среды в сторону повышения или понижения, изменения роста и формообразования скелета носили разнонаправленный характер и зависели от возраста животных.

При периодическом перегревании животных в условиях термокамеры через 7 и 15 суток в группе неполовозрелых и старых животных отмечалась тенденция к активизации продольного роста, которая выражалась как увеличешеи продольных размеров длинных трубчатых костей, так и увеличением общей ширины эпифиз арного хряща в среднем на 5,77$ и 3,3$ у неполовозрелых и 8,65$ и 6,43$ у старых животных. В репродуктивной возрастной группа влияние высокой температуры окружающей среды угнетает рост; костей в даинучерез 7,15 и 90 суток эксперимента, при этом ширина эпифизарного хряща уменьшается в среднем на 6,26$, 11,84$ и 12,9$ соот-

потстввто. Угнетение продольного рсста на 30 и 90 сутка теплового воздействия характерно и для старых крыс, что оолроводцается суаением дшривд эпифизарного хряща по сравнению с контрольными показателями на 5,4$ и 9,4$ соотвэт-отвендо за счет уменьшения всех его зон. Одновременно,и в репродуктивном, и в старом возраоте происходит снижение процентного содержания клеток в зоне остеогенеза и доли первичной спонгиозы.Эти проявления поврездащего действия высокой температуры могут быть как следствием недостаточности систем адаптационного реагирования, так и избыточной продукции стрессовых -гормонов в репродуктивном возрасте на 7 и 15 сутки эксперимента. Расширенна эпифизарного хряща у репродуктивных животных на 30 сутки экспериментального воздействия при некотором увеличении ростовых параметров зввдетельогвует о повышении активности адаптационных процессов. Однако, наибольшее увеличение ширины эпифизарного гряща - на 26,36^ - отмечали на 30 сутки реаима перегревания з группе неполовозрелых крыс. Причем, расширение произошло, 2реимущественно, за счет увеличения ширины зоны дефинитивного хряща на 69,67$, что при отсутствии положительных изменений со стороны ростовых показателей моясет быть приз-ааком его функциональной неполноценности и разинтеграции процессов роста и созревания костей.

Поперечные размеры диафиза длинных трубчатых костей, а гакае габаритные размеры плоских и губчатых костей имели генденцию к уменьшению во всех возрастных группах, что ¡опровоадалось увеличением диаметра каналов остеонов, 1аиболее выраженное у репродуктивных животных через 90 щей теплового воздействия, когда диаметр каналов остеонов 1ревышал аналогичные показатели контрольной серии в среднем ¡а 20,82%. Это может свидетельствовать об увеличении активности и повышении концентрации паратгормона при тепловом ¡трассе и усилении, вследствие этого, процессов резорбции.

Изменения химического состава костей подопытных лсивотных юсят разнонаправленный характер в зависимости от возраста I длительности теплового воздействия. Так, в .неполовозрелом юзрасте на протяжении всего эксперимента происходит увели-шние степени минерализации на 16,78 _ 21,61^ , что на фоне

усиления процессов резорбции костей является характерным для неполовозрелого возраста и может быть связано с высоким содержанием в крови кальцитонина /Д.Теппермен, Х.Теппермен, 1989/. У репродуктивных и старых животных концентрация минеральных солей увеличивается лишь на 7 сутки ра-шма перегревания, а затем сменяется явлениями деминерализации скелета, с максимальной выраженностью у репродуктивной возрастной группы на 15 сутки теплового воздействия / на 9,94$- 11,34$ / и на 30 сутки у старых нивотных. Влажность костей отрицательно коррелировала со степенью минерализации во всех возрастных группах. Доля . органического вещества у неполовозрелых крыс имела тенденцию к понижению на протяжении всего эксперимента, у репродуктивных животных на 15 и 30 сутки, а у старых особей изменения носили разнонаправленный характер и были статистически не достоверны.

Усиление минерализации и являния деминерализации сопровождаются аналогичными изменениями концентрации солеи кальция. Обращает на себя внимание, что концентрация солей фосфора имеет тенденцию к повышению во всех возрастных группах, особенное в конце эксперимента, достигая наибольших значений в репродуктивной возрастной группе на 90 сутки воздействия, когда превышает контрольные показатели на 17,51% - 24,53$. Понижение содержания минеральных солей сопровождается изменением, кальций-фосфорного взаимоотношения, свидетельствующего о преобладании растворимых солей кальция, что противоречит возрастной динамике этих процессов/О.К.Хмельницкий и соавт,,1983/. Концентрация гидрофильных элементов в большинстве случаев соответствует изменению влажности костей. Эти изменения, наряду с нарушением гистоструктуры диафизов, коррелируют с понижением показателей микротвердости, наиболее выраженное в половозрелом возрасте на 15 сутки эксперимента, когда микрогвердость была нша на 18,74$ по сравнению с контролем.

При содержании животных в режиме периодического охлаздения в группе неполовозрелых и старых кивотных происходят однонаправленные изменения ростовой активно-

стн, вырааащиеся в некотором угнетении продольного роота костей на 7 и 15 сутки холодового влияния. Однако, к 30 суткам эта явления нивелируются. При этом, толщина эпифизарного хряща в неполовозрелом возрасте тонкие, чем у ннтактных животных на протяжении всего эксперикзнта. На 30 сутки холодового воздействия эта разница составляет 31,53?. Уменьшение происходит проицг-щзственно за счет зоны пролифзрпрующзго хряща,что свидетельствует, наряду с нарушение!.! структура хряща, о снижении его ростовых потенций. 7 старых кивотных парзяа эпифизарного хряща коррелирует с показателями остеометрии, суживаясь на 7 и 15 сутки эксперимента по отношен!® к контрольным данным ка 5,49* и 9,76а и расширяясь на 30 и 90 сутки на 10,625? и 5,49$ соответственно» В условиях действия низкой температуры окружающей среды продольные размеры костой репродук~ тивных кявотных превышают контроль на 7 и 15 сутки, одновременно происходит расширение эпифизарного хрящаг повышается процентное содержанке клеток и доля пэрзич-ной спонгкозы. Это мокет слутть проявлением активации адренэргической системы под влиянием холода/Ю.ФЛСрылов, В.Н.Гурин,1989; В.И.Лапша, 1990; Р.А.Тигранян,1990/, увеличения секреции тиреовдных гормонов /Н.А.Барабан, Г.Я.Двуречэнская,1986/, повышения концентрации сомато-тропного гормона, содержание которого, по данным Ю.Ф.Кри-лова/1987/ при холодовой воздействии сначала возрастает, а в процессе адаптации падазт»0днако избыток адаптивных гормонов, также, как истощение их запасов, понижают адаптационные возможности организма, что выражается замедлением процессов роста, сугенисш эпифизарного хряща на 27,2% и 10,00^, снижением процентного со-дэраания клеток и доли первичной спонгиоэы на 30 и 90 сутки экешримэнта соответственно.

Поперечные размеры костей под влляаяем гипотермии проявляет телдешдоэ к расширении у неполовозрелых крыо на протяжении всего эксперимента, у репродуктивных в начальные сроки, а у старых лишь на 30 сутки холодшого воздействия. Замедление прироста поперечных размэрез > ,

на 30 и 90 день эксперимента сочеталось с достоверным увеличением каналов остеонов на 16,46$ и 25,1$ соответственно, что свидетельствует об усилении процессов резорбции. Это явление можно объяснить нарушением процессов адаптации» подавлением функции щитовидной железы в результате истощения ее компенсаторных возможностей /Б.И. Соболев и соавт.,1990/,преобладанием активности паратгормона на фоне снижения концентрации кальцитонина, что может быть причиной общего остеонороза /А.М.Кайла-ков,1986/.

Изменения химического состава характеризуются явлениями нарастающей дегидратации и гиперминэралязации на ' протяжении всего экспериментального периода у неполовозрелых животных и на 7 сутки холодового воздействия в репродуктивной возрастной группа.Эти явления сочетались с возрастанием доли органического матрикса, что может быть следствием повышения концентрации патаргормона. При этом происходит не только активация процессов резорбции, но и повышение синтеза неминерализованного остоон-да / Н.А.Е^аае еЪ &1.,1982{ Ц.Квуа, ¿Г.Непйвгвоп, 1938 /. В старом возрастном периоде колебания химического состава были незначительны и характеризовались незначительным пон&гением доли органических веществ /от 7,87$ до 3,14$/ и явлениями гипергидратации.

На 30 и 90 сутки холоДшзого воздействия минерализация костной ткани снижается у половозрелых животных, при этом содержание солей кальция также уменьшается, а концентрация фосфора в течении всего эксперимента имеет положительную динамику, что возможно при качествеа-ном изменении минеральной фазы и преобладании в ней аморфного кальций-фосфата. Содержание калия соответствует изменению влажности коогей. Концентрация ионов.натрия возрастает одновременно с уменьшением насыщенности костной ткани ионами кальция, что объяснимо его способностью гетероионным обменом внедряться в поверхность кристаллической решетки ашгатита, замещая в ней ионы кальция/Д.¿Френкель и соавт.,1986/. Изменения микротвердостл отражают зависимость прочностных характеристик костей от соотно-

иения минеральной фазы и органического матрикса, от качественного состава минеральных солей, от гистоструктуры костной ткани. В соответствии с этим, у неполовозрелых животных микротвердость была понижена на 7,93$ через 15 суток переохлаждения. У репродуктивных крыс показатели микротвердости были ниже контрольных на 7,30 и 90 сутки эксперимента на 9,82$!, 4,63а и 14,72$ соответственно, а в старом возрастном периоде уменьшение микротвердости й среднем на 12,04$ и 15,02$ было обнаружено на 7 и 15 сутки холодового воздействия.

Таким образом, воздействие низкой температуры окружающей среды угнетает продольный рост костей неполовозрелых и старых животных в начальные сроки эксперимента, что сочетается с усилением процессов резорбции. У неполовозрелых животных эти явления, видимо, связаны с незрелостью высших рехуляторных центров /В.Г.Шаляпина, Н.А.Че-мыртан,1983/, несовершенством механизмов адаптации в раннем онтогенезе /Б.Р.Раимов, А.К.Кажиралиев,1990/. У старых животных это объяснимо инволютявными процессами в нэйроэндокржнной системе, понижением общего гормонального фона. Следовательно, у неполовозрелых и старых организмов адаптивно-компенсаторные возможности костной системы при различных температурных режимах выражены в наименьшей степени.

В связи с этим, на груше неполовозрелых животных в течение 30 суток нами была исследована возможность коррекции повреждающего действия различных температур на костную систему пирацетамом.

Введение пирацетама интактным животным практически, не отразилось на параметрах остеометрия, морфометрии, химическим составе и микротвердости костей, что свидетельствует об отсутствии непосредстэнного действия пирацетама на кость как орган.

' При введении пирацетама экспериментальным животным происходит нормализация остаометрических параметров большинства исследуемых костей. Состав костей также приближается к показателям возрастной нормы, сохраняя олабо выраланную тенденцию к изменениям, характерным для

данного температурного режима. При этом, перегревание с коррекцией пирацетамом способствует повышению влак-нооти, увеличению доли органических веществ в больше-берцовой кости в среднем на 2,84 и 2,85$, доля минеральных веществ соответствует возрастной норме. В то время, как отсутствие коррекции приводит к понижению доли органических веществ на 10,95$ и.повышению минерализации на 21,61$. Холодовое воздействие на неполово-, зрелых животных вызывает дегидратацию, повышение содержания органических и минеральных веществ. Введение пирацетама приближает эти показатели к нормальным. Изменения макроэлементного состава у животных, полу-чавщих пирацетам заключаются в повышении содержания кальция и фосфора и понижении концентрации солей калия и натрия. Однако эти отклонения имеют меньшую величину, чем в сериях эксперимента без коррекции.

Показатели микротвердостк в эксперименте с введением пирацетама превышают контроль на 2,58 - 9,58$, однако эти отличия -статистически не достоверны.'

Степень выраженности морфологических изменений после коррекции шрацетамом также значительно уменьшается. Так, ширина эпифчзарного хряща колеблется от 14,27$ выше возрастной нормы при гипертермии с введением пирацетама, до 8,39$ ниже нормы в аналогичном эксперименте с гипотермией, в то время, как без коррекции эти показатели отклонялись на 26,36$ и 31,53$ соответственно. При этом, пирацетам нивелирует диспропорции между зонами эпифизарного хряща, нормализует другие морфометрические■параметры.

Таким образом, пирацетам смягчает действие экстремальных температурных режимов на кости скелета, уменьшает отклонения морфологических, остеометрических показателей, нормализует химический состав, балансирует процессы роста и созревания. Это подтверждает данные В.И.Павловой /1990/ о прямом участии гамма-амино-масляной кислоты и ее производных в контроле терморегуляции. Являясь производным гамма-аминомасляной кислоты, пирацетам может,вероятно, принимать участие в терморе-

- 15 -

гуляции организма. Благодаря наличию остеорецептивной зистомы»осущ9отвля9тся прямая связь костной системы с мредними ядрами гипоталамуса, в которых находится ^ентр терморегуляции /Г.А.Янковский, 1983; Г.К.Прау-1ит,1989/. Как адаптоген и антиоксидант пирацетам,также, щраничивает интенсивность и длительность стресс-реакции, ям, очевидно, и объясняется его коррегирующее действие,

В 1У серии эксперимента исследовали влияние различных температурных режимов в течении беременности самок крыс 1а формирование скелета плода. Хроническое перегревание ! течение беременности приводит к уменьшению площади жостенения ядер большинства исследуемых костей, что гажет быть связано с угнетением обменных процессов при даптации к теплу, торможением синтетической активности леток /Э.С.Махмудов,1983/. Влияние холода на организы адак приводит к увеличению размеров ядер окостенения лодов, что может быть вызвано активацией в процессе олодовой адаптации аэробного и анаэробного гликолиза Д.С.Тимофеев, 1989i Н.Г.Волжина,1990/.

вывода

, Различные температурные режимы содержания животных называют влияние на процессы роста, строение и формо-бразоваше скелета, а также химический состав и проч-эстные свойства костей в зависимости от возраста и яительности температурного воздействия. , Шврелдающее воздействие как высокой» так и низкой эмпоратуры выражается в изменениях скелета,которые появляются в снижении темпов эпифизарного ж субдеряо-гаяьного роста, усилении процессов резорбции, гипер-гдратации и деминерализации костей, дисбалансе макро-шментного состава, понижении микротвердости-. , Адаптационные изменения костей при экзогенной гнпер->рмжи во все возрастные периоды сопровождаются умерен->й активизацией продольного роста костей, увеличением [нэральной насыщенности, оптимизацией макроэлементного ютава.

Адаптация скелета к холодовому воздействию приводит ускорению, преимущественно, субпариостального роста» понижению влажности, гиперминерализации костей, стабн-

лизации макроэлементного состава, некоторому повышению прочностных характеристик костной системы.

5. Введение пирацетама интактным животным не оказывает влияние на кость как орган. Коррекция температурного воздействия пирац&тамом снижает интенсивность проявления как теплового, так и холодового влияния, способствуя адаптационной перестройке.

6. Температурное воздействие на организм самок во время беременности оказывает влияние на процессы окостенения скелета плодов. Высокая температура приводит к уменьшению площади окостенения, а низкая - к увеличению размеров ядер окостенения скелета новорожденных животных.

ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Экологические аспекты медицинской антропологии // Тезисы конференции"Современная антропология медицине и народному хозяйству",- Тарту, 1988. - С.15-16/в соавторстве/.

2. Изучение формообразования костей крыс при хроническом перегревании методом модифицированной. остеоматрш // План работы СМУ и С на 1989 и аннотированная программа У1 научной конференции молодых ученых и специалистов институ-та.-Ворошиловград,198Э.-С.26 /в соавторстве/.

3. Влияние повышенной температуры окружающей среды на рост и химический состав костей белых крыс в зависимости от возраста // Тезисы докладов научно-практической конференции" Экология человека.Механизмы интеграции биологических систем. Проблемы адаптации".-Ростов-на-Дону,1990,- С.146 -147 /в соавторстве /.

4. Изменение роста и макроэлементного состава костей под влиянием 30-оуточной экзогенной гипертермии в зависимости от возраста// Актуальные проблемы инфекционной патологии, клинической иммунологии и медицинской генетики,- Москва -Луганск,1990. - С. 39-40.

5. Влияние хронического перегревания на рост, формообразование и механические свойства костей белых крыс // Актуальные проблемы инфекционной патологии, клинической иммунологии и медицинской генетики. - Москва - Луганск,1990.-С.4(

6. Влияние повышенной температуры на рост и химический состав костей белых крыс //Вопросы клиническое иммунологии.

ищуноморфологин и медицинской генэтики. Материалы регно-' нарной конференции студентов и молодых специалистов. -Луганск,1990. - С.11 /в соавторстве/.

7. Влияние низкой температуры окружающей среды на содержание фосфора и кальция в костях белых крыс в зависимости от возраста и длительности эксперимента// Новости спортивной и медицинской антропологии.- 1991.- вып.2.-С.18.

8. Изменения содержания кальция в костях белых крыс под воздействием различных температурных режимов // Новости спортивной и медицинской антропологии.- 1991. -вып.2. - С.18-19/в соавторстве/.

9. Вилнв р1зних температур на окостэн1ння скелету ново-народжэних цур1в// Твзи ХХУ1 обласно1 науково1 ковфарен-

■ ц11 молодих вч9них-мэдик1в. - 1вано~франк1вськ,1991. -С. 33.