| summary: | Матеріал і методи дослідження. Дослідження проведене на 270 білих безпородних щурах-самцях репродуктивного віку, взятих з віварію Луганського державного медичного університету. Початкова маса тварин складала 154,65±5,61 г, вік 60-65 діб.
Комісією з етичних питань Луганського державного медичного університету протокол № 6 від 02.09.09 встановлено, що утримання тварин та маніпуляції, які з ними проводили, відповідали Закону України № 3447-ІV від 21.02.06 р. «Про захист тварин від жорстокого поводження», які узгоджуються з положеннями «Європейської конвенцією по захисту хребетних тварин, яких використовують для експериментальних і наукових цілей» (Страсбург, 1986), Гельсінкської декларації «Про гуманне ставлення до тварин» (1964-2000), «Загальних етичних принципів експериментів над тваринами», затверджених І Національним конгресом з біоетики (Київ, 2001).
Експериментальні тварини були розподілені на 9 груп по 30 тварин в кожній. 1 групу становили інтактні тварини. 2-8 – тварини, які впродовж 60 діб щодня по 5 годин знаходились під впливом підвищеної температури у спеціальній термічній камері: 2 – під впливом 44-45˚С (екстремальна хронічна гіпертермія); 3 – під впливом 42-43˚С (хронічна гіпертермія середнього ступеня); 4 – під впливом 39-41˚С (помірна хронічна гіпертермія). 5-6 групи тварин піддавалися поєднаному впливу екстремального та середнього режимів хронічної гіпертермії на тлі динамічного фізичного навантаження (плавання в басейні 15-20 хвилин). 7-8 групі тварин на тлі дії екстремального та середнього режимів хронічної гіпертермії уводили коректор – синтетичний препарат метаболічного ряду інозин. Інозин застосовувався у дозі 20 мг/кг маси тіла внутрішньошлунково 1 раз на добу за 1 годину до перебування тварин в умовах гіпертермії (розрахунки згідно рекомендаціям Ю.Р. Риболовлева та Р.С. Риболовлева); тваринам 9 групи вводили інозин без подальшого поміщення в умови гіпертермії.
Умови хронічної гіпертермії моделювали у термічній камері, сконструйованій співробітниками кафедри анестезіології та реаніматології Луганського державного медичного університету (а. с. 1452526 АІ «Теплова токсикологічна камера» Г.О. Можаєв, В.С. Гридін, Е.О. Чолак та ін.) з контролем температури, вологості і рівня вуглекислоти повітря з 8 до 13 години впродовж 60 діб.
Тварин виводили з експерименту на 1, 7, 15, 30 і 60 добу після закінчення сеансів гіпертермії методом декапітації під ефірним наркозом. Для дослідження забирали великогомілкову, плечову, кульшову кістки та третій поперековий хребець. Кістки скелетували, зважували на лабораторних вагах ВЛР-200 з точністю до 1 мг і вимірювали щтангенциркулем типу ШЦ-1 за методикою W. Duёrst з точністю до 0,1 мм.
Для гістологічного дослідження брали ділянки з проксимального епіфізу і середини діафізу лівої великогомілкової кістки, які піддавали щадному ручному очищенню з метою збереження окістя. Фіксували в 10% розчині нейтрального формаліну, декальцінували розчином мурашиної кислоти в суміші з 10% розчином нейтрального формаліну в співвідношенні 1:1; проводили і формували парафінові блоки. Готували гістологічні зрізи завтовшки 10-12 мкм і фарбували гематоксилін-еозином. Гістологічні препарати досліджували і фотографували на цифровому морфометричному комплексі, до складу якого входять: бінокулярний мікроскоп Olympus BX-41, цифровий фотоапарат Olympus С5050Z і персональний комп'ютер.
Мікроморфометричне дослідження діафізу та проксимального епіфізу великогомілкових кісток проводили за допомогою окулярного гвинтового мікрометра МОВ-1-15× і окулярної вимірювальної сітки мікроскопа МБІ-3. При морфометрії проксимального епіфізного хряща великогомілкової кістки використовували морфофункціональну класифікацію В.Г. Ковешнікова (1980). Визначали наступні параметри: загальну ширину епіфізного хряща, ширину зон індиферентних, проліферуючих і дефінітивних хондроцитів. За допомогою 100-точкової вимірювальної сітки визначали об'ємну частку міжклітинної речовини та первинної спонгіози. Морфометрію діафізу проводили за такими параметрами: визначали площу компактної речовини, площу кістковомозкової порожнини, ширину зон зовнішніх і внутрішніх генеральних пластин, ширину остеонного шару, діаметр остеонів та їх каналів.
Хімічне дослідження кісток полягало у визначенні вмісту вологи, органічних і мінеральних речовин, які визначали ваговим методом. Для дослідження макроелементів 10 мг золи розчиняли в 2 мл 0,1 Н соляної кислоти, доводили до 25 мл бідистильованою водою. В отриманому розчині визначали вміст натрію, калію, кальцію на фотометрі атомної абсорбції типу «Сатурн-2» у режимі емісії у повітряно-пропановому полум'ї, а також вміст фосфору колориметрично по Брігсу на електрофотоколориметрі ЕФК-3.
Біомеханічні характеристики плечової кістки визначали при деформуванні її на універсальній машині навантаження Р-0,5 зі швидкістю навантаження 0,25 мм/хв до руйнування. Розраховували питому стрілу вигину, межу міцності, модуль пружності та мінімальну роботу руйнування.
Для дослідження ультраструктури мінерального компонента кістки використовували метод рентгеноструктурного аналізу. Кістковий порошок великогомілкової кістки досліджували на апараті ДРОН-2,0 з гоніометричною приставкою ГУР-5. Використовували Кa випромінювання міді з довжиною хвилі 0,1542 нМ; напруга і сила анодного струму складали відповідно 30 кВ і 20 мА. На отриманих дифрактограмах досліджували найбільш виражені дифракційні піки, по кутовому положенню яких розраховували міжплощинні відстані та параметри елементарної комірки кісткового гідроксилапатиту. Крім цього визначали розміри блоків когерентного розсіювання по рівнянню Селякова-Шерера та розраховували коефіцієнт мікротекстурування по методу співвідношення рефлексів і визначали параметри кристалічної решітки гідроксилапатиту з урахуванням гексагональної сингонії кристалів. Фазовий склад кісткового мінералу оцінювали по методиці внутрішнього контролю. Визначали питомий вміст кристалічної (гідроксилапатит) і аморфної (кальцит і вітлокит) фаз.
Цифрові дані обробляли методами варіаційної статистики за допомогою ліцензійного пакету програм «Statistica» 5.11 for Windows. Достовірність оцінювали за критерієм Стьюдента. Достовірною вважали вірогідність помилки менше 5% (р<0,05).
Результати дослідження та їх аналіз.
Дослідження росту, будови і формоутворення кісток скелета після 60-денного впливу помірної хронічної гіпертермії не виявило значущих відхилень у показниках піддослідної групи від контрольної. Таким чином, можемо стверджувати, що даний режим тривалістю 60 діб не робить несприятливого впливу на морфогенез кісток.
Вплив хронічної гіпертермії екстремального і середнього режимів впродовж 60 діб призводив до рівномірного уповільнення поздовжнього й аппозиційного росту всіх досліджуваних кісток порівняно з контрольною групою. Максимальна довжина кісток після впливу екстремальної хронічної гіпертермії була менше контрольних показників на 6,93-9,95%, поперечні розміри знижені на 5,09-10,12%. Вплив хронічної гіпертермії середнього ступеня призводив до аналогічного, але менш вираженого гальмування росту: максимальна довжина кісток була менше контрольних показників на 2,77-5,97%, поперечні розміри – на 2,86-6,02%.
Поєднана дія двох екоантропогенних чинників супроводжувалась більшою амплітудою відхилення показників, ніж вплив ізольованої хронічної гіпертермії. Найбільше відхилення розмірів кісток скелета спостерігалось після поєднання екстремальної хронічної гіпертермії та фізичного навантаження. На 1 добу спостереження максимальна довжина кісток була менше контрольних показників на 8,00-11,95%, поперечні розміри – на 7,04-11,81%. Відповідно, поєднана дія гіпертермії середнього ступеня та фізичного навантаження супроводжувалась більшою амплітудою відхилення остеометричних показників, ніж у групі з ізольованим режимом. Максимальна довжина кісток була менше контрольних показників на 3,88-7,97%, поперечні розміри – на 4,00-8,02%.
Уведення інозину згладжувало гальмівний вплив як екстремального так і середнього режимів хронічної гіпертермії. Так, через 60 діб впливу комбінації екстремальної хронічної гіпертермії з інозином максимальна довжина кісток була менше контрольних показників на 4,99-7,04%, поперечні розміри – на 2,82-6,99%. Відхилення остеометричних показників після комбінації хронічної гіпертермії середнього ступеня з інозином також були менші, ніж у групі з ізольованим впливом. Максимальна довжина кісток була менше контрольних показників на 1,94-3,01%.
Протягом періоду реадаптації ми відзначили, що гальмівний вплив хронічної гіпертермії зберігався, проте спостерігались кількісні відхилення. На 60 добу реадаптації після екстремальної хронічної гіпертермії максимальна довжина кісток була менше контрольних показників на 4,11-6,14%. Після впливу хронічної гіпертермії середнього ступеня поздовжній ріст кісток відновлювався на 60, а аппозиційний – на 15 добу реадаптаційного періоду.
Реадаптаційний період після впливу екстремальної хронічної гіпертермії у поєднанні з фізичним навантаженням характеризувався збереженням і більшою вираженістю гальмівного впливу, меншим згладжуванням різниці показників з контрольною групою порівняно з ізольованим режимом. Так, максимальна довжина кісток на 60 добу була менше контрольних значень на 4,94-6,05%, поперечні розміри – на 4,17-6,29%. Поєднання хронічної гіпертермії середнього ступеня з фізичним навантаженням також викликало триваліше гальмування ростових процесів кісток, ніж після впливу ізольованого режиму. Так, на 60 добу після припинення експериментальних дій максимальна довжина кісток була менше контрольних значень на 1,23-5,03%.
Застосування інозину сприяло меншій затримці росту кісток: при комбінації з екстремальною хронічною гіпертермією максимальна довжина кісток на 60 добу була менше контрольних значень на 2,13-4,94%, а з гіпертермією середнього ступеня – на 1,94-3,01%.
Зміни в гістологічній будові епіфізного хряща великогомілкової кістки відповідали даним остеометричного дослідження. Через 60 діб впливу умов екстремальної хронічної гіпертермії зменшення загальної ширини епіфізного хряща складало 13,89% за рахунок пропорційного звуження зон проліферуючих і дефінітивних хондроцитів на 15,18% і 14,38%, частка первинної спонгіози була менша контрольної на 11,30%, об'ємний вміст міжклітинної речовини збільшився на 12,30% порівняно з групою інтактних тварин. Вплив умов хронічної гіпертермії середнього ступеня викликав аналогічні, але менш виражені зміни: зменшення загальної ширини епіфізного хряща, зон проліферуючих і дефінітивних хондроцитів склало 11,96%, 12,62% і 12,48% відповідно, зниження вмісту первинної спонгіози – 10,32%, а збільшення вмісту міжклітинної речовини – 11,48%.
Найбільші відхилення показників спостерігалися після комбінації екстремальної хронічної гіпертермії та фізичного навантаження, де на 1 добу спостереження звуження епіфізного хряща, зон проліферуючих і дефінітивних хондроцитів склало 17,75%, 18,44% і 18,92% відповідно, частка первинної спонгіози була нижча контрольної на 17,44%, а об'ємний вміст міжклітинної речовини збільшувався на 20,08%. Зональна будова епіфізного хряща після комбінації хронічної гіпертермії середнього ступеня та фізичного навантаження змінювалася також значніше, ніж в групі з ізольованим впливом: зменшення загальної ширини епіфізного хряща, зон проліферуючих і дефінітивних хондроцитів склало 14,76%, 16,45% і 14,75% відповідно, вміст первинної спонгіози був знижений на 15,97%, вміст міжклітинної речовини підвищився на 14,75%.
Застосування інозину згладжувало відхилення показників: ширина епіфізного хряща при комбінації з екстремальною хронічною гіпертермією була менше контрольної на 11,02%, зони проліферуючих і дефінітивних хондроцитів – на 10,92% і 13,11%, частка первинної спонгіози знижувалась на 9,83%, а вміст міжклітинної речовини підвищувався на 11,07%. Після комбінації гіпертермії середнього режиму та інозину звуження ширини епіфізного хряща, зон проліферуючих і дефінітивних хондроцитів склало відповідно 5,04%, 5,39% і 6,05%, зменшення частки первинної спонгіози – 4,18%, а збільшення вмісту міжклітинної речовини – 4,51%.
Після припинення впливу умов експерименту значення показників поступово наближалися до контрольних. Так, на 60 добу реадаптації після впливу екстремальної хронічної гіпертермії ширина зон проліферуючих і дефінітивних хондроцитів відставала на 5,92% (р>0,05) і 6,57%, загальна ширина епіфізного хряща – на 5,85%, вміст первинної спонгіози був знижений на 8,90%, а частка міжклітинної речовини не відрізнялася від показників контрольної групи. На 60 добу реадаптації після впливу гіпертермії середнього ступеня ми відзначили, що всі гістоморфометричні характеристики епіфізного хряща не мали достовірних відмінностей від показників контрольної групи.
Поєднаний вплив хронічної гіпертермії та фізичного навантаження погіршував перебіг реадаптаційного періоду порівняно з умовами ізольованого режиму як в комбінації з екстремальним, так і середнім режимами. Після комбінації екстремальної хронічної гіпертермії та фізичного навантаження на 60 добу реадаптації зони проліферуючих і дефінітивних хондроцитів були менші на 8,41% та 8,59%, загальна ширина епіфізного хряща – на 8,41%, об'ємна частка первинної спонгіози – на 9,16%, вміст міжклітинної речовини перевищував дані контрольної групи на 9,24%. У той ж термін після комбінації хронічної гіпертермії середнього ступеня та фізичного навантаження зони проліферуючих і дефінітивних хондроцитів були менші на 8,57% та 6,57%, загальна ширина епіфізного хряща – на 6,94%, частка міжклітинної речовини перевищувала контрольні дані на 8,84%, вміст первинної спонгіози був знижений на 7,01%.
Застосування інозину в період впливу умов хронічної гіпертермії як екстремального, так і середнього ступеня сприяло повному відновленню гістоморфометричної будови епіфізного хряща протягом періоду реадаптації.
Вплив різних режимів хронічної гіпертермії на гістологічну структуру діафізу призводив до пригноблення аппозиційного росту довгих трубчастих кісток. Вираженість відхилень залежала від режиму впливу.
Через 60 діб впливу умов екстремальної хронічної гіпертермії було виявлено зменшення площі поперечного перетину компактної речовини діафізу на 14,06% порівняно з контрольною групою, зниження ширини зони зовнішніх генеральних пластин на 11,27% і остеонного шару на 11,48%, діаметри остеонів були на 14,15%. Зона внутрішніх генеральних пластин стала ширшою на 10,09%, площа кістковомозкової порожнини збільшилась на 14,29%, а діаметр каналів остеонів – на 14,00%. Вплив умов середньої хронічної гіпертермії викликав аналогічні, але менш виражені зміни: площа поперечного перетину компактної речовини діафізу знижувалась на 9,55%, ширина зони зовнішніх генеральних пластин – на 10,05% і остеонного шару – на 10,18%; діаметри остеонів зменшувались на 10,73%. Площа перетину кістковомозкової порожнини збільшувалась на 9,89%, діаметр каналів остеонів і ширина зони внутрішніх генеральних пластин достовірно не відрізнялись від контрольних показників.
Найбільші відхилення морфометричних характеристик спостерігались після комбінації екстремальної хронічної гіпертермії та фізичного навантаження, де на 1 добу реадаптації звуження зони зовнішніх генеральних пластин по відношенню до групи інтактних тварин склало 16,12%, остеонного шару - 15,86%, відповідно спостерігалось і зменшення площі компактної речовини діафізу на 19,66%. Діаметри остеонів були менші на 20,49%, площа поперечного перетину кістковомозкової порожнини збільшена на 19,78%, а діаметр каналів остеонів – на 18,00%. Будова діафізу після комбінації середньої хронічної гіпертермії та фізичного навантаження змінювалась також значніше, ніж в групі з ізольованим впливом: зменшення площі поперечного перетину компактної речовини діафізу склало 11,80%, звуження зони зовнішніх генеральних пластин – 12,48%, остеонного шару – 13,40%, діаметри остеонів були менші за контрольні значення на 12,20%. Зона внутрішніх генеральних пластин стала ширшою на 7,96%, площа кістковомозкової порожнини збільшилась на 15,38%, а діаметр каналів остеонів – на 16,00%.
Застосування інозину в період впливу умов експерименту сприяло меншому відхиленню показників. Так, зменшення площі поперечного перетину компактної речовини діафізу по відношенню до контрольних даних після комбінації екстремальної хронічної гіпертермії та інозину склало 10,67%, ширини зони зовнішніх генеральних пластин – 9,01%, остеонного шару – 8,89%, діаметрів остеонів – 11,22%. Зона внутрішніх генеральних пластин стала ширшою на 6,73%, площа кістковомозкової порожнини збільшилась на 13,19%, а діаметр каналів остеонів – на 12,00%. Після комбінації хронічної гіпертермії середнього ступеня та інозину зменшення площі поперечного перетину компактної речовини діафізу, ширини зони зовнішніх генеральних пластин, остеонного шару і діаметрів остеонів склало відповідно 10,11%, 6,76% (р>0,05), 7,93% і 7,80%. У свою чергу, зона внутрішніх генеральних пластин, площа кістковомозкової порожнини і діаметр каналів остеонів збільшилися на 2,65% (р>0,05), 9,89% і 8,00% (р>0,05) відповідно.
У період реадаптації значення показників поступово наближалися до контрольних. На 60 добу реадаптації після екстремальної хронічної гіпертермії достовірну відмінність від контрольної групи мали такі показники: площа поперечного перетину компактної речовини діафізу і діаметр остеонів були знижені на 5,83% і 5,26%, площа кістковомозкової порожнини збільшена на 6,48%. У той же термін після гіпертермії середнього ступеня достовірна відмінність від групи контролю була лише в показниках площі поперечного перетину компактної речовини діафізу – 4,04% у бік зниження.
На 60 добу реадаптації у групах з комбінацією хронічної гіпертермії та фізичного навантаження площа поперечного перетину компактної речовини діафізу була достовірно менше показників контрольної групи на 6,73-9,87%, зони зовнішніх генеральних пластин – на 6,19-11,01%, остеонного шару – на 6,72-10,10%. Діаметри каналів остеонів мали достовірну відмінність від групи інтактних тварин після комбінації екстремальної гіпертермії та фізичного навантаження і склали 10,00% у бік зниження.
Після комбінації екстремальної хронічної гіпертермії з інозином на 60 добу реадаптації відставали від контролю тільки показники площі компактної речовини діафізу і ширини остеонного шару на 4,04% і 4,21%, після впливу гіпертермії середнього ступеня з інозином достовірних відмінностей не відзначалось.
Умови експерименту надавали односпрямовані зміни на хімічний і макроелементний склад кісток: гіпергідратація кісток поєднувалась з їх демінералізацією і зниженням частки органічного компоненту, відповідно підвищувалась частка гідрофільних і знижувалась гідрофобних елементів. Вираженість змін залежала від режиму.
Через 60 діб впливу умов екстремальної хронічної гіпертермії було виявлено зниження частки мінерального і органічного компонентів на 6,69% і 6,25%, зменшення вмісту кальцію і фосфору на 8,92% і 5,14%, при цьому їх коефіцієнт знизився на 3,98%. Гіпергідратація кісток склала 15,09%, а концентрація натрію та калію збільшилась на 15,66% і 17,83%. Після впливу умов гіпертермії середнього ступеня зниження частки мінерального і органічного компоненту склали 4,08% і 3,74%, кальцію і фосфору – 6,03% і 3,80%, коефіцієнта цих елементів – 2,32%. Вміст вологи збільшився на 9,13%, підвищення концентрації натрію та калію склало 8,32% і 15,73%.
Найбільші відхилення показників спостерігалися після комбінації екстремальної хронічної гіпертермії та фізичного навантаження, де на 1 добу реадаптації частка мінерального і органічного компоненту зменшилася на 10,35% і 6,35%, вміст кальцію і фосфору був нижчий за контроль на 13,64% і 7,08%, співвідношення кальцій/фосфор знижувалось на 7,02%. Гіпергідратація кісток склала 20,44%, частка натрію та калію підвищилась на 18,79% і 19,23%. Амплітуда відхилення хімічного складу після комбінації гіпертермії середнього ступеня та фізичного навантаження також змінювалась значніше, ніж в групі з ізольованим впливом: спостерігалось зменшення вмісту мінеральної і органічної фаз на 6,10% і 3,67%, при цьому зниження частки кальцію і фосфору склало 7,40% і 4,45%, гіпергідратація кісток досягла 11,98%, а підвищення вмісту натрію і калію – 14,19% і 16,78%.
Після комбінації екстремальної хронічної гіпертермії та інозину частка мінеральної і органічної речовин була знижена відносно даних контрольної групи на 4,68% і 4,07%, а вміст кальцію і фосфору – на 6,24% і 2,38%, їх коефіцієнту – на 3,96%, гіпергідратація кісток склала 10,29%, концентрація натрію і калію підвищилась на 11,74% і 10,14%. Після комбінації гіпертермії середнього ступеня та інозину зниження частки мінерального і органічного компонентів склало 2,67% і 2,67%, а концентрації кальцію і фосфору – 4,13% і 2,71%, їх коефіцієнта – 1,47%, вміст' вологи був збільшений на 6,18%, підвищення концентрації натрію і калію склало 4,89% і 4,37%.
На 60 добу після закінчення впливу умов екстремальної хронічної гіпертермії гіпергідратація кісток склала 5,05-10,17%, зменшення вмісту мінерального і органічного компоненту – 2,38-5,11% і 2,34-4,88%, кальцію і фосфору – 3,63% і 2,34%, а концентрація натрію і калію у цей термін вже не мала достовірних відмінностей від контрольних показників. Після умов гіпертермії середнього ступеня нівеляція відмінностей показників хімічного складу і макроелементів після припинення дії умов експерименту відбувалася вже на 30 добу реадаптаційного періоду.
Реадаптаційний період після комбінації екстремальної хронічної гіпертермії та фізичного навантаження мав більш затяжний характер у відновленні нормальних показників порівняно з ізольованим режимом: на 60 добу зниження вмісту мінерального і органічного компоненту склало 3,68-6,89% і 1,70-2,14%, гіпергідратація сягала 6,66-11,94%. Відповідно зниження вмісту кальцію і фосфору склало на 5,99% і 3,09%, а їх – на 3,01%. Концентрація натрію і калію відповідала рівню гіпергідратації кісток, тобто була вище за контрольні значення на 7,46% і 4,97% (р>0,05). Після комбінації гіпертермії середнього ступеня та фізичного навантаження демінералізація кісток на 60 добу реадаптації склала 1,98-3,77%, гіпергідратація – 3,50-6,55%, зниження вмісту органічного компоненту, зміни концентрації макроелементів щодо контрольної групи не відзначалися.
Застосування інозину сприяло швидшому відновленню показників порівняно з ізольованим режимом. Демінералізація кісток після комбінації екстремальної хронічної гіпертермії та інозину на 60 добу реадаптації склала 1,51-3,51%, гіпергідратація 3,08-7,61%, показники органічного компоненту, концентрації макроелементів не відрізнялися від контрольної групи. Застосування інозину в період впливу умов хронічної гіпертермії середнього ступеня сприяло відновленню хімічного і мінерального складу на ранніх термінах спостереження.
Коефіцієнт мікротекстурування був меншим за контрольні дані на 11,39%, а кристаліти збільшені на 18,34%. Після впливу гіпертермії середнього ступеня розміри комірок уздовж осей а і с перевищували показники контрольної групи на 0,23% і 0,37%, а співвідношення параметрів с/а – на 0,13% (р>0,05). Коефіцієнт мікротекстурування був менший за контроль на 13,25%, а розміри кристалітів зросли на 16,71%.
Поєднання умов експерименту з фізичним навантаженням супроводжувалося посиленням негативних змін в ультраструктурі кісткового мінералу. Комбінація з екстремальним режимом призводила до збільшення розмірів елементарних комірок уздовж осей а і с на 0,29% і 0,37%. Розміри кристалітів перевищували контрольні значення на 26,81%, що більше, ніж в групі з ізольованим впливом. Коефіцієнт мікротекстурування при цьому був збільшений на 8,41% (р>0,05). За умов комбінації гіпертермії середнього ступеня та фізичного навантаження розміри елементарних комірок уздовж осей а і с перевищували показники контрольної групи на 0,30% і 0,43%, коефіцієнт мікротекстурування був зменшений на 17,51%, розміри кристалітів збільшені на 19,36%.
Застосування під час впливу умов хронічної гіпертермії інозину в деякій мірі згладжувало негативний вплив умов експерименту. Після впливу умов комбінації з екстремальною хронічною гіпертермією розміри елементарних комірок уздовж осей а і с перевершували показники контрольної групи на 0,18% і 0,23%, розміри кристалітів були збільшені на 16,56%, а коефіцієнт мікротекстурування зменшений на 6,62% (р>0,05), що значно ближче до контролю, ніж в групі з ізольованим впливом. При комбінації з гіпертермією середнього ступеня на 1 добу реадаптації розміри елементарних комірок уздовж осей а і с перевищували показники групи порівняння на 0,18% і 0,30%, розміри кристалітів були збільшені на 13,55%, а коефіцієнт мікротекстурування зменшений на 10,03% (р>0,05).
На 60 добу реадаптації в групах з ізольованим впливом хронічної гіпертермії спостерігалось відновлення розмірів елементарних комірок, розміри кристалітів були збільшені на 8,23-9,33%, коефіцієнт мікротекстурування достовірно не відрізнявся від контрольного, що свідчить про відновлення однорідності орієнтації кристалів в кристалічній решітці. Процес реадаптації у групах із впливом двох чинників характеризувався стабілізацією елементарних комірок і кристалітів, проте підвищений ступінь аморфності й зниження впорядкованості кристалічної решітки зберігались і були особливо виражені у групі з комбінацією фізичного навантаження з екстремальним режимом. Реадаптаційний період у групах із застосуванням інозину під час експериментального впливу характеризувався відновленням всіх показників ультраструктури кісткового мінералу: при комбінації з екстремальним режимом – на 60, а з середнім – на 15 добу.
Вплив умов хронічної гіпертермії протягом 60 діб супроводжувався збільшенням вмісту в кістковому мінералі аморфних фаз. Після умов екстремальної хронічної гіпертермії вміст кальциту і вітлокиту перевищував контрольні значення на 10,16% і 5,32% (р>0,05). При цьому частка кристалічної фази зменшувалась на 5,32%. Вплив умов хронічної гіпертермії середнього ступеня супроводжувалось аналогічною, але меншою за амплітудою зміною фазового складу кісткового мінералу: частки кальциту і вітлокиту зростали на 8,63% і 7,62% (р>0,05), а частка гідроксилапатиту зменшувалась на 4,31%.
Поєднання хронічної гіпертермії з фізичним навантаженням призводила до більшої аморфності кісткового мінералу, ніж умови ізольованого режиму. Після впливу умов комбінації з екстремальною хронічною гіпертермією вміст кальциту і вітлокиту перевищував контрольні дані на 29,59% і 6,98% (р>0,05), а частка гідроксилапатиту була меншою на 8,58%. Після умов комбінації з гіпертермією середнього ступеня частки кальциту і вітлокиту були збільшені на 13,60% і 11,12% (р>0,05), а вміст кристалічної фази зменшений на 6,51%.
Після умов комбінації екстремальної хронічної гіпертермії з інозином вираженість відхилень була менше ніж в групі з ізольованим впливом. Частка кальциту і вітлокиту перевищувала контрольні на 8,31% і 7,94% (р>0,05), а вміст гідроксилапатиту був менший на 4,35%. Зміна фазового складу за умов комбінації гіпертермії середнього ступеня з інозином мала аналогічний характер, вміст кальциту і витлокиту малодостовірно (р>0,05) збільшувався на 7,61% і 6,23%, а вміст гідроксилапатиту в кістковому біомінералі знижувався на 3,64%.
На 60 добу реадаптації після умов екстремальної хронічної гіпертермії частки кальциту і вітлокиту перевищували контрольні на 16,63% і 12,37% (р>0,05), а після середнього режиму – на 13,56% і 7,63% (р>0,05) відповідно. Вміст гідроксилапатиту був знижений на 7,03% після екстремального і 5,00% після середнього режиму гіпертермії.
Після комбінації хронічної гіпертермії з фізичним навантаженням на 60 добу реадаптації частка кальциту і витлокиту перевищувала контрольні показники на 18,57% і 13,45% (р>0,05) після комбінації з екстремальним і на 15,16% і 8,77% (р>0,05) після комбінації з середнім режимом. Вміст гідроксилапатиту у вказаних групах був менший за контрольні на 7,79% і 5,67% відповідно. Реадаптаційний період у групах із застосуванням інозину під час експериментального впливу характеризувався швидким відновленням показників фазового складу кісткового мінералу: після комбінації з екстремальним режимом на 30 добу, а після середнього – на 15.
При вивченні міцності плечової кістки ми виявили, що вплив гіпертермії супроводжувався зниженням міцності кісток і збільшенням жорсткості, вираженість змін залежала від режиму. Через 60 діб впливу умов екстремальної гіпертермії було виявлено зниження мінімальної роботи руйнування кістки на 15,48%, межі міцності – на 16,23%, збільшення питомої стріли вигину – на 12,57%. Вплив умов гіпертермії середнього ступеня аналогічно викликав зниження мінімальної роботи руйнування кістки на 13,42%, межі міцності – на 10,54%, збільшення питомої стріли вигину – на 12,44%.
Найбільші відхилення біомеханічних параметрів спостерігались після комбінації екстремальної хронічної гіпертермії та фізичного навантаження: на 1 добу реадаптації зниження мінімальної роботи руйнування кістки склало на 16,78%, межі міцності 20,70%, збільшення питомої стріли вигину на 19,65%. Після комбінації фізичного навантаження з гіпертермією середнього ступеня зниження мінімальної роботи руйнування кістки склало 13,55%, межі міцності – 12,57%, збільшення питомої стріли вигину – 18,44%.
Застосування інозину зменшувало відхилення показників. При комбінації з екстремальним режимом на 1 добу реадаптації було виявлено зниження мінімальної роботи руйнування кістки на 11,06%, межі міцності на 10,01%, показники питомої стріли вигину не відрізнялися від контрольних. При комбінації з гіпертермією середнього ступеня відхилення показників було мінімальним, достовірну відмінність мали тільки значення роботи руйнування – на 7,37% у бік зниження.
На 60 добу реадаптації після впливу екстремальної хронічної гіпертермії значення мінімальної роботи руйнування кістки були менше контрольних на 11,72%, межі міцності – на 18,18%, модулю пружності – на 20,32%. В той же термін після впливу гіпертермії середнього ступеня значення мінімальної роботи руйнування кістки було знижено на 8,23%, межі міцності – на 9,33%, модуля пружності – на 14,01%. За 60 діб після комбінації екстремальної гіпертермії та фізичного навантаження значення мінімальної роботи руйнування кістки було менше показників контролю на 15,41%, межі міцності – на 21,08%, модуля пружності – на 22,92%. У той же термін після комбінації фізичного навантаження з гіпертермією середнього ступеня показники мінімальної роботи руйнування кістки були зменшені на 9,09%, межі міцності – на 11,77%, модуля пружності – на 12,31%. На 60 добу реадаптації після комбінації екстремального режиму з інозином значення мінімальної роботи руйнування кістки не відрізнялися від контролю, межа міцності була знижена на 9,94%, модуль пружності – на 12,06%. Після комбінації середнього режиму з інозином відбулося повне відновлення міцності кістки.
ВИСНОВКИ
У дисертаційній роботі вирішено актуальне наукове завдання: встановлені основні закономірності морфогенезу кісток скелета після різних температурних режимів хронічної гіпертермії, а також в період реадаптації після її впливу, обґрунтовані можливі шляхи корекції морфофункціональних змін у кістках скелета за допомогою препарату синтетичного походження інозину.
1. Вплив хронічної гіпертермії протягом 60 діб здійснює пригноблюючий вплив на ріст, будову і формоутворення кісток скелета білих щурів репродуктивного віку, що виражається зниженням поздовжнього і аппозиційного росту, зміною гістологічної структури епіфізного хряща і діафизу, порушенням ультраструктури і фазового складу мінерального матриксу кістки, зниженням міцності кісток. Вираженість змін залежить від режиму впливу: максимальні відхилення реєструвалися при екстремальній, мінімальні – при хронічній гіпертермії середнього ступеня. На 1 добу спостереження після екстремальної хронічної гіпертермії частка первинної спонгіози була менша контрольної на 11,30%, а після середньої – на 10,32%.
2. Поєднана дія хронічної гіпертермії і фізичного навантаження супроводжується посилюванням негативних змін, що виникають у кістці. Вираженість змін залежала від режиму впливу: амплітуда відхилень в групі з комбінацією фізичного навантаження з екстремальною хронічною гіпертермією була більша, ніж у групі з комбінацією фізичного навантаження і хронічної гіпертермії середнього ступеня. На 1 добу спостереження після впливу поєднання фізичного навантаження й екстремальної хронічної гіпертермії розміри кристалітів перевищували контрольні значення на 26,81%, а після дії поєднання фізичного навантаження і хронічної гіпертермії середнього ступеня – на 19,36%.
3. Застосування під час впливу умов хронічної гіпертермії як коректор інозину внутрішньошлунково в дозуванні 20 мг/кг щодоби в деякій мірі згладжувало негативний вплив умов експерименту. Вираженість змін залежала від режиму дії: амплітуда відхилень при комбінації інозину з екстремальною хронічною гіпертермією була більша, ніж у групі з комбінацією інозину з хронічною гіпертермією середнього ступеня . На 1 добу спостереження мінімальна робота руйнування в групі з комбінацією інозину й екстремальної хронічної гіпертермії зниження мінімальної роботи руйнування кістки склало 11,06%, а після впливу комбінації інозину і хронічної гіпертермії середнього ступеня – 7,37%.
4. У реадаптаційний період після впливу ізольованих режимів хронічної гіпертермії виявлені відхилення відновлювалися: нормалізувався рост, гістологічна структура епіфізного хряща і діафизу, хімічний і макроелементний склад, ультраструктура і фазовий склад мінерального матриксу, біомеханічні параметри кістки. Ступінь нівеляції виявлених відхилень після закінчення реадаптаційного періоду залежала від режиму впливу: відновлення морфофункціональних характеристик після хронічної гіпертермії середнього ступеня відбувалося практично в повному обсязі, а після екстремальної хронічної гіпертермії майже всі показники достовірно відрізнялися від контрольної групи.
5. Реадаптаційний період після комбінованого впливу хронічної гіпертермії і фізичного навантаження протікає з меншою нівеляцією негативних змін, наявних у кістці. Відновлення морфофункціональних характеристик після поєднання фізичного навантаження і хронічної гіпертермії середнього ступеня відбувалося у більшому обсязі, ніж після комбінації з екстремальною хронічною гіпертермією.
6. Внутрішньошлункове застосування інозину в дозуванні 20 мг/кг під час впливу умов хронічної гіпертермії сприяє швидкій нівеляції виявлених негативних змін протягом реадаптаційного періоду.
|
