Левашов Олег Михайлович. Вплив гіпокінезії на біоелектричні властивості кістки

Краткое описание

Левашов Олег Михайлович. Вплив гіпокінезії на біоелектричні властивості кістки : Дис... канд. наук: 14.03.04 - 2008.

Левашов О.М. Вплив гіпокінезії на біоелектричні властивості кістки.- Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за фахом 14.03.04 - патологічна фізіологія. - Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України, Київ, 2008.
У дисертації наведено результати досліджень впливу низького функціонального навантаження на біоелектричні властивості кістки, які отримано методом відведення потенціалу навантаження (ПН) з поверхні стегнової кістки щурів лінії Вістар та її мультичастотного імпедансометричного тестування в умовах дозованого механічного навантаження та жорсткого 28- і 45-добового обмеження рухливості. Встановлено, що гіпокінезія вірогідно зменшує ПН, особливо у діапазоні навантажень фізіологічного рівня. Розвиток гіпокінетичної остеопенії супроводжується зменшенням імпедансу, активного й реактивного опорів і значним збільшенням ємності кістки. Жорстка тривала гіпокінезія зменшує напруження кисню в ненавантажених м'язах і швидкість споживання кисню кістковою тканиною. Використання переривчастої нормобаричної гіпоксії (ПНГ) зменшує порушення кисневого метаболізму та активує анаболічні процеси в кістковому матриксі, що призводить до покращення пасивних електричних властивостей кістки. Найбільший остеопротекторний ефект спостерігався при використанні ПНГ на етапі преадаптації і всього періоду обмеження рухливості. Отримані результати про закономірності змін активних і пасивних електричних властивостей кістки в умовах гіпокінезіїі можуть бути використані для розробки нових методів діагностики та корекції патології кісткової системи.

У дисертації наведено результати досліджень впливу гіпокінезії на біоелектричні властивості стегнової кістки щурів, які отримані методом визначення електричного потенціалу навантаження на поверхні кістки та мультичастотного імпедансометричного тестування в умовах дозованого механічного навантаження й обмеження рухливості. Отримано нові результати про закономірності змін потенціалу навантаження та пасивних електричних властивостей кістки в різних режимах гіпокінезії і переривчастої нормобаричної гіпоксії, які можуть бути використані для розробки нових підходів до діагностики й корекції патології кісткової системи.

Електричний потенціал, який виникає на поверхні стегнової кістки щура при механічному навантаженні, зростає в експоненціальній залежності від величини прикладеного зусилля. Найбільший приріст потенціалу на одиницю навантаження забезпечують впливи, що не перевищують 50% маси тіла тварини.
У періоді постнатального життя щурів електричний потенціал навантаження стегнової кістки залежить від віку тварини. Амплітуда потенціалу та його приріст на одиницю навантаження найменші у щурів пубертатного періоду, у дорослих - вони сягають максимальних значень, а в періоді вікової інволюції зменшуються.
У дорослих щурів після жорсткої 28-добової гіпокінезії електричний по-тенціал навантаження знижується на 20-25%. Найбільш чітко ці зміни виявляються у діапазоні навантажень, що не перевищують 50% від маси тіла тварини. Це може бути однією з причин низької ефективності профілактичного використання фізичних навантажень при розвитку вікової остеопенії та уповільненого відновлення кісткової тканини в період післядії гіпокінезії.
Вікові відмінності пасивних електричних властивостей стегнової кістки щурів визначаються особливостями її складу та структури в різні періоди життєвого циклу. Встановлено наявність вірогідного прямого кореляційного зв'язку між електричною ємністю та вмістом води (r=+0,858) і органічних речовин (r=+0,485), а також між імпедансом, активним і реактивним опором і вмістом мінеральних речовин (r=+0,766; r=+0,765; r=+0,893). Найбільш істотні зміни пасивних електричних властивостей кістки щурів відбуваються в періоди пубертації (1-3 міс) та інволюції (вік тварин перевищує 18 міс).
Жорстке тривале обмеження рухливості щурів призводить до зменшення маси, щільності та збільшення ступеня гідратації кістки. Для розгорнутої картини індукованої гіпокінезією остеопенії притаманно зменшення імпедансу, активного й реактивного опору і значне збільшення ємності кісткової тканини.
Критичним етапом у зміні пасивних електричних властивостей кістки при низькому функціональному навантаженні є підвищення гідратації кісткової тканини, що призводить до значного збільшення її електропровідності. Наявність тісного зворотного кореляційного зв'язку між вмістом води та мінералів у кістковій тканині (r=-0,890) дозволяє використати показник рівня гідратації як додатковий критерій ступеня її демінералізації.
Жорстка гіпокінезія зменшує напруження кисню в недостатньо навантажених м'язах і швидкість споживання кисню кістковою тканиною. Переривчаста нормобарична гіпоксія попереджає істотні зміни цих показників та активує анаболічні процеси у кістковій тканині, про що свідчить збільшення вмісту органічних речовин у кістковому матриксі.
Переривчаста нормобарична гіпоксія зменшує прояви індукованої гіпокі-незією остеопенії та змін пасивних електричних властивостей кісткової тканини. Максимальний остеопротекторний ефект виявлено після впливу газових сумішей з низьким РО2на етапі преадаптації та у період обмеження рухливості.