Мальцева Валентина Євгенівна Вікові особливості перебудови хребто­вого рухового сегменту поперекового відділу хребта щурів після дії свинцю

Короткий опис

Мальцева Валентина Євгенівна, науковий співробітник лабораторії морфології сполучної тканини ДУ «Інститут патології хребта та суглобів імені професора М. І. Ситенка НАМН України»: «Вікові особливості перебудови хребто­вого рухового сегменту поперекового відділу хребта щурів після дії свинцю» (03.00.11 - цитологія, клітинна біологія, гістологія). Спецрада Д 26.001.38 у Київському національ­ному університеті імені Тараса Шевченка

Державна установа «Інститут патології хребта та суглобів імені
професора М.І. Ситенка Національної академії медичних наук України»
Національна академія медичних наук України
Київський національний університет імені Тараса Шевченка
Міністерство освіти і науки України
Кваліфікаційна наукова
праця на правах рукопису
МАЛЬЦЕВА ВАЛЕНТИНА ЄВГЕНІВНА
УДК 576.7:57.044:616.711.6:57.084.1:546.815/.819
ДИСЕРТАЦІЯ
ВІКОВІ ОСОБЛИВОСТІ ПЕРЕБУДОВИ ХРЕБТОВОГО РУХОВОГО
СЕГМЕНТУ ПОПЕРЕКОВОГО ВІДДІЛУ ХРЕБТА ЩУРІВ ПІСЛЯ
ДІЇ СВИНЦЮ
03.00.11 - цитологія, клітинна біологія, гістологія
Подається на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук
Дисертація містить результати власних досліджень. Використання ідей,
результатів і текстів інших авторів мають посилання на відповідне джерело
_______________ В.Є. Мальцева
Науковий керівник: доктор біологічних наук, професор Дєдух Нінель
Василівна
Харків – 2018

ЗМІСТ
Перелік умовних позначень, символів, одиниць, скорочень і
термінів 17
Вступ 18
РОЗДІЛ 1 Вплив свинцю на хрящову та кісткову тканини 25
1.1 Вплив свинцю на хрящову тканину 26
1.1.1 Вплив свинцю на процес росту та епіфізарний хрящ 27
1.1.2 Вплив свинцю на суглобовий хрящ 31
1.2 Вплив свинцю на кісткову тканину 34
1.2.1 Особливості накопичення свинцю в кістковій тканині 34
1.2.2 Вплив свинцю на рівень кальцитропних гормонів 38
1.2.3 Вплив свинцю на остеобласти, остеокласти, остеоцити та
мезенхімальні клітини кісткового мозку 39
1.2.4. Вплив свинцю та остеопороз 42
1.2.5 Вплив свинцю на загоєння перелому 46
РОЗДІЛ 2 Матеріал і методи дослідження 52
2.1 Матеріал дослідження 52
2.2 Методи дослідження 54
2.2.1 Соматометричні методи 54
2.2.2 Остеометричні методи дослідження 54
2.2.3 Рентгенівська флуоресцентна спектрометрія 55
2.2.4 Денситометричне дослідження 55
2.2.5 Гістологічний аналіз з морфометрією 55
2.2.6 Метод електронної мікроскопії 57
2.2.7 Поляризаційно-оптичний метод 57
2.2.8 Статистичні методи 58
14
РОЗДІЛ 3 Особливості впливу свинцю на ріст хребта щурів
різного віку з урахуванням динаміки показників росту, маси тіла
та остеометричних параметрів тіл хребців 60
3.1 Особливості впливу свинцю на динаміку показників довжини та
маси тіла у щурів різного віку 60
3.1.1 Динаміка показників довжини та маси тіла у молодих щурів
впродовж впливу свинцю 60
3.1.2 Динаміка показників довжини та маси тіла щурів зрілого віку з
модельованим остеопорозом впродовж впливу свинцю 63
3.2 Особливості впливу свинцю на ріст тіл хребців поперекового
відділу хребта щурів різного віку 65
3.2.1 Вплив свинцю на ріст тіл хребців молодих щурів 65
3.2.2 Вплив свинцю на ріст тіл хребців щурів зрілого віку з
модельованим остеопорозом 67
РОЗДІЛ 4 Особливості впливу свинцю на хребтовий руховий
сегмент щурів різного віку на тканинному та клітинному рівнях 72
4.1 Гістологічний аналіз з ультрамікроскопією кісткової тканини тіл
хребців щурів різного віку 72
4.1.1 Структурні особливості кісткової тканини тіл хребців молодих
щурів 72
4.1.2 Структурні особливості кісткової тканини тіл хребців щурів
зрілого віку з модельованим остеопорозом 89
4.1.3 Порівняльний аналіз впливу свинцю на кісткову тканини тіл
хребців щурів різного віку 107
4.2 Гістологічний аналіз з ультрамікроскопією міжхребцевих дисків
щурів різного віку 107
4.2.1 Структурні особливості міжхребцевих дисків молодих щурів 107
4.2.2 Структурні особливості міжхребцевих дисків щурів зрілого віку з
модельованим остеопорозом 123
15
4.2.3 Порівняльний аналіз впливу свинцю на міжхребцеві диски щурів
різного віку 137
4.3 Гістологічний аналіз з ультрамікроскопією дуговідросткових
суглобів щурів різного віку 138
4.3.1 Структурні особливості дуговідросткових суглобів молодих
щурів
138
4.3.2 Структурні особливості дуговідросткових суглобів щурів зрілого
віку з модельованим остеопорозом 147
4.2.3 Порівняльний аналіз впливу свинцю на дуговідросткові суглоби
щурів різного віку 158
РОЗДІЛ 5 Вплив свинцю на матрикс кісткової тканини тіл хребців
на хрящової тканини міжхребцевих дисків щурів різного віку
162
5.1 Вплив свинцю на вміст колагенів у міжхребцевому диску та
губчастій кістковій тканині тіл хребців щурів різного віку 162
5.1.1 Вплив свинцю на вміст колагенів у міжхребцевому диску та
губчастій кістковій тканині тіл хребців молодих щурів 162
5.1.2 Вплив свинцю на вміст колагенів у міжхребцевому диску та
губчастій кістковій тканині тіл хребців зрілих щурів з модельованим
остеопорозом 167
5.2 Вплив свинцю на вміст глікозаміногліканів у міжхребцевому диску
щурів різного віку 170
5.2.1. Вплив свинцю на вміст глікозаміногліканів у міжхребцевому
диску молодих щурів в період активного росту 170
5.2.2 Вплив свинцю на вміст глікозаміногліканів у міжхребцевому
диску зрілих щурів з модельованим остеопорозом 172
РОЗДІЛ 6 Особливості накопичення свинцю в тілах хребців і
міжхребцевих дисках та мінеральна щільність кісткової тканини
щурів різного віку після моделювання дії свинцю 174
16
6.1 Особливості накопичення свинцю в тілах хребців та міжхребцевих
дисках щурів різного віку після впливу свинцю 175
6.1.1 Вміст свинцю у тілах хребців щурів в період активного росту та
на фоні модельованого остеопорозу 175
6.1.2 Вміст свинцю у міжхребцевих дисках щурів в період активного
росту та на фоні модельованого остеопорозу 176
6.2 Мінеральна щільність кісткової тканини у щурів різного віку після
впливу свинцю 178
Аналіз результатів дослідження 181
Висновки 185
Список використаних джерел 187
Додатки 213
Додаток А 213
Додаток Б 214

Список літератури

ВИСНОВКИ
1. Із використанням моделі низькорівневого впливу свинцю
встановлено структурно-функціональні зміни у складових хребтового
рухового сегмента поперекового відділу хребта та проведено їх порівняння в
молодих щурів та щурів зрілого віку з остеопорозом як на тканинному, так і
на клітинному рівнях. У молодих тварин продемонстровано вищу чутливість
до дії свинцю кісткової тканини тіл хребців і компонентів міжхребцевого
диска, а у щурів зрілого віку з остеопорозом – суглобового хряща
дуговідросткових суглобів.
2. Під впливом свинцю пригнічується ріст тіл хребців поперекового
відділу хребта в молодих щурів і щурів зрілого віку з остеопорозом. Вплив
свинцю на хребет молодих щурів більш виражений – зафіксовано зменшення
розмірів тіл хребців у всіх площинах, а у щурів зрілого віку з остеопорозом –
лише у висоту.
3. У результаті дії свинцю розвиваються дегенеративні зміни у
структурах хребтового рухового сегмента щурів як молодого віку, так і
зрілого віку на фоні остеопорозу. В обох групах встановлено у тілах хребців
зменшення площі губчастої кісткової тканини (в 1,8 і 1,5 раза відповідно), а в
компактній кістковій тканині виявлено рарефікацію. Ультрамікроскопічно в
остеоцитах та остеобластах щурів обох груп встановлено дистрофічні зміни
переважно у вигляді вакуолізації цитоплазми та набряку мітохондрій з
руйнуванням структури крист.
4. У молодих щурів після дії свинцю зареєстровано майже вдвічі
більше зниження висоти міжхребцевого диска (на 10-12,2%) порівняно зі
щурами зрілого віку на фоні остеопорозу (на 6,2%). При цьому встановлено
мінералізацію матриксу волокнистого кільця та порушення структури клітин:
у молодих щурів негативні зміни в хондроцитах цієї зони проявлялися
вакуолізацією, деструкцією цитоплазми та зменшенням кількості цистерн
гЕПС, а у щурів зрілого віку з остеопорозом руйнування були менш
186
вираженими і пов’язані з деградацією органел. Крім того, у молодих щурів
визначено зниження щільності клітин і деструктивні зміни в нотохордальних
клітинах.
5. У дуговідросткових суглобах щурів обох досліджуваних груп під
впливом свинцю відмічено зниження висоти суглобового хряща (в 1,3 раза у
молодих тварин і в 1,4 – у зрілих з остеопорозом). Деструктивні зміни були
більш вираженими у щурів зрілого віку з остеопорозом, в яких виявлено
збільшення довжини розшарованої суглобової поверхні в 1,6 раза,
дегенеративні порушення хондроцитів зі загибеллю мітохондрій. У
хондроцитах молодих тварин мітохондрії зберігалися, проте були
гіпертрофованими з порушеною структурою крист.
6. Вплив свинцю у молодих і щурів зрілого віку з остеопорозом
призводить до порушення структурної організації матриксу, а саме до
перерозподілу типів колагену в колагенових волокнах у губчастій кістковій
тканині тіл хребців та міжхребцевому диску з тенденцією до зростання
вмісту колагену III типу (у кістковій тканині у 2,8 і 2,6 раза відповідно; у
міжхребцевому диску – в 4,2 та 2,6 раза відповідно) та зниження колагену I
типу (у кістковій тканині – на 9,6 та 10,5%; у міжхребцевому диску – на 9,8
та 4,1% відповідно).
7. Унаслідок вживання свинцю в концентрації 230 мг×л-1 у питній воді
протягом 10 тижнів експерименту виникає значуще підвищення рівня цього
елементу в кістковій тканині тіл хребців у молодих щурів (у 6,4 раза)
порівняно зі зрілими на фоні остеопорозу (в 1,2 раза). Підвищення рівня
свинцю в міжхребцевому диску зафіксовано лише в молодих щурів