Рассматриваются закономерности и факторы формообразовательных процессов, происходящих в процессе эволюции животных организмов. Излагаются особенности строения скелета подъязычного аппарата у 80 видов млекопитающих и дается причинная обусловленность этих особенностей.

Описано традиційні та сучасні клініко-експериментальні методи дослідження кількісних і якісних характеристик скелета, які використовуються для вивчення ростових, формоутворювальних і регенаторних процесів на різних етапах онтогенезу. Наведено інформацію про методи макро-мікроскопії, флуоресценції, трансмісійної електронної мікроскопії, а також генетичні, імунологічні, променеві методи дослідження, морфометрію та імпрегнацію сріблом нервовосудинних елементів.

Описаны традиционные и современные клинико-экспериментальные методы исследования количественных и качественных характеристик скелета, используемых для изучения ростовых, формообразующих и регенаторных процессов на разных этапах онтогенеза. Приведена информация о методах макро-микроскопии, флуоресценции, трансмиссионной электронной микроскопии, а также генетических, иммунологических, лучевых методах исследования, морфометрии и импрегнации серебром нервнососусидистых элементов.

Розглянуто механізми гравізалежних процесів у кістках скелета, розвиток остеопеній і остеопорозу ("хвороб цивілізації") за умов гіпокінезії та мікрогравітації. Проаналізовано роль гравітації в еволюції кісткового скелета й опорно-рухових функцій тварин. Розглянуто механізми гравічутливості клітин, основні зміни в кістках космонавтів і тварин після перебування в умовах космічного польоту. Подано результати досліджень, проведених на клітинних культурах і тваринах (щурах та нелюдиноподібних мавпах) за умов мікрогравітації. Висвітлено особливості диференціювання стромальних та остеогенних клітин, а також розвиток ембріональної кістки in vitro. Запропоновано концепцію клітинних механізмів ремоделювання кісткової тканини та розвитку остеопенії й остеопорозу за умов мікрогравітації та гіпокінезії.

Рассмотрены механизмы гравизависимых процессов в костях скелета, развитие остеопений и остеопороза ("болезней цивилизации") в условиях гипокинезии и микрогравитации. Проанализирована роль гравитации в эволюции костного скелета и опорно-двигательных функций животных. Рассмотрены механизмы гравичувствительности клеток, основные изменения в костях космонавтов и животных после пребывания в условиях космического полета. Представлены результаты исследований, проведенных на клеточных культурах и животных (крысах и нечеловекообразных обезьянах) в условиях микрогравитации. Освещены особенности дифференциации стромальных и остеогенных клеток, а также развитие эмбриональной кости in vitro. Предложена концепция клеточных механизмов ремоделирования костной ткани и развития остеопений и остеопороза в условиях микрогравитации и гипокинезии.

Індекс рубрикатора НБУВ: Е60*698.134-3

Рубрики:

Загальна зоологія

Шифр НБУВ: Ж26810 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: Е60*698.13 + Р251.262.4

Рубрики:

Загальна зоологія

Гістологічні зміни кісткової тканини

Шифр НБУВ: Ж26810 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Описаны новый метод и реализующее его программное обеспечение для морфологического анализа скелетного компонента по РЭМ-изображениям. Метод основан на использовании дискретных программ Вороного, с помощью которых осуществляется корректное разделение соприкасающихся структурных элементов. Полученные экспериментальные данные подтверждают высокую эффективность предлагаемого метода при проведении морфологического анализа поверхностной микроструктуры в РЭМ.

Методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) изучены азотсодержащие парамагнитные центры в костях человека и животных, а также в синтетических аналогах костной ткани, при изготовлении которых используется <$E roman {Са (NО sub 3 ) sub 2~cdot~4Н sub 2 О}>. В синтетическом гидроксилапатите зафиксированы сигналы ЭПР, обусловленные нитратными радикалами <$E roman NO sub 3 sup 2->. Предцентрами этих радикалов являются анионы <$E roman NO sub 3 sup -> (локализованные в позициях гидроксильных групп), которые при облучении образцов захватывают электрон и переходят в парамагнитное состояние <$E roman NO sub 3 sup 2->. Обжиг синтетических образцов в температурном диапазоне 500 - 600 <$E symbol Р>C приводит к исчезновению указанных предцентров и, соответственно, сигналов ЭПР, обусловленных <$E roman NO sub 3 sup 2-> радикалами. В костях радикалы <$E roman NO sub 3 sup 2-> не обнаружены ни при каких режимах отжига и облучения образцов. Однако высокотемпературный отжиг (при <$E Т~>>~ 700 symbol Р>C) костей разного типа ведет к появлению в них сигналов ЭПР от азотсодержащих радикалов, которые интерпретированы нами как <$E roman NO sub 4 sup 2-> радикалы. Облучение отожженных образцов костной ткани приводит к увеличению интенсивности этих сигналов ЭПР. Установлено, что в костях крыс, подверженных имитации условий невесомости, количество <$E roman NO sub 4 sup 2-> радикалов меньше, чем в костях контрольной группы животных. В синтетических образцах нестехиометрического гидроксилапатита, отожженных при высокой температуре (<$E Т~>>~ 700 symbol Р>C), также удается зарегистрировал радикалы <$E roman NO sub 4 sup 2->. ЭПР характеристики <$E roman

NO sub 4 sup 2-> радикалов в синтетических и биогенных образцах являются подобными. Сделано предположение, что в структуре синтетического гидроксилапатита, вблизи вакансий ионов <$E roman Ca sup 2+>, имеет место изоморфное замещение <$E roman PO sub 4 sup 3-> тетраэдров на нитратные анионы <$E roman NO sub 3 sup ->. Отжиг нестехиометрических синтетических образцов в температурном интервале 700 - 900 <$E symbol Р>C приводит к образованию внутри структуры гидроксилапатита нановключений фазы трикальцийфосфата (ТКФ). При формировании фазы ТКФ имеет место преобразование <$E roman NO sub 3 sup -> комплексов в <$E roman NO sub 4 sup 3-> или <$E roman NO sub 4 sup 2-> тетраэдры. При облучении отожженных синтетических образцов <$E roman NO sub 4 sup 3-> тетраэдры, локализованные в структуре ТКФ, теряют электрон и переходят в парамагнитное состояние <$E roman NO sub 4 sup 2->. Мы предполагаем, что в костях, как и в исследованных синтетических образцах, азот входит в структуру биоапатита в позиции фосфора, однако в костях этот азот связан одновременно как с минеральной, так и с органической компонентой костной ткани. При отжиге костей процессы формирования парамагнитных <$E roman NO sub 4 sup 2-> радикалов в костной ткани подобны соответствующим процессам в нестехиометрическом синтетическом гидроксилапатите. На основании экспериментальных данных сделан вывод, что биогенный гидроксилапатит костной ткани в значительной степени может быть рассмотрен как нитратапатит кальция. Проведено обсуждение влияния азотсодержащих центров на механизмы формирования и заболеваний костной ткани, а также на технологии синтеза имплантатов, которые используются дл

я лечения костей.

На 48 білих статевозрілих лабораторних щурах вивчено особливості морфогенезу хребців у процесі дії гіпергравітації. Ступінь змін у хребцях залежить від тривалості дії гіпергравітації. Ростові процеси, гістоструктура, хімічний склад хребців зазнають істотних змін, спрямованих на адаптацію хребта до умов зміненої гравітації.

Досліджено зміни плечових кісток щурів з різними типами автономної нервової системи за умов адаптації до клітинного зневоднення, тяжкого зневоднення та у реадаптаційний період. Виявлено, що кістки інтактних щурів з різним типом автономної нервової системи не мають відмінностей. Встановлено, що проявами адаптації до клітинного зневоднення у плечових кістках є зменшення росткових зон, розширення центральних каналів остеонів, зменшення величини мінерального насичення та підвищення рівня мікроелементів кісток. Найбільшу різницю з контрольною групою виявлено у щурів-парасимпатотоніків, найменшу - у симпатотоніків. З'ясовано, що через 42 доби реадаптації після тяжкого клітинного зневоднення парасимпатотонічні тварини мали найвищі показники морфометрії та мінеральної насиченості кісток.

Досліджено мікро- та макроморфологічні, біомеханічні особливості скелета стило- та зейгоподія грудної та тазової кінцівок американської норки від її народження до 635-ї доби життя. Застосовано морфометричні, біомеханічні та гістологічні методики досліджень. Встановлено, що ріст маси тіла та розвиток кісток грудної та тазової кінцівок (стило- та зейгоподія) в постнатальному періоді онтогенезу американської норки відбувається за експоненціальним законом, що призводить до нерівномірності росту в різні вікові періоди (від народження до дворічного віку). У прирості трубчастих кісток кінцівок визначено основні періоди відносного приросту. Довжина, діаметри, площі та індекси компактної кісткової тканини, моменти інерції змінюються алометрично та мають високу ступінь кореляції з розміром тварини (r > 0,99). Показники межі міцності, несучої можливості діафіза, умовного запасу міцності скелетних елементів кінцівок - змінні величини. Структурні зміни кісткової тканини на гістологічному рівні відбуваються поряд зі змінами біомеханічних показників.

Проаналізовано особливості росту, будови та формоутворення довгих трубчастих кісток скелета щурів лінії Вістар різних вікових груп за умов дії на організм значного щодо величини, тривалості та швидкості зростання - спаду гравітаційного перевантаження на основі анатомічних, гістологічних, морфометричних, хімічних та математичних методів дослідження. Досліджено вплив гравітації, який призводить до виникнення морфологічних змін у довгих трубчастих кістках скелета тварин усіх вікових груп. Визначено залежність зазначених змін від віку тварин, а також умов, за яких знаходилися щури, зокрема, впливу гравітаційного перевантаження та методу фізичного захисту. Відзначено, що даний метод нівелює ефект гіпергравітації, що проявляється уповільненням ростових процесів, нормалізацією гістоструктури, зменшенням мінералізації кісток та покращанням їх міцнісних характеристик.

Дисертацію присвячено питанням росту, будови та хімічного складу довгих трубчастих кісток при довготривалих фізичних навантаженнях динамічного та статичного характеру після перебування тварин в умовах гіпокінезії, а також при реадаптації. У дисертації вперше встановлено закономірність адаптаційно-реадаптаційних перетворень у довгих трубчастих кістках при фізичних навантаженнях після гіпокінезії. Встановлено, що розвиток і ступінь структурних змін у динаміці реадаптаційних перетворень кісток скелета після фізичних навантажень у тварин, які знаходились попередньо в умовах гіпокінезії, знаходяться у прямій залежності від виду, інтенсивності та тривалості відновного періоду. Помірні динамічні і статичні навантаження після гіпокінезії справляють позитивний вплив на процеси росту, формоутворення кісткової тканини, її будову, хімічний склад, підсилюючи при цьому апозиційні процеси. Тривале тренування тварин інтенсивними динамічними навантаженнями після гіпокінезії викликає у тварин стан помітної фізичної перевтоми, незначно активізуючи при цьому лише поздовжній ріст трубчастих кісток за вираженого зниження темпів росту цих кісток у товщину. Основні результати праці дають можливість пізнати механізми адаптаційних і репаративних перетворень в кістках скелета, визначити діапазон її компенсаторних резервів, прогнозувати у тренувальних процесах напрямок перебудови кісткової тканини в залежності від виду фізичного навантаження, його тривалості.

Виявлено особливості морфогенезу, закономірності компенсаційно-пристосовних змін, динаміку росту та формоутворення кісток скелета під впливом парів формальдегіду в різні вікові періоди, залежно від дози, тривалості впливу та за умов корекції пірацетамом. За допомогою комплексу сучасних методів дослідження (остеометричного, гістологічного, біохімічного, морфометричного та математичного) отримано нові дані про порушення інтенсивності ростових та остеопластичних процесів у разі інтоксикації організму парами формальдегіду. Виявлено чутливі та максимально вразливі функціональні структури довгих трубчастих кісток скелета (епіфізальний хрящ і періостальна зона діафізу) за умов остеотоксичної дії формальдегіду.

Вперше проведено комплексне дослідження морфофункціональних особливостей остеокластичної резорбції у разі зниження опорного навантаження на кістковий скелет. Одержано нові дані, що засвідчують значну роль остеокластів у втраті кісткової тканини за тривалої гіпокінезії та мікрогравітації. Показано, що у зонах адаптивного ремоделювання кісткових структур, насамперед у губчастій кістці епіфізів і метафізів, збільшується кількість остеокластів і функціонально-активних форм у популяції, що характерно також для кісткової тканини діафізів, але у меншому ступені. Вперше з використанням <$Enothing sup 3 roman H>-тімідіну встановлено, що за тривалої гіпокінезії за локусом зняття опорних навантажень відбувається прискорення процесів остеокластогенезу. Посилення процесів остеокластичної резорбції у разі гіпокінезії та мікрогравітації підтверджено оригінальними даними електронно-мікроскопічних досліджень: у популяції виявлено остеокласти з більш інтенсивно розвиненими у порівнянні з контролем комплексом Гольджі за структурами, що забезпечують специфічні функції резорбції: фібрилярним шаром, фаголізосомами, "щіточною облямівкою". Вперше показано, що за умов мікрогравітації у популяції остеокластів з'являються "гігантські" остеокласти, в яких спостерігається вищий у порівнянні з контролем і типовими функціонально-активними остеокластами ступінь розвитку зони специфічних функцій. Описано структурні особливості їх резорбтивної функції за мікрогравітації. Одержано нові дані про морфологічні взаємодії остеокластів з остеобластами й остеоцитами у зонах резорбції.

Вивчено особливості росту, будови та формоутворення хребців під дією гіпергравітації та за умов застосування методів захисту. Дослідження проведено на 108-ми білих лабораторних щурах лінії Вістар з використанням процентно-вагового методу, остеометрії, гістоморфометрії, біохімічного дослідження макроелементного складу, а також методів варіаційної статистики та кореляційного аналізу. Зроблено висновок, що гіпергравітація викликає морфологічні зміни у хребцях усіх відділів, ступінь вираженості яких залежить від тривалості її дії та віку тварин. Виявлено, що ростові процеси, морфоструктура, хімічний склад і біомеханічні властивості хребців щурів усіх вікових груп зазнають істотних змін, орієнтованих на адаптацію хребта до умов підвищеної гравітації. З'ясовано, що використання методу фізичного захисту надає можливість коригувати зміни, які виникають у хребцях тварин усіх вікових груп під впливом гравітаційних навантажень.

Вивчено морфофункціональні зміни кісток скелета білих лабораторних щурів-самців з різним типом вегетативного тонусу за умов загального зневоднення організму з використанням морфометричних, світломікроскопічних, гістологічних, хіміко-аналітичних методів дослідження та математичної обробки одержаних даних. Виявлено однотипність змін основних структур і хімічного складу довгих кісток за загальної дегідратації організму в щурів з різним типом вегетативного тонусу нервової системи. Виявлено відмінності між різними групами експериментальних щурів з різним вегетативним статусом щодо темпів розвитку морфологічних порушень та втрат хімічних елементів у довгих кістках. Найвищі показники кісткового метаболізму за легкого та середнього загального зневоднення мали симпатотонічні тварини, що проявлялося у збільшенні остеотропних мікроелементів у довгих кістках у порівнянні з аналогічними показниками інтактних щурів, найменшим дефіцитом макроелементів та найменшими змінами основних структур. Найнижчі показники були у парасимпатотонічних тварин. За тяжкого зневоднення найбільшу опірність до цього чинника мали тварини з парасимпатотонічним типом вегетативної нервової системи, а максимальні втрати виявлено у групі тварин з симпатотонічною домінантою вегетативної нервової системи.

Досліджено морфологічні особливості реакції кісткової системи та гуморальних рідин (крові, сечі) щурів статевонезрілого, репродуктивного та старечого віку (I, II та III вікових категорій) на вплив мінімальних доз гідрокортизону, терапевтичних доз бісфосфонату "Зомета" та на одночасне призначення обох препаратів. Здійснено комплексне дослідження з використанням методів остеометрії, а також кристалографічного та спектрального аналізів кісткової речовини, параметричних і непараметричних методів статистики. Установлено, що вплив гідрокортизону погіршує стан і уповільнює темпи переважно губчастих структур кісток, зумовлює ознаки підвищеного кісткового обміну та резорбції. Проте у разі нетривалого (протягом 30-ти діб) впливу гідрокортизону більшість показників відновлюється до значень контрольних. Вплив бісфосфонату "Зомета" уповільнює поздовжній ріст кісток, підвищує масу та вміст органічної речовини у кістках переважно плоского типу (кульшова кістка) й активує формування компактної речовини, спричинює ознаки гальмування темпів кісткової перебудови. Призначення обох препаратів призводить до корекції більшості ефектів, спричинених дією гідрокортизону, за допомогою "Зомет". Це відбувається за умов пізніх термінів спостереження, під час початкового етапу домінує дія гідрокортизону.

Дисертацію присвячено біомеханічним і біохімічним дослідженням стегневої кістки у деяких видів хижаків та впливу радіонуклідів на її структуру у білих щурів. Визначено: основними біохімічними компонентами кістки, що суттєво впливають на її біомеханічні і морфологічні характеристики, є солі Ca і P та особливо їх сумарний вміст. За умов збільшення дози надходження радіонуклідів виявлено тенденцію зміни остеогенезу та затримки росту кістки.