Медицина/ 8. Морфологія

докторант Кутя С.А.

Кримський державний медичний університет ім. С.І.Георгієвського, Україна

МІНЕРАЛЬНИЙ КОМПОНЕНТ КІСТОК ЩУРІВ РІЗНОГО ВІКУ ПІД ВПЛИВОМ ГРАВІТАЦІЙНИХ ПЕРЕВАНТАЖЕНЬ ЗА ДАНИМИ РЕНТГЕНСТРУКТУРНОГО АНАЛІЗУ

Попередніми дослідженнями були встановлені особливості фазового складу та ультраструктури мінерального компоненту кісток, закономірності якісних та кількісних змін мінералізації їх органічного матриксу за умов дії на організм щурів різного віку десяти- та тридцятикратних гравітаційних перевантажень.

Метою цієї роботи було дослідження ультраструктури кісткового мінералу та фазових компонентів мінерального матриксу кісток методом рентгенструктурного аналізу зі збільшенням кількості сеансів гіпергравітації до шести десяти.

Експеримент проведений на щурах лінії Вістар віком 2, 6 та 12 місяців. Режим гіпергравітації: 9g, 3 рази по 3 хвилини з двома тридцяти секундними інтервалами, щоденно, 60 днів. Рентгенструктурне дослідження кісткової золи, отриманої з проксимального епіфізу плечової кістки, проводили на апараті ДРОН-2,0 з гоніометричною приставкою ГУР-5.

При дослідженні фазового вкладу кісткового мінералу плечових кісток щурів першої вікової групи було виявлено зростання частки гідроксиапатиту на 4,50% (p<0,05) у порівнянні з контрольними результатами. Це явище сполучалося зі зменшенням долі аморфного фосфату кальцію на 11,53% (p<0,05). При дослідженні кристалографічних параметрів встановлено, що гравітаційні перевантаження привели до збільшення розмірів елементарних комірок вздовж вісі с на 0,19% (p<0,05) у порівнянні з контрольними тваринами. При цьому явищ зміни ступеня їх симетрії не спостерігалося, про що свідчить незмінність коефіцієнту с/а. Розміри блоків когерентного розсіювання, які відображають розміри кристалітів, перевищували контрольні значення на 10,93% (p<0,05), що свідчить про зменшення загальної обмінної поверхні кісткового мінералу.

При оцінці вмісту фазових компонентів мінерального матриксу кісток у шестимісячних тварин встановлено, що зміни носять зворотний, у порівнянні з даними попередньої вікової групи, характер. А саме, частка кристалічної фази була нижчою відносно контролю 4,47% (p<0,05), а аморфної – збільшеною на 19,15% (p<0,05). При дослідженні параметрів елементарних комірок кісткового мінералу під впливом гравітаційних перевантажень виявлені зміни подібні до аналогічних показників у двомісячних тварин. Так, розміри елементарних комірок вздовж вісі с перевищували контрольні значення на 0,15% (p<0,05), а розміри елементарних комірок вздовж вісі а та їх співвідношення знаходилися в межах контрольних значень. Розміри кристалітів у тварин, що зазнавали систематичного впливу гіпергравітації, були меншими ніж аналогічні показники в контрольній серії на 15,25% (p<0,05). Це свідчить про значну інтенсивність процесів зростання кристалів та великій обмінній поверхні кісткового мінералу. Коефіцієнт мікротекстурування мінерального компонента достовірно (p<0,05) перевищував дані контролю на 34,38%, що свідчить про збільшення однорідності орієнтації кристалів.

Фазовий склад кісткового мінералу дванадцятимісячних тварин відповідав даним контролю, за виключенням долі кальциту, яка була зменшеною на 9,40% (p<0,05). У тварин цієї вікової групи спостерігали найбільш значущі зміни кристалографічних характеристик кісткового гидроксиапатиту. Відзначали збільшення розмірів елементарних комірок вздовж вісі а на 0,41% (p<0,05) у порівнянні з контрольними результатами та зниження коефіцієнту с/а на 0,35% (p<0,05). Зміни параметрів елементарних комірок слід розглядати як порушення симетрії кристалічної решітки кісткового мінералу, та, як наслідок – дестабілізацію та схильність до руйнування. Зміни розмірів блоків когерентного розсіювання та коефіцієнта мікротекстурування мали ту ж направленість, що і у шестимісячних тварин, однак, були менш вираженими. Так, перший показник не досягав контрольних показників на 11,85% (p<0,05), а другий був більшим за них на 18,65% (p<0,05).

Таким чином, проведене дослідження дозволяє стверджувати, що шестидесятикратний вплив гіпергравітації приводить до порушення процесів мінералізації органічного матриксу кістки у щурів двох-, шести- та дванадцятимісячного віку. Виявлені зміни проявляються у двохмісячних тварин у підвищенні ступеня кристалічності кісткового мінералу, незмінності симетрії елементарних комірок та збільшенні розмірів кристалітів, що свідчить про наявність змін в третій фазі мінералізації органічного матриксу – фазі зростання кристалів. Аналогічні особливості процесу мінералізації є характерними й для шестимісячних тварин. Порушення у фазі зростання кристалів спостерігали на тлі зменшення долі гідроксиапатиту та підвищення вмісту в кістковому мінералі аморфного фосфату кальцію. У дванадцятимісячних тварин процеси мінералізації змінюються і в другій фазі – фазі утворення ядер кристалізації, про що свідчить порушення симетрії кристалічної решітки. Також змінювався й фазовий склад кісткового мінералу, в якому був знижений вміст карбонату кальцію.