Дослідження механізмів деструкції кісткової тканини під впливом модельованої мікрогравітації

В спеціальній серії експериментів на 26 щурах проведено визначення напруження кисню в підшкірній клітковині щура під час дихання атмосферним повітрям та після переходу на дихання ШГС. Подачу газової суміші здійснювали до стабілізації мінімального рівня Ро2. 

Досліди показали, що тривалість перехідного періоду для різних щурів варіює в межах від 180 до 360 сек. Проте, у тварин під наркозом тривалість періоду врівноваження значно зростає порівняно з щурами, які знаходилися в активному стані. У наркотизованих тварин середня тривалість перехідного періоду при подачі газової суміші протягом становила 400-460 сек. Тобто була майже вдвічі довшою, ніж у щурів без наркозу. 

Середня тривалість процесу, враховуючи час, потрібний для періоду врівноваження газів тканин з газами керованої атмосфери (ШГС) та тривалість адаптивної перебудови переключення метаболічних процесів на роботу в умовах зниженого напруження кисню, потрібно подвоїти і навіть потроїти мінімальний час експозиції тварин у ШГС. Таким чином, тривалість дихання тварин гіпоксичною газовою сумішшю було встановлено не менше, ніж 10 хвилин. Ця експозиція може бути і більшою, враховуючи необхідність не тільки викликати певні метаболічні зміни, але і закріпити їх у структурі метаболічних процесів організму. 

ШГС подавали тваринам з 24.00 до 8.00 ранку автоматично в чотирьох різних переривчастих режимах: щоночі по 8 годин протягом 28 або 45 діб. Крім режиму 20/20 хвилин, досліджували також дію режимів 10/10, 10/20 і 30/20 хвилин. 

Моделювання впливу мікрогравітації. Для відтворення ефектів стану невагомості ми використали принцип методики Morey-Holton. Нами було розроблено та створено власний варіант спеціального пристрою для розвантаження задніх кінцівок у щурів. 

Пристрій являє собою систему рухомої фіксації тіла другого хвостового хребця в центральній його частині. При цьому задні кінцівки тварини не

торкаються ні платформи, ні бокових стінок контейнера, а тулуб утримується до горизонту під кутом 40о-45о (рис.2). Такий спосіб фіксації хвоста щура забезпечує рухомість тварини, мінімальну травматизацію без компресії кровоносних і лімфатичних судин, без набряку та некрозу тканин хвоста. 

1. Напівсферична зйомна кришка контейнеру; 2. Фіксатор кришки; 3.Кронштейн підвіски фіксатора хвоста; 4. Поїлка для щурів; 5. Годівничка для щурів; 6.Отвори розподілу газової суміші; 7. Колектор фекалій і сечі; 8. Шланг подачі газової суміші.

У першій серії експериментів з АРЗК досліджено 56 молодих (3 міс.) щурів-самців з безопорним положенням задніх кінцівок (рис.2) в умовах періодичної подачі ШГС зі зниженим Ро2. Експеримент тривав 28 діб. Газову суміш зі зниженим Ро2 подавали у трьох різних переривчастих режимах щоденно з 24.00 до 8.00 години. Розподіл тварин здійснювавали наступним чином: І – віварний контроль; ІІ – АРЗК в атмосферному повітрі; ІІІ – АРЗК щурів, які дихали ШГС у переривчастому режимі 20 хвилин (Ро2=91±8 мм рт.ст.) з наступним періодом дихання атмосферним повітрям протягом 20 хвилин (20/20), IV – АРЗК щурів, які дихали ШГС у режимі – 10 хвилин ШГС зі зниженим Ро2, 20 хвилин – атмосферне повітря (10/20); V – АРЗК щурів, які дихали ШГС у режимі – 10 хвилин ШГС зі зниженим Ро2, 10 хвилин – атмосферне повітря (10/10). Загальну тривалість гіпоксичного впливу на тварин та число циклів деоксигенації-реоксигенації за 28 діб експерименту для кожного з режимів наведено у таблиці 4.

 

Таблиця 4

Загальна тривалість гіпоксичного впливу та число циклів деоксигенації-реоксигенації за 28 діб аксіального розвантаження задніх  кінцівок щурів

№ групи Режим впливу (хв) Тривалість впливу (хв) Число циклів (n)

за 1 добу за 28 діб за 1 добу за 28 діб

І

ІІ

ІІІ

IV

V -

-

20/20

10/20

10/10 -

-

240

160

240 -

-

6720

4480

6720 -

-

12

16

24 -

-

336

448

672

Другу і третю серії експериментів з АРЗК проведено на 48 молодих і 48 дорослих щурах-самцях лінії Вістар. Вік тварин становив 3 і 6 міс. Парціальний тиск кисню у створюваній нами ШГС становив 91 ± 8 мм рт.ст. що відповідає вмісту 12 об.% О2. АРЗК і генерацію ШГС здійснювали по описаній вище методиці. Режим подачі ШГС зі зниженим Ро2 здійснювали у режимі – 30 хвилин ШГС з наступним періодом дихання атмосферним повітрям протягом 20 хвилин (30/20). 

Варіанти експериментів наведено у таблиці 5. 

Стандартний корм і воду всі щури отримували без обмежень. Масу тварин контролювали щотижнево, температуру і газову суміш у комірках - щоденно. За 24 год. до закінчення дослідів збирали добову сечу і фекалії. Щурів декапітували під рауш-наркозом, з урахуванням вимог про гуманне ставлення до експериментальних тварин.

 

Таблиця 5

Серії експерименту та загальна тривалість гіпоксичного впливу на  щурів за 28 діб аксіального розвантаження задніх кінцівок

№ групи та мета експерименту Вік щурів,

міс Режим впливу,

 хв Тривалість впливу (хв) Число повторю-ваних циклів, n

за 1 добу за 28 

діб

І, IV - віварний контроль 3 – – – –

ІІ, V - розвантаження

 задніх