Дослідження механізмів деструкції кісткової тканини під впливом модельованої мікрогравітації

При АРЗК у щурів ІІІ, ІV групи в ШГС зі зниженим Ро2 спостерігали тенденцію до зниження активності ЛФ сироватки крові. У тварин, які дихали ШГС у режимі 10/10 хвилин (V група) це зниження було статистично вірогідним (P<0,05, табл.5).

Кількість С-термінальних пропептидів колагену І типу у сироватці крові тварин ІІ групи підвищилася на 65% (P<0,05). У щурів ІІІ і IV групи цей показник мав тенденцію до збереження високого рівня, проте по мірі збільшення числа циклів дереоксигенація/реоксигенація почав зменшуватися від 135 до 106 у IV групі і 90% у V групі, тобто навіть знизився відносно контрольних значень (табл.5). 

Активність ЛФ у КТ щурів з АРЗК як у атмосферному повітрі, так і при гіпоксичному стимулюванні, зважаючи на індивідуальні варіації вірогідно не змінювалася відносно контрольних значень, що свідчить про достатню стабільність біохімічних маркерів процесів формування КТ. Активність лізосомальних ферментів КФ і ГА у кістковій тканині мала тенденцію до підвищення у тварин з АРЗК у атмосферному повітрі, що також зрозуміло із спрямованості редуктивної адаптації. При гіпоксичному стимулюванні в режимі 10/20 хвилин активність КФ зростала на 173% (P<0,05). Проте, режими подачі ШГС 20/20 та 10/10 хвилин дозволили нормалізувати активність КФ і ввести її майже в межі вихідних величин – 87% від вихідного значення для тварин V групи (табл.5). 

 Отже, відсутність аксіального навантаження на задні кінцівки щурів ініціює встановлення нової динамічної рівноваги між процесами формування та руйнування КТ. Підвищення активності КФ і ТРКФ, концентрації ГАГ та вмісту ПТГ у сироватці крові свідчать про перевагу процесів резорбції, що зумовлює розвиток деструктивних процесів у КТ яка перестає виконувати свої опорні функції. Як показали проведені досліди, у більшості випадків дихання ШГС і стабілізуючий вплив дозованої гіпоксії дозволяють зберегти КТ у близькому до фізіологічної норми стані, не зважаючи на 28-добове безопорне положення задніх кінцівок.

Порівняння різних режимів впливу ШГС свідчить, що найбільш сприятливим для КТ щура є співвідношення тривалості деоксигенації/оксигенації 10/10 та 10/20 хвилин. Не виключено, що можуть бути і інші співвідношення, що виявляться достатньо ефективними. Разом з тим одержаний матеріал дає підстави стверджувати, що ШГС спроможна за деякими показниками – повністю, а за іншими – частково усувати негативні наслідки АРЗК лабораторних тварин, аналогічно тому, що було показано у випадках моделювання гіпокінезії.

Трабекули первинної спонгіози, які включали ділянки кальцифікованого матриксу хряща, вкритого шаром кістки, у нормі характеризуються невеликими поперечними розмірами (близько 33 мкм). Обмеження рухливості у щурів спричиняє візуальне потоншення трабекул. Об’єм вторинної спонгіози з боку кістково-мозкової порожнини значно зменшується. Трабекули, які залишилися, не мають звичайної для цієї ділянки поздовжньої орієнтації, їх спрямованість стає хаотичною, а товщина майже на 25% знижена в порівнянні з контролем. 

У щурів, що перебували в умовах гіпокінезії з дозованою подачею ШГС зі зниженим Ро2, об’єм трабекулярної кістки також знижений у порівнянні з контролем, але в меншому ступені. Просторова структура трабекулярної кістки змінена в меншій мірі (рис.11, а, в). Трабекули в первинній спонгіозі вужчі, ніж у щурів з обмеженням рухливості в атмосферному повітрі. Простір, який займала вторинна спонгіоза, приблизно відповідає тому, що спостерігається в контролі. Однак, питома щільність трабекул знижена за рахунок меншої товщини трабекул (68,0 проти 86,3 мкм) у контролі (Р<0,05) і більшої відстані між ними. Аксіальна орієнтація трабекул уздовж довгої осі кістки збережена.

Різниця у структурі кальцифікованого хряща і трабекулярної зони дистальних метафізів стегнових кісток показана на рис.12. Відновлення структури органічного матриксу після впливу ШГС добре ілюструється подібністю патернів “а” і “в”, на відміну від стану “б”, що характеризує негативний вплив обмеження рухливості.

Результати виміру гістоморфометричних показників стегнової кістки у щурів, що знаходилися протягом 28 діб в умовах обмеження рухливості в атмосферному середовищі, гіпокінезії при дозованому зниженню вмісту кисню та віварному контролі наведено в таблиці 6. 

Висота епіфізарного хряща, який оцінено за кількістю хондроцитів, у щурів, що знаходилися в умовах гіпокінезії при зниженому парціальному тиску кисню приблизно на 20% менше в порівнянні з тим, що спостерігається у щурів з обмеженням рухливості при звичайному складі повітря і щурів, які знаходились в умовах віварію. Така ж тенденція виявляється при оцінці висоти епіфізарного хряща по лінійних розмірах, хоча розходження статистично не вірогідні. Довжина області кальцифікованого хряща в метафізах змінюється пропорційно розмірам зони росту. Це видно з оцінок, отриманих за допомогою скануючої електронної мікроскопії: 147,5 ± 21,0; 145,0 ± 12,9; 118,8 ± 13,1 (мкм) у контролі, при гіпокінезії в атмосферному повітрі та при обмеженні рухливості в умовах дозованої гіпоксії відповідно. 

Питомий обсяг трабекул первинної спонгіози у щурів після обмеження рухливості зберігається приблизно на рівні контролю, тоді як через сильну редукцію об’єму підрахунок цього показника для вторинної спонгіози виявився неможливим. Гістологічна картина свідчить про пригнічення остеогенезу. Остеобласти не покривають усієї поверхні трабекул і в більшості мають сплющену форму. Це свідчить