Дослідження механізмів деструкції кісткової тканини під впливом модельованої мікрогравітації

 в атмосферному 

 повітрі 3 – – – –

ІІІ, VI- розвантаження

 задніх кінцівок

 в ШГС 3 30/20

300 8400 280

 

Тестування спонтанної рухової активності щурів. В кожній популяції тварин існують індивідуальні варіації фенотипових форм поведінки. Для визначення спонтанної рухової активності ми обрали “колесо вивірки” (тредбан) з пасивним обертанням конструкції за рахунок енергії рухів тварин. 

Колесо сконструйовано таким чином, що дозволяє запускати у його внутрішній замкнутий простір лабораторну тварину і вільно спостерігати за її поведінкою через прозору бокову поверхню. Технічні особливості конструкції дозволяють вільне обертання в одному напрямку і автоматичну реєстрацію кількості обертів за певний відрізок часу. Після повторних випробувань середню кількість обертів за 3 хвилини перебування тварини у колесі ми розглядали як показник спонтанної, немотивованої індивідуальної рухової активності. 

Підготовка тканин для остеометричного і гістоморфологічного дослідження. Анатомічно видаляли стегнові, плечові, великогомілкові кістки. Для гістологічного дослідження ізольовані з організму щура стегнові та інші кістки очищали від м’яких тканин і фіксували нейтральним 4% формаліном на фосфатному буфері. Визначали остеометричні параметри з точністю до 0,1 мм. Обробку гістологічних препаратів проводили за стандартними методиками з попередньою декальцифікацією у 10% розчині ЕДТА протягом 28 діб, зневодненням у спиртах. Зразки заливали в парафін, отримували повздовжні зрізи товщиною 5-10 мкм і фарбували гематоксиліном і еозином. 

На гістологічних зрізах вимірювали висоту ростової пластинки і кількість хондроцитів у колонці, оцінювали об’ємну щільність трабекулярної кістки в первинній і вторинній спонгіозі – параметр, який відбиває просторову організацію її структури. Вимірювали товщину компактної кістки в середині діафіза. 

Для дослідження в скануючому мікроскопі і проведення зондового мікроаналізу повздовжньо розколоті в ділянці fossa intercondylaris кістки занурювали в рідкий азот, відмивали від клітин крові і кісткового мозку, висушували і напилювали золотом у вакуумному запилювачі JFC-1100.

Для проведення зондового рентгенівського мікроаналізу стегнові кістки після зневоднення заливали в епоксидну смолу й одержували повздовжні шліфи діафіза. Розподіл кальцію по товщині кістки досліджували в скануючому електронному мікроскопі з рентгенівським мікроаналізатором JEOL Superprobe 733 при напрузі прискорення 25 kV і збільшенні х 2000. Аналіз проводили по лінії Са – КL. Розміри зони кальцифікованого хряща, товщину трабекул вторинної спонгіози вимірювали в ділянці дистального метафіза.

Масу наднирників і тимуса – показників стійкості тварин до експериментального емоційного стресу, визначали гравіметрично, на аналітичних терезах. Визначали вміст еритроцитів і концентрацію гемоглобіну в крові щурів загальноприйнятими методами.

Біохімічні показники адаптивної перебудови КТ, до яких відносять лужну фосфатазу (ЛФ) та її кістковий ізофермент, остеокальцин, С-термінальний пропептид колагену І типу (маркери формування КТ) та маркери резорбції - лізосомальні ферменти: кисла фосфатаза (КФ) і тартратрезистентна кисла фосфатаза (ТРКФ), гіалуронідазна активність (ГА), глікозаміноглікани (ГАГ), паратиреоїдний гормон (ПТГ), креатинін, уронові кислоти досліджували за допомогою спектрофотометричних та імуноферментних методів реактивами фірм: Metra Osteocalcin EIA, Quidel Corporation, USA; Rat Intact PTH ELISA Kit, Immutopics, Inc., USA; Лахема, Чехія. 

Статистична обробка результатів. Цифрові дані обробляли з використанням пакету програмного забезпечення “Magellan 3.0”, програми Microsoft Excel. Для визначення вірогідності відмінностей між двома вибірками використовували t-критерій Стьюдента.

 

 

Показники загального стану організму щурів у нормі, при гіпокінезії та розвантаженні задніх кінцівок. Як показали проведені експерименти у молодих тварин контрольної групи, які мають можливість вільно рухатися в межах стандартної комірки і дихають атмосферним повітрям, маса тіла закономірно збільшується. Такий процес є типовою ознакою для молодих щурів, у тому числі лінії Вістар. У щурів такого ж віку при обмеженні рухливості в атмосферному повітрі показники маси тіла за 28 і 45 діб практично не відрізнялися від контрольних значень. Наприкінці експерименту збільшення маси становило 78,2% і 135,7% відповідно. В той же час у дорослих тварин ідентичні умови експерименту уповільнювали зростання маси тіла. Протягом 28 і 45 діб маса тіла дорослих тварин практично не змінювалася або дещо підвищувалася в середньому на 5-6%. Через 28 діб маса тіла цих тварин зросла лише на 12,7%, через 45 діб – на 6,4%.

Однією з можливих причин розбіжності може бути добре відома пластичність молодих тварин та їх здатність краще адаптуватися до реальних умов середовища. На відміну від дорослих, у молодих щурів відносно більша маса вилкоподібної залози (на 1 г маси тіла), вища концентрація в крові та тканинах гормону росту, більша інтенсивність споживання кисню на 1 г білку тканин. Вірогідно, всі ці відмінності та більш висока здатність молоді пристосовуватися до умов існування забезпечували тенденцію до збільшення маси тіла навіть у таких несприятливих умовах як жорстке обмеження рухливості.

 У щурів з АРЗК в атмосферному повітрі зростання маси тіла відбувалося вдвічі повільніше відносно контрольної групи тварин і не перевищувало 15-20% за тиждень. У сумі протягом чотирьох тижнів експерименту маса тіла зросла на 66,6%, що на 57,4% менше вихідних значень для контрольної групи тварин. Ці дані отримано в умовах дихання атмосферним повітрям.

Треба зауважити, що на відміну від жорсткої гіпокінезії, АРЗК має елементи гіпокінезії середнього ступеню. Умови проведення експерименту з АРЗК залишали можливість тварині переміщати тіло в просторі, міняти позу. Проте, тіло тварини знаходилося не в горизонтальному положенні, а мало нахил до