Сравнительное морфологическое исследование репаративной регенерации костной ткани под влиянием глюконата и активного кальция

УДК: 616.71-00393:611:615.2/3.07

СРАВНИТЕЛЬНОЕ МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РЕПАРАТИВНОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ КОСТНОЙ ТКАНИ ПОД ВЛИЯНИЕМ ГЛЮКОНАТА И АКТИВНОГО КАЛЬЦИЯ

А.А.ЮЛДАШЕВ, А.Ю.ЮЛДАШЕВ, Р.Р.РАХИМОВ, Р.ЯКУБЖАНОВ

The comparative morphologic research of the reparative regeneration of bone tissue under the influence of the gluconate and active calcium

A.A.Yuldashev, A.Yu.Yuldashev, R.R.Rakhimov, R.Yakubjanov

Республиканский научный центр экстренной медицинской помощи, Ташкентская медицинская академия, НПО «Синтез-керамика»

В сроки 7, 15 и 30 дней после формирования П-образного дефекта в области диафиза бедра морфологически обосновано заключение о более ускоренном формировании пластинчатой кости после введения активного кальция, включающего карбонат, гидрокарбонат, цитрат кальция и сульфат магния, чем при использовании глюконата кальция.

Ключевые слова: кость, регенерация, эксперимент, глюконат кальция, активный кальций

The results of cytologic changes in the wound in 63 patients with boundary (III A level) and deep (IIIB level) burns of the different areas and localization were analyzed. The given results shows the transplantation of cultivated allofibroblasts on the boundary and deep burn wounds leads to the rapid change of cy-togramm type for more favorable one.

Key-words: bone, regeneration, experiment, calcium gluconate, active calcium

Проблема репаративной регенерации костной ткани после травматического ее повреждения -одна из актуальных проблем современной клинической и экспериментальной травматологии и ортопедии. Это обусловлено сложностью процесса репаративного остеогенеза, осложнениями, которые возникают в динамике восстановления костных структур [1,2]. В связи с этим возникает необходимость разработки новых экспериментально-теоретичес-ких подходов к изучению формирования сложных клеточных и тканевых компонентов регенерата, факторов, влияющих на остеорепара-цию.

Систематизация представлений о стадиях репа-ративного остеогенеза, его регуляции в работах отечественных и зарубежных авторов позволяет конкретизировать цель и задачи собственных кли-нико-экспериментальных исследований, сравнить полученные данные с имеющимися в литературе.

Цель работы - сравнительная морфологическая характеристика репаративной регенерации компактной костной ткани в эксперименте при введении глюконата и активного кальция.

Материал и методы

Под местной анестезией в асептических условиях обнажали бедренную. кость кроликов породы шиншилла (п=36) массой 2,5+0,2 кг. После П-образного надреза надкостницы и отведения ее в сторону резецировали участок диафиза длиной 1 см и шириной 0,5 см до эндооста. После возвращения надкостницы в первоначальное положение рану зашивались послойно наглухо. На этом дефекте,

который механически не смещается, можно изучать регенерацию. Оперированные животные per os получали воду 10 мл/кг (1-я гр., контроль); глюконат кальция (0,1 г/кг, 2-я гр.); активированный кальций (10 мл/кг, НПЦ «Керамика-Синтез», 3-я гр.). В состав активированного кальция входит: кальция карбонат - 500 мг; кальция цитрат - 2500 мг; кальция гидрокарбонат - 100 мг; магния цитрат - 32 мг; вода - до 100 мл.

Гистологические исследования проводили на 7-, 15- и 30-и дни после операции. Материал фиксировали в 2,5% забуференном растворе глютар -альдегида (20 мин), 1% растворе осмиевой кислоты (1,5 часа). После проводки по спиртам возрастающей концентрации кусочки костной ткани заливали в аралдит. Полутонкие срезы толщиной 1-2 мкм получали на ультрамикротоме LKB-4800; окрашивали основным фуксином и 1% раствором метиленового синего. На окрашенных срезах в зоне дефекта бедренной кости морфометрически, с помощью полуавтоматического анализатора изображений «Интеграл 2М» определяли площадь фиброзно-ретикулярной, хондроидной и остеоидной тканей, образующихся последовательно в области дефекта бедренной кости. Ультратонкие срезы после контрастирования в ура-нилацетате и цитрате свинца просматривались в электронном микроскопе JEM-100S.

Данные морфометрических исследований обрабатывали с помощью компьютерной программы Microsoft Exsel 2002 (XP). Достоверными считались различия, удовлетворяющие р<0,05.

Результаты

Через 7 дней после травмы дефект кости заполнен распадающимися сгустками и форменными элементами крови (рис.1). Среди них по перио-стальному краю на уровне дефекта, у торцевой поверхности опила определяется пролиферирую-щая фиброзно-ретикулярная ткань с единичными примитивными костными балочками (рис.2).

Результаты измерения площади фиброзно-хрящевой ткани во всех трех группах достоверно не различаются. В среднем она равна 10%. У животных контрольной группы дефект кости лишь на небольшом участке у торцевой поверхности опила заполнен слабо выраженной клеточно-волокнистой тканью, площадь которой составляет 8,2+0,2% (табл.). На основании этих данных можно говорить о незначительном положительном влиянии препаратов кальция на образование фиброзно -хрящевой ткани в зоне дефекта костной ткани. Электронно-микроскопически у животных 1-й группы в зоне дефекта отмечается беспорядочное

образование оссифицированных пучков коллаге-новых волокон; среди них увеличивается количество фибробластов и остеобластов. У животных, получавших препараты кальция, наблюдается больше профилей гранулярного эндоплазматиче-ского ретикулума, комплекс Гольджи гипертрофирован и состоит в основном из расширенных цистерн и вакуолей. Относительно большее развитие цитоплазматических структур клеток при введении карбоната кальция или активированного кальция свидетельствует об интенсификации синтетических процессов, направленных на образование белков коллагенового типа, построение основного вещества костной ткани. В контрольной группе в зоне дефекта продолжают определяться скопление фибрина и единичные фибробласты.

Через 15 дней после операции вдоль торцевой поверхности образованного дефекта костной ткани животных 2-й и 3-й групп определяется 6,7+0,3 и 18,7+0,4% (Р<0,05) костной ткани. Периосталь-ное костеобразование, соединяясь с энхондраль-

Рис. 2. 3-я группа животных (активный кальций). Пролиферирующая фиброретикулярная ткань, образование примитивных островков костной ткани и рассасывание поврежденной костной ткани по периферии зоны дефекта кости. 15 дней после образование дефекта. Полутонкий срез. Окраска: основной фуксин-метиленовый синий. Ув. Ок. 10, об. 40.

Рис.3. Контрольная группа животных (глюконат кальция). Дифференцирующиеся клетки в зоне дефекта кости и образование первичной костной ткани. 15 дней после операции. Полутонкий срез. Окраска: основной фуксин-метиленовый синий. Ув. Ок. 10, об. 40.

Рис. 1. Рассасывание сгустков крови в зоне дефекта кости через 7 дней. Полутонкий срез. Окраска основной фуксин-метиленовый синий. Ув. Ок. 10, об. 40.

Рис.3. Контрольная группа животных (глюконат кальция). Дифференцирующиеся клетки в зоне дефекта кости и образование первичной костной ткани. 15 дней после операции. Полутонкий срез. Окраска: основной фуксин -метиленовый синий. Ув. Ок. 10, об. 40.

www.sta.uz

Б^БЫ^СИ tibbiyot axborotnomasi, 2010, № 4

41

Сравнительное морфологическое исследование репаративной регенерации костной ткани под влиянием...

Таблица. Динамика преобразования тканей зоны дефекта костной ткани

Ткань 10 дней, гр., 15 дней, гр., 30 дней, гр.,

_1-я 2-я_3-я_1-я_2-я_3-я_1-я 2-я_3-я

ФИбр03н 0 - 8,2 +0,2 1 0,3+0,4 1 0,0+ 0,5 2 6,0+0,5 32,0+0,5 2 7,5+0,60 4,0+0,2 - -

ретикуляр

Х0ндр0ид- - - - 41,5+0,6 35,0+0,4аб 26,5+0,7аб 59,0+0,7 10,6+0,3а( -

Остеоид- - - - 1,5+0,2 6,7+0,3аб 18,7+0,4аб 15,3+0,6 69,6+0,4аб 78,8+0,5аб

Примечание. а - достоверно по сравнению с контролем (1-я гр.);

б - достоверно при сравнении данных 2-й и 3-й групп.

ным, начинающимся в наружных зонах хряща, заполняющего дефект, образует над дефектом костные перемычки к средней части дефекта. У контрольных животных образование костной ткани едва прослеживается (рис. 3), основная часть дефекта костной ткани заполнена фиброзно-ретикулярной (26,0+0,5%) и хрящевой (41,5+0,6%) тканью (табл.).

Электронно-микроскопически в этот срок эксперимента в зоне дефекта кости у животных 2-й и 3-й групп отмечается увеличение количества остеобластов. В их цитоплазме наблюдаются многочисленные профили гранулярного эндоплазмати-ческого ретикулума, расширенные цистерны и крупные вакуоли комплекса Гольджи. Гиперплазия и гипертрофия этих структур, с инвагинациями контуров их ядра обусловлены интенсификацией процесса остеообразования, усиленной минерализацией коллагеновых фибрилл. Образующиеся костные пластинки замуровывают остеоциты в лакуны. В отдельных участках можно обнаружить островки кальцифицированного и некальцифици-рованного хряща. Хондроциты, не расположенные в лакунах, имеют гипертрофированный комплекс Гольджи, который, по-видимому, активно участвует в образовании межклеточного вещества. У контрольных животных хондроциты менее активны, островки хряща относительно более крупных размеров. В основном веществе среди беспорядочно расположенных пучков коллагеновых волокон обнаруживаются фибробластоподобные клетки.

Через 30 дней после операции у животных 3-й группы дефект диафиза бедренной кости полностью заполняется зрелой костной тканью остео-нидного строения (рис.4). Края новообразованной костной ткани едва различимой линией отделяются от оставшейся, неповрежденной кости диафиза. У животных 2-й группы, которые получали глюконат кальция, имеется 10,6+0,3% хондроидной ткани, которая еще не заместилась остеоидной тканью. У кроликов 1-й группы при 15,3+0,6% остео-идной ткани сохраняется 59,0+0,7% хондроидная. Преобразование хряща происходит на основе эн-

хондрального окостенения.

Таким образом, активный кальций оказывает более выраженное влияние на репаративный остеогенез в области дефекта бедренной кости, чем глюконат кальция. Он быстрее и интенсивнее способствует преобразованию фиброзно-ретикулярной и хондроидной ткани в остеоидную. Это позволяет рекомендовать его для лечения переломов костей при проведении комплексной терапии.

Обсуждение

Проведенные исследования базируются на представлениях отечественных и зарубежных авторов о механизмах процесса репаративной регенерации, воздействии лекарственных препаратов на остеогенез. На их основании создан препарат активированный кальций, включающий, кроме карбоната кальция, также его цитрат и бикарбонат и сульфат магния. Надо полагать, что после всасывания в кровь, взаимодействуя между собой и организмом, они влияют на остеобластическую диф-ференцировку и, уже через месяц, способствуют оптимальному образованию костной ткани. Последовательная экспрессия ими остеоспецифических белков оказывается более эффективной, чем монотерапия глюконатом кальция.

Эффективность микроэлементов, входящих в состав активированного кальция особенно отчетливо проявляется в динамике реорганизации тканей зоны дефекта, когда грубоволокнистая ткань преобразуется в хондроидную и остеоидную ткани. S.N.Cornell (1990) отмечает, что потребление кальция возрастает в течение первой недели, достигая максимума через 2-3 недели. Минерализация завершается образованием костного регенерата. Замещение грубоволокнистой и хондроидной тканей пластинчатой осуществляется их ориентацией вдоль результирующей воздействующих векторов сил.

Согласно данным Н.А.Коржа и соавт. [1], кальций, входящий в состав препаратов кальций-Дз Никомед и кальций-Дз Никомед форте, оказывает аналогичное оптимизирующее влияние на регене-

ративный остеогенез как в эксперименте, так и клинике. Костный регенерат при этом отличается относительно более совершенной зрелостью.

Помимо кальция стимулирующим влиянием на остеогенез обладает и магний. Его введение непосредственно после травмы и на последующих стадиях репаративного процесса способствует самосборке рибосом в клетках, что стимулирует биосинтез белков в остеобластах и других клетках-предшественниках остеогенеза. Магний вместе с кальцием является также участником процесса минерализации костной ткани [1]. Надо полагать, что вследствие этого оба микроэлемента способствуют относительно более раннему образованию костной ткани в области дефекта бедра у животных 3-й группы.

Выводы:

Активированный кальций, содержащий несколько его солей, и сульфат магния оказывают более выраженное стимулирующее влияние на репаративный остеогенез, формирование пластинчатой кости в зоне дефекта диафиза бедренной кости, чем глюконат кальция.

Литература

1. Корж Н.А., Горидова Л.Д., Дедух Н.В., Романенко

К.К. Репаративная регенерация: современный

взгляд на проблему. Медикаментозные

препараты, оптимизирующие репаративный остеогенез. Ортопед травматол и протезирование 2006; 3: 85-99. 2. Cornell S.N. Management of fractures in patients with osteoporosis. Orthop Clin North Amer. 1990; 21 (1): 125-141.

ГЛЮКОНАТ КАЛЬЦИЙ ВА ФАОЛ КАЛЬЦИЙ

ТАЪСИРИДА СУЯК ТУКИМАСИ РЕПЕРАТИВ РЕГЕНЕРАЦИЯСИНИ КИЁСИЙ МОРФОЛОГИК УРГАНИШ

А.А.Юлдашев, А.Ю.Юлдашев, Р.Р.Рахимов, Р.Якубжанов Республика шошилинч тиббий ёрдам илмий маркази, Тошкент тиббиёт академияси, «Синтез-керамика» ИЧБ

Сон суяги диафизида П-шаклли нуксон хосил килингандан сунг 7, 15 ва 30 кунларда морфологик регенерация таркибида карбонат, гидрокарбонат ва цитрат кальций булган фаол кальций глюконат кальцийга нисбатан пластинкасимон суякни тез шакллайди деб хулоса чикарилган.

Контакт: Юлдашев Акмал Акрамович

РНЦЭМП

100107, Ташкент, ул. Фарходская, 2.

Тел.: +99871-277-9147; +99897-103-02-27

www.sta.uz

Shoshilinch tibbiyot axborotnomasi, 2010, № 4

43