Механизмы нарушения минерализации при гипокинезии. Морфология костей после полета в космосе

Механизмы нарушения минерализации при гипокинезии. Морфология костей после полета в космосе

Исследования последних лет показали, что в основе нарушений минерального обмена могут лежать изменения в органических структурах обызвествленных тканей. В обеспечении динамической устойчивости костной ткани большое значение придается органическим матриксам, которые являются нуклеаторами кристаллов гидрооксилапатита костной ткани, основную массу которого составляют соли кальция и фосфора, причем в костной матрице минеральная фракция составляет 45%.

Компоненты органического матрикса, а именно коллагеновые и неколлагеновые белки, гликопротеиды и гликозаниногликаны занимают до 45% объема костной матрицы. Они обеспечивают связь органических и минеральных фаз кости, механизмы фиксации и удержания кальция в скелете (Hinsenkamp, Прохончуков и др.). 19-суточпая экспозиция на биоспутнике «Космос-1129» привела у крыс к более выраженному снижению содержания фосфора по сравнению с кальцием и, как следствие, к повышению соотношения Са/Р.

Кроме того, разнонаправленно изменялись белковые компоненты: на 15% увеличилось содержание коллагеновых белков и на 46% снизились иеколлагеновыо (Прохончуков и др.). Интересно, что эти данные были получены при исследовании мембранной части и гребня лопаток, а также диафиза большоберцовой кости.

У крыс, экспонированных на биоспутнике «Космос-1667» и течение семи суток, проведены детальные исследования костей, в которых были выявлены признаки остеопороза. Торможение новообразования костной ткани, на что указывало уменьшение числа и функциональной активности остеобластов, отмечалось во всех исследованных костях. Проведенный дифференциальный подсчет остеобластов позволил установить, что наиболее ранними, хотя и косвенными признаками начинающегося остеопороза являются уменьшение числа высокоактивных остеобластов и появление среди них клеток с дистрофическими повреждениями. Признаки усиления остеокластической резорбции кости выявлены только в метафизах большеберцовых костей (Каплапский и др.).

Мы не встретили в литературе сведений о специфичности усиления резорбции в других костях при воздействии невесомости, кроме работы Роберта и др. (Robert), где авторами было установлено, что воздействие невесомости уменьшает количество преостеобластов в ПДС. Авторы считают это системным процессом в условиях невесомости, так как комплекс периодонтальная связка—верхняя челюсть не является костным аппаратом, несущим весовую нагрузку. Ширина ПДС после экспозиции в невесомости уменьшалась па 29%. Полученные данные дают основание предполагать, что уменьшение количества преостеобластов может явиться важным фактором в процессе ингибировании образования костной ткани в условиях невесомости. Не исключено, что этот процесс зависит и от длительности нахождения в условиях нулевой гравитации, хотя на этот счет есть и другие точки зрения (Cann et al., Jee et al.).

Детальные исследования, выполненные в последние годы, убедительно показали, что при гипокинезии, вызванной вывешиванием, у крыс в большеберцовых костях отмечалось значительное возрастание числа остеокластов. Морэй-Холтои и др. (Могеу-Hollon et al.) связывали это с развитием острой стрессовой реакции, тем более что указанное явление сопровождалось увеличением уровня глюкокортикоидов в крови.

Аналогичные исследования, проведенные Капланским с соавт, па двух группах крыс в модельных экспериментах с гипокинезией (нахождение в пенале) и при вывешивании за хвост в аптиортоположеиии продемонстрировали появление значительного сужения хрящевой пластинки роста и зоны первичной спонгиозы. Отмечалось уменьшение объемной плотности спонгиозы и возрастание числа остеокластов. И хотя количество остеобластов не изменялось, по выявлялись качественные их сдвиги. Основные изменения были обнаружены в болыпеберцовой кости. Тем не менее разрежение спопгиозы выявлено и в поясничных позвонках. По-видимому, однонаправленный характер сдвигов свидетельствует о том, что на начальных этапах моделирования невесомости довольно существенную роль играет острая стрессорная реакция.

Однако в сравнительном исследовании, проведенном Дурновой и др., при изучении стрессорного воздействия гипокинезии и «вывешивания» за хвост у крыс было отмечено, что последнее является менее стрессорным воздействием. Об этом свидетельствовала более сглаженная реакция коры надпочечников, тимуса и селезенки.

Поэтому представляют значительный интерес результаты с длительной гипокинезией. Так, 35- и 60-суточпые гипокинезии и «вывешивание» крыс вызывало развитие остеопороза в снонгиозе большеберцовых костей и поясничных позвонков. Отмечалось торможение роста и новообразования костей, о чем свидетельствовало снижение длины болыпеберцовой кости, ширины эпифизарной хрящевой пластинки роста и высоты колонок хондроцитов, ширины и объемной плотности первичной спопгиозы, а также уменьшение числа функционально активных остеобластов в области спонгиозы.

Следует отметить, что в этом исследовании Дурновой и др. не были обнаружены статистически достоверные сдвиги числа остеокластов, за исключением некоторого их снижения в позвонках.

- Вернуться в оглавление раздела "Патофизиология"

Оглавление темы "Минеральный обмен в условиях невесомости":