Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.


Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

"Тrauma" Том 13, №4, 2012

Back to issue

Хімічний склад регенерату кісткової тканини, що формується в місці дефекту на тлі стрептозотоцинового діабету

Authors: Івченко А.В., Лузін В.І., Чистолінова Л.І., Єрьомін А.В., Рикова Ю.О., Скоробогатов А.М. Кафедра анатомії людини, кафедра ортопедії і травматології, ДЗ «Луганський державний медичний університет»

Categories: Traumatology and orthopedics

Sections: Clinical researches

print version


Summary

Ми показали в нашій роботі, що завдання дірчастого дефекту на тлі стрептозотоцинового діабету супроводжується збільшенням вмісту води і зменшенням частки органічних і мінеральних речовин. Вміст кальцію знижується порівняно з контрольною групою від 15-го до 60-го дня експерименту, а вміст фосфору, навпаки, збільшується порівняно з контролем від 7-ї до 60-ї доби. Внаслідок цього співвідношення кальцій/фосфор було меншим, ніж у контрольній групі, відповідно на 8,20, 8,25, 11,09 і 10,75 %. Це може свідчити про підвищення аморфності регенерату кісткової тканини.

Мы показали в нашей работе, что нанесение дырчатого дефекта на фоне стрептозотоцинового диабета сопровождается увеличением содержания воды и уменьшением доли органических и минеральных веществ. Содержание кальция снижается по сравнению с контрольной группой с 15-го по 60-й день эксперимента, а содержание фосфора, наоборот, увеличивается по сравнению с контролем с 7-х по 60-е сутки. Вследствие этого соотношение кальций/фосфор было меньше, чем в контрольной группе, соответственно на 8,20, 8,25, 11,09 и 10,75 %. Это может свидетельствовать о повышении аморфности регенерата костной ткани.

We showed in our paper that the application of perforated defect against streptozotocin-induced diabetes is associated with increase in water content and decrease of organic and mineral substances part. The content of calcium was lower as compared with control group from 15th to 60th day of experiment, and phosphorus content, on the contrary, was higher as opposed to control group from 7th to 60th day. As a result, calcium/phosphorus ratio was lower than in control group by 8.20; 8.25; 11.09 and 10.75 % respectively. This may be evidence of increased bone regenerate amorphia.


Keywords

регенерація кісток, цукровий діабет, остеотропні мікроелементи.

регенерация костей, сахарный диабет, остеотропные микроэлементы.

bone regeneration, diabetes mellitus, osteotropic microelements.

Вступ

Останнім часом внаслідок великої кількості чинників, що негативно впливають на репаративну регенерацію кісток, значно збільшилось число ускладнень при загоєннях переломів кісток [1]. Одним із таких чинників є цукровий діабет (ЦД) [3]. Доведено, що у хворих на ЦД швидкість загоєння переломів кісток зменшується, проте детальних досліджень хімічного складу кісткового регенерату, що формується в цих умовах, не проводилось [9]. Із цього й випливає мета нашого дослідження.

Мета дослідження — вивчити хімічний склад регенерату кісткової тканини, що формується в місці дефекту, на тлі стрептозотоцинового діабету у щурів статевозрілого віку.

Дана стаття є фрагментом науково-дослідної роботи «Морфогенез кісток скелета при заповненні кісткових дефектів гідроксіапатитними матеріалами різного складу» (номер державної реєстрації 0109U004621).

Матеріали і методи

З метою вивчення перебігу особливостей хімічного складу регенерату кісткової тканини в місці дефекту при ЦД проведений експеримент на 105 білих щурах (ссавцях) із початковою масою 136,00 ± 2,64 г. Надалі вказана вікова група щурів була розподілена на три групи по 35 тварин у кожній. Першу, контрольну, групу (К1) становили інтактні тварини. Друга група (Д1) — щури, яким завдавали дірчастого дефекту у ділянці проксимального метафізу великогомілкової кістки (ВГК) (дефект без діабету). Третю групу (Д1Д1) становили тварини, яким на тлі стрептозотоцинового діабету завдавали дірчастого дефекту у ділянці проксимального метафіза ВГК. Роботу з тваринами здійснювали відповідно до положень «Загальних етичних принципів експериментів на тваринах», ухвалених першим Націо­нальним конгресом із біоетики (Київ, 2001) та міжнародних вимог згідно з «Європейською конвенцією захисту хребетних тварин, що використовуються в експериментальних та інших наукових цілях» [10].

Для ініціації ЦД щурам уводили стрептозотоцин (2-дезоксиметил-нітрозосечовина-глюкозопіраноза).

На 17-й день від початку експерименту проведено операцію з завдання дефекту ВГК. Моделювання кісткового дефекту в ділянці проксимального метаепіфіза ВГК лабораторних щурів при збереженні функціонального навантаження на кінцівку здійснювали за методикою В.И. Лузина с соавт. [5].

Щурів утримували в клітках відповідно до розподілу по групах в умовах віварію. Утримання і харчування тварин здійснювали згідно з «Санітарними правилами щодо устрою, обладнання та утримання експериментально-біологічних клінік (віваріїв)» від 06.04.73 р. і доповненням від 04.12.78 р. до наказу МЗ СРСР № 163 від 10.03.66 р. «Про добові норми годування тварин і продуцентів» [4].

Визначали масу тварини, потім препарували та скелетували ВГК, що зважували на аналітичних вагах ВЛА-200 з точністю до 0,1 мг.

Мінеральну насиченість, кількість води, органічних і мінеральних речовин визначали процентно-ваговим методом окремо в експериментальних і контрольних ВГК (у ділянках завданного дефекту або у відповідних до них в інтактних тварин). Далі кістки в фарфорових тиглях спалювали у муфельній печі при температурі 450–500 °С упродовж 12 годин до білуватого кольору й розтирали в порцеляновій ступці. Отриману золу зберігали в герметично закритих мікропробірках. Різниця у масі сухої кістки й золи давала можливість визначити кількість органічних і мінеральних речовин [7].

Для хімічного дослідження 10 мг золи з ділянки нанесеного дефекту розчиняли в 2 мл 0,1 Н соляної кислоти та доводили до 25 мл бідистильованою водою. В отриманому розчині визначали вміст натрію, калію та кальцію на фотометрі атомної абсорбції «Сатурн-2» у режимі емісії у повітряно-пропановому полум’ї, а також уміст фосфору — колориметрично за Брігсом на електрофотоколориметрі КФК-3 [2].

Результати та їх обговорення

У тварин групи К1 вміст води та органічних речовин у ділянці проксимального метадіафіза ВГК під час спостереження поступово знижувався — відповідно від 28,18 ± 0,52 % до 24,99 ± 0,48 % та від 31,06 ± 0,44 % до 28,68 ± 0,13 %, а частка мінерального компоненту зростала від 40,25 ± 0,51 % до 45,98 ± 0,22 %.

При завданні дірчастого дефекту ВГК (група Д1) вміст води в регенераті у період від 7-го по 60-й день експерименту переважав значення у тварин групи К1 відповідно на 25,48, 14,01, 9,98 та 8,48 %, а частка мінеральних речовин була меншою відповідно на 10,55, 7,57, 8,35 та 8,06 % відповідно. При цьому вміст органічних речовин на 7-й день був меншим за показники у тварин групи К1 на 8,56 %, а на 30-й і 60-й дні вже переважав їх на 3,81 та 4,83 %. Такі зміни відповідають висвітленій у літературі динаміці змін мінерального складу кісткової речовини регенерату, що формується [6, 8, 11].

Завдання дірчастого дефекту ВГК на тлі стрептозотоцинового діабету порівняно з групою Д1 на 7-й день спостереження супроводжувалось зниженням вмісту води в регенераті на 8,64 %, а від 15-го по 90-й день уміст води зростав і був більшим за показники контрольної групи відповідно на 10,13, 15,46, 18,63 та 15,17 %. Частка органічних речовин в період від 15-го по 90-й день була меншою за контрольні значення (група Д1) відповідно на 9,89, 11,52, 7,76 та 3,33 %, а частка мінерального компоненту в період від 30-го по 90-й день спостереження — відповідно на 2,77, 6,64 та 6,41 %.

Зміни складу регенерату супроводжувались і змінами вмісту макроелементів у ньому. У щурів групи К1 під час спостереження вміст основних остеотропних макроелементів — кальцію, фосфору та магнію — у метафізі ВГК збільшувався відповідно від 21,44 ± 0,33 % до 23,28 ± 0,30 %, від 19,26 ± 0,45 % до 20,38 ± 0,63 % та від 3,68 ± 0,10 % до 4,09 ± 0,07 %. Співвідношення кальцій/фосфор при цьому також незначно зростало — від 1,12 ± 0,02 ум.од. до 1,15 ± 0,03 ум.од.

При завданні дефекту у проксимальному метафізі ВГК макроелементний склад регенерату характеризувався такими ознаками: на 7-й день уміст кальцію та фосфору був меншим за показники тварин групи К1 на 25,04 та 31,39 %. Оскільки вміст фосфору був більш зниженим, це приводило до збільшення кальцій-фосфорного співвідношення на 8,98 %. Уміст магнію, що знаходиться у конкурентному співвідношенні з кальцієм, також переважав показники у тварин групи К1 на 12,71 %.

На 15-й день визначена тенденція зберігалась, але дещо згладжувалась: уміст кальцію та фосфору був меншим за показники тварин групи К1 на 20,69 та 25,16 %, а кальцій-фосфорне співвідношення та вміст магнію переважали їх на 5,77 % (р > 0,05) та 9,82 % (р > 0,05). На 30-ту добу вірогідно від показників контролю відрізнявся лише вміст кальцію — він був менший на 10,62 %. Надалі вірогідні відхилення від контролю не реєструвались.

Отримані результати збігаються як із даними наших попередніх досліджень, так і з даними літератури щодо динаміки макроелементного складу кісткового регенерату, що формується [6, 8, 11].

Порівняння отриманих результатів із показниками у щурів групи Д1 показало, що вміст кальцію був меншим за контрольні показники на 15, 30 та 60-й день — відповідно на 3,46, 6,48 та 6,48 % (рис. 1). Уміст фосфору, навпаки, був більшим за контрольні показники від 7-го по 60-й день на 9,08, 5,20, 6,10 і 5,77 % (рис. 2). У результаті співвідношення кальцій/фосфор було меншим за контрольні в ті самі терміни на 8,20, 8,25, 11,09 та 10,75 %. Це може бути свідченням збільшення аморфності кісткового мінералу регенерату [6, 11].

Висновки

1. Завдання дірчастого дефекту на тлі стрептозотоцинового діабету супроводжувалось зростанням у регенераті вмісту води та зменшенням частки органічних та мінеральних речовин.

2. Вміст кальцію був меншим за контрольні показники від 15-го до 60-го дня експерименту, а вміст фосфору, навпаки, був більшим за контрольні показники від 7-го до 60-го дня. У результаті співвідношення кальцій/фосфор було меншим за контрольні в ті самі терміни на 8,20, 8,25, 11,09 та 10,75 %. Це може бути свідченням збільшення аморфності кісткового мінералу регенерату.

3. Вміст магнію був більшим за контрольні показники в ті самі терміни, проте меж вірогідності не досягав.

На 90-й день спостереження вірогідні відмінності не виявлялись.

4. Завдання дефекту на тлі стрептозотоцинового діабету у щурів статевозрілого віку супроводжувалось дисбалансом макроелементного складу регенерату, що свідчить про гальмування процесів його утворення.


Bibliography

1. Аналіз первинної інвалідності при переломах кісток кінцівок та їх наслідків за матеріалами травматологічного МСЕК м. Києва / Г.В. Гайко, А.В. Калашніков, А.А. Курило та ін. // Мат-ли пленуму Асоціації ортопедів-травматологів України. — Київ — Вінниця, 2004. — С. 7.

2. Брицке Э.М. Атомно-абсорбционный спектральный анализ. — М.: Химия, 1982. — 244 с.

3. Корж Н.А. Репаративная регенерация кости: современный взгляд на проблему. Системные факторы, влияющие на заживление перелома / Н.А. Корж, Н.В. Дедух, О.А. Никольченко // Ортопедия, травматология и протезирование. — 2006. — № 2. — С. 93-99.

4. Лакин Г.Ф. Биометрия. — М.: Высшая школа, 1980. — 293 с.

5. Лузин В.И. Методика моделирования костного дефекта у лабораторных животных / В.И. Лузин, Д.В. Ивченко, А.А. Панкратьєв и др. // Український медичний альманах. — 2005. — № 2, додаток. — С. 162.

6. Лузин В.И. Ультраструктура костного минерала, формирующегося при нанесении сквозного дырчатого дефекта большеберцовой кости у белых крыс различного возраста / В.И. Лузин, В.Н. Прочан, Р.Н. Глущенко // Галицький лікарський вісник. — 2010. — Т. 17, вип. 2(2). — С. 70-73.

7. Новиков Ю.В. Применение спектрографии для определения минерального состава костной ткани при гигиенических исследованиях / Ю.В. Новиков, А.В. Аксюк, А.М. Ленточников // Гигиена и санитария. — 1969. — № 6. — С. 72-76.

8. Прочан В.Н. Химический состав костей скелета у белых крыс разного возраста при нанесении механических дырчатых дефектов большеберцовых костей // Український медичний альманах. — 2010. — Т. 13, № 4. — С. 152-155.

9. Vieira E.M., Ueno C.S., Valva V.N. et al. Bone regeneration in cranioplasty and clinical complications in rabbits with alloxan-induced diabetes // Braz. Oral Res. — 2008. — Vol. 22(2). — P. 184-191.

10. European convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purpose: Council of Europe 18.03.1986. — Strasbourg, 1986. — 52 p.

11. Luzin V.I. Chemical composition features of the regenerate of metadiaphyseal defects filled with the materials based on biogenic hydroxyapatite / V.I. Luzin, V.K. Ivchenko, A.V. Ivchenko et al. // Ortopedia, Traumatologia, Rehabilitacja. — 2005. — Vol. 7 (Suppl. 1). — P. 69.

Similar articles

Authors: Івченко А.В., Кафедра анатомії людини, кафедра ортопедії і травматології, Луганський державний медичний університет
"Тrauma" Том 13, №1, 2012
Date: 2012.05.03
Categories: Traumatology and orthopedics
Вплив дефіциту мікроелементів йоду та селену на фізіологічний та репаративний остеогенез
Authors: Ковальчук П.Є., Тулюлюк С.В. - Вищий державний навчальний заклад України «Буковинський державний медичний університет», м. Чернівці, Україна
International journal of endocrinology 2 (74) 2016
Date: 2016.05.12
Categories: Endocrinology
Sections: Medical forums
Репаративний остеогенез у нормі та за умов дефіциту мікроелементів йоду та селену
Authors: Ковальчук П.Є., Гасько М.В., Тулюлюк С.В. — Буковинський державний медичний університет, м. Чернівці
International journal of endocrinology 3 (67) 2015
Date: 2015.07.10
Categories: Endocrinology
Sections: Clinical researches
Authors: Апуховська Л.І., Рясний В.М., Великий М.М. - Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України; Калашников О.В. - Інститут травматології та ортопедії АМН України; Великий О.М. - Національна дитяча спеціалізована лікарня «ОХМАТДИТ» МОЗ України, м. Київ
"Тrauma" Том 13, №2, 2012
Date: 2012.08.14
Categories: Traumatology and orthopedics

Back to issue