CC BY
21
УДК 577.128: [611.018+616-018] Москаленко Р.А.
Б1ОМ1НЕРАЛ1ЗАЦ1Я У ТКАНИНАХ ЛЮДСЬКОГО ОРГАН1ЗМУ
Медичний шститут СумДУ, м. Суми
Бiомiнералiзацiя е процесом формування мiнералiв живими opeaHi3MaMu за умов утворення i росту бiомiнералiв з пересиченого водного розчину за участi органiчно'l' матриц, яка мае клiтинне похо-дження. За останн десятилття значно п/'двищився iнтерес до вивчення патолог'чноУ бiомiнералi-зацУУ (ПБМ) людини у зв'язку iз зростанням захворюваностi на патологю, пов'язану з цим явищем. Поеднання ПБМ з основною серцево-судинною патолог'ею - атеросклерозом, який займае лiдирую-чу позицю за смертнстю людей i е «хворобою цивШзацУУ», захворюваннями щитопод'бноУ залози (ЩЗ), нирок, жовчного мiхура, простати, слинноУ залоз обумовлюе необх'дн'ють розробки нових ме-тод'т профлактики, д'агностики i лкування зазначених хвороб. Метою роботи стало проведення анал'зу i узагальнення даних науковоУ джерел для встановлення рол!' б'юм'терал'зацИ у тканинах людського органзму. Формування бiомiнералiв пддавалося змнам разом з плином еволю^йного процесу. Звичайно, як i будь яка корисна компенса^йно-пристосувальна реак^я, бiомiнералiзацiя мае i свое патолог'чне в/'дображення: багато захворювань ускладнюються УУ надлишковими або нев-часними проявами. Вивчення ролi процесв б'юм'терал'зацИ за умов фiзiологiчноУ норми та патолога дозволить зрозумiти та визначити лкувальну стратегю. Тльки псля цього необхдно розробляти способи попередження або блокування утворення бiомiнералiв у людському органiзмi. Це поясню-еться тим, що в багатьох випадках розвиток бiомiнералiв е захисною реак^ею орган'зму на ушко-дження патогенними фактороми, тому пригнiчення б'юм'терал'зацИ у деяких випадках (макрокаль-при ускладненому атеросклерозi, псамомн тльця та стромальна кальцифiкацiя папляр-ного раку Щз, остеобластичн кютков1' метастази) може нанести органзму додатковоУ шкоди. У бльшо^i випадк'т розвиток патолог 'чно'У б'юм'терал'зацИ наносить органзму значноУ шкоди, сут-тево знижуе яксть та тривалсть життя пацiентiв, тому потребуе розробки способ'т попередження i блокування УУ розвитку.
Ключов1 слова: ф1зюлопчна бюм1нерал1зац1я, патолопчна бюм1нерал1зац1я, гщроксиапатит, кальцит, органо-мЫеральж агрегати. Робота виконана за пiдтримки науково-дослiдноУ теми «Дослiдження зм!н у кстках при переломах за умов використання на-номатерiалiв для метал-остеосинтезу з урахуванням функцУ м'язового апарату» (№ державноУ реестрацп 0116U006815), та держбюджетноУ теми «Морфофункцюнальний монiторинг стану органiв i систем органiзму за умов порушення гомеос-
Розвиток бюмшералогп як науки подтяеться на два основних етапи: перюд становлення науки, який тривав до середини ХХ ст., та перюд ю-нування, як окремо'Т ^y3i наукового знання [1].
У першому пер^ розвитку бюмшералогп вь дбувалося накопичення даних про будову, склад, генезис бiомiнералiв. Одним з перших вчених, хто звернув увагу на проблеми бюмше-ралiзацiТ, був академк В.1. Вернадський у 20-х роках Хх стол^тя. На терен колишнього СРСР термш «бюмшералопя» вперше був застосова-ний А. Кораго в 1976 роц у роботу присвяченш дослщженню рiчкових перлин [1]. Першою робо-тою, де термш «бюмшералопя» був використа-ний у назв^ стала видана у 1983 роц в м. Киевi монографiя Б.1. Сребнодольского «Биологическая минералогия», яка була присвячена мшера-лiзацiйним процесам у органiзмi тварин [7]. Зна-чною подiею в розвитку ^еТ' науки стала публка-^я фундаментально'' прац «Введение в биоминералогию» у 1992 роц за авторством А. Кораго [4]. Зараз бюмшералопя е галуззю наукового знання, яка знаходиться на межi рiзних наук i швидко розвиваеться, юнуе ряд зарубiжних спе-цiалiзованих журналiв та конференцш (Calcified Tissue Int, Eur J of Mineralization, Bone, Journal of Crystal Grow).
Процес дослщження бiомiнералiв утрудню-еться складною взаемодiею оргашчного i мше-рального компонент, з яких вони складаються. Оргашчний i мшеральний складовi бiомiнералiв
тазу» (№ державно)'реестрацУУ 62.20.02-01.15/17.ЗФ).
Вступ
Бюмшералiзацiя е процесом формування мь нералiв живими оргашзмами за умов утворення i росту бiомiнералiв з пересиченого водного розчину за участ оргашчноТ' матрица яка мае клн тинне походження [28]. БiомiнералiзацiТ як процесу вже бтьше одного мтьярда рош: формування перших бiомiнералiв почалося в докембрп i тривае до нашого часу, супроводжуючи еволю-цiйний розвиток живих органiзмiв [3]. В живих ор-ганiзмах бiомiнералiзацiя розвиваеться за трьо-ма типами: кремнiевим, карбонатним та фосфа-тним; на сьогодн вiдомо про iснування близько 80 бiомiнералiв [35].
За останнi десятил^тя значно пiдвищився ш-терес до вивчення патолопчноТ бiомiнералiзацiТ людини у зв'язку iз зростанням захворюваностi на патолопю, пов'язану з цим явищем. Поеднання ПБМ з основною серцево-судинною патолоп-ею атеросклерозом, який займае лщируючу по-зицiю за смертнютю людей i е «хворобою цивтн зацп», захворюваннями щитоподiбноТ залози (ЩЗ), нирок, жовчного мiхура, простати, слинноТ та пiдшлунковоТ залоз обумовлюе необхщнють розробки нових методiв профтактики, дiагнос-тики i лiкування зазначених хвороб.
Метою роботи стало проведення аналiзу i узагальнення даних науковоТ джерел для встановлення ролi бiомiнералiзацiТ у тканинах людського оргашзму.
нерозривно пов'язаш мiж собою i взаeмодiють за певними законами, тому за ними закртився те-рмж «органо-мшеральш агрегати» (ОМА) [4]. Бн омiнерали або ОМА людського органiзму подн ляються на фiзiологiчнi та патологiчнi.
Ф'з 'юлог 'чна бiомiнералiзацiя
Зуби. До складу зубiв входять таю мшералн зованi тканини як емаль, дентин та цемент. У людському органiзмi найбiльш мiнералiзованою тканиною е емаль зубiв, мiнералiзацiя якоТ скла-дае 95-97% IT ваги [15,23]. Дентин, який складае основну частину твердих тканин зуба, мае у своему складi 72% неоргашчних речовин, основна частина яких вщповщае мшералу гщроксиапати-ту [30]. Цемент огортае коршь зуба i бере участь у прикртленш зуба до альвеолярноТ кiстки. Вш трохи м'якший за дентин, складаеться з 45-50% неоргашчних речовин (гщроксиапатит). Окрiм п-дроксиапатиту, основу мшеральних тканин зубiв складають октакальцiйфосфат та в незначних ктькостях iншi форми апати^в - карбоксиапа-тит, хлорапатит, стронцiевий апатит та фтора-патит [17].
Кстки. У людському органiзмi приблизно 270 кюток [35]. Кютка за своею природою е вщносно легким i мiцним композитним матерiалом, який складаеться з неорганiчноТ та оргашчноТ' частин. Мiнеральний компонент кюток досягае 60-70% маси i також в основному складаеться з пдрок-сиапатиту [19]. Оргашчна частина кютки пере-важно представлена колагеном, еластичним бь лком, який забезпечуе стшкють цього органу до переломiв [35]. Окрiм колагенiв, що е структур-ними бiлками, значна частина кюткових бiлкiв е регуляторами процесу бiомiнералiзацiТ: остео-понтин, остеонектин, остеокальцин, кютковий d-алопротеТн та фосфофорин дентину [22]. У кют-ках мiнералiзацiя починаеться з гетерогенного розчину юшв кальцiю i фосфору. Мiнеральнi ну-клеати зароджуються у пустих просторах мiж колагеновими волокнами у виглядi тонкого шару гiдроксиапатиту, який росте до заповнення доступного простору. Мехашзм вщкладення мшера-лiв в оргашчнш частинi кiстки залишаеться не повнютю ясним i на сьогодш [18].
«Мозковий псок» або corpora arenacea шиш-копод'бно)' залози. У шишкоподiбнiй залозi або епiфiзi присутш мiнералiзованi структури, кть-кiсть яких зростае з вком - т.з corpora arenacea (або "acervuN," або "мозковий пюок"). Цi утворен-ня мають шарувату будову (звiдси назва - corpora arenacea) та фестончаст краТ. 1х розмiри ва-рiюють вiд 5 мкм до 2 мм, за формою нагадують тутову ягоду [40]. Хiмiчний аналiз кальцифкова-них тiлець шишкоподiбноТ залози показуе, що вони складаються сполук фосфату кальцю пдроксиапатит, р-ТСМФ (бета-трикальцш-магнш фосфат) [13]. Також е дат про наявнють в «моз-ковому пiску» кальциту [11].
Corpora arenacea епiфiзу часто слугують ана-томiчним орiентиром при радiологiчному обсте-женнi голови у пацiентiв пюля 30-40 рокiв, оскн
льки ктькють з вiком суттево зростае [40]. Меха-нiзми формування i функцп «мозкового шску» невiдомi. У деяких дослщженнях говориться про те, що у хворих на хворобу Альцгеймера суттево вищий рiвень кальцифкацп епiфiзу, нiж за iнших типiв деменцп [11]. Також цiкаво, що з вком, шишкоподiбна залоза мiстить таку ж саму ктькють фтору, як i зуби. До того ж спостер^аеться кореляцiя вмiсту кальцш i фтору в епiфiзi [13].
Отолти. Внутршне вухо мiстить мшеральш утворення, якi називаються отолiтами або стато-конiями i е частиною органу рiвноваги. Отолiти виявленi в уах хребетних органiзмiв та у части-ни безхребетних, в тому чи^ i у багатьох виме-рлих органiзмiв [24]. Статоконп у органах рiвно-ваги ссавцiв представлен подовженими (10х1-3 мкм) кристалами кальциту [20]. Отол^и можуть бути продуктами секреторной дiяльностi клiтин. Тх змщення при змiнi положення тiла i впливi прискорення викликае механiчне подразнення волоскових кттин i появу вщповщних нервових iмпульсiв [24].
Патолог 'чна бiомiнералiзацiя
Жовчний м'кур. У жовчному мiхурi мшерало-утворення вiдбуваеться не ттьки у його порож-нинi, але й у стшках - у випадках таких нозологш як порцеляновий жовчний мiхур або рак жовчно-го мiхура [26].
Бiльш поширеною патологiею е холелiтiаз, з утворенням у порожниш органу каменiв з оргаш-чною та неорганiчною складовою. Сприятливим середовищем для утворення камешв е пору-шення складу жовчi та ряд захворювань ЖМ та жовчовивщних шляхiв [1]. Органiчна складова жовчних камешв представлена холестерином, б^рубшом та бiлiвердином (пiгментнi каменi). Неоргашчна частина каменiв мiстила наступнi каль^евмюш мiнерали: карбонати (фатерит, арагонiт, кальцит, долом^), фосфати (вiтлокiт). Особливе мюце займають пiгментнi каменi з ви-соким вмiстом кальцiю - пальм^ат та бiлiрубiнат кальцiю, якi мають бтий та чорний кольори [1].
Мшеральний компонент стiнки ЖМ за умов такоТ патологи як ПЖМ та РЖМ був представлений гщроксиапатитом [26]. Можливо, це обумов-люеться рiзними умовами мiнералоутворення в порожниш i стiнцi ЖМ.
Нирковi камен та конкременти сечового м-хура. Основою утворення конкрецш у нирках та сечовидтьнш системi е порушення гомеостазу сечi внаслщок ряду захворювань та впливу зов-нiшнiх (в основному дiетарних) факторiв [8]. Утворенню конкрементiв сприяе пщвищення у сечi концентрацiТ неорганiчного фосфору (>75 ммоль/л), загального кальцiю (7 ммоль/л), маг-нiю (>5 ммоль/л), щавелевоТ кислоти (>0,25 ммоль/л) та сечовоТ кислоти (>4 ммоль/л). Знач-ний вплив на формування мiнералiв у сечовидн льнiй системi здшснюе коливання рН. Так, сере-дньодобове значення рН сечi здоровоТ людини коливаеться у межах 5,5-6,5, за умов формування оксалатних камешв рН коливаеться в межах
4,8-7,0; за умов уратних - 4,5-5,8; за умов фос-фатних - 6,0-7,7 [8]. Найбтьш поширеними у сечовидтьнш ^creMi е оксалатш каменi (мше-рали уeвeлiт, уедел^), фоcфатнi камeнi (мшера-ли струв^, гiдрокcиапатит, брусит, вiтлокiт) та урати (мшерали урикiт, дигiдрат сечовоГ кислоти, урат амошю) [1].
Простaтолiти. Ектотчне мшералоутворен-ня у пeрeдмiхуровiй залозi може рeалiзовувати-ся через вплив таких етюлопчних факторiв, як хрошчне запалення, заcтiйнi явища у залоз^ ре-флюкс ceчi з ceчiвника при iнтравeзикулярнiй обструкцп, мальформацп простати та ам'яних мiхурцiв, cпeцифiчнe запалення, недостатнють бiлкiв-iнгiбiторiв кальцифкацп. Проcтатолiти ви-являються у альвеолярних залозах та протоках пeрeдмiхуровоï залози. За результатами ряду дослщжень, в тому чиcлi i власних спостере-жень, переважаючим мшералом серед проста-толiтiв е гщроксиапатит [32]. Деяк роботи вка-зують на наявнicть серед проcтатолiтiв ще й ок-cалатiв [9].
Патолог'чна б'юм'нерал'заця щитопод'бноï залози. У щитоподiбнiй залозi (ЩЗ) кальцифка-ти зус^чаються як при доброякicнiй, так i за умов злоякюноГ ïï патологiï [5]. Серед уciх захворювань ЩЗ найбтьш часто кальцифка^я вияв-ляеться при папiлярному раку щитоподiбноï залози (ПРЩЗ) [6]. Грунтуючись на клiнiчних особ-ливостях патолопчно''' бiомiнeралiзацiï, Bai Y. et al., (2009) кальцифкати ПРЩЗ подтили на пса-момнi тiльця (ПТ), стромальну кальцифiкацiю та eктопiчнe формування кютково1 тканини (осифн кацiю) [12]. ПТ характеризуеться як сферичш ка-льцифiкованi осередки побудованi з концентри-чних пластинок та е важливим дiагноcтичним критeрiем ПРЩЗ [6,16,27]. Осифка^я або формування кicтки, фксувалася у випадках, коли iдeнтифiкувавcя кютковий матрикс та остеоцити. Bci кальцифкати, якi не пiдходили пiд визначен-ня ПТ та оcифiкацiï, вважаються стромальною кальцифiкацiею [12]. Окрiм ПРЩЗ, ПБМ виявля-еться при вузловш (фолiкулярному та медуляр-ному раку, вузловому зоб^ аденомах) та дифуз-нiй патологiï ЩЗ (аутоiмунному тиреощиН тире-отокcикозi) [5]. Як правило, у цих випадках каль-цифкацп пiдлягае капсула вузлiв, cтiнки судин, строма та колощ фолiкулiв. Для ПБМ ЩЗ харак-терне утворення мшералу гщроксиапатиту [2,6].
Кардюваскулярна кальцифкаця. У серцево-cудиннiй cиcтeмi ПБМ найбтьш часто виявля-еться при ускладненому атeроcклeрозi (атеро-cклeротичнi бляшки з кальцифка^ею в аортi, судинах та серцевих клапанах), артeрiоcклeрозi Менкенберга, флебол^ах [31,34]. Органо-мiнeральнi агрегати каль^евих сполук, якi утво-рюються на серцевих клапанах, у деяких л^ера-турних джерелах мають назву кардюл^и [1,3]. Найбiльшe клiнiчнe та cоцiально-eкономiчнe значення мае ПБМ, яка ускладнюе пeрeбiг атеросклерозу. Кардюваскулярна кальцифка^я вважаеться важливим предиктором захворюва-
ноcтi i cмeртноcтi при атеросклеротичних ура-женнях [34].
У нещодавшх роботах було пiднятe питання про те, що рiзнi форми бiомiнeралiзацiï в судинах мають рiзнi бiологiчнi влаcтивоcтi та клiнiчну поведшку [31]. Такий паттерн ПБМ як «мiкрока-льцифка^я» характеризуеться хронiчним запа-ленням у патологiчному вогнищi та загрозою ро-зриву атeроcклeротичноï бляшки. З шшого боку, формування великих лиcтоподiбних кальцифка-тiв у аорН судинах та серцевих клапанах вщповщае паттерну ПБМ «макрокальцифка^я», який, навпаки, стаб^зуе атеросклеротичну бляшку i слугуе бар'ером на шляху запалення [34]. Для кардюваскулярноГ ПБМ переважним мшералом е гщроксиапатит [37].
Салолти та дентолiти. На зародження i формування камешв слинноГ залози та дентолн ^в значний вплив здшснюе склад i параметри слини та запальш процеси (аалоадешт, карiеc). Для аалолтв i дентолтв характерна подiбна морфологiя i хiмiчно-фазовий склад. Ц бюмше-рали мають концентрично-шарувату будову: не-рiвномiрнi шари нeорганiчноï речовини роздтя-ються тонкими шарами оргашчно1 речовини [1]. Форма ciалолiтiв часто обумовлюеться будовою залозистого апарату слинноГ залози та ïï вивщ-них протош. Щодо криcталохiмiчного складу ci-алолiтiв та дeнтолiтiв, то окрiм переважаючого в них гiдрокcиапатиту, зус^чаються також iншi фосфати кальцiю - брушит, октакальцшфосфат та вiтлокiт [23,30].
Пульмолти. Легеневий альвеолярний мiкро-лтаз (ЛАМ) е рiдкicним захворюванням, яке характеризуеться внутршньоальвеолярними вщк-ладеннями сполук кальцш у виглядi маленьких округлих камш^в [36]. Етiологiя захворювання доа нeвiдома, припускаеться, що причина поля-гае у спадковому дефект фeрмeнтiв, так як знач-на частина ЛАМ (близько третини) мае амейну cпадковicть [29]. ЛАМ характеризуеться наявню-тю бeзлiчi дрiбних вузлиш, кальцифiкованих оceрeдкiв уздовж мiжчаcточкових перегородок, бронхiально-cудинних пучкiв та ураження плеври у виглядi фiброзу, субплевральних кют [36]. ПБМ у лeгeнeвiй тканин виникае як наcлiдок туберку-льозу (звапнення осередш Гона), хронiчного запалення, та у результат т.з. дифузного легенево-го кальцинозу (ДЛК) [10]. ДЛК cпоcтeрiгаетьcя при пперпаратиреоз^ хронiчнiй нирковiй недостатнос-тi, штоксикаци вiтамiном D, але нiколи не виникав за вщсутносп iнших захворювань. 1ншими словами, ця хвороба вщповщае поняттю мeтаcтатичноï кальцифiкацiï легешв [10].
Офтальмолти. ПБМ у орган зору зус^ча-еться надзвичайно рщко. Серед офтальмолопч-ноï патологiï, яка супроводжуеться мiнeралiзацi-ею, можна назвати хорющальну остеому, щюпа-тичний хорющальний склероз, тофуc-подiбну кальцифiкацiю склери, внутршньоочну кicткову мeтаплазiю та кальцифiкацiю при хрошчних за-пальних захворюваннях [33]. Структура бюмше-
ралiв та ïx фазовий склад дослiджувалася при хроычних запальних захворюваннях: було вста-новлено, що основним мiнеральним компонентом е гiдроксиапатит з дефектною реш^кою та дрiбними розмiрами кристалiв [33].
Ринолти. Мiнералiзованi об'екти у носовш порожнинi носять назву ринолтв [14]. Вони часто утворюються навколо чужорщних тiл або кров'яних згустш. У деяких випадках виявити чу-жорiдне тiло у носовому камен не вдаеться [39]. lнодi ринол^и плутають з остеомами носовоТ по-рожнини, якi е поxiдними кюток носових пазух.
За даними л^ератури i власними спостере-женнями бiомiнералiзованi утворення носовоТ порожнини складаються з фосфату кальцш (гщ-роксиапатиту), представляючи собою кальцифн кований детрит [25].
ПБМ при злояюсних пухлинах. Утворення 6i-омiнералiв тiсно пов'язане iз вторинними змша-ми у пухлинних тканинах, наявнiстю вогнищ некрозу або некробюзу. Велика кiлькiсть загиблих кл^ин е джерелом фосфатiв та кальцш, що створюе умови для формування мiнералiв групи кальцiю фосфату, переважно апати^в [38]. Вщк-ладення каль^евих депозитiв також вщбуваеть-ся навколо пухлинного вузла (в прилягаючш тканиш), судинних стiнкаx, лiмфовузлаx [5,38]. Такого роду ПБМ в^зняеться вщ класичноТ дистрофiчноï кальцифiкацiï. Особливим рiзно-видом ПБМ, пов'язаною з пухлинами, е ПТ, що е характерними дiагностичними ознаками для деяких пухлин (ПРЩЗ, папiлярна карцинома яеч-ника, менiнгiома) [16]. Особливостi виникнення, формування та бюлопчноТ поведiнки ПТ також в^зняють ïx вiд проявiв дистрофiчноï кальци-фiкацiï [5,16].
Також цкава поведiнка остеотропних метас-тазiв рiзниx злоякiсниx пухлин. Розрiзняють два типи метастатичного ураження кютковоТ ткани-ни: остеолiтичнi та остеобластичнi метастази [21]. Остеол^ичш метастази характеризуються розчиненням мшеральноТ складовоТ кiстки, що може призвести до патолопчних переломiв, остеопорозу, пперкаль^емп. I навпаки, остеоб-ластичн метастази призводять до ущiльнення мшеральноТ тканини кiстки, що сповiльнюе по-ширення пухлини, вони мають бтьш сприятли-вий клiнiчний перебiг та прогноз [21]. Можливо, головна регуляторна роль у цьому процес на-лежить клiтинам кiстковоï тканини - остеобластам, функ^я яких пщвищуеться за умов остеоб-ластичних метастазiв.
Центральним поняттям фiзiологiчноï i патоло-гiчноï бiомiнералiзацiï е органо-мiнеральний агрегат. Взаемодiя мiж органiчною i мшеральною частиною ОМА вибудовуеться за певними законами. На прикладi фiзiологiчниx бiомiнеральниx утворень добре вивчений мехашзм утворення, встановлена регулююча функ^я оргашчноТ (бт-ково'О частини ОМА (кл^ини, молекули актива-тори та шпбтори бiомiнералiзацiï [22].
Висновки
Процеси бiомiнералiзацiï уже бiльше мтьяр-да ромв служать живим opraHi3MaM для локомо-цiï, опори, захисту вiд хижакiв та HaBiTb як зброя. Формування бiомiнералiв пiддавалося змiнам разом з плином еволюцшного процесу. Звичай-но, як i будь яка корисна компенсацшно-пристосувальна реакцiя, бiомiнералiзацiя мае i свое патологiчне вщображення: багато захворю-вань ускладнюються ïï надлишковими або нев-часними проявами.
Дослщження бiомiнералiзацiï повинно стави-ти за свою мету вивчення ролi процеав бюмше-ралiзацiï за умов фiзiологiчноï норми та патоло-riï, а тiльки пiсля цього необхщно розробляти способи ïx попередження або блокування. Це пояснюеться тим, що в багатьох випадках розвиток бiомiнералiв е захисною реакцiею оргашз-му на ушкодження патогенним фактором, тому пригшчення бiомiнералiзацiï у деяких випадках (ускладнений атеросклероз, паптярний рак ЩЗ, остеобластичн кiстковi метастази) може нанести оргашзму додатковоï шкоди.
У бтьшосп випадкiв розвиток ПБМ наносить оргашзму значно'|' шкоди, суттево знижуе якiсть та тривалiсть життя па^енпв. Для таких патоло-гiчниx процеав слщ детально вивчати меxанiзми мшералоутворення у живих тканинах i розробляти способи попередження i блокування розвитку патолоично^ бiомiнералiзацiï.
Лiтература
1. Голованова О. А. Патогенное минералообразование в организме человека О.А. Голованова // Известия ТПУ. - 2009. - № 3. -С. 215-224.
2. Данильченко С.Н. Структура и морфология нанокристалличес-ких кальцификатов щитовидной железы / С.Н. Данильченко, А.С. Станиславов, В.Н. Кузнецов [та ш.] // Ж. нано- та электронной физики. - 2016. - Т. 8, № 1. - С. 01031-6.
3. Гилинская Л.Г. Исследование минеральных патогенных образований на сердечных клапанах человека. Химический и фазовый состав / Л.Г. Гилинская, Т.Н. Григорьева, Г.Н. Окунева, Ю.А. Власов // Ж. структурной химии. - 2003. - Т. 44, № 4. - С. 678-89.
4. Кораго А.А. Введение в биоминералогию / А.А. Кораго // С-Пб. : Недра, 1992. - 280 с.
5. Москаленко Р.А. Морфолопчне дослщження щитоподiбноï залози при захворюваннях, як супроводжуються бiомiнералiзацi-ею / Р.А. Москаленко, А.В. Резшк, А.В. Гапченко [та ш] // Вюник бюлогп та медицини. - 2015. - Вип.2, Т. 3 (120). - С. 324-331.
6. Москаленко Р.А. Паптярний рак щитоподiбноï залози з бюмн нералiзацiею: кшшко-морфолопчш особливост / Р.А. Москаленко, А.М. Романюк, А.В. Резшк [та ш] // Патолопя. - 2016. - № 1 (36). - С. 29-36.
7. Сребнодольский Б.И. Биологическая минералогия / Б.И. Среб-нодольський // Киев, «Наукова думка». 1983. - 101 с.
8. Тиктинский О. Л. Мочекаменная болезнь / О.Л. Тиктинский, В.П. Александров // СПб. : Питер. - 2000. - Т. 384. - 139 с.
9. Ramirez C.T. A crystallographic of prostatic calculi / C.T. Ramirez, J.A. Ruiz, A.Z. Gomez [et al] // J. Urol. - 1980. - Vol. 124. - P. 840843.
10. Abdullah A.K. Idiopathic pulmonary calcinosis: a variant of alveolar microlithiasis / A.K. Abdullah, G. Jarrar, G.C. Ejeckam // East Afr. Med. J. - 1994. - Vol. 71 (8). - P. 543-544.
11. Baconnier S. Calcite microcrystals in the pineal gland of the human brain: First physical and chemical studies / S. Baconnier, S. B. Lang, M. Polomska // Bioelectromagnetics. - 2002. - Vol.23(7). -P. 488-495. doi:10.1002/bem .10053.
12. Bai Y. Survival impact of psammoma bodies, stromal calcifications, and bone formation in papillary thyroid carcinoma / Y. Bai, G. Zhou, M. Nakamura [et al.] // Modern pathology. - 2009. - Vol. 22. - P. 887-894.
13. Bocchi G. Physical, chemical, and mineralogical characterization of carbonate-hydroxyapatite concretions of the human pineal gland /
G. Bocchi, G. Valdre, G. Valdre // Journal of Inorganic 27.
Biochemistry. - 1993. - Vol. 49 (3). - P. 209-220.
14. Brehmer D. The rhinolith—a possible differential diagnosis of a 28. unilateral nasal obstruction / D. Brehmer, R. Riemann // Case Rep. Med. - 2010. - Vol. 84 (5). - P. 671-673.
15. Ten Cate A.R. Oral Histology: development, structure, and function 29. / A.R. Ten Cate - Nanci, Elsevier. - 2013. - 497 p.
16. Das D.K. Psammoma body: a product of dystrophic calcification or of a biologically active process that aims at limiting the growth and spread of tumor? / D.K. Das // Diagn. Cytopathol. - 2009. - Vol. 37 30. (7). - P. 534-541.
17. Bosshardt D. D. Dental cementum: the dynamic tissue covering of the root / D. D. Bosshardt, K. A. Selvig // Periodontol. - 2000. - Vol. 31. 13. - P. 41-75.
18. Espinosa H.D. Merger of structure and material in nacre and bone - Perspectives on de novo biomimetic materials / H.D. Espinosa, J.E. Rim, F. Barthelat, M.J. Buehler // Progress in Materials 32. Science. - 2009. - Vol. 54 (8). - P. 1059-1100.
19. Fratzl P. Nucleation and growth of mineral crystals in bone studied by small-angle X-ray scattering / P. Fratzl, N. Fratzl-Zelman, K. Klaushofer // Calcified Tissue International. - 1991. - Vol. 48 (6). - 33. P. 407-13. doi:10.1007/BF02556454.
20. Gauldie R. W. Polymorphic crystalline structure of fish otoliths / R.W. Gauldie // Journal of Morphology. - 1993. - Vol. 218 (1). - P. 34. 1-28.
21. Halvorson K.G. Similarities and differences in tumor growth, skeletal remodeling and pain in an osteolytic and osteoblastic 35. model of bone cancer / K.G. Halvorson, M.A. Sevcik, J.R. Ghilardi [et al.] // Clin. J. Pain. - 2006. - Vol. 22 (7). - P. 587-600.
22. Hunter G.K. Nucleation and inhibition of hydroxyapatite formation 36. by mineralized tissue proteins / G.K. Hunter, P.V. Hauschka, A.R. Poole [et al.] // Biochem. J. - 1996. - Vol 317. - P. 59-64.
23. Johnson C. Biology of the Human Dentition / C. Johnson // St Lou- 37. is, Mosby (5 ed). - 1998. - 355 p.
24. Jones G. P. The Vestibular System Mediates Sensation of Low-Frequency Sounds in Mice / G.P. Jones, V.A. Lukashkina, I.J. Russell [et al.] // Journal of the Association for Research in Otolaryngology. - 2010. - Vol. 11 (4). - P. 725-732. 38.
25. Kermanshahi M.S. A bolt from the blew: rhinolith in the nose for more than 80 years / M.S. Kermanshahi, P. Jassar // BMJ Case Rep. - 2012. - Vol. 23 (11). - P. 45-47. doi:10.1136/bcr-2012-007322. 39.
26. Kravets O.V. Morphological analysis of porcelain gallbladder / O.V. Kravets, R.A. Moskalenko // European Conference of Innovations in Technical and Natural Sciences. 12-th International scientifical conference. - Vienna, Austria. - 2016. - P. 64-69. 40.
Реферат
БИОМИНЕРАЛИЗАЦИЯ В ТКАНЯХ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ОРГАНИЗМА Москаленко Р.А.
Ключевые слова: физиологическая биоминерализация, патологическая биоминерализация, гидроксиапатит, кальцит, органо-минеральные агрегаты.
Биоминерализация является процессом формирования минералов живыми организмами в условиях образования и роста биоминералов с пресыщенного водного раствора с участием органической матрицы, имеет клеточное происхождение. За последние десятилетия значительно повысился интерес к изучению патологической биоминерализации (ПБМ) человека в связи с ростом заболеваемости патологией, связанной с этим явлением. Сочетание ПБМ с основной сердечно-сосудистой патологией - атеросклерозом, который занимает лидирующую позицию по смертности людей и является «болезнью цивилизации», заболеваниями щитовидной железы (ЩЖ), почек, желчного пузыря, простаты, слюнных желез, обусловливает необходимость разработки новых методов профилактики, диагностики и лечения указанных болезней. Целью работы явилось проведение анализа и обобщения данных научных источников для установления роли биоминерализации в тканях человеческого организма. Формирование биоминералов подвергалось изменениям вместе с течением эволюционного процесса. Конечно, как и любая полезная компенсаторно-приспособительная реакция, биоминерализация имеет и свое патологическое отображение: многие заболевания осложняются ее избыточными или несвоевременными проявлениями. Изучение роли процессов биоминерализации в условиях физиологической нормы и патологии позволит понять и определить лечебную стратегию процессов биоминерализации. Только после этого необходимо разрабатывать способы предупреждения или блокирования образования биоминералов в человеческом организме. Это объясняется тем, что в большинстве случаев развитие биоминералов является защитной реакцией организма при повреждении патогенными факторами, поэтому подавление биоминерализации в некоторых случаях (макрокальцифи-кация при осложненном атеросклерозе, псамомные тельца и стромальная кальцификация папиллярного рака щитовидной железы, остеобластические костные метастазы) может нанести организму дополнительный ущерб. В большинстве случаев развитие ПБМ наносит организму значительный вред, существенно снижает качество и продолжительность жизни пациентов, поэтому требует разработки способов предупреждения и блокировки ее развития.
LiVolsi L. A. Papillary thyroid carcinoma: an update / L.A. LiVolsi // Modern Pathology. - 2011. - Vol. 24. - P. 1-9. Mann S. Molecular recognition in biomineralization / S. Mann // Nature. - 1988. - Vol. 332. - P. 119-124. (10 March 1988); doi:10.1038/332119a0.
Mariotta S. Pulmonary alveolar microlithiasis: report on 576 cases published in the literature / S. Mariotta, A. Ricci, M. Papale [et al.] // Sarcoidosis Vasc Diffuse Lung Dis. - 2004. - Vol. 21(3). - P. 173181.
Marshall G.W. The dentin substrate: structure and properties related to bonding / G.W. Marshall, S.J. Marshall [et al.] // J. Dent. -1997. - Vol.25(6). - P. 441-458.
Menini S. The galectin-3/RAGE dyad modulates vascular osteogenesis in atherosclerosis / S. Menini, C. Iacobini, C. Ricci [et al.] // Cardiovascular Research. - 2013. - Vol. 100. - P. 472-480. doi: 10.1093/cvr/cvt206.
Moskalenko R. Morphogenetic aspects of biomineralization on the background of benign prostatic hyperplasia / R. Moskalenko, А. Romanyuk, S. Danilchenko [et al.] // Georgian medical news. -2013. - № 1 (214). - C. 54-61.
Moskalenko R. A. Rare case of pathological biomineralization of eye tissue / R.A. Moskalenko, A.N. Romanyuk, S.N. Danilchenko [et al.] // Ces. a slov. Oftal. - 2014. - Vol. 70, № 4. - P. 160-163. Pugliese G. The dark and bright side of atherosclerotic calcification / G. Pugliese, C. Iacobini, C. Blasetti, S. Menini // Atherosclerosis. -2015. - Vol. 238 (2). - P. 220-223.
Gentry S. D. The Anatomy and Biology of the Human Skeleton / S. D. Gentry, C. A. Bramblett // Texas A&M University Press, 1988. -448 p.
Sumikawa H. Pulmonary alveolar microlithiasis: CT and pathologic findings in 10 patients / H. Sumikawa, T. Johkoh, N. Tomiyama [et al.] // Monaldi Arch. Chest. Dis. - 2005. - Vol. 63(1). - P. 59-64. Danilchenko S.N. The mineral component of human cardiovascular deposits: morphological, structural and crystal-chemical characterization / S.N. Danilchenko, V.N. Kuznetsov, A.S. Stanislavov [et al.] // Crystal research and technology. - 2013. -Vol. 48 (3). - P.153-162.
Romaniuk A. The role of heavy metal salts in pathological biomineralization of breast cancer tissue / А. Romaniuk, M Lyndin, R. Moskalenko [et al.] // Adv. Clin. Exp. Med. - 2016. - Vol. 25(5). - Р. 907-910. DOI: 10.17219/acem/34472.
Varadharajan K. Rhinolith causing unilateral chronic maxillary rhinosinusitis / K. Varadharajan, J. Stephens, G. Madani, A. Parikh // BMJ Case Rep. - 2014. - Режим доступа https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3992537/. Zimmerman R.A. Age-related incidence of pineal calcification detected by computed tomography / R.A. Zimmerman, L.T. Bilaniuk // Radiology. - 1982. - Vol. 142 (3). - P. 659-662.
Summary
BIOMINERALIZATION IN TISSUES OF HUMAN BODY Moskalenko R.A.
Key words: physiological biomineralization, pathological biomineralization, hydroxyapatite, calcite, organic-mineral aggregates.
Biomineralization is a process of minerals formation by living organisms in the conditions of biominerals formation and growth from a supersaturated aqueous solution, involving organic matrix, which has a cell origin. During last decades the interest in the study of human pathological biomineralization has greatly increased due to the increasing incidence of pathology, associated with this phenomenon. The combination of pathological biomineralization with the common cardiovascular pathology, atherosclerosis, which ranks the leading place in the people mortality and is known as the "diseases of civilization", as w ell as the diseases of the thyroid gland, kidneys, gallbladder, prostate, salivary glands determinates the necessity to develop new methods of prevention, diagnosis and treatment of these diseases. The aim of the work is to perform the analysis and synthesis of data reported to establish the role of biomineralization in the tissues of the human body. Biominerals formation has undergone considerable changes during the evolution process. Of course, like any useful compensatory adaptive reaction, biomineralization has its pathological reflection: many diseases are complicated by its excessive or untimely manifestations. Studying the role of biomineralization processes in the physiological conditions and in pathology will give an opportunity to understand and identify therapeutic strategies for regulating biomineralization processes. Only after that the ways of preventing or blocking of biominerals formation in the human body must be developed. This can be explained by the fact that in many cases the biominerals development is a protective response to injury by pathogenic factors, therefore inhibition of biomineralization can be rather harmful in some cases (hypercalcification in the case of complicated atherosclerosis, psammomma bodies and stromal calcification of papillary thyroid cancer, osteoblast bone metastases). In the most cases, the development of pathological biomineralization damages an organism, significantly reduces the quality and length of patients life, that's why methods of its preventing and blocking requires in-depth study.
УДК [ 616-002.2:615] - 071 Недоборенко В.М.
ХРОН1ЧНЕ ЗАПАЛЕННЯ НИЗЬКО1 1НТЕНСИВНОСТ1 ТА КВЕРЦЕТИН: В1Д МОЛЕКУЛЯРНОГО МЕХАН1ЗМУ ДО КЛ1Н1ЧНОГО ЗНАЧЕННЯ.
ВДНЗ УкраТни «УкраТнська медична стоматолопчна академiя»
Впродовж останнього десятир1ччя в терапевтичних науках визначаеться пров'дна роль хрон1чного запалення низькоУ ¡нтенсивност1 (ХЗН1) як патоф'з'юлог'чноУ основи захворювань, пов'язаних з по-рушенням метабол'зму, та терап1я Ух не завжди ефективна, незважаючи на арсенал протизапаль-них л1карських засоб'т. В данш оглядовш статт/ описаний протизапальний ефект впливу кверце-тину в'д молекулярного механзму до кл1н1чного застосуванню препарату, з акцентом д'УУ через складов! каскаду запальноУреакц1й, пов'язаних з ядерним транскрипц1йним фактором NF-кB. Ключов1 слова: хронлчне запалення низькоТ 1нтенсивност1, кверцетин, ядерний транскрипцшний фактор кВ
Дана робота е фрагментом планово)' НДР кафедри внутр1шньо'У медицини №3 з фтиз1атр1ею ВДНЗУ «УМСА» НД1 Г1ОРПФ № 0114Ш00784 «Розробка стратеги використання еп1генетичних механ1зм1в для профтактики та лкування хвороб, пов'язаних ¡з системним запаленням».
Вступ
Одним i3 визначень поняття «запалення» е серiя штинних та гуморальних реакцш, спрямо-ваних на захист оргашзму вщ рiзних пошко-джень, у тому чи^ шфекцп, та в кшцевому пщ-сумку призводить до вщновлення функцюналь-ноТ i морфолопчноТ' цшюносп уражених тканин [1].
Запальш реакцп, викликаш шфек^ею або травмою, полягають в тому, що процес виникае гостро та характеризуеться пщвищенням рiвня цитомшв запалення в кровi в десятки, можливо й в сотш разiв, але тривае недовго. По закшченню вс показники повертаються до норми.
Хоча запалення е корисним в забезпеченш захисту вщ шфекцшних чинниш, воно може стати безконтрольним при патогенезi хрошчних за-
пальних нешфекцшних захворювань [2].
При хрошчному запальному процес рiвень цитомшв пщвищуеться в 3-5 разiв та залиша-еться пщвищеним постшно [3].
Розвиток патологи, що в основi мае хрошчний запальний процес, часто вщбуваеться за раху-нок порушення механiзмiв реалiзацiТ апоптозу, що призводить до його надлишковоТ активацп чи пригшчення. Саме фактори транскрипцп, зокре-ма нуклеарний кВ (NF-kB) - один з головних по-казниш, що опосередковуе iмунну та запальну вщпов^д та регулюе апоптоз [4].
Впродовж останнього десятирiччя в терапевтичних науках визначаеться провщна роль хро-шчного запалення низькоТ штенсивносп в розвитку багатьох, якщо не вах, хрошчних захворювань внутршшх оргашв: атеросклерозу, ожи-ршня, цукрового дiабету 2-го типу, метаболiчно-
