CC BY
25
№ 6 - 2013 г.
14.00.00 медицинские и фармацевтические науки УДК 612.015.31+612.3]:612.014.45
МИНЕРАЛЬНЫЙ ОБМЕН И СТРУКТУРА ОРОФАЦИАЛЬНЫХ ОРГАНОВ ПЛОДА В УСЛОВИЯХ ВИБРОВОЗДЕЙСТВИЯ
С. В. Залавина, Е. Ю. Апраксина, Т. П. Скрипалёва, П. И. Пушилин
ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава
России (г. Новосибирск)
Морфометрировали челюсти, зубные зачатки, мускулатуру языка и жевательную мышцу 20-дневных плодов-крыс Wistar, матери которых испытывали вибровоздействие (общее технологическое) с 9-х по 18-е сутки беременности. В печени самок определяли Ca, Cd,
Fe, Mg, P, Pb, Se, Zn. Выявлены признаки ускорения остеогенеза челюстей и дентиногенеза зубных зачатков, интерстициального отёка жевательной мышцы. Уменьшение количества Ca, Mg и Fe и увеличение содержания Cd и Pb свидетельствуют о грубых нарушениях гомеостаза в системе мать-плод, что лежит в основе несовершенного морфогенеза зубочелюстного аппарата плода и является основой для формирования патологии орофациальных органов у потомства.
Ключевые слова: морфометрия,плод, зубы, челюсти, жевательная мышца, язык, минеральный обмен.
Залавина Светлана Васильевна — доктор медицинских наук, профессор кафедры анатомии человека ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», рабочий телефон: 8 (383) 225-15-24, e-mail: [email protected]
Апраксина Елена Юрьевна — кандидат медицинских наук, доцент кафедры стоматологии детского возраста ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», рабочий телефон: 8 (383) 353-53-55, e-mail: [email protected]
Скрипалёва Татьяна Петровна — ассистент кафедры стоматологии детского возраста ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», рабочий телефон: 8 (383) 353-53-55, e-mail: [email protected]
Пушилин Павел Игоревич — аспирант кафедры стоматологии детского возраста ГБОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет», рабочий телефон: 8 (383) 353-53-55, e-mail: [email protected]
Введение. Одним из важнейших факторов ухудшения здоровья работающих женщин является нарушение условий труда, что связано с применением устаревших технологий и оборудования [4]. В России число предприятий с неудовлетворительными условиями
труда достигло 45 %, а с крайне неудовлетворительными — 42,5 %, где трудится более 5 млн человек, в том числе более 1 млн женщин [6]. Установлено, что работа на производстве у многих женщин связана с вибрационным воздействием. При этом у них отмечена высокая частота самопроизвольных абортов, преждевременных родов, гестозов [3]. Тесная метаболическая и информационная связь матери и плода служит причиной того, что многие факторы, влияющие на мать, оказываются эмбриотропными. Они способны резко менять направление дифференциации различных органов и тканей [2].
Цель исследования: выявить структурные изменения в зубочелюстной системе и мышечных органах орофациальной области плода в условиях пренатального влияния промышленной вибрации.
Материалы и методы исследования. Объектом исследования явились органы плода (25 контрольных и 16 опытных) от лабораторных крыс Wistar. Беременные самки подвергались вибровоздействию категории 3 А (общая технологическая) с заданными параметрами: частотой 32 Гц, виброскоростью 50 м/с, стандартизированную по санитарным нормам (№ 2.2.4/2 1856696). Вибрационное воздействие осуществлялось 60 мин в период с 9-х по 18-е сутки беременности. Проводилось морфометрическое исследование мышечной ткани языка, жевательной мышцы и фронтальных срезов челюстей 20-дневных плодов на светооптическом уровне методом точечного счёта по общепринятой методике. Цифровой материал обрабатывали методом вариационной статистики.
Учитывая то, что минеральный состав тела является отражением процессов гомеостаза клеток, тканей и организма в целом, определяли биоэлементы Ca, Cd, Fe, Mg, P, Pb, Se, Zn в печени. Выбор этого органа в качестве исследуемого биосубстрата обусловлен тем, что печень является одним из органов-депо для многих биоэлементов, обеспечивает процессы детоксикации, участвуя в поддержании гомеостаза, в том числе и при беременности. Аналитические исследования выполнялись методом атомной эмиссионной спектрометрии с индукционно связанной аргоновой плазмой (АЭС-ИПС).
Результаты исследования. При микроскопии челюстей 20-дневных плодов хорошо видны формирующиеся костные балки, разделённые участками мезенхимы. В контрольной группе костные балки имеют равномерную ширину, ровные контуры и округлые очертания. В условиях вибрационного воздействия они выглядят плотными, приобретают угловатые контуры, имеют участки сужения и расширения. Костные балки располагаются на меньшем расстоянии друг от друга (рис. 1а, б). В условиях вибровоздействия общая площадь балок увеличивается на 11,7 % по сравнению с контролем. Это сопровождается тенденцией к уменьшению площади участков мезенхимы, разделяющей костные балки, на 3 %.
Рис. 1. Костные балки формирующихся челюстей 20-дневных плодов: а —при интактной беременности; б — при вибровоздействии. Окраска гематоксилин-эозин. Ув. 400
Измерение слоя дентина в зубных зачатках плодов показало увеличение его толщины на 45 % в сравнении с контролем (рис. 2а, б).
Вибрация не приводит к значимому изменению площади мышечных волокон и интерстициальных пространств в языке плода. Однако выявляется уменьшение площади гемокапилляров почти в 5 раз (0,112 ± 0,01 — в контроле; 0,02 ± 0,009 — при вибрации) (рис. 3а, б).
Рис. 2. Формирование дентина (стрелки указывают на формирующийся дентин) зубного органа плода: а —при интактной беременности; б — увеличение толщины дентина в условиях воздействия вибрации. Окраска азур-2-эозином. Ув. 400
Рис. 3. Язык плода: а —в условиях нормальной беременности; б — при воздействии вибрации. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. 400
Морфометрия жевательной мускулатуры плода выявила значимое уменьшение относительной площади мышечных волокон на 22 % в условиях вибрационного воздействия и достоверное увеличение площади интерстициальных пространств на 71 % по сравнению с контролем (рис. 4а, б).
Вибрация вызывала значительные изменение количества минеральных веществ. Определялось достоверное уменьшение в печени матери уровня Са на 25 %, Fe на 17 %, Мд на 15 %, что сопровождалось достоверным увеличением содержания Си на 56 %, Cd на 88 %, РЬ на 87 %. Достоверных отличий в обмене Р, Se и Zn не выявлено, хотя содержание цинка проявляет тенденцию к снижению (см. табл.).
1 *Л*АЖСТ'■' ШГШЩ
и
Рис. 4. Жевательная мышца 20-дневного плода: а —в условиях нормальной беременности; б — в условиях вибрационного воздействия. Окраска гематоксилин-эозин.
Ув. 400
Содержание макро- и микроэлементов в печени матери при интактной беременности — контроль на фоне вибрационного воздействия (абсолютное
количество, мкг/г)
Эле- менты Контроль Вибрация Эле- менты Контроль Вибрация
Са 707,676 ± 49,78 533,736 ± 41,07*1 Р 1282,666 ± 26,395 1374 ± 152,39Т
са 0,032 ± 0,013 0,329 ± 0,013*Т РЬ 0,028 ± 0,003 0,054 ± 0,019*Т
Си 2,313 ± 0,05 2,498 ± 0,14*Т Se 0,436 ± 0,015 0,504 ± 0,081
Fe 106,446 ± 17,285 88,464 ± 16,454! Zn 18,85 ± 0,654 17,404 ± 1,223
Mg 95,276 ± 4,165 81,01 ± 4,581*!
Примечание: * — отличие достоверно по сравнению с 1-й группой
Изменение минерального обмена при вибрации влияет на трофические и микроциркуляторные процессы в системе мать-плод в целом, а в частности и в органах полости рта. Так изменения минерального обмена в организме вызовет изменение минерального состава слюны, а это приведёт к нарушению функций ротовой жидкости. Известно, что кроме Na+, K+, Cl-, HCO3-, HPO32- слюна в своём составе содержит высокие концентрации ионов Ca и Mg, что играет особо важное значение в процессах созревания и реминерализации эмали, в поддержании pH слюны и регуляции водно-солевого гомеостаза организма. Возникший дефицит Mg может являться следствием стрессового фактора вибрационного воздействия, так как стрессы различной природы, и в том числе сопутствующие вибрации, приводят к возникновению отрицательного баланса Mg. Сосудорасширяющее свойство Mg объясняет выявленное нами уменьшение площади гемокапилляров при его дефиците, что приводит к вазоконстрикции. Сниженные концентрации Ca, Mg и Fe приводят к повышенному накоплению Pb в организме. При вибрационном воздействии из-за снижения концентрации Ca и Mg происходит мобилизация Pb и Cd из их костных депо, а это может приводить к их повышенному накоплению в печени и формированию свинцового токсикоза [1]. Такое перераспределение минеральных веществ в организме матери оказывает влияние на процессы минерализации костной ткани плода, и в частности скажется на минерализации зубных зачатков, так как Ca, Р и Mg играют в организме важнейшую пластическую роль, образуя минеральную основу скелета, костной ткани и зубов [5, 7].
Выводы. Выявленные отклонения в структуре органов и минеральном обмене являются тем морфофункциональным субстратом, который лежит в основе нарушенного морфогенеза органов орофациальной области плода, и являются основой для формирования морфофункциональных нарушений в постнатальный период жизни.
Список литературы
1. Микроэлементозы человека : этиология, классификация, органопатология / А. П. Авцын, А. А. Жаворонков, М. А. Риш, Л. С. Строчкова. — М. : Медицина, 1991. — 496 с.
2. Айламазян Э. К. Роль иммунной системы фетоплацентарного комплекса в механизмах преждевременного прерывания беременности / Э. К. Айламазян, О. В. Павлов, С. А. Сельков // Акушерство и гинекология. — 2004. — № 2. — С. 9-11.
3. Баличева Д. В. Медико-биологическая проблема влияния производственной вибрации на репродуктивную систему и меры профилактики : автореф. дис. ... д-ра мед. наук / Д. В. Баличева. — М., 1991. — 48 с.
4. Сивочалова О. В. Риск нарушения репродуктивного здоровья женщин при воздествии вредных факторов / О. В. Сивочалова // Журн. акушерства и женских болезней. — 2005. — № 1. — С. 42-51.
5. Магний (значение, дефицит, лекарственные средства и биологически активные добавки к пище) / А. А. Спасов, В. И. Петров, И. Н. Иежица [и др.] // Микроэлементы в медицине. — 2004. — Т. 5., вып. 4. — С. 133-135.
6. Трумель В. В. Здоровье работающего населения Российской Федерации / В. В. Трумель // Медицина труда и пром. экология. — 2002. — № 12. — С. 4-8.
7. Multielemental hair profile (MHP) for early detection of bone osteoporosis in men and women / B. Momcilovic, G. I. Lykken, J. Morovic, A. V. Skalny // Trace elements in medicine.
— 2006. — Vol. 7, N 1. — P. 43.
MINERAL EXCHANGE AND STRUCTURE OF OROFACIAL FETUS ORGANS IN THE CONDITIONS OF VIBRATION EFFECT
S. V. Zalavina, E. Y. Apraksina, T. P. Skripalyova. P. I. Pushilin
SBEIHPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health» (c. Novosibirsk)
Jaws, dental germs, musculation of tongue and masseter of 20-day-aged fetuses Wistar rats, whose mother experienced vibration effect (general technological) from the 9th to the 18th days of pregnancy were morphometried. Ca, by CD, Cu, Fe, Mg, P, Pb, Se, Zn were determined in a liver of females. Signs of acceleration of bone formation of jaws and dentinogenesis of dental germs, interstitial edema of a masseter were revealed. Decrease of Ca, Mg and Fe quantity and augmentation of maintenance of Cd and Pb testify to rasping disturbances of homeostasis in mother-fetus system that is cornerstone of imperfect morphgenesis of dentoalveolar device of fetus and is a basis for pathology formation the orofacial organs at posterity.
Keywords: morphometry, fetus, teeth, jaws, masseter, tongue, mineral exchange.
About authors:
Zalavina Svetlana Vasilyevna — doctor of medical sciences, professor of human anatomy chair at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», office phone: 8 (383) 225-15-24, e-mail: [email protected]
Apraksina Elena Yurievna — candidate of medical sciences, assistant professor of infancy stomatology chair at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», office phone: 8 (383) 353-53-55, e-mail: [email protected]
Skripalyova Tatyana Petrovna — assistant of infancy stomatology chair at SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», office phone: 8 (383) 353-53-55, e-mail: [email protected]
Pushilin Pavel Igorevich — post-graduate student of infancy stomatology chair SBEI HPE «Novosibirsk State Medical University of Ministry of Health», office phone: 8 (383) 353-53-55, e-mail: [email protected]
List of the Literature:
1. Human microelementosis: etiology, classification, organopathology / A. P. Avtsyn, A. A. Zhavoronkov, M. A. Riesch, L. S. Strochkova. — M.: Medicine, 1991. — 496.
2. Aylamazyan E. K. Role of immune system of fetoplacental complex in mechanisms
of premature abortion / E. K. Aylamazyan, O. V. Pavlov, S. A. Selkov // Obstetrics and gynecology. — 2004. — № 2. — P. 9-11.
3. Balicheva D. V. Medical biological problem of influence of production vibration on genesial system and prophylaxis measures: autoref. dis. ... Dr. of medical Sciences / D. V. Balicheva. — M, 1991. — 48 P.
4. Sivochalova O. V. Risk of disturbance of genesial health of women at influence of harmful factors / O. V. Sivochalova // Journ. of obstetrics and female illnesses. — 2005. — № 1. — P. 42-51.
5. Magnesium (value, deficiency, medicines and biologically active supplements to nutrition) / A. A. Spasov, V. I. Petrov, I. N. Iyezhitsa [etc.] // Trace substances in medicine. — 2004. — V. 5. Iss. 4 . — P. 133-135.
6. Trumel V. V. Health of the working population of the Russian Federation / V. V. Trumel// of work and ind. bionomics. — 2002. — № 12. — P. 4-8.
7. Multielemental hair profile (MHP) for early detection of bone osteoporosis in men and women / B. Momcilovic, G. I. Lykken, J. Morovic, A. V. Skalny // Trace elements in medicine. — 2006. — Vol. 7, N 1. — P. 43.
