CC BY
22
The purpose of this study was to investigate the role of expression of immunohistochemical markers - Ki67 and inducible nitrogen oxide synthase in the structural components of the chorionic villi of human embryos derived from sporadic, recurrent miscarriage of pregnancy, and to compare the results obtained from artificial abortions.
The group of sporadic miscarriage included 42 samples, a group of recurrent miscarriage included 33 samples and control group - 35 samples.
Expression of Ki67 marker was observed only in the nuclei of the cytotrophoblast and syncytial sprouts in all of the studied groups. A large number of proliferating cells of the cytotrophoblast was observed in the control group. In the groups of sporadic and habitual negligence, there was no or very low expression of this marker.
After the use of antibodies to iNOS, no activity of the synthase on the cell surface or in their cytoplasm was observed in the control group. In two other groups, in most of the studied tissues - the picture was similar to control group.
As a result of this study, the Ki67 expression activity was decreased in the cells of cytotrophoblast cells in sporadic and recurrent miscarriage of pregnancy, indicating a decrease in the processes of proliferation and differentiation of the components of the hematoplacental barrier, which slows down its formation and can play a key role in the development of miscarriage.
Key words: chorionic villi, immunohistochemistry, miscarriage, recurrent miscarriage, sporadic miscarriage.
Рецензент - проф. Блаш С. М. Стаття надшшпа 27.01.2018 року
DOI 10.29254/2077-4214-2018-1-1-142-285-291 УДК 616.711-018.3-003
Костер'ш С. Б., Дедух Н. В., Мальцева В. 6.
МОРФОЛОГ1Я М1ЖХРЕБЦЕВОГО ДИСКА ТА К1СТКОВО1" ТКАНИНИ АПОФ1З1В Т1Л ХРЕБЦ1В В УМОВАХ МОДЕЛЮВАННЯ ОСТЕОПОРОЗУ
ДУ «1нститут патологи хребта та сугпоб1в iM. проф. М. I. Ситенка НАМН Укра'Гни»
(м. Харюв)
Зв'язок публшацм з плановими науково-дослщними роботами. Стаття е фрагментом доотджень, що проведено за темою НДР: «До-слщити сптьы ланки в механiзмi патогенезу остео-порозу, остеоартрозу та остеохондрозу хребта для обфунтування пiдходiв до пщвищення ефективнос-т дiагностики, профтактики та л^вання». Шифр теми ЦФ.2017.1 .НАМНУ, № державно! реестраци 011711001021.
Вступ. Остеохондроз хребта - одне з поширених хроычних захворювань людини. Мiжхребцевi диски е невщ'емною частиною хребта, сприяють його рухливост^ а також вони пщтримують рiвномiрний розподт напруги на дтянки замикальних пластин. В склад ще! складно! структури входить хрящовi за-микальн пластинки, волокнисте ктьце та драглис-те ядро, структури, що не мають судин. Живлення дисюв проходить через судини кютково! тканини. У зв'язку з цим, серед розробок в цьому напрямку до-слщжують змЫи якост кютково! тканини. В лтера-турi представлено дан щодо змЫ мЫерально! щть-ност тт хреб^в, архтектури тт хребцiв та впливу цих змш на спрямованiсть дегенеративних прояв в мiжхребцевих дисках [13,17,18,19], мехаычно! якос-тi тiл хреб^в в кореляцi! зi станом мiжхребцевих дис-кiв [19]. Суперечливi дан стосуються стану мiжхреб-цевого диску в умовах рiзно! мiнерально! щтьностг 6 дослiдження, що проведено на близнюках, в якому представлено значущу асо^ащю мiж дегенерацiею дискiв та пщвищеною мiнеральною щiльнiстю в проксимальному вщдьт стегново! кiстки та попереково-
му вiддiлi хребта [11]. За даними Ыших дослiдникiв в умовах низько! мiнерально! щiльностi мiжхребцевi диски зберiгають свою будову [12,20].
Вщома значна роль субхондрально! кютково! тканини у розвитку остеоартрозу, що пов'язано з екс-преЫею остеобластами прозапальних цитокиыв та ростових факторiв, що впливають на хондроцити та замикають цикл розвитку артрозу [3,7,9,14]. Якщо ц данi екстраполювати на прилеглу до мiжхреб-цевого диску кюткову тканину, то можливо, !! роль також важлива в розвитку в диску деструктивних по-рушень [10,15,20]. Однак гiстологiчних доотджень, щодо змiн у мiжхребцевому диску, залежно вщ стану прилегло! кютково! тканини, зокрема кютково! тканини апофiзiв не виявлено, хоча ц структури через замикальн пластинки пов'язан метаболiзмом [16].
Мета дослiдження - в експеримент на тва-ринах дослщити змiни в структурi мiжхребцевого диску в кореляцi! з прилеглою юстковою тканиною тiл хребцiв на етапах розвитку остеопорозу, Ыдуко-ваного оварiоектомiею.
Об'ект i методи дослщження. Об'ект досл^ дження - кiсткова тканина апофiзiв тiл хребцiв та мiжхребцевий диск.
Експериментальне моделювання остеопорозу. Експериментальн дослiдження було проведено з дотримання вимог гуманного ставлення до пщдо-слщних тварин, регламентованих Законом Укра!ни «Про захист тварин вщ жорстокого поводження» (№ 3447-IV вщ 21.02.2006 р.) та бвропейською кон-венцiю про захист хребетних тварин, як використову-
Таблиця 1.
Оцшка (бали) мiжхребцевого диска та прилеглоГ кютки в умовах моделювання
остеопорозу
Юстка, що прилегла до мiжхребцевого диска Бали оц1нки М1жхребцевий диск Бали оцшки
Норма дрiбно петляста губчаста кiсткова тканина 1 Норма: сло'юте фiброзне ктьце, клiтинний синцитiй в драглистому ядрi 1
Початковi змiни кiсткових трабекул 2 HepÍBHOMÍpHÍCTb KOHTypiB 2
Порушення фронту остеогенезу 3 Невеликi локальнi дтянки розшарування матриксу 3
Розширення мiжтрабекулярних просторiв до 1/3 4 Розшарування матриксу на 1/3 територи 4
Розширення мiжтрабекулярних просторiв до 2/3 5 Розшарування матриксу на 1/2 територи 5
Невеликi трiщини , розшарування матриксу 6 Зменшення висоти мiжхребцевого диска 6
Стоншення кiсткових трабекул, порушення формування трабекулярно! сiтки, поодинок незв'язанi кiстковi трабекули, трiщини 7 Вираженi дестрyктивнi змiни, зменшення висоти 7
Стоншення кюткових трабекул, порушення формування трабекулярно! стеи, поодинокi незв'язанi кiстковi трабекули, мкропереломи кiсткових трабекул 8
Клтини кс тково¡' тка нини Бали оцшки Клтини м'жхр ебцевих дискв Бали оцшки
Норма: рiвномiрна щтьнють клiтин, вiдсутнiсть деструктивних змш 1 Норма: рiвномiрна щтьнють ^тин, вщ-сутнють деструктивних змiн 1
Невеликi дiлянки без остеоци™ 2 Невеликi дiлянки без ^тин 2
Деструкцiя поодиноких клiтин 3 Дестрyкцiя поодиноких клiтин 3
Низька щтьнють клiтин дiлянках 4 Низька щтьнють ^тин на дiлянках 4
Великi дiлянки без ^тин 5 Велик дiлянки без клiтин 5
Загибель клiтин на значних територiях 6 Загибель ^тин на значних територiях 6
ються для дослiдних та iнших наукових цтей (Страсбург, 18.03.1986 р.) [1,2]. План експериментальних дослщжень ухвалено позитивним ршенням Комггету з бioeтики (протокол № 155 вщ 29.06.2016 р.).
Остеопороз моделювали на бiлих лабораторних щурах шляхом оварюектоми, яку розглядають як «золотий стандарт» iндyкyвання експерименталь-ного остеопорозу. Метод детально представлено в монографи [4]. Тварин виводили з експерименту через 1 та 3 мю. пiсля oпeрацiI.
Пстолопчнi дослiдження. Для гютолопчного до-слщження у 10 щyрiв видiляли мiжхрeбцeвi диски з прилеглими ттами хрeбцiв. Матeрiал фiксyвали в 10% рoзчинi формалЫу, проводили по спиртам зростаючо! мщност (вiд 50 до 96°) та заключали в целощин [5]. Зрiзи виготовляли на мiкрoтoмi Reichert, фарбували гематоксилшом та еозином, а також пикрофуксином за ван Пзон. Доогмдження пс-тoлoгiчних зрiзiв проводили у св^ловому мiкрoскoпi Olympus BX63 (Japan).
Був проведений морфометричний аналiз за по-казниками, що наведен в таблицi (табл. 1). У тварин на вщмЫу вщ людини, зона росту розташована в т^ хребця й вiдцiлeна вщ мiжхрeбцeвoгo диску шаром кiсткoвoI тканини, через яку проходить жив-лення диску. Тому в даному доотджены об'ектом був прошарок кiстки мiж зоною росту та мiжхрeбцe-вим диском.
Вираховували середнм бал для пoрiвняння де-структивних змiн в систeмi кiстка - мiжхрeбцeвий
диск. Чим вище був сумарний бал, тим бтыш вира-женi змши в доотджених структурах.
Метод електронно!м'кроскопИ Для улытраструк-турного доотдження видiляли фрагменти мiжхреб-цевого диску (« 1 мм3) i обробляли за стандартним методом електронно! мiкроскопiI вiдповiдно до ре-комендацiй Б. yiicni [6]: префiксацiя в 5% фiксаторi Карновсыкого, декалыцинацiя (для мiнералiзованих тканин) в 3,7% розчинi трилону Б, додаткова фкса-цiя в 1% розчин чотириокису осмiю (OsO4), зневод-нення в розчинах етилового спирту зростаючо! мщ-ностi ( вщ 50° до 96°) i в ацетон^ заключення у сумш епоксидних смол епона та аралдгга. Напiвтонкi (1-2 мкм) та улытратонк зрiзи (0,05-0,09 мкм) виготовляли за допомогою скляних ножiв на улытрамiкротомi УМПТ-3М. Диференцiйне фарбування натвтонких зрiзiв проводили 1% розчином метиленового си-ныого та 1% розчином основного фуксину за S.R. Aparicio. Улытратонк зрiзи контрастували цитратом свинцю та уранiлацетатом за методом Е. Рейнолыдс. Улытраструктурний аналiз проводили з використан-ням трансмiсiйного електронного мiкроскопу ЕМВ-100БР (Суми, Укра!на).
Результати дослщжень та 'Гх обговорення. Через 1 мю. пiсля оварiоектомiI виражених деструк-тивних змiн в дослщжених структурах не виявлено. Кiстка мала ознаки реактивно! перебудови с нерiв-номiрним нашаруванням на дiлянках новоутворено! кiстковоI тканини, та нерiвномiрно забарвленим ма-триксом (рис. 1). Мiжтрабекулярнi простори були вузыкi та виповнен червоним кiстковим мозком.
Рис. 1. Фотовщбиток г1столог1чного препарату. М1жхребцевий диск та к1сткова тканина, прилегла до диску. Гематоксилш та еозин. Зб. 100.
Рис. 2. Фотовщбиток електронограми. Деструкц1я ф1брохондроцита. Пгантська л1зосома. Порушення плазматичноГ мембрани. Гранулопод1бний роспад цитоплазми.
Контрастовано за Рейнольдсом. Зб. 24200.
В мiжхребцевому диску драглисте ядро було не-значно розширено з ознаками деструкцп в крайових в^тах. Клiтини в основному формували синцитм, однак були присутн iзольовано розташованi волок-нистi структури та поодинокi клiтини (рис. 1). Во-локнисте кiльце в основному збер^ало характернi гiстологiчнi риси: було представлено пластинами з пучюв колагенових волокон мiж якими розташовува-лися фiброхондроцити.
При детальному електронномiкроскопiчному аналiзi клiтин та мiжклiтинноí речовини волокнистого ктьця виявлено загиблi кл^ини з деструкцiею плазматично! мембрани, великими лiзосомами та продуктами розпаду в цитоплазмi (рис. 2). Навколо таких кл™н визначено порушення розташування та будови колагенових волокон. Деяк з них були фраг-ментованi. У разi аналiзу поперекових зрiзiв виявлено нерiвномiрну товщину колагенових волокон та присутнють промiж ними продук^в розпаду у вигля-дi хлоп'я-подiбних осередкiв (рис. 3).
3 мю. п1сля овар1оектомГГ. Виявлено значне порушення кютково! тканини, що прилягае до мiж-
Рис. 3. Фотовiдбиток електронограми. HepiBHOMipHa товщина колагенових волокон. Контрастовано за Рейнольдсом.Зб.25200.
Рис. 4. Фотовщбиток пстолопчного препарату.
Розширеш м1жтрабекулярн1 простори в к1стков1й
тканин на меж1 «м1жхребцевий диск — наросткова зона». Нер1вн1 контури з фрагментами к1стки в просв1т1.
Гематоксилш та еозин. Зб. 40.
хребцевого диска. Характерною особливютю було формування розширених мiжтрабекулярних про-сторiв, на дтянках схожих с кистоподiбними порож-нинами (рис. 4).
Деяю з них мали нерiвнi контури з фрагментами кiстки в просвт. Територií, що займае драглисте ядро, були розширеы, щiльнiсть кл^ин зменшена, виявлено вогнища детриту, що скупчен в крайових вiддiлах.
Виражен змiни виявлено й у волокнистому кть-цi. На дiлянках пластини колагенових волокон були розшарованi (рис. 5), виявлено рiзноí форми та на-прямку трiщини, нерiвномiрне забарвлення. Деяю клiтини були зменшенi в розмiрi, мали щiльнi округли ядра, що не характерно для кл^ин фiброзного кiльця.
Поряд зi змiною форми та структури ядер фи брохондроцитiв виявлено у деяких кл^ин наявнiсть в цитоплазмi набряклих мтохондрм зi зруйновани-ми кристами (рис. 6), що свщчить про порушення енергетичного обмшу клiтин.
287
Рис. 5. Фотовщбиток гiстологiчного препарату. Волокнисте кiльце. Колагеновi волокна розшароваш. Pi3Hof форми та напрямку трщини, нерiвномiрне забарвлення. Клiтини 3i щшьними невеликими ядрами. Гематоксилiн та еозин. Зб. 200.
Рис. 6. Фотовщбиток електронограми. Порушення органiзацГГ фiброхондроцита. Щшьне ядро з нерiвномерними контурами ядерноГ мембранi. Набряклi м^охондрм з порушення оргашзацм крист. Контрастовано за Рейнольдсом. Зб. 32400.
А Б
Рис. 7. А, Б. Фотовщбиток електронограми. Порушення оргашзацм мiжклiтинноГ речовини волокнистого юльця. А) Дiлянки кальцифiкацГГ колагенових волокон. Б) Фрагментащя, утрата смугастiстi. Контрастовано за
Рейнольдсом.А)25200. Б)Зб.39600.
Виражеш змши зафiксовано й в мiжклiтиннiй ре-човинi волокнистого кiльця (рис. 7 А, б).
Проведено морфометричний аналiз стану 1^ж-хребцевого диску та кютково! тканини, що прилягае до нього (табл. 2). Виявлено, що в волокнистому хрящу деструктивы змши в матрикс та кл^инах були практично щентичш за показниками оцшки в балах. В матрикс кюткових трабекул змiни були бiльш виражеш, шж в клiтинах (табл. 2). Порiвняння двох систем - кютково! тканини та волокнистого хряща -деструктивы змши в 1,4 рази бшьш виражеш в кют-ковм тканиш (Р < 0,01).
Таким чином, нами проаналiзовано змши у мiж-хребцевому диску з прилеглою до нього кiстковою тканиною тш хребцiв у щурiв з остеопорозом, мо-дельованим шляхом оварюектомп. В проведеному нами дослiдженнi представлено даш щодо впливу на рiзнi термiни змiн будови прилегло! кютки на струк-турну органiзацiю фiброзного кiльця та драглистого ядра. В фiброзному кiльцi виявлено розшарування
матриксу та появу в ньому трщин й деструктивних змiн в ^тинах. Деструктивнi змiни були бiльш виражеш в крайових вщдшах драглистого ядра, вiдмiчено порушення формування синцитш. В кiстковiй ткани-нi характерною особливютю було формування роз-ширених мiжтрабекулярних просторiв, на дiлянках схожих с кистоподiбними порожнинами. В зв'язку з тим, що остеопороз моделювали шляхом оварюектомп, що iмiтуе пюляменопаузальний остеопороз, дослiдженi змiни в мiжхребцевому диску можуть бути також викликаш як станом кiстки, так й дефщи-том естрогенiв [7,8,20]. Вщомо, що клiтини волокнистого хряща мають рецептори до естрогешв, котрi впливають на метаболiзм хрящових тканин. Функщя естрогену опосередкована двома класичними ядер-ними рецепторами естрогену -а та -р та мембранно-пов'язаним G-бiлком-зв'язаним рецептором 30 (вРЯ30) [21]. За дiею рецепторiв естрогени викли-кають пролiферацiю клiтин драглистого ядра та за-
легло! до нього кютково! тканини негативно змшю-еться на раных термiнах моделювання остеопорозу у тварин пюля оварiоектомi! з бiльшими проявами в кютковм тканинi. Висновки
1. В умовах моделювання у щурiв остеопорозу шляхом оварюектоми виявлено, що на раннi термг ни дослщження в мiжхребцевому диску та прилегло! кютково! тканини тт хребцiв розвиваються деструк-тивнi змiни найбiльш виражен в кiстково! тканинi.
2. Виявлено, що в мiжхребцевому диску деструктивы змЫи в матриксi та клмтинах були практично iдентичнi за показниками оцшки в балах (3,07+0,25) та (2,8+0,2). В матрикс кюткових трабекул деструк-тивнi змiни були бтыш вираженi порiвняно з ^тинами, (4,67+0,23) та (3,67+0,21) балiв. Порiвняно двох систем - кютково! тканини та мiжхребцевого диску деструктивы змши в 1,4 рази були бтыш виражен в кiстковiй тканин (Р < 0,01).
Перспективи подальших дослiджень - визна-чення механiзмiв взаемодп остеобластiв кiстково! тканини та фiброхондроцитiв мiжхребцевого диску.
Лiтература
1. Evropeyska konventsiya pro zahist hrebetnih tvarin, scho vikoristovuyutsya dlya doslidnih ta inshih naukovih tsiley. Strasburg, 18 bereznya 1986 roku: ofltsiyniy pereklad [Internet]. Verhovna Rada Ukraini. Ofits. veb-sayt. (Mizhnarodniy dokument Radi Evropi). Dostupno: http: zakon.rada.gov. ua/cgi-bin/laws/main.cgi?nreg=994_137 [in Ukrainian].
2. Zakon Ukraini № 3447-IV vid 21.02.2006 «Pro zahist tvarin vid zhorstokogo povodzhennya» (Stattya 26) [Internet]. Dostupno: http: zakon3. rada.gov.ua/laws/show/3447-15 [in Ukrainian].
3. Korzh NA, Yakovenchuk NN, Dedukh NV. Osteoporoz i osteoartroz: patogeneticheski vzaimosvyazannyie zabolevaniya? (obzor literaturyi). Ortopediya, travmatologiya i protezirovanie. 2013 Dec;4(593):102-10. [in Russian].
4. Povoroznyuk VV, Dedukh NV, Grigoreva NV, Gopkalova IV. Eksperimentalnyiy osteoporoz. Kiev; 2012. 228 s. [in Russian].
5. Sarkisov DS, Perov YL. Mikroskopicheskaya tehnika. Moskva: Meditsina; 1996. 542 s. [in Russian].
6. Uikli B. Elektronnaya mikroskopiya dlya nachinayuschi. Moskva: Mir; 1975. 336 s. [in Russian].
7. Bin S, Youchao Y, Xiangyang L, Yi Z, Hongzhe L, Xiongjie S. Protective effect of estrogen against intervertebral disc degeneration is attenuated by miR-221 through targeting estrogen receptor. View ORCID Profile. Available from: https://www.biorxiv.org/content/biorxiv/ early/2017/09/05/184523.full.pdf DOI: https://doi.org/10.1101/184523
8. Calleja-Agius J, Muscat-Baron Y, Brincat MP. Estrogens and the intervertebral disc. Menopause Int. 2009;15(3):127-30. DOI: 10.1258/ mi.2009.009016
9. Findlay DM, Atkins GJ. Osteoblast-Chondrocyte Interactions in Osteoarthritis Curr. Osteoporos Rep. 2014 Mar;12(1):127-34. DOI: 10.1007/ s11914-014-0192-5
10. Keller TS, Ziv I, Moeljanto E. Interdependence of lumbar disc and subdiscal bone properties: a report of the normal and degenerated spine. J Spinal Disord. 1993 May;6(2):106-13. DOI: 10.1097/00024720-199304000-00003
11. Livshits G, Ermakov S, Popham M, MacGregor AJ, Sambrook PN, Timothy DS, et al. Evidence that bone mineral density plays a role in degenerative disc disease: the UK Twin Spine Study. Available from: http://ard.bmj.com/on [Internet]. 2017 Dec 15; Published by group.bmj.com. http://dx.doi.org/10.1136/ard.2010.131441
12. Mattei TA. Osteoporosis delays intervertebral disc degeneration by increasing intradiscal diffusive transport of nutrients through both mechanical and vascular pathophysiological pathways. Med Hypotheses. 2013 May;80(5):582-6. DOI: 10.1016/j.mehy.2013.01.030
13. Nanjo Y, Morio Y, Nagashima H, Hagino H, Teshima R. Correlation between bone mineral density and intervertebral disk degeneration in pre-and postmenopausal women. J. Bone Miner. Metab. 2003;21(1):22-7. DOI: 10.1007/s007740300004
14. Sharma AR, Jagga S, Lee SS, Nam JS. Interplay between Cartilage and Subchondral Bone Contributing to Pathogenesis of Osteoarthritis. Int J Mol Sci. 2013 Sep 30;14(10):19805-30. DOI: 10.3390/ijms141019805
15. Simpson EK, Parkinson IH, Manthey B, Fazzalari NL. Intervertebral Disc Disorganization Is Related to Trabecular Bone Architecture in the Lumbar Spine. J Bone Miner Res. 2001;16:681-87. DOI: 10.1359/jbmr.2001.16.4.681
16. Van der Werf M, Lezuo P, Maissen O, van Donkelaar CC, Ito K. Inhibition of vertebral endplate perfusion results in decreased intervertebral disc intranuclear diffusive transport. J. Anat. 2007 Dec;211(6):769-774. DOI: 10.1111/j.1469-7580.2007.00816.x
17. Wang JYX, Kwok AWL, Griffith JF, Leung JCS, Ma HT, Ahuja AT, et al. Relationship Between Hip Bone Mineral Density and Lumbar Disc Degeneration: A Study in Elderly Subjects Using an Eight-Level MRI-Based Disc Degeneration Grading System. J Magn Reson Imaging. 2011;33(4):916-20. DOI:10.1002/jmri.22518
18. Wang T, Zhang L, Huang C, Cheng AG, Dang GT. Relationship between osteopenia and lumbar intervertebral disc degeneration in ovariecto-mized rats. Calcif Tissue Int. 2004;75:205-13. DOI: 10.1007/s00223-004-0240-8
19. Wang YX, Griffith JF, Ma HT, Leung JC, Ma HT, Ahuja AT, et al. Is decreased BMD associated with less severe lumbar disc degeneration? Bone. 2008;43(Suppl 1):35.
Таблиця 2.
Морфолопчш показники м1жхребцевого диску та стану кютковоТ тканини, що прилягае до нього (3 мю. пюля оварюектоми1)
Показники, що дослщжеш Бали
Матрикс волокнистого ктыця 3,07+0,25
Кштини волокнистого ктыця 2,8+0,2
Сумарнш показник 2,93+0,14
Трабекули кютково! тканини, що прилягаюты до млжхребцевого диску 4,67+0,23
Остеоцити 3,67+0,21*
Сумарний показник 4,17+0,18**
Примггка:
* в1ропднють в1дм1нностей деструктивних зм1н в матрикс1 трабекул кютково! тканини, що прилегла до м1жхребцевого диску, вщ показнигав остеоцит1в, Р < 0,01;
** в1ропднють в1дм1нностей стану гастково! тканини вщ показнигав волокнистого хряща.
хищають клггини вщ Ыдукованого 11_-1р апоптозу, а !х втрата сприяе порушенню будови диска [8,21].
Даы, що отримано в результат до^дження, свщчать, що будова мнжхребцевого диска та при-
20. Wang YX, Griffith JF. Effect of menopause on lumbar disc degeneration: potential etiology. Radiology. 2010 Nov;257(2):318-20. DOI: 10.1148/radiol.10100775
21. Wei A, Shen B, Williams LA, Bhargav D, Yan F, Chong BH, et al. Expression and functional roles of estrogen receptor GPR30 in human intervertebral disc. J. Steroid. Biochem. Mol. Biol. 2016 Apr;158:46-55. DOI: 10.1016/j.jsbmb.2016.01.012
МОРФОЛОГ1Я М1ЖХРЕБЦЕВОГО ДИСКА ТА К1СТКОВОТ ТКАНИНИ АПОФ1З1В Т1Л ХРЕБЦ1В В УМО-ВАХ МОДЕЛЮВАННЯ ОСТЕОПОРОЗУ
KocTepiH С. Б., Дедух Н. В., Мальцева В. €.
Резюме. У статт представлено результати дослiдження, що проведенi на 10 щурах, на термлни 1 i 3 Mic. пicля моделювання остеопорозу шляхом оварюектомп. З використанням гicтологiчних методiв i морфометрiI вивчали стан кютково! тканини апофiзiв тiл хребцiв i структури мiжхребцевого диска - фiброзне кiльце i дра-глисте ядро. Виявлено, що на раны термши доотдження в мiжхребцевих дисках i прилегло! кicтковоI тканини тiл хреб^в розвиваються деcтруктивнi змiни. У мiжхребцевих дисках деcтруктивнi змiни в матрикс i кJliтинах були практично щентичы за показниками оцiнки в балах (3,07 + 0,25) i (2,8 + 0,2). У матрикс юсткових тра-бекул деcтруктивнi змiни були бтыш вираженi в порiвняннi з клмтинами (4,67 + 0,23) i (3,67 + 0,21) балiв (Р <0,01). У разi порiвняння двох систем - кютково! тканини i мiжхребцевого диска - деcтруктивнi змши в 1,4 рази були бтыш виражен в кicтковiй тканинi.
K^40Bi слова: експеримент, щури, оварiоектомiя, мiжхребцевий диск, кicткова тканина.
МОРФОЛОГИЯ МЕЖПОЗВОНКОВОГО ДИСКА И КОСТНОЙ ТКАНИ АПОФИЗОВ ТЕЛ ПОЗВОНКОВ В УСЛОВИЯХ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОСТЕОПОРОЗА
Костерин С. Б., Дедух Н. В., Мальцева В. Е.
Резюме. В статье представлены результаты исследования, проведенные на 10 крысах, на сроки 1 и 3 мес. после моделирования остеопороза путем овариоэктомии. С использованием гистологических методов и морфометрии изучали состояние костной ткани апофизов тел позвонков и структуры межпозвонкового диска - фиброзное кольцо и студенистое ядро. Выявлено, что на ранние сроки исследования в межпозвонковых дисках и прилегающей костной ткани тел позвонков развиваются деструктивные изменения. В межпозвонковых дисках деструктивные изменения в матриксе и клетках были практически идентичны по показателям оценки в баллах (3,07 + 0,25) и (2,8 + 0,2). В матриксе костных трабекул деструктивные изменения были более выражены по сравнению с клетками (4,67 + 0,23) и (3,67 + 0,21) баллов (Р <0,01). При сравнении двух систем: деструктивные изменения костной ткани в 1,4 раза превышали нарушения в межпозвонковых дисках.
Ключевые слова: эксперимент, крысы, овариоэктомия, межпозвонковый диск, костная ткань.
MORPHOLOGY OF THE INTERVERTEBRAL DISK AND BONE TISSUE OF APOPHIZES OF VERTEBRAL BODY AT MODELING OSTEOPOROSIS
Kosterin S. B., Dedukh N. V., Maltseva V. E.
Abstract. Osteochondrosis of the spine is one of the common chronic diseases in humans. However, histological studies regarding changes in the intervertebral disc, depending on the state of adjacent bone tissue, in particular bone tissue of apothisis is not found, however these structures are associated with metabolism.
The purpose of the study is to investigate the changes in the structure of the intervertebral disc in the correlation with the adjacent bone tissue of vertebrate bodies in the stages of the development of osteoporosis induced by ovariectomy in an animal experiment.
Object and methods. Osteoporosis was simulated on white laboratory rats by ovariectomy. Animals were killed after 1 and 3 months after surgery. For histological examination, 10 rats had their intervertebral discs isolated with adjacent vertebral bodies. A morphometric analysis was performed on the indicators of the state of the matrix and bone marrow cells and between the vertebral disk. In animals, unlike humans, the growth zone is located in the body of the vertebrae and separated from the intervertebral disk by a layer of bone tissue through which the nutrition of the disk passes. Therefore, in this study, the object was the bone layer between the growth zone and the intervertebral disc.
Results of research. In 1 month after ovariectomy the expressed destructive changes in the investigated structures were not revealed. The bone had signs of reactive reorganization with uneven layers on areas of newly formed bone tissue and unevenly stained matrix. The intertrabucular spaces were narrow and filled with red bone marrow. In the intervertebral disk the nucleus pulposus was slightly expanded with signs of destruction in the regional divisions. The cells formed syncytia, but isolated fibrous structures and single cells were present. The annulus fibrosis mainly retained the characteristic histological features: it was represented by plates from the beams of collagen fibers between which were located fibrochondrocytes.
By electron microscopic analysis of cells and cellular matrix of the annulus fibrosis, we have found dead cells with destruction of the plasma membrane, large lysosomes and decay products in the cytoplasm. Around these cells, violations of the location and structure of collagen fibers are detected.
In 3 months after ovariectomy, significant bone tissue impairment adjacent to the intervertebral disc was detected. A characteristic feature was the formation of extended intertrabucular spaces similar to cyst-shaped cavities. Some of them had uneven contours with fragments of the bone in the lumen. The territory occupied by the nucleus
has been expanded, cell density has been reduced, detritus foci have been discovered, which are accumulated in the regional areas.
The pronounced changes are also found in the annulus fibrosis. On the sections of the plate collagen fibers were stratified. Different shape of the crack, aswell as uneven coloration were found. Some cells were diminished in size, had dense rounded nuclei that was not characteristic of cells of annulus fibrosis. Along with the change in the shape and structure of the nuclei of fibrochondrocytes, in some cells, the presence of edematous mitochondria with destroyed crystas was revealed, indicating a violation of energy cell metabolism. The pronounced changes are also observed in the intercellular substance of the annulus fibroses. On the basis of the morphometric analysis of the state of the intervertebral disk and the bone tissue adjacent to it, it was found that destructive changes are more pronounced in the bone tissue.
Conclusion. The study found that the structure of the intervertebral disc and adjacent bone tissue negatively changes in early stages of osteoporosis in animals after ovariectomy with a greater manifestation in bone tissue.
Key words: experiment, rat, ovariectomy, intervertebral disk, bone tissue.
Рецензент - проф. Блаш С. М.
Стаття надшшла 24.12.2017 року
DOI 10.29254/2077-4214-2018-1-1-142-291-297 УДК 611.127:576.311.347]-018.63:615.212.7 Покотило В. Ю., Логаш М. В.
МОРФОМЕТРИЧНИЙ АНАЛ1З ЗМ1Н М1ТОХОНДР1АЛЬНОГО АПАРАТА
М1ОКАРДА СЕРЦЯ Б1ЛОГО ЩУРА ЗА УМОВ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО
ВПЛИВУ НАЛБУФ1НУ
Льв1вський нацюнальний медичний ушверситет !меш Данила Галицького (м. Льв1в)
Зв'язок публ1кацГГ з плановими науково-до-слщними роботами. Робота виконана у вщповщ-ност1 з планом наукових доогмджень Льв1вського на-цюналы-юго медичного университету 1мен1 Данила Галицького I е частиною планово! науково-дослщно! роботи кафедри нормально! анатоми «Структурна орган1зац1я анпоархггектонки та антропометричн особливост1 орган1в у внутр1шньо- та позаутробному перюдах розвитку за умов екзо- та ендопатогенних фактор1в» (№ державно! реестраци 011511000041).
Вступ. Згщно даних Мшютерства охорони здоров'я Укра!ни за р1внем поширеност1 зловживан-ня наркотичними речовинами в Укра!н1 на 100 тис. населення припадае 141 наркозалежна особа [7]. Серед наркотичних речовин, що найчаст1ше спожи-вають наркозалежн1 особи використовуються оп1йн1 алкало!ди та !х синтетичн1 аналоги [2]. Отож, зна-чне поширення наркоман!! зумовлюе необхщнють детального вивчення впливу оп1о!д1в на внутр1шн1 органи людини. Зг1дно даних фахово! л1тератури токсичний вплив наркоречовинами призводить до порушення пров1дност1 та скоротливо! функц1! мю-карду. Внаслщок наркотично! 1нтоксикац1! у серце-во-судинн1й систем! було виявлено ряд змш, а саме: наявнють численних др1бновогнищевих д1лянок кар-д1осклерозу, рабдом1ол1зу, жирово! трансформа-ц1! м1оцит1в, ф1броз серцевого м'яза, який, в свою чергу, причетний до розвитку ф1бриляци. Окр1м цього, виявлено фрагментац1ю пошкоджених кард1-ом1оцит1в, парез м1кроциркуляц1!, вогнища гострих крововилив1в [1,4].
Також вщм1чаеться вплив опю!д1в на ультра-структурн1 компоненти кардюмюцит1в, зокрема на м1тохондр1! [5]. Пошкодження мггохондр1ального апарату на думку деяких вчених е одним 1з пуско-вих механ1зм1в розвитку серцево-судинно! патолог1! [8,9,10]. Так, безпосередньою причиною смерт1 при гострих 1нтоксикац1ях наркотичними речовинами е ураження скоротливого апарату мюкарду через появу р1зко! деструкцп зовн1шн1х I внутр1шн1х мембран м1тохондр1й, внасл1док чого розвиваеться за-гибель м1тохондр1й [3]. Тому метою дослщження е проведення морфометричного анал1зу ктькюно-як1сних зм1н м1тохондр1ального апарата мюкарда серця щура шляхом визначення сп1ввщношення площ1 перер1зу м1тохондр1й до площ1 цитоплазми п1д впливом налбуф1ну в експеримент1.
Мета досл1дження. Провести морфометрич-ний анал1з к1льк1сно-як1сних зм1н м1тохондр1ального апарата м1окарда щура пщ впливом налбуф1ну в екс-перимент1. За допомогою комплексу морфолог1чних та статистичних метод1в досл1дження отримати нов1 дан1 про стан м1тохондр1ального апарату мюкарда серця щура та змши вщношення його площ1 пере-р1зу до площ1 цитоплазми п1д д1ею оп1о!ду. Оц1нити можлив1сть застосовувати даний морфометричний анал1з для оц1нки ступеню ушкодження м1тохондр1-ального апарату при патологи. Дослщити зв'язок м1ж глибиною структурних зм1н при ушкодженн1 мюкарда I морфометричними показниками.
Об'ект I методи дослщження. Материалом до-сл1дження слугували серця 53 лабораторних стате-возр1лих щур1в-самц1в масою 100-160 г. Вс1 тварини
