CC BY
7
DOI 10.26724/2079-8334-2018-4-66-188-190 УДК 617.583+611.018.3:599.323.4
ОСОБЛИВОСТ1 ПРОСТОРОВО1 ОРГАШЗАЦП СУГЛОБОВОГО ХРЯЩУ КОЛ1ННОГО СУГЛОБУ ЩУР1В ПРИ ВВЕДЕНН1 КР1ОКОНСЕРВОВАНО1 ПЛАЦЕНТИ
E-mail: balet.69@ukr.net
Проведено морфолопчне дослщження кiлькiсних та якiсних спiввiдношень елеменив хрящового компоненту колiнних суглобiв щурiв в нормi та пiсля введення крюконсервовано! плаценти. Отриманi характеристики зонально! будови та особливостей тканинних взаемовщношень можуть бути використаш у подальших експериментальних дослiдженнях як група порiвняння.
Ключов! слова: ксшшний суглоб, хрящова тканина,хондроцити, щури
Робота е фрагментом НДР «Експериментально-морфологiчне вивчення ди mpaHcmaHmamie крюконсервованог плаценти та шших екзогенних чиннитв на морфофункщональний стан внутрштх оргатв», № державног реестрацн 0113V006185.
Функцюнальш характеристики тканин суглобового хрящу, що обумовлеш морфолопчними властивостями хондроципв та екстрацелюлярногоматриксу зумовлюють науковий штерес вчених р1зних медичних спещальностей. Це пов'язано з його активною участю у розвитку та перебну найбшьш поширеного захворювання опорно-рухового апарату - остеоартрозу, яке виявляеться у переважно! кшькосп людей всього свггу [1,3].
Пошуки оптимальних умов експериментального вщтворення вказаного захворювання примушуе дослщниюв використовувати в робот р1зних тварин. Проведення х1рург1чних втручань для вщтворення травматичних змш суглобово! поверхш в сучасних умовах практично виключае з експерименту др1бних тварин, тому примушуе вчених дослщжувати крупш модел1 (собаки, в1вщ тощо). В той же час, використання щур1в, як об'екту для створення експериментально! модел1 неспециф1чного артриту, мае сво! певш переваги при вивченш морфолопчних змш суглобових тканин. Це i швидюсть отримання даних дослщження за рахунок прискорених регенеративних зд1бностей тварин, i бшьша достовiрнiсть внаслiдок реально! можливостi проведення бшьшо! кiлькостi окремих дослiджень [4,8,10].
Недостатня кiлькiсть дослiджень щодо вщмшностей цитоархитектонiки iнтактного хрящу щурiв та людини в цiлому дозволяе використання вказаних тварин при проведеннi експериментальних дослщжень морфологiчних змiн i потребуе ч^кого знання висхiдних характеристик та особливостей будови кттинного складу суглобового хрящу колшного суглобу щурiв [2,6].
В наш час у суглобовому хрящi прийнято видiляти 3 зони: промiжну, поверхневу та базальну. Проте ряд авторiв вказують на наявшсть четверто! зони - глибоко! частини базального хрящу, яка складаеться з кальцифшованого хрящу. У вiдношеннi числа зон та !х назв i на даний час серед дослщниюв вiдсутня едина точка зору [5,9].
Зональна будова хрящово! тканини суглобу досить варiабельна, в залежностi вщ розташування, ступеня навантаження, вiддалення вщ джерел трофiчного забезпечення (субхондрально! юстки, кiсткового мозку, синовiально! рiдини). Сшввщношення клiтинного складу та екстрацелюлярного компоненпв суттево впливають на функцiональний стан суглобу в нормi та при виникненш рiзних патологiчних ситуацiй [7,11].
Метою роботи було визначити особливост будови кттинного складу суглобового хрящу колшного суглобу щурiв при введенш крiоконсервовано! плаценти (ККП) для подальшого аналiзу !х змiн при розвитку патолопчних змiн у суглобi переважно запального характеру та тсля впливу на вказаш змiни лiкувальних заходiв.
Матерiал та методи дослiдження. Дослщжувались дистальнi метаепiфiзи стегнових исток 50 щурiв лiнi! «Вютар» вiком 12 тижшв з масою 130-150 г, що знаходились в умовах вiварiю Укра!нсько! медично! стоматологiчно! академi!. Тварини розподшялись наступним чином: I група - штактш (5), Пгрупа - тварини, яким було проведене введення ККП (45). Спостереження проводились на 1,2,3,7,10,14,21,30 добу. Вс маншуляцн виконувались вщповщно до етичних норм, що викладеш у «Правилах проведення робгг з використанням експериментальних тварин»
© О.В. Пелипенко, В.1. Шеттько, 2018
та директивах Ради бвропейського союзу з охорони тварин, що використовуються з науковою метою.
Пстолопчш препарати готували пiсля фiксацii 10% нейтральним формалшом, пiсля чого проводили декальцинацш, зневоднювали у спиртах концентрацй, що зростали та занурювали у парафiн. Фарбування зрiзiв для свiтовоi мшроскопи отриманих на мiкротомi проводили гематоксилином та еозином. Вивчення матерiалу проводили за допомогою мжроскопу Вюгех-3 ВМ-500Т з цифровою мжрофотонасадкою БСМ 900 з адаптованими для даних досл1джень програмами.
При вивченш отриманого матерiалу визначались як1ст та кiлькiснi характеристики специфiчних клтгин та екстрацелюлярногоматриксу - волокон та основноi речовини. Виконували вимiри загальноi товщини та окремих шарiв хрящу, чисельну щiльнiсть хондроцилв, кiлькiснi характеристики самих хондроцилв та iх складових компонентiв, вiдноснi показники мiжклiтинного матриксу, що безумовно впливають на функцюнальш властивост тканини.
Результати дослiдження та Тх обговорення. На отриманих гiстологiчних препаратах вiдмiчалось чiтке визначення суглобово!' поверхнi з рельефним контуром в залежносп вiд зон навантаження. Пiдлягаючi структури мали типову зональну оргашзацдо - поверхнева, пром1жна та глибока (базальна) зони. Значна варiабельнiсть радiальноi товщини може свiдчити про виражешсть трофiчних процесiв даноi дiлянки i залежать в1д як1сних характеристик оточуючих тканин -субхондральноi кiстки, ккткового мозку, синовiальноi оболонки. Вказану морфолопчну картину прийнято пояснювати наявнiстю зон рiзного навантаження сугло6ово!' поверхнi.
Поверхневу зону визначали як досить вузьку дмнку товщиною, що розташовувалась безпосередньо навколо сугло6ово" порожнини. Переважна зона дмнки виповнена мiжклiтинним матриксом, в якому розташованi поодинок1 хондроцити - видовжеш вiдповiдно сугло6ово" поверхнi клтгини з крупними ядрами, що займають майже весь клiтинний простiр. Подекуди зустрiчались iзогеннi групи подвоених хондроцилв (рис. 1).
Рис.1. 1зогенна група хондроцитiв поверхнево1" зони суглобового Рис. 2. Промiжна зона суглобового хрящу.
хрящу. Забарвлення ематоксилiн-еозином. Зб.: об.40 ок.10 Забарвлення ематоксилiн-еозином. Зб.: об.20.
ок.10.
Промiжна зона, що займае бшьше 50 % об'ему хрящу, мiстить колонкоподiбнi утворення з рiзною кiлькiстю та неоднаковими за розмiром клiтинами. Спостерiгалось вдокремлення окремих колонок у виглядi «навколоклттинних кошикiв» за рахунок сплетiння колагенових волокон. В будовi колонок спостерталась чiтка тенденцiя до зменшення загального розмiру клiтин у напрямку до сугло6ово! поверхнi при практично незмшних геометричних параметрах ядер (рис. 2).
Щшьшсть розташування хондроцитiв була бшьшою ближче до поверхневоi зони i поступово зменшувалась у напрямку базальто". Пром1жна зона переходить у базальну без чiткоi межi. Хондроцити вказаноi зони - гiпертрофованi клiтини - вiдрiзнялись великими розмiрами (16,32±2,231 мкм) i розглядались як потенцiальнi основш секреторнi та синтетичнi продуценти.
Базальну зону розподмли на радiальну та зону кальцифжацп. У зонi кальцифжацй видiляли базальну (прикордонну) лiнiю - своер1дний окремий осередок матриксу хрящу, що здшсняе селективне проникнення речовин з к1стки до хрящу i мае безпосередне вiдношення до транспорту води, електролтв, продуктiв метаболiзму та солей кальцш. Базофiльна лiнiя, що роздме некальцифiкований та кальцифiкований хрящ повшстю не сформована, прослiджувалась у виглядi контурно!' лiнii, тому чгтка межа не визначалась.
На вщм1ну вщ хрящ1в шшо! локашзацп суглобовий хрящ мае два джерела живлення -синов1альна рщина та кров, що приносять капшяри з боку субхондрально! юстки. Широкий фронт безпосереднього контакту хрящу ¡з суглобовою порожниною вказуе на те, що постачання речовин з синов1ально1 рщини { видалення продукпв метабол1зму в порожнину суглобу в1др1зняеться великою актившстю.
Вщповщно, патолопчний процес любо1 етюлоги, що локал1зуеться у внутршньосуглобовому середовищ1, може швидко розповсюджуватись на сусщш тканини.
Зпдно морфолопчних даних хрящ вщноситься до слабо васкуляризованих тканин, а суглобовий хрящ взагал1 позбавлений судин. Здатнють хрящу витримувати значш мехашчш навантаження несумюна з1 здатшстю забезпечувати безперервний пот1к кров1 у судиннш мережа Макромолекулярна оргашзащя матриксу хрящу перешкоджае проникненню у нього капшяр1в. Вказаними якостями волод1е лише некальцифшований хрящ.
Проведене дослщження показало, що хрящова тканина щур1в в дшянщ колшного суглобу мае складну просторову та яюсну структуру, яка при введенш ККП виявляе широкий спектр активност тканин в метабол1чних процесах.
Перспектива подальших дотджень: наступш етапи наукових дотджень в цьому напрямку будуть стосуватися структурних змш компонентiв суглобового хрящу в умовах запального процесу та при застосуванш активних бiологiчних речовин.
1. Bobinac D, Spanjol J, Zoricic S, Maric I. Changes in articular cartilage and subchondral bone histomorphometry in osteoarthritic knee joints in humans. Bone. 2003 Mar; 32 (3); 284-90.
2. Brederson JD, Chu KL, Xu J, Nikkel AL, Markosyan S, Jarvis MF, et al. Characterization and comparison of rat monosodium iodoacetate and medial meniscal tear models of osteoarthritic pain. Orthopaedic Research Society. 2018 Aug; 36(8); 2109-17.
3. Clavel G, Boissier MC Angiogenesis Markers in rheumatoid arthritis. Future Rheumatol. 2008; 3(2);153-9.
4. Cruz R, Ramirez C, Rojas OI, Casas-Mejia O, Kouri JB, Vega-Lopez MA. Menisectomized miniature Vietnamese pigs develop articular cartilage pathology resembling osteoarthritis. Pathol Res Pract. 2015 Nov; 211(11):829-38.
5. Demkin SA, Malanin DA, Rogova LN, Snigur GL, Grigorieva NV, Baydova KV. Morphogenesis of knee hyaline cartilage during intraarticular injection of platelet-rich autologous plasma and/or hyaluronic acid preparation in rats with experimental osteoarthritis. Traumatology and Orthopedics of Russia. 2016; 22(4):76-87.
6. Fernandes RJ, Schmid TM. Assembly of collagen types II, IX and XI into nascent hetero-fibrils by a rat chondrocyte cell line. Eur J Biochem. 2003 Aug; 270(15):3243-50.
7. Filardo G, Madry H, Jelic M, Roffi A, Cucchiarini M, Kon E. Mesenchymal stem cells for the treatment of cartilage lesions: from preclinical findings to clinical application in orthopaedics. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2013 Aug; 21(8): 1717-29.
8. Miyamoto S, Nakamura J, Ohtori S, Orita S, Nakajima T, Omae T, et al. Pain related behaviour and the characteristics of dorsal root ganglia in a rat model of hip osteoarthritis induced by monoiodoacetate. Orthopaedic Research Society.2017 Jul; 35(7); 1424-30.
9. Shepitko VI, Pelypenko AV. Current concepts of the structural organization of joint tissues. World of medicine and biology. 2015; 3(52):175-83.
10. Vrancken ACT, Hannink G, Madej W. In vivo performance of a novel, anatomically shaped, total meniscal prosthesis made of polycarbonate urethane: a 12-month evaluation in goats. Am J Sports Med. 2017 Oct; 45(12):2824-34.
11. Vvedenskiy BP, Dedukh NV, Kovalov GA, Sandomirskiy BP. Influence of low temperatures and ethanol on the state of structural elements of the knee joint. Orthopaedics, traumatology and prosthetics. 2013; 2: 28-33.
ОСОБЕННОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРГАНИЗАЦИИ СУСТАВНОГО ХРЯЩА КОЛЕННОГО СУСТАВА КРЫС ПРИ ВВЕДЕНИИ КРИОКОНСЕРВИРОВАННОЙ ПЛАЦЕНТЫ Пелипенко А.В., Шепитько В.И., Пелипенко Л.Б.
Проведено морфологическое исследование количественных и качественных соотношений элементов хрящевого компонента коленных суставов крыс в норме и после введения криоконсервированной плаценты. Полученные характеристики зонального строения и особенностей тканевых взаимоотношений могут быть использованы в дальнейших экспериментальных исследованиях группы сравнения.
Ключевые слова: коленный сустав, хрящевая ткань, хондроциты, крысы
Стаття надшшла 15.11.18 р.
PECULIARITIES OF THE SPATIAL ORGANIZATION OF THE ARTIBLE REPLACEMENT OF THE KNEE JOINT OF THE RAT DURING THE INTRODUCTION OF CRYOPRESSED PLACENT PelipenkoA.V., ShepitkoV.I., PelipenkoL.B. A morphological study of the quantitative and qualitative ratios of the elements of the cartilage component of the knee joints of rats in normal conditions and after the introduction of a cryopreserved placenta. The obtained characteristics of the zonal structure and features of tissue relationships can be used in further experimental studies of the comparison group.
Key words: knee joint, cartilage tissue, chondrocytes, rats.
Рецензент Прошна О.М.
