CC BY
22
ГСНРШ Ортопедии № 1,1995 г. © Г.А.Илизаров, Н.Р.Карымов, 1995
СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ УЛЬТРАСТРУКТУРЫ НЕРВНЫХ ВОЛОКОН В ОНТОГЕНЕЗЕ И В УСЛОВИЯХ ДОЗИРОВАННОЙ ДИСТРАКЦИИ
, Н.Р.Карымов
Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» им. академика Г.А.Илизарова, г. Курган (Генеральный директор - академик РАМТН, д.м.н., профессор В.И.Шевцов)
Методами электронной микроскоппн изучены берцовые и седалищные нервы плода собаки, интактных щенков, взрослых собак, которым удлиняли голень методом дистракцнонного остеосннтеза. Полученные результаты показали, что как в условиях естественного онтогенетического роста у щенков, так и под воздействием искусственно создаваемого напряжения растяжения у взрослых животных в клетках нервов активируются адгезивные соединения, опосредующие механические влияния, существенное развитие получает биосинтетический аппарат, наблюдаются сходные варианты пространственной интеграции синтезирующих и синтезируемых структур. Развертываясь в обратном онтогенезу порядке, ультраструктурные события в условиях дозированной дистракции демонстрируют зеркальное его отображение. Ключевые слова: нерв, дозированная дисгракция, онтогенез, морфология.
Г.А.Илизаров
На основе разносторонних фундаментальных исследований, проведенных под руководством Г.А.Илизарова, установлено, что во взрослом организме рост тканей под воздействием искусственно создаваемого в них напряжения растяжения происходит с воспроизведе-
МАТЕРИАЛЫ
Методами электронной микроскопии изучены берцовые и седалищные нервы у плода собаки сроком 8,5 недель и у 10 щенков: в 1-е, 7-е, 14-е и 30-е сутки после рождения. Для сравнения у 10 взрослых собак, которым через 5 суток после флексионной остеоклазии [1] осуществляли удлинение голени по 1 мм в сутки не более чем на 0,25 мм за один прием аппаратом Илиза-рова, исследованы берцовые нервы. Эксперимент заканчивали на 7, 14, 21, 28 сутки дистрак-
РЕЗУЛЬТАТЫ И
В 1-е сутки постнатального периода в леммоцитах дифференцирующихся нервных волокон проводниковой части нервов у поверхности цитолемм, граничащих с эндоневральным пространством, обнаруживалось необычно большое число цитостромальных соединений, подобных полудесмосомам. Характерно, что эндоневральные пространства в этот период еще недостаточно развиты, и леммоцнты соседних волокон зачастую контактируют друг с другом посредством базальных мембран. В то же время в леммоцитах отмечалось и необычно много де-смосомоподобных соединений (рис. 1). Они локализовались между контактирующими цито-леммами леммоцитарных отростков безмиели-новых волокон, в области наружного мезаксона миелинизирующнхся волокон, между циголем-мами отростков наружных слоев цитоплазмы смежных миелиновых сегментов в перехватах Ранвье, между цитолеммами отростков наружного слоя цитоплазмы и ближайшей к перехвату
нием ряда признаков естественного онтогенетического роста. Настоящее исследование демонстрирует данное положение на примере нервных волокон проводниковой части магистральных нервов конечности.
И МЕТОДЫ
ции. Эвтаназию проводили введением летальной дозы барбитуратов. Материал фиксировали смесыо 2% растворов глутарового и парафор-мальдегида на фосфатном буфере (рН - 7,4), затем в 1% растворе четырехокиси осмия и после обезвоживания залипали в аралдит. Ультратонкие срезы, к о I пр а стир ов а иные растворами ура-нилацетата и цитрата свинца, исследовали в просвечивающем электронном микроскопе.
ОБСУЖДЕНИЕ
Рис. 1. Безмиелиновые нервные волокна. Щенок. 1-е сутки постнатального периода развития. Л - леммо-цпт. А - аксон. Д - десмосомоподобное соединение. ПД - соединение, подобное полудесмосоме. Электро-нограмма. Ув.: 47000.
терминальной паранодальной петли миелино-вой оболочки. «Серии», «ленты» этих соединений постоянно встречались между терминаль-
ными петлями миелиновой оболочки в парано-дальной области и в зонах насечек Шмидга-Лантермана. Интересно, что ничего подобного не наблюдалось в нервных волокнах проводниковой части магистральных нервов задних конечностей до рождения, на срок 8,5 недель катального периода. Как известно, данные соединения служат для перераспределения механических усилий [2]. И по нашему мнению, массовое появление их в 1-е сутки рождения связано с существенными растягивающими усилиями, перенесенными в момент родов, когда в отсутствие хорошо развитого эндоневрия растяжение воспринималось непосредственно клеточными структурами нервных волокон. Кроме того, определенную роль, по-видимому, играет и переход из условий жидкостной среды обитания в матке к условиям более непосредственного влияния гравитации.
В течение последующего развития эндо-невральные пространства заметно расширялись. Значительно увеличивалось количество колла-геновых волокон в них, синтез которых обеспечивался появлением в леммоцитах очень крупных, характерных для экзосекреции, цистерн гранулярного эндоплазматического ретикулума (рис. 2).
Рис. 2. Безмиелиновое нервное волокно. Щенок. 1-е сутки иостнатального периода. Обратите внимание на очень крупную цистерну гранулярного эндоплаз-матнчесго ретикулума (ГЭР). Электронограмма. Ув.: 41000.
Частота же встречаемости описанных специализированных соединений заметно снижалась. И если на 7-14 дни иостнатального периода они встречались довольно регулярно (рис. 3), то на 21-30 дни наблюдать десмосомоподоб-ные соединения нам не удалось. По нашему мнению, это связано с тем, что значительную часть механической нагрузки берет на себя развивающийся эндоневрий.
Как уже отмечалось, в 1-е сутки постна-тального периода в леммоцитах безмиелиновых волокон появлялись крупные цистерны гранулярного эндоплазматического ретикулума, характерные для клеток, синтезирующих коллаген. Наряду с этим в леммоцитах миелинизирую-щихся нервных волокон в 1-е сутки после рождения регулярно обнаруживались рибосомы, ле-
жащие непосредственно на цитоплазматической поверхности мембран миелиновой оболочки (рис. 4). В расслоенной по главной плотной линии миелиновой оболочке они располагались как со стороны наружного слоя цитоплазмы, так и внутри спирали формирующегося миелина. При наблюдении же компактизованного миелина они размещались по окружности миелиновой оболочки со стороны наружного слоя цитоплазмы и на мембранах наружного мезаксона. Реже рибосомы обнаруживались у поверхности цито-леммы, граничащей с эндоневральным пространством. Они присутствовали в леммоцитах независимо от степени миелинизации волокна по всей длине миелинового сегмента. Характерно, что к седьмым суткам иостнатального периода подобное явление пространственной интеграции синтезирующего аппарата и синтезируемого объекта наблюдалось крайне редко, а в более поздние сроки нам его обнаружить не удалось. В то же время в период 7-14 суток постна-гального развития в леммоцитах миелинизи-рующихся нервных волокон регулярно наблюдался другой вариант пространственной интеграции синтезирующих и синтезируемых структур (рис. 5). На поперечных срезах очень протяженные, относительно узкие цистерны гранулярного эндоплазматического ретикулума практически повторяли профиль наружной поверхности прилежащей миелиновой оболочки, ради-ально образуя участками несколько параллельных рядов. В участках же расслоенного миелина цистерны ретикулума прилежали к наружной мембране миелиновой оболочки практически вплотную. Позднее, в возрасте 21 суток и более, такие яркие картины пространственной интеграции синтетического аппарата с миелином наблюдались все реже.
В условиях дозированной дистракции по Илизарову в нервных волокнах проводниковой части берцовых нервов удлиняемой голени также отмечалось массовое появление описанных в онтогенезе десмосомоподобных структур (рис. 6, 8). Впервые они четко наблюдались на 14 сутки, а наибольшего развития достигали к 28 суткам дистракции. Соответственно, они имели ту же, что и в онтогенезе, локализацию: в области перехватов Ранвье между цитолеммами отростков смежных миелиновых сегментов, между парано-дальными терминальными петлями и т.д. Активизация биосинтетической активности леммоци-тов проявлялась множеством полисом, гипертрофией гранулярного ретикулума. К 14 дню удлинения протяженные, относительно узкие цистерны гранулярного эндоплазматического ретикулума, подобно цистернам в онтогенезе, повторяли профиль поверхности миелиновой оболочки, образуя участками несколько параллельных рядов. В зонах расслоенного миелина формирующихся насечек Шмидга-Лантермана цистерны ретикулума вплотную контактировали с наружной его мембраной (рис. 7). На 28 сутки удлинения, подобно 1-м суткам постнатального развития, в паранодальных областях нервных
волокон обнаруживались рибосомы, лежащие непосредственно на мембранах миелиновой оболочки (рис. 8).
Таким образом, развертываясь в обратном постнатальному онтогенезу порядке, уль-
Рис. 3. «Лента» десмосомоподобных соединений в области насечки Шмидта-Лантермана. Щенок. 14-е сутки постнатального периода. Д - десмосомоподоб-ное соединение. Электронограмма. Ув.: 57000.
Рис. 5 Миелиновое нервное волокно. Щенок. 14-е сутки постнатального периода. Обратите внимание на протяженные цистерны гранулярного эндоплазма-тического ретикулума (ГЭР), повторяющие профиль наружной поверхности миелиновой оболочки (М). Электронограмма. Ув.: 41000.
Рис. 7. Цистерна гранулярного эндоплазм этического ретикулума, вплотную прилежащая к поверхностной мембране формирующейся насечки Шмидта-Лантермана. Взрослая собака. 28 дней дистракции. ГЭР - гранулярный эндоплазматический ретикулум. Н - насечка Шмидта-Лантермана. Ув.: 38000.
тр а структурные события в условиях дозированной дистракции по Илизарову демонстрируют зеркальное его отображение.
Рис. 4. Миелннизирующееся нервное волокно. Щенок. 1-е сутки постнатального периода. Стрелкой указаны рибосомы. Обратите особое внимание на рибосомы, расположенные на наружной поверхности миелиновой оболочки. Электронограмма. Ув.: 48000.
Рис. 6. «Лента» десмосомоподобных соединений в области насечки Шмидта-Лантермана. Взрослая собака. 14 дней дистракции. Д - десмосомоподобное соединение. Электронограмма. Ув.: 32000.
Рис. 8. Паранодальная область миелинового нервного волокна. Взрослая собака. 28 дней дистракции. Д -десмосомоподобное соединение. Стрелки указывают на рибосомы. Электронограмма. Ув.: 95 000.
ЛИТЕРАТУРА
1. Илизаров Г.А., Шрейнер A.A. Новый метод закрытой флексионной остеоклазии // Ортопед, трав-матол. -1979. - № 1. -С.9-14.
2. Межклеточная адгезия и внеклеточный матрикс. / Б.Албертс, Д.Брей, Дж.Льюие и др. // Молекулярная биология клетки: В 5-ти т.- Т. 3.- Пер. с англ. -М.: Мир, 1987. -С.201-243.
Рукопись поступила 15.11.92.
Коллектив авторов, 1995
ГЕМАТОЛОГИЧЕСКИЕ И БИОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ТЕЧЕНИЯ РЕПАРАТИВНОГО ПРОЦЕССА У БОЛЬНЫХ С ХРОНИЧЕСКИМ ОСТЕОМИЕЛИТОМ КОСТЕЙ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ
Ю.П.Балдин
, К.С.Десятниченко, А.М.Аранович, Л.С.Кузнецова, С.П.Изотова, Н.М.Клюшин
Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» им. академика Г.А.Илизарова, г. Курган (Генеральный директор - академик РАМТН, д.м.н., профессор В.И.Шевцов)
Предпринята попытка для оценки течения репаративного остеогенеза у больных остеомиелитом, излечиваемых посредством чрескостного остеосинтеза по Илизарову, использовать биотестирование фракции белков сыворотки этих больных на лабораторных животных, заключающееся в оценке изменения гематологических показателей животного - реципиента этой фракции. Результаты биотесгирования сравниваются с традиционными биохимическими тестами, применяемыми в лабораторной диагностике нарушений опорно-двигательного аппарата. Ключевые слова: кость, остеомиелит, лабораторная диагностика, неколлагеновые белки.
Гематология в настоящее время переживает период внедрения новых методов лабораторных и клинических исследований, пересмотра основных положений генеза кроветворных клеток. Наиболее характерной чертой современных исследований является изучение процессов, происходящих в организме на клеточном, субклеточном и молекулярном уровнях.
Тесная взаимосвязь гематологии и биохимии с рядом других наук предоставила возможности для разработки новых способов лабораторного контроля за течением репаративного остеогенеза и его прогноза.
В отличие от использующихся в настоящее время методов, где также определяют в крови количество белков костной ткани или их дериватов, предлагаемый способ более информативен и специфичен, так как включает в себя оценку биологической активности выделенных из сыворотки (плазмы) крови полипептидов, обладающих физико-химическими свойствами белков костной ткани [1].
Известно, что в крови больных и экспериментальных животных с активно текущим репаративным остеогенезом появляется фактор, стимулирующий костеобразование у реципиентов при парэнтеральном введении [2,3].
Однако, действующее начало этой сыворотки в чистом виде не было получено, а использование цельной сыворотки крови имеет целый ряд недостатков. Кроме стимулирующего фактора сыворотка может содержать противо-
положно действующие вещества, частично или полностью гасящие его эффект, введение цельной ксеногенной сыворотки вызывает значительную нагрузку на иммунную систему реципиента. Помимо тканеспецифических регуляторов в сыворотке могут быть и другие биологически активные вещества (гормоны, витамины, нейро-медиаторы, циклические нуклеотиды и т.д.), оказывающие неспецифическое влияние на пролиферацию и дифференцировку клеток. Нами приведены доказательства возможности идентичности фактора сыворотки неколлагеновому белку костной ткани, обладающему теми же свойствами и поступающему в кровь при повреждениях кости и дистракции костного регенерата [4].
В выполненных ВКНЦ «ВТО» в 1979 году исследованиях была показана роль некол-лагеновых белков костной ткани в поддержании тканевого гомеостаза кости и крови [4,5,6,7], и установлено, что мишенями действия ингибитора и стимулятора пролиферации являются не только остеогенные клетки, но и кроветворные, что подтверждает положение Г.А.Илизарова о единстве морфогенеза кости и крови на основе общих клеточных источников и общей регуляции [4,5,8].
Учитывая приведенные данные, в 1984 году мы для оценки активности репаративного остеогенеза использовали влияние белковой фракции сыворотки крови, обладающей свойствами эритропоэтинподобного стимулято-
