CC BY
11удк 340.6 (082)
СУДЕБНО-МЕДИЦИНСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ГИСТО И ЭЛЕКТРОННО-МИКРОСКОПИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ КОСТНОЙ ТКАНИ ПРИ ПЕРЕЛОМАХ У ЛЮДЕЙ С ВРОЖДЕННОЙ ЛОМКОСТЬЮ КОСТЕЙ
Т. К. Осипенкова-Вичтомова
Кафедра судебной медицины
Федеральное государственное бюджетное учреждение Российский центр судебно-медицинской экспертизы Мининистерства
здравоохранения Российской Федерации, г. Москва
forensic medical importance of histo and electro-microscopic investigation of bone tissues in case of fractures in people with congenital brittle bones
T. Osipenkova-Vichtomova
summary
Investigated anatomical, clinical, radiographic and microscopic features and ultrastructure of bone tissue in 36 observations in congenital bone fragility. Of these, 10 sectional and 26 cases with the study of bone biopsies. Age people had a newborn to 38 years old.
Congenital fragility of bones characterized by a sharp bone loss and fragility of bones;
Histological study of the bone has been a sharp increase in osteocytes per unit area of reduced bone intercellular substance.
Electro-microscopic study revealed a decrease in osteocytes elements endoplazmatic granular reticulum in the mitochondrial matrix accumulation of crystals gidrocapatites and disintegration of cristae; drastic reduction cross-period transverse lines, and changing the diameter of collagen fibrils and their disintegration bone explains tenuous connection between hydroxyapatite crystals and collagen fibrils and increased bone fragility.
The knowledge of this pathology, clinical course and outcome of fracture healing in patients with congenital brittle bones are important in forensic skills injury.
резюме
исследованы анатомические, клинические, рентгенологические и микроскопические особенности, а также ультраструктура костной ткани в 36 наблюдениях при врожденной ломкости костей. из них 10 секционных и 26 случаев с исследованием костных биопсий. Возраст людей был от новорожденного до 38 лет.
Врожденная ломкость костей характеризуется резкой рарефикацией и хрупкостью всех костей скелета. При гистологическом исследование костной ткани отмечено резкое увеличение остеоцитов на единицу площади уменьшенного межклеточного костного вещества.
Электронно-микроскопическое исследование выявило в остеоцитах уменьшение элементов гранулярного эндоплазатического ретикулума, в матриксе митохондрий накопление кристаллов гидрокапатитов и дезинтеграцию крист; резкое уменьшение внутрипериодных поперечных линий, а также изменения диаметра коллагеновых фибрилл и их дезинтеграцию в костной ткани, объясняет непрочную связь между кристаллами гидроксиапатитов и коллагеновыми фибриллами и повышенную хрупкости кости.
знание этой патологии, течения и исходы заживления переломов у пострадавших с врожденной ломкостью костей имеют большое значение при судебно-медицинской квалификации травмы.
Ключевые слова: врожденная ломкость костей, гисто и электронная микроскопия кости
Судебно-медицинская оценка костных повреждений, заживления переломов, особенно в комбинации с имеющимися патологическими процессами, требуют углубленного изучения. Применение новых методов и теоретических разработок позволит не только объективизировать толкование патологического процесса, но и получить соответствующее отражение в законодательстве [3].
Врожденная ломкость костей, несовершенный остеогенез, (osteogenesis imperfecta) характеризуется рарефикацией и повышенной хрупкостью костей скелета [5, 6]; причем ломаются они от незначительных травм; поэтому французы называют их "стеклянные люди"[2, 8, 13]
Многие авторы отмечают, что врожденная ломкость костей встречается в нескольких поколениях одной и той же семьи; наследуется по аутосомно-доминантному типу [9].
По данным Н.В.Орловой и соавт. частота в популяции составляет 1:30000; по 0.8Шесе -1:100000 [4,12].
материал и методы
Нами изучены 36 наблюдений врожденной ломкости костей, из них 10 секционных и 26 костных биопсий. Возраст людей был от новорожденного до 38 лет (лиц мужского пола было 25, женского -11).
Исследованы анатомические, клинические, рентгенологические и микроскопические особенности, а также ультраструктура костной ткани при врожденной ломкости костей.
Для гистологического исследования брались кусочки костной ткани из разных мест по методике А.В.Русакова и из области травмы (у некоторых трупов они были множественные и разной
давности). Биопсийный материал исследовался преимущественно тот, который брался при операциях (область переломов и кусочки кости, преимущественно диафиза бедра и голени, взятые при ортопедических операциях). Использовались окраски: гематоксилин и эозин, пикрофуксин по Ван Гизону, по Маллори, выявление извести по Коссу. Для элекронно-микроскопического исследования использовалась обычная методика.
результаты и обсуждения
Лица, страдавшие врожденной ломкостью костей, несовершенным остеогенезом, были небольшого роста. У взрослых (23-38 лет) длина тела колебалась в пределах 90-125 см. Причем в отдельных случаях деформация конечностей (после множественных переломов) затрудняла точное определение роста (рис 1).
Доношенные новорожденные, вследствие образования уже внутриутробно переломов (преимущественно костей конечностей, часто со смещением отломков), рождались с уменьшенной длиной тела.
Длинные трубчатые кости были с тонким, резко разреженным кортикальным слоем, костно-моз-говые пространства резко расширены, и кость приобретала губчатое строение. Наряду с рарефикаци-ей костей отмечалась их повышенная хрупкость.
Переломы в длинных трубчатых костях чаще были поперечными, но никогда не встречались оскольчатые, что связано с незначительной травмирующей силой. Поэтому переломы часто оставались не леченными; а плохая иммобилизация отломков не способствовала правильному срастанию перелома. Возникали ложные суставы и искривления конечности (рис.1).
Гистологическое исследование показало, что на фоне резкой рарефикации костных структур определяется истончение костных балок, которые имели большое количество костных клеток на единицу площади резко уменьшеного000 основного межклеточного вещества кости (рис.2). Такая
Рис. 2
Гистологическое исследование костной ткани. Большое количество остеоцитов и резкое уменьшение межклеточного вещества. Окраска гематоксилином и эозином Х 125.
гистологическая структура костной ткани характерна для врожденной ломкости кости.
Кроме того, в костях обнаруживались переломы разных размеров (от микропереломов до пол-
Рис. 1.
Кости скелета мужчины 32 лет (длина тела 90 см), страдавшего несовершенным остеогенезом (врожденной ломкостью костей): резкая рарефикация и деформация костей плеча и предплечья, бедра и костей голени с патологическими изгибами и псевдоартрозами; рарефикация и деформация костей таза и позвоночника
ного нарушения целостности органа) и различной давности (от свежих, до сросшихся переломов). Строение новообразованной костной мозоли зависело от срока ее формирования. Однако, как грубо-волокнистая костная мозоль, так и пластинчатая, имели одну и ту же особенность, характерную для врожденной ломкости костей, несовершенного остеогенеза - в них увеличено количество остеоци-тов на единицу площади межклеточного костного вещества.
Таким образом, микроскопическое исследование показало, что у людей с врожденной ломкостью костей, несовершенным остеогенезом, значительное увеличение остеоцитов на единицу площади костной балки с резким уменьшением основного межклеточного вещества кости является диагностическим признаком этого страдания.
В гнилостно-измененных трупах, костная ткань сохраняет описанные особенности микроскопического строения характерные для врожденной ломкости костей. Хотя в костях отсутствуют остеоциты, они подверглись гнилостным процессам, но сохраняются костные полости, лакуны, в которых они располагались. Количество этих полостей резко увеличено при уменьшении межклеточного основного вещества кости, что и служит гистологическим признаком врожденной ломкости костей (osteogenesis imperfecta).
Электронно-микроскопическое исследование показало, что большая часть остеобластов при несовершенном остеогенезе содержит уменьшенное количество элементов гранулярного эндоплазма-тического ретикулума. Последняя ответственна за синтетические процессы белков и ферментов [1,7]. Поэтому обнаруженное уменьшение количества эндоплазматического ретикулума может объяснить нарушение биосинтетических процессов в клетках и, как следствие, изменение фибриллоге-неза.
Митохондрии остеобластов во многих полях зрения препаратов костной ткани содержали осми-офильные включения в виде отдельных кристаллов гидроксиапатита или их скоплений; эти митохондрии имели набухший матрикс и дезинтеграцию крист.
Митохондрии являются поставщиками энергии, необходимой для биосинтетических процессов. Их разбухание, скопление кристаллов гидрок-сиапатита в матриксе митохондрий, дезинтеграция крист свидетельствуют о нарушении окислительного фосфорилирования, т.е. нарушение обмена кальциевых и фосфатных ионов между цитоплазмой и матриксом митохондрий [10,11].
При изучении ультраструктуры минерализованного матрикса костных балок обнаружено, что интенсивность минерализации коллагеновых фибрилл не везде одинакова. Так в некоторых
участках матрикса кристаллы гидроксиапатита располагаются неравномерно отдельными группами или скоплениями, другие оказываются не минерализованными; здесь коллагеновые фибриллы, располагающиеся не ориентировано (рис.3), с явлениями дезинтеграции и имеют различный диаметр и периодичность. Среди них выявляются фибриллы, имеющие диаметр 20-35 и 50 нм. В фибриллах толщиной 50 нм каждый период имеет до 4 тонких внутрипериодных поперечных темных линий. В то время, как в нормальной кости их значительно больше, т.е. насчитывается до 12 тонких внутрипериодных линий в каждом периоде, что и обеспечивает прочную связь кристаллов гидроксиапатита с коллагеновыми фибриллами.
Рис. 3
Электронограмма. Неминерализованные и минерализованные коллагеновые фибриллы костного матрикса. Ув. 39000.
Таким образом, резкое уменьшение внутрипериодных поперечных темных линий в коллагено-вых фибриллах кости, а также изменение диаметра фибрилл и их дезинтеграция объясняют непрочную связь между кристаллами гидроксапатитов и коллагеновыми фибриллами.
В процессе минерализации имеет важное значение взаимодействие между клетками и межуточным веществом. Анализ наших исследований позволяет судить о недостаточной функциональной
деятельности остеобластов, в которой основная роль, очевидно, отводиться нарушению ферментативных систем, ответственных за нормальный фи-бриллогенез, созревания коллагеновых фибрилл их минерализацию.
ВЫВОДЫ
Врожденная ломкость костей характеризуется резкой рарефикацией и хрупкостью всех костей скелета;
При гистологическом исследование костной ткани отмечено резкое увеличение остеоцитов на единицу площади основного, межклеточного костного вещества и резкое уменьшение последнего;
электронно-микроскопическое исследование выявило в остеоцитах уменьшение элементов гранулярного эндоплазатического ретикулума;
в матриксе митохондриев накопление кристаллов гидрокапатитов и дезинтеграцию крист ;
в коллагеновых фибриллах костной ткани резкое уменьшение внутрипериодных поперечных линий, а также изменения диаметра коллагеновых фибрилл и их дезинтеграцию, что объясняет непрочную связь между кристаллами гидроксиапа-титов и коллагеновыми фибриллами, и хрупкость кости.
При срастании переломов, как грубоволокни-стая, так и пластинчатая костная мозоль, имели одну и ту же особенность, характерную для врожденной ломкости костей - в них увеличено количество остеоцитов на единицу площади основного межклеточного костного вещества, которое уменьшено в количестве.
Гистологическое и электронно-микроскопическое исследование костей позволяют с большой точностью диагностировать врожденную ломкость костей - несовершенный остеогенез.
Знание этой патологии, течения и исходы заживления переломов у пострадавших с врожденной ломкостью костей имеют большое значение при судебно-медицинской квалификации этой травмы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Виноградов В.В. Соединительная ткань в норме и патологии.- Новосибирск, 1968. - С. 30-38.
2. Виноградова Т.П. Руководство по патологической анатомии. М. Том 6. 1962.
3. Крюков В.Н., Солохин А.А., Матышев А.А., Ананьев Г.В. // Суд.-мед. эксперт.-1989. - № 3. -С. 14-17.
4. Орлова Н.В.. Кудрина З.П., Ярцева З.П., Уварова Е.И. Педиатрия.-198. - №3.- С.84-86.
5. Осипенкова-Вичтомова Т.К. Судебно-гисто-логическая экспертиза костей. М. «Викра» 2000. -144 с.
6. Осипенкова-Вичтомова Т.К. Гистоморфоло-гическая экспертиза костей М.: Медицина» 2009. - 152 с.
7. Реутов В.П., Сорокин Е.Г., Охотин В.Е. и др. Циклические превращения оксида азота в организме млекопитающих. М. «Наука», 1998. - С.29-33.
8. Русаков А.В. Руководство по патологической анатомии. Том 5. М. 1959.
9. Садыков А.Г. Некоторые системные заболевания скелета. Баку.-1987.- С.186.
10. L.B.Halstead, Calc. Tiss. Res. 1969.-Vol.3., 1.-P.103-124
11. J.L.Matthews,H.Petit, H.Eur. J. Cell Biol., 1980.- 1, P. 48.
12. Sillece D.O. // International Conferences on osteogenesis imperfecta, 3-rd. - New York, 198. - P. 1-15.
13. Vrolik.W. Tabul. ad illustrandam homin embriogenesium.-Amsterdam, 1849. - Tab. 91.
