Понирко А. О. Ріст та формування довгих трубчастих кісток скелета за умов експериментальної гіперглікемії у віковому аспекті

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії

Державний реєстраційний номер

0825U001235

Здобувач

Спеціальність

  • 091 - Біологія

31-08-2022

Спеціалізована вчена рада

PhD 247

Сумський державний університет

Анотація

Дисертаційна робота присвячена вивченню впливу дії хронічної гіперглікемії на особливості морфогенезу, хімічного складу та біомеханічних параметрів довгих трубчастих кісток скелета у віковому аспекті. Гіперглікемія є наслідком гострого дефіциту інсуліну, що призводить до порушення вуглеводного, білкового, жирового і водно-сольового обмінів. Це блокує надходження глюкози в інсулінозалежні тканини, як наслідок, в них виникає жорсткий енергетичний дефіцит. Експериментальні дані про зміну ростових показників, формування біоелементного складу та тривкісних характеристик кісток за умов гіперглікемії дають нове уявлення про реакцію кісткової тканини з урахуванням вікових особливостей організму. Для комплексного вивчення впливу хронічної гіперглікемії було визначено дизайн екперименту, що передбачав використання 216 білих лабораторних щурів молодого, зрілого і старечого віку. З метою встановлення дії гіперглікемії на довгі трубчасті кістки піддослідних тварин було поділено на дві серії: експериментальну та контрольну, кожна з них була поділена на три групи: молоді, зрілі, старечі – залежно від віку, кожна з яких була поділена на шість підгруп залежно від терміну експериментального дослідження. До експериментальної серії входили щури, введені в стан гіперглікемії за допомогою одноразової інтраперитонеальної ін’єкції розчину дигідрату алоксану в дозі 150 мг/кг маси тіла на 0,9 % розчині хлориду натрію. Тварин виводили з експерименту на 30-ту, 60-ту, 90-ту, 120-ту, 150-ту та 180-ту доби. Для дослідження вилучали стегнові та плечові кістки, які вивчали з використанням остеометричного, гістоморфометричного, ультрамікроскопічного, імуногістохімічного, хіміко-аналітичного, біомеханічного, комп’ютерно-томографічного й статистичного методів. У щурів молодого віку на тлі гіперглікемії були виявлені такі зміни: дефіцит маси тіла до 180-ї доби становив 42,6 % (р < 0,001), рівень глюкози варіював з (19,30 ± 1,69) ммоль/л (р < 0,001) на початку експерименту до (13,20±2,26) ммоль/л (р < 0,001) у кінці експерименту, рівень глікозильованого гемоглобіну (HbA1с ) збільшився із (7,0 ± 0,66) % (р < 0,001) до (9,43 ± 0,96) % (р<0,001). За даними остеометрії, лінійні показники стегнової та плечової кісток щурів експериментальної та контрольної серії найбільш інтенсивно збільшувались у щурів молодого віку. У щурів цієї вікової групи в умовах тривалої гіперглікемії спостерігалося сповільнення приросту остеометричних показників порівняно з контрольними щурами. Отже максимальна довжина стегнової кістки (МДК) на 30-ту добу експерименту в щурів молодого віку становила (18,96 ± 1,16) мм, плечової (11,94 ± 0,77) мм (р < 0,001), що на 18 % та 19 % менше порівняно зі щурами контрольної серії. Ширина середини діафіза ШСД відповідала показникам (1,60 ± 0,37) мм та (1,07 ± 0,13) мм, що на 5 % та 4,7 % менше порівняно з контролем. ШПЕ та ШДЕ в зазначені вікові періоди достовірністю показників не відзначалися. Показники ШПЕ стегнової кістки становили (2,71 ± 0,26) мм, плечової – (2,07 ± 0,13) мм, ШДЕ стегнової кістки становила (2,85 ± 0,22) мм, плечової – (2,09 ± 0,15) мм, що відзначається незначною відсотковою зміною ростових показників порівняно з показниками щурів контрольної серії. Зазначена тенденція до сповільнення ростових показників досліджуваних кісток у тварин експериментальної серії порівняно з контролем зберігалася до закінчення експерименту. Відтак, на 180-ту добу експерименту в щурів молодого віку експериментальної серії відмінність приросту остеометричних показників порівняно з контролем збільшилась і становила: МДК стегнової кістки (26,95 ± 1,06) мм (р < 0,001), плечової – (16,80 ± 0,79) мм (р < 0,001), що на 20 % та 21 % менше порівняно з контролем, водночас значно збільшилися показники ШСД, ШПЕ і ШДЕ, вони зросли до (1,72 ± 0,42) мм, (3,10 ± 0,04) мм та (3,26 ± 0,21) мм відповідно відмінність із контролем становила 7 %, 8 % і 7 %. Дефіцит маси тіла щурів зрілого віку експериментальної серії спостерігався на рівні 24 % (р < 0,001), показники глюкози варіювали від (14,80 ± 1,30) ммоль/л (р < 0,001) на 30-ту добу до (11,30 ± 1,10) ммоль/л (р < 0,001) на 180-ту добу, HbA1с був у 2 рази вищим за норму. За даними остеометрії, лінійні показники стегнової кістки тварин зрілого віку відзначалися незначним відсотком приросту порівняно з показниками щурів молодого віку. Середні показники МДК стегнової та плечової кісток на 30-ту добу експерименту були дещо меншими за такі у тварин контрольної серії на 11,2 % та 5,2 %. ШСД порівняно з контролем була меншою на 5,3 % і 4,2 % відповідно. Середні показники ШПЕ і ШДЕ стегнової та плечової кісток також достовірно не відрізнялися. ШПЕ була меншою за контроль на 6 % та 9,6 %, ШДЕ – на 6,2 % і 8,4 %.

Публікації

Понирко А. О., РябенкоТ. В. Порівняльна характеристика стану кісткової тканини у щурів різних вікових груп за умов індукованої гіперглікемії // Український журнал медицини, біології та спорту. 2019. Т 4. № 5(21). С.67–71

Понирко АО Мікроскопічна будова та морфометричні показники довгих трубчастих кісток щурів старечого віку з індукованою гіперглікемією. Актуальні проблеми сучасної медицини: Вісник Української медичної стоматологічної академії. 2019;19(3):151–155

Понирко АО Вплив хронічної гіперглікемії на стан опорно-рухового апарату. Актуальні проблеми сучасної медицини: Вісник Української медичної стоматологічної академії. 2021;21(1):184-187

Ponyrko AO, Dmytruk SM, Bumeister VI. Biomechanical properties and macroelement element composition of long tubular bone of rats under experimental hyperglycaemia. World of Medicine and Biology. 2021. № 2 (76). P. 232-238

Понирко АО, Бумейстер ВІ, Дмитрук СМ, Теслик ТП Морфологічні особливості остеогенних клітин у щурів молодого віку за умов хронічної гіперглікемії. Вісник проблем біології і медицини. 2021; №2(160): 231–235

Понирко А., Теслик Т., Рябенко Т. Структурно-функціональні зміни остеобластів в умовах хронічної гіперглікемії. Notes in Current Biology. 2021. № 1(1). с. 85-92

Ponyrko AO, Bumeister VI, Dmytruk SM, Yarmolenko OS, Teslyk TP, Riabenko TV, Shkolna I. Structural changes of long tubular bones of mature rats under the hyperglycemia. Wiad Lek. 2021;74(9 p.I):2052-2059

Схожі дисертації