Document 2305962

О Р И Г И Н А Л Ь Н Ы Е С ТАТ Ь И
Морфология УДК:636.7/.9:611.7
Сравнительная структурная организация
парапателлярной хрящевой ткани
у представителей семейства псовых
Н.А. Слесаренко (Slesarenko2009@yandex.ru), Е.О. Широкова
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И. Скрябина» (Москва).
Проведенные микроморфологические исследования свидетельствуют, что парапателлярные хрящи могут выступать
в роли компенсаторных приспособлений, нивелирующих функциональные перегрузки четырехглавой мышцы бедра
в фазе экстензии коленного сустава.
Ключевые слова: блок коленной чашки на бедренной
кости, коленный сустав, морфометрические параметры коленной чашки, парапателлярный хрящ
Введение
Изучение закономерностей структурной организации
суставов большой подвижности с целью обоснования
факторов риска их повреждений до настоящего времени остается одной из актуальных проблем клинической
анатомии и ветеринарной медицины. Особую значимость в этом отношении имеет коленный сустав, отличающийся сложностью морфологической организации
и функциональной обремененностью [1…4]. Одной из
наиболее распространенных патологий коленного сустава является вывих коленной чашки. Известно, что к
данной патологии склонны мелкие и карликовые породы собак [5…7]. Вместе с тем в доступной литературе
практически отсутствуют сведения о тех морфофункциональных предпосылках, которые индуцируют возникновение и развитие данной артропатиии. Исходя из
вышеизложенного, нами предприняты исследования,
направленные на изучение макро и микроморфологических особенностей парапателлярной хрящевой ткани у представителей семейства псовых (или собачьих,
или волчьих, лат. Canidae).
Цель исследования
Установить закономерности и особенности парапателлярных структур коленного сустава у представителей
семейства псовых.
Материалы и методы
Исследования выполнены на базе кафедры анатомии и
гистологии животных им. профессора А.Ф. Климова
ФГБОУ ВПО «Московская государственная академия
ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина». Объектами исследований служили 65 особей собак заводского разведения: кавказская овчарка (n=15)
среднеазиатская овчарка (n=14), пудель (n= 9), той терьер (n=13), йоркширский терьер (n=14), а также лисица
(n=7), различающиеся соматическими признаками, динамическим стереотипом и механизмом стато-локомоторного акта, который, как известно, определяет распределение статодинамической нагрузки на костные компоненты сустава. Контролем служил степной волк
6
(n=17), являющийся природной нормой строения изучаемого сочленения. В экспериментальных исследованиях использовали животных обоего пола в возрастном диапазоне от новорожденности до 10 лет.
При изучении структурно-функциональных особенностей коленного сустава применяли комплексный методический подход, включающий в себя тонкое анатомическое препарирование, биомеханический анализ изучаемых структур, микро- и макроскопическую морфометрию, световую микроскопию гистологических срезов.
Результаты
При изучении области дистального закрепления сухожилий четырехглавой мышцы бедра было выявлено наличие общего сухожильного пласта всех ее головок, со
всех сторон охватывающего коленную чашку. Латерально и медиально от нее в местах наибольшей компрессии, установленных при моделировании флексорно-экстензорных движений в суставе, у среднеазиатской овчарки, кавказской овчарки, пуделя, лисицы и волка, нами
обнаружены плотные внутрисуставные включения хрящевой природы, сходные с таковыми у лошади. При
тонком анатомическом препарировании выявлено, что
они приближаются по своей структуре к хрящевым образованиям, что нашло подтверждение при их светооптическом изучении. Установлено, что обнаруженные
околочашечные образования построены из фиброзной
хрящевой ткани (рис. 1).
Так, у лисицы парапателлярный хрящ сформирован волокнистой хрящевой тканью, в которой дифференцируется поверхностный, средний (промежуточный)
и глубокий (базальный) слои. Поверхностная зона толщиной 150±11,3 мкм характеризуется преобладанием
аморфного вещества и наличием единичных тонких
пучков коллагеновых волокон; верхняя треть этой зоны — тангенциальным расположением тонких пучков
коллагеновых волокон и присутствием хондробластов
вытянутой формы. В более глубоких ее слоях пучки коллагеновых волокон приобретают разнонаправленный
рисунок, а хондробласты, локализованные в округлых
лакунах, — округлую форму.
Самой мощной (359±12.,5 мкм) является средняя зона, которая характеризуется мозаичной структурой:
здесь регионы хряща с толстыми пучками коллагеновых волокон, ориентированные под углом друг к другу,
РВЖ • МДЖ • № 6/2014
Сравнительная структурная организация парапателлярной хрящевой ткани у представителей семейства псовых
чередуются с регионами хряща с тонкими пучками волокон, которые обогащены основным веществом (рис. 2).
Глубокая зона хряща (рис. 3) массивна по толщине
(341±10,5 мкм) и характеризуется неупорядоченным
расположением мощных пучков коллагеновых волокон.
Между ними выявлены прослойки тонковолокнистого
фиброзного хряща. Такая фиброархитектоника, по нашему мнению, отражает воздействие на эту зону хряща растягивающих и компрессионных нагрузок.
При изучении парапателлярного хряща у волка выявлено, что он сформирован волокнистой хрящевой
тканью, имеющей неоднородное строение, что позволило выделить в нем три зоны: поверхностную, среднюю
(промежуточную) и глубокую (базальную). Поверхностная зона (74±2.1 мкм), граничащая с полостью сустава, сформирована хрящом с одиночными или расположенными попарно мелкими хондробластами, окруженными территориальным матриксом. Интертерриториальный
матрикс здесь содержит тонкие пучки коллагеновых
волокон, расположенные преимущественно тангенциально. Средняя зона отличается структурной гетероморфностью. Так, непосредственно под поверхностной зоной обнаружен слой хряща (284±8,5 мкм), характеризующийся разнонаправленностью пучков мощных и
плотно упакованных коллагеновых волокон, которые
нередко приобретают крестообразное структурное
оформление, свидетельствующее о выполнении амортизирующих функций. Хондроциты здесь крупнее, окружены большим объемом территориального матрикса,
расположены одиночно или попарно в виде изогенных
групп (рис. 4). Этот слой условно обозначен нами как
средняя зона «а» (СЗ «а»).
Под ней находится наиболее мощный слой средней
зоны (условно названный СЗ «в») толщиной 810±15 мкм,
в котором обращает на себя внимание ритмичная структурная организация матрикса: микрорегионы хряща
с толстыми пучками коллагеновых волокон, окрашивающиеся эозинофильно и фуксинофильно, разделены
прослойками фиброзного хряща с тонкими пучками
коллагеновых волокон и обильным представительством
основного вещества (рис. 5).
Хондроциты, расположенные между пучками коллагеновых волокон, по своим микроморфологическим
признакам не отличаются друг от друга: они крупные,
окружены значительным объемом территориального
матрикса, расположены поодиночке, реже — по две
клетки в виде изогенных групп. Глубже визуализируется слой хряща (СЗ «с») толщиной 449±12,3 мкм, в межклеточном веществе которого пучки толстых коллагеновых волокон чередуются с пучками тонких (рис. 5 В).
Группы волокон приобретают угловую относительно
друг друга ориентацию, что может обеспечивать буферные свойства этой зоны. Хондроциты с эозинофильной
цитоплазмой, окруженные обширным территориальным матриксом, расположены преимущественно среди тонких пуков коллагеновых волокон.
Глубокая зона хряща уступает по толщине средней
180±5 мкм и отличается преимущественно продольным
расположением толстых, плотно упакованных пучков
коллагеновых волокон. Такая фиброархитектоника может свидетельствовать о воздействии на нее растягивающих нагрузок. Обращают внимание на себя здесь осо-
СЗ а
Patella
Рис. 4. Структурная организация
средней зоны «а» парапателлярно
го хряща у одиннадцатимесячного
волка. Гематоксилин и эозин, об.10,
ок.20. Ярко выраженная крестооб
разная фибрархитектоника пучков
коллагеновых волокон
Рис. 1. Макроморфология колен
ного сустава у девятимесячной
среднеазиатской овчарки.
Макропрепарат
А
a
б
б
Б
б
a
Рис. 2. Структурная организация
a
средней зоны парапателлярно
го хряща у двухлетней лисицы.
Пикрофуксинфукселин, об.10,
ок.40. Чередование регионов
В
с толстыми, плотно расположен
ными пучками коллагеновых во
локон (а) и регионов с преобла
данием основного компонента
межклеточного вещества (б).
Гипертрофированные хондроци
ты этой зоны заключены в оваль
ные или округлые лакуны с боль
шим представительством терри Рис. 5. Структурная организация па
ториального матрикса
рапателлярного хряща у одиннад
цатимесячного волка: А — средняя
зона «в». Пикрофуксинфукселин,
об.10, ок.10. Чередование локусов
б
с толстыми, плотно расположенны
б
ми пучками коллагеновых волокон
a
(а) и локусов с преобладанием ос
новного компонента межклеточно
го вещества (б);
a
a
Б — средняя зона «в». Гематок
Рис. 3.Структурная организация силин и эозин, об.10, ок.40. Че
глубокой зоны парапателлярного редование локусов с толстыми,
хряща у двухлетней лисицы. Гема плотно расположенными пучка
токсилин и эозин, об.10, ок.10. ми коллагеновых волокон (а) и
Плотная композиция пучков толс локусов с преобладанием основ
тых неупорядоченных коллагено ного компонента межклеточного
вых волокон (а) с прослойками вещества (б);
тонковолокнистого фиброзного В — средняя зона «c». Пикрофук
синфукселин, об.10, ок.10
хряща (б)
РВЖ • МДЖ • № 6/2014
7
Н.А. Слесаренко, Е.О. Широкова
бенности цитоархитектоники: хондроциты по мере
приближения к поверхности хряща изменяют свою форму от овальной к вытянутой фибробластоподобной с
одновременным уменьшением, по сравнению с другими слоями, объема территориального матрикса. Глубокая зона хряща на боковых поверхностях срастается с капсулой сустава и его жировым телом (рис. 6 А).
Выявлено, что со стороны капсулы сустава в толщу
хряща проникают сосуды, которые распространяются среди его волокон в глубоком слое. Есть основание
предполагать их трофическое назначение (рис. 6 Б). Установленные особенности ангиоархитектоники могут
создавать благоприятные условия для прокачивания
крови и лимфы в тканях хрящевой манжетки и тем самым способствовать трофическому обеспечению этой
структуры и поддержанию микроциркуляции в топографически сопряженных тканях сустава.
У изучаемых нами крупных пород собак (среднеазиатская овчарка, кавказская овчарка) парапателлярный
хрящ имеет сходные с волком структурные признаки.
Он сформирован волокнистой хрящевой тканью, дифференцированной на поверхностную, среднюю и глубокую зоны. Поверхностная отличается преобладанием
аморфного вещества и единичными тонкими пучками
коллагеновых волокон. Средняя — самая массивная по
толщине, характеризуется наличием пучков коллагеновых волокон, направленных под углом друг к другу,
которые чередуются с регионами хряща с тонкими, обогащенными основным веществом волокнами (рис. 7).
Глубокая зона хряща (рис. 8) отличается разнонаправленным расположением мощных пучков коллагеновых
волокон с прослойками тонковолокнистого фиброзного хряща. Подобного рода фиброархитектоника отражает эффект воздействия растягивающих и компрессионных нагрузок.
б
в
a
a
a
б
Рис. 6. Структурная организация глубокой зоны парапателлярного хряща
у одиннадцатимесячного волка:
А — Гематоксилин и эозин, об.10, ок.20. Область контакта глубокой зоны
хряща (а) и компонентов суставной капсулы (б). На границе виден
сосудистонервный пучок (в)
Б — Пикрофуксинфукселин, об.10, ок.40. Сосуды микроциркуляторного
русла (а) среди пучков коллагеновых волокон (б) хряща
a
б
a
a
Рис. 7. Микроморфология средней
зоны парапателлярного хряща у
трехлетней среднеазиатской овчарки.
Гематоксилин и эозин, об.10, ок.10.
Чередование регионов с толстыми,
плотно расположенными пучками
коллагеновых волокон (а) и регионов
с преобладанием основного компо
нента межклеточного вещества (б)
б
a
б
Рис. 8. Микроморфология глубокой
зоны парапателлярного хряща трех
летней среднеазиатской овчарки.
Гематоксилин и эозин, об.10, ок.10.
Плотное расположение пучков толс
тых разнонаправленных коллаге
новых волокон (а) между которы
ми видны прослойки тонковолок
нистого фиброзного хряща (б)
Библиография
1. Слесаренко, Н.А. Морфологическая характеристика индуцированного гонартроза у
Выводы
собак / Н.А. Слесаренко, А.И. Торба // Морфологические ведомости (приложение). —
На основании полученных результатов можно заключить, что выявленный структурный полиморфизм парапателлярных хрящей, несомненно, свидетельствует
о различной механической нагруженности его отделов.
Обнаруженные особенности фиброархитектоники хрящевой ткани позволяют предположить, что ее поверхностная и средняя зоны выполняют амортизационную
функцию, в то время как глубокая, испытывая нагрузку на растяжение, обеспечивает стабильность позиции коленной чашки при функциональном нагружении сустава.
Проведенные микроморфологические исследования
свидетельствуют, что парапателлярные хрящи выступают в роли компенсаторных приспособлений, нивелирующих функциональные перегрузки четырехглавой
мышцы бедра в фазе экстензии коленного сустава. Следует подчеркнуть, что подобного рода структурные
приспособления отсутствовали у всех исследованных
нами мелких пород собак (той терьер, йоркширский
терьер), предрасположенных, как известно, к медиальному вывиху коленной чашки. Не вызывает сомнения,
что одной из ведущих причин этой патологии является не столько недоразвитие гребней блока на бедренной кости, сколько соматическая отягощенность головок четырехглавой мышцы, сухожилия которой вплетаются в прямую связку коленной чашки.
8
Б
А
2004. — №1–2. — С.95.
2. Слесаренко, Н.А. Морфофункциональные особенности коленного сустава у собак /
Н.А. Слесаренко, А.И. Торба // Актуал. пробл. вет. хирургии. — Воронеж, 1997. — С. 116.
3. Слесаренко, Н.А. Морфофункциональная характеристика фиксирующего аппарата
коленного сустава у собак в постнатальном онтогенезе / Н.А. Слесаренко, Е.О. Широкова // Морфология. — 2010. — Т. 1З7. — № 4. — С. 174–175.
4. Слесаренко, Н.А. Экспериментальное воспроизведение и лечебная коррекция остеоартроза / Н.А. Слесаренко, Е.О. Широкова // Морфология. — 2012. — № 1. — С. 174.
5. Сустав: морфология, клиника, диагностика, лечение / Под. ред. В,Н, Павловой, Г.Г. Павлова,
Н.А. Шостак, Л.И. Слуцкого. — М.: Медицинское информационное агентство, 2011. — 552 с.
6. Ширер, П. Статистические данные об ортопедических болезнях / П. Ширер // Veterinary Focus. — 2011. — V. 21. — N. 2. — С.36–38.
7. LaFond, E. Breed susceptibility for developmental orthopedic diseases in dogs / E. LaFond,
G.J. Breur, C.C. Austin // J Am Anim Hosp Assoc. – 2002. — N. 38. — P. 467–477.
SUMMARY
N.A. Slesarenko, E.O. Shirokova.
Moscow State Academy of Veterinary Medicine and Biotech
nology named after K.I. Skryabin.
Comparative Structural Organization Parapatellar Car
tilaginous Tissue in Canids. Conducted micromorpho
logical studies indicate that parapatellar cartilage can act as
compensatory devices, leveling functional overload of the
quadriceps femoris in the phase of extensii the knee joint.
РВЖ • МДЖ • № 6/2014