Организация репаративного остеогенеза у лабораторных животных ПАТОЛОГИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ
advertisement
ПАТОЛОГИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ ÓÄÊ 619:616-092 Организация репаративного остеогенеза у лабораторных животных Ю.А. Ватников, Е.В. Куликов, Российский университет дружбы народов (Москва) Êëþ÷åâûå ñëîâà: ãèñòîñòðóêòóðà, êîñòü, êðûñû, ðåïàðàòèâíàÿ ðåãåíåðàöèÿ, òðàâìà Ñîêðàùåíèÿ: Îà — îñòåîãåíåç, ÙÔ — ùåëî÷íàÿ ôîñôàòàçà Введение Вопросы репаративного ОГ заслуживают самого при стального рассмотрения, т. к. число переломов трубчатых кос тей у мелких домашних животных продолжает увеличиваться [1, 4, 6, 8, 9], при этом организация репаративного процесса, будучи неотъемлемой составляющей травм, несет в себе про явления как местных, так и общих деструктивных изменений организма [2, 5, 7]. В этой связи изучение морфо и гистогене за репаративной регенерации представляется особенно перс пективным направлением, т. к. открывает возможность не только наблюдать течение процесса, но и контролировать его. К окончанию первой недели в месте травмы отмечены ос таточные элементы смешанного тромба, просвет костномоз гового канала заполнен рыхлой соединительной тканью (рис. 3), в ее межклеточном веществе располагается большое количество юных изоформ коллагена. Между пучками воло кон соединительной ткани присутствует значительное коли чество тонкостенных, с большим просветом сосудов. Среди клеточных популяций соединительной ткани появляются макрофагальные и лимфоидные клетки. В этой зоне отмече на организация гематомы, пролиферация грануляционной Цель исследования Представить анализ репаративной регенерации костной ткани на основе различных гистологических методов выяв ления структур регенерата. Материалы и методы Объектом исследования служили лабораторные крысы (n = 18). Всем животным под общей анестезией выполнили частичную кортикотомию голени путем надпила кости в об ласти средней трети tubirositas tibia (бугристости больше берцовой кости) на глубину до 2 мм. Морфологический ана лиз костного регенерата проводили по Д.Э. Коржевскому и А.В. Гилярову [3]. Гистологические срезы тканей готовили на микротоме НМ360 фирмы «Microm», окрашивали гема токсилином и эозином; пикросириусом красным, реактивом Шиффа и по Ван Гизону. Изучали гистологическую картину с микрофотосъемкой на микроскопе Jenamed2. Ðèñ. 1. Ãèñòîïðåïàðàò. Ðåãåíåðàöèÿ êîñòíîé òêàíè (1-å ñóòêè). Ðåàêöèÿ ìÿãêèõ òêàíåé íà âûõîä ìèíåðàëüíîãî êîìïîíåíòà èç òðàâìèðîâàííîé êîñòè. Îêðàñêà ðåàêòèâîì Øèôôà, îá. u10; îê.10 Результаты В препаратах, приготовленных через 1 сутки после корти котомии голени, канал диафиза кости заполнен кровяным сгустком, содержащим разрушенные эритроциты и множе ственные мононуклеарные клетки с хорошо окрашенными ядрами. При этом ярко выражена макрофагальная реакция в окружающих мягких тканях на выход минерального компо нента из поврежденной кости (рис. 1). На 2е сутки в сгустке превалируют клетки фибробластических популяций. Ближе к кортикальному слою диафиза расположены участки, имею щие большое количество лакун резорбции. Кость вблизи зоны кортикотомии несет следы реактивных преобразова ний (воспалительной реакции): отмечено наличие сосудов различной степени наполнения, в некоторых из них находят ся смешанные тромбы; коллаген представлен фибриллами различной степени зрелости. В зоне кортикотомии выявля ется повышенная реактивность ЩФ (рис. 2). РВЖ. МДЖ №22011 Ðèñ. 2. Ãèñòîïðåïàðàò. Ðåãåíåðàöèÿ êîñòíîé òêàíè (2-å ñóòêè). Îêðàñêà ðåàêòèâîì Øèôôà, îá. u10; îê.10.  çîíå êîðòèêîòîìèè ïîâûøåííàÿ ðåàêòèâíîñòü ÙÔ 33 ПАТОЛОГИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ Ðèñ. 3. Ãèñòîïðåïàðàò. Ðåãåíåðàöèÿ êîñòíîé òêàíè (7-å ñóòêè). Îêðàñêà ïî Âàí Ãèçîíó, îá. u10; îê.10. Êîñòíîìîçãîâîé êàíàë çàïîëíåí ðûõëîé ñîåäèíèòåëüíîé òêàíüþ Ðèñ. 5. Ãèñòîïðåïàðàò. Ðåãåíåðàöèÿ êîñòíîé òêàíè (14-å ñóòêè). Îêðàñêà ãåìàòîêñèëèíîì è ýîçèíîì, îá. u10; îê. 10. Ãðóáîâîëîêíèñòàÿ ñîåäèíèòåëüíàÿ òêàíü ñ î÷àãàìè õîíäðîèäà ткани, клеточная инфильтрация лимфоцитами и плазмати ческими клетками костного мозга. Диастаз между отломками кости частично заполнен рыхлой соединительной тканью, в которой видны кисты округлой формы, а также сосудистые синусы с широким просветом и тонкими стенками. В корти кальном слое у краев диастаза в некоторых остеоцитах ядра в состоянии кариорексиса и кариолизиса (рис. 4). Ðèñ. 6. Ãèñòîïðåïàðàò. Ðåãåíåðàöèÿ êîñòíîé òêàíè (14-å ñóòêè). Îêðàñêà ðåàêòèâîì Øèôôà, îá. u10; îê. 10. Ó÷àñòêè õîíäðîèäà, äàþùèå âûðàæåííóþ ØÈÊ-ðåàêöèþ Ðèñ. 4. Ãèñòîïðåïàðàò. Ðåãåíåðàöèÿ êîñòíîé òêàíè (7-å ñóòêè). Îêðàñêà ãåìàòîêñèëèíîì è ýîçèíîì, îá. u10; îê.10. Çíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî òîíêîñòåííûõ, ñ áîëüøèì ïðîñâåòîì ñîñóäîâ Через 14 суток в межотломковом диастазе в незначитель ном количестве определяются элементы кровяного сгустка, подвергшиеся организации, в которой отмечено небольшое число кистозных полостей с серозным содержимым. Полос ти синусоидного типа окружены немногочисленными эле ментами фибробластического ряда. Диастаз между отломка ми заполнен грубоволокнистой соединительной тканью, в которой отмечены очаги хондроида (рис. 5), дающие выра женную ШИКреакцию (рис. 6). Кроме того, в некоторых локусах появляются молодые костные трабекулы, несущие в своем межклеточном веществе юные коллагеновые фибрил лы (рис. 7). На месте костного мозга обнаружены отдельные экстравазаты. К 28м суткам периостальная и эндостальная мозоли представлены рыхлыми напластованиями соединительной 34 Ðèñ. 7. Ãèñòîïðåïàðàò. Ðåãåíåðàöèÿ êîñòíîé òêàíè (14-å ñóòêè). Îêðàñêà ïèêðîñèðèóñîì êðàñíûì, îá. u10; îê. 10. Ìîëîäûå êîñòíûå òðàáåêóëû ñ þíûìè êîëëàãåíîâûìè ôèáðèëëàìè ПАТОЛОГИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ ткани и незрелой кости. Морфологически установлено, что на основе хрящевой и грубоволокнистой соединительной ткани, заполняющей дефект кости, идут процессы интенсив ного ОГ в виде появления сети довольно зрелых костных ба лок, расположенных на концах отломков по периостальной и эндостальной поверхности кортикальной пластинки. Здесь отмечена воспалительная гиперемия, образование новых со судов со стороны костного мозга, рассасывание мертвых тка ней и жира, развитие остеобластов и остеоидной ткани. Бо лее медленное развитие эндостальной мозоли в сравнении с периостальной мы объясняем тем, что сосудистая сеть эндос тальной мозоли бедна сосудами, в то время как периосталь ная мозоль снабжена большим количеством сосудов, идущих из окружающих мягких тканей. Костная мозоль выполнена костными балками, с участками волокнистой и хрящевой ткани. Интенсивно образовавшаяся периостальная мозоль надежно спаивает концы отломков и делает возможной инва зию кровеносных сосудов в интермедиарную щель, а, следо вательно, способствует образованию интермедиарного реге нерата остеодесмальной природы (рис. 8). Ðèñ. 9. Ãèñòîïðåïàðàò. Ðåãåíåðàöèÿ êîñòíîé òêàíè (28-å ñóòêè). Îêðàñêà ïèêðîñèðèóñîì êðàñíûì, îá. u10; îê. 10. Ðàçâèòèå þíûõ ôîðì êîëëàãåíîâûõ âîëîêîí Ðèñ. 8. Ãèñòîïðåïàðàò. Ðåãåíåðàöèÿ êîñòíîé òêàíè (28-å ñóòêè). Îêðàñêà ãåìàòîêñèëèíîì è ýîçèíîì, îá. u25; îê. 10. Êîñòíàÿ ìîçîëü; âûïîëíåíà êîñòíûìè áàëêàìè, ñ ó÷àñòêàìè âîëîêíèñòîé è õðÿùåâîé òêàíè Ðèñ. 10. Ãèñòîïðåïàðàò. Ðåãåíåðàöèÿ êîñòíîé òêàíè (42-å ñóòêè). Îêðàñêà ãåìàòîêñèëèíîì è ýîçèíîì, îá. u10; îê. 10. Êîñòíàÿ ìîçîëü; âûïîëíåíà êîñòíûìè áàëêàìè, ñ ó÷àñòêàìè âîëîêíèñòîé è õðÿùåâîé òêàíè При окраске пикросириусом красным хондроидная ткань в области остеотомии практически отсутствует. Среди фиб робластических элементов обнаружены макрофаги и лимфо идные клетки. Сами отломки интенсивно перестраиваются: в них присутствуют в большом количестве резорбционные ла куны, зрелый коллаген практически отсутствует (рис. 9). К 42м суткам костная мозоль, фиксирующая концы костных отломков, полностью выполнена проросшими со стороны эндоста и периоста костными балками, среди которых замет ны незначительные участки волокнистой и хрящевой ткани (рис. 10). Это позволяет сделать заключение о том, что репарация протекает по фиброостеохондроидному типу. При иссле довании микропрепаратов, окрашенных пикросириусом, в поляризованном свете обнаружено, что микрорегион в об ласти остеотомии содержит изоформы коллагена различ ной степени зрелости. Кроме того, данный локус дает ин тенсивное окрашивание препаратом Шиффа, убедительно свидетельствуя о процессах интенсивной перестройки но вообразованной костной ткани. Диастаз выполнен незре лыми интермедиарными костными структурами, которые пронизаны сетью сосудов. В гистологических препаратах все еще выявляется избыточный объем периостальных структур, входящих в костную мозоль. Коллаген представ лен фибриллами различной степени морфологической зре лости (рис. 11). В более поздние сроки, к 56м суткам после операции, от мечено, что репаративный ОГ не закончен, он характеризует ся заполнением области диастаза регенератом, наползающим со стороны эндо и периоста (рис. 12). Костная мозоль в об ласти эндоста и периоста еще достаточно обширна, а процесс ее резорбции идет медленно: зрелые изоформы коллагена, слабая активность ЩФ. В этот период репаративный ОГ ха рактеризуется развитием регенерата в интермедиарной щели. В этой области молодая кость замещается зрелыми трабекулами, ориентированными по линиям физиологичес кого нагружения. Здесь отмечена умеренная активность ЩФ, а коллаген представлен средними и зрелыми фибрил лами (рис. 13), что убедительно свидетельствует об интенси фикации синтетических процессов новообразованной кост ной ткани (рис. 14). На 70е сутки мы наблюдали полную редукцию периос тальной и эндостальной мозоли за счет выраженной пере стройки костной ткани в зоне сращения, костные структуры РВЖ. МДЖ №22011 35 ПАТОЛОГИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ Ðèñ. 11. Ãèñòîïðåïàðàò. Ðåãåíåðàöèÿ êîñòíîé òêàíè (42-å ñóòêè). Îêðàñêà ïèêðîñèðèóñîì êðàñíûì, îá. u10; îê. 10. Êîëëàãåí ïðåäñòàâëåí þíûìè è çðåëûìè ôèáðèëëàìè Ðèñ. 14. Ãèñòîïðåïàðàò. Ðåãåíåðàöèÿ êîñòíîé òêàíè (56-å ñóòêè). Îêðàñêà ðåàêòèâîì Øèôôà, îá. u10; îê. 10. Êîñòíàÿ ìîçîëü â îáëàñòè ýíäîñòà è ïåðèîñòà îáøèðíà, êîìïàêòíà Ðèñ. 12. Ãèñòîïðåïàðàò. Ðåãåíåðàöèÿ êîñòíîé òêàíè (56-å ñóòêè). Îêðàñêà ãåìàòîêñèëèíîì è ýîçèíîì, îá. u10; îê. 10. Îáëàñòü äèàñòàçà çàïîëíåíà ðåãåíåðàòîì, íàïîëçàþùèì ñî ñòîðîíû ýíäî- è ïåðèîñòà Ðèñ. 15. Ãèñòîïðåïàðàò. Ðåãåíåðàöèÿ êîñòíîé òêàíè (70-å ñóòêè). Îêðàñêà ãåìàòîêñèëèíîì è ýîçèíîì, îá. u10; îê. 10. Êîñòíûå ñòðóêòóðû ñòàíîâÿòñÿ åäèíûìè è íåïðåðûâíûìè становятся едиными и непрерывными (рис. 15). Костномоз говой канал заполнен желтым костным мозгом, с небольши ми прослойками рыхлой соединительной ткани. Обсуждение и выводы Ðèñ. 13. Ãèñòîïðåïàðàò. Ðåãåíåðàöèÿ êîñòíîé òêàíè (56-å ñóòêè). Îêðàñêà ïèêðîñèðèóñîì êðàñíûì, îá. u10; îê. 10. Êîëëàãåíîâûå ôèáðèëëû ðàçëè÷íîé ñòåïåíè ìîðôîëîãè÷åñêîé çðåëîñòè 36 На основании полученных результатов можно сделать заключение о том, что репаративные процессы в области кос тной раны, а также в гемопоэтических структурах костного мозга проходили в соответствии с биологическими законами репаративной регенерации в следующей морфогенетической последовательности: макрофагальная реакция; пролифера ция и миграция фибробластов, рост сосудов, развитие грану ляционной ткани; биосинтез и фиблиллогенез коллагена; формирование хрящевой ткани; регенерация паренхиматоз ных элементов кости. В самом начале посттравматического периода, ввиду об ширного повреждения и некроза зрелых клеточных элемен тов костной ткани и окололежащих тканей, резко уменьша лось количество кейлонов — ингибиторов роста, что вело к бурному размножению унифицированных бластных форм соединительной ткани (фибробластов), которые активно ËÅÊÖÈÈ РВЖ. МДЖ №22011 37 ÊÀÊΠÂÀØ ÄÈÀÃÍÎÇ? размножались в очаге перелома. В дальнейшем происходили процессы интенсивного взаимодействия фибробластов с макрофагами и лимфоцитами, что заканчивалось элимина цией некротизированных элементов. По мере накопления фибробластов рост их тормозился в результате остановки де ления зрелых клеток, перешедших к биосинтезу коллагена, что выражалось морфологически в накоплении рыхлой со единительной ткани с последующей дифференциацией со единительнотканных элементов (образование коллагеновых фибрилл с формированием молодых костных трабекул). Дальнейший анализ исследований показал, что репаратив ные процессы заканчивались к исходу десятой недели. ÁÈÁËÈÎÃÐÀÔÈß 1. Àííèêîâ Â.Â. Ê âîïðîñó îá îïòèìèçàöèè ðåïàðàòèâíîãî îñòåîñèíòåçà // Âåòåðèíàðíûé âðà÷, 2004; 3-4: 73—75. 2. Âàòíèêîâ Þ.À., Êóëèêîâ Å.Â., Ñåëåçíåâ Ñ.Á. Ñòðóêòóðíûå èçìåíåíèÿ òèìóñà â ïåðèîä òðàâìàòè÷åñêîé áîëåçíè â óñëîâèÿõ ýêñïåðèìåíòà // Ðîññèé- ñêèé âåòåðèíàðíûé æóðíàë. Ìåëêèå äîìàøíèå è äèêèå æèâîòíûå, 2010; 1: 10—12. 3. Êîðæåâñêèé Ä.Ý., Ãèëÿðîâ À.Â. Îñíîâû ãèñòîëîãè÷åñêîé òåõíèêè. — ÑÏá.: ÑïåöËèò, 2010. 4. Ëàâðèùåâà Ã.È., Îíîïðèåíêî Ã.À. Ìîðôîëîãè÷åñêèå è êëèíè÷åñêèå àñïåêòû ðåïàðàòèâíîé ðåãåíåðàöèè îïîðíûõ îðãàíîâ è òêàíåé. — Ì.: Ìåäèöèíà, 1996. 5. Ñëåñàðåíêî Í.À., Àííèêîâ Â.Â., Ëåâ÷åíêî Ê.Ê. Ãèñòîëîãè÷åñêîå îáîñíîâàíèå îïòèìèçàöèè ðåïàðàòèâíîãî îñòåîãåíåçà // Âåñòíèê Ñàðàòîâñêîãî ãîñóäàðñòâåííîãî àãðàðíîãî óíèâåðñèòåòà èì. Í.È. Âàâèëîâà, 2005; 4: 3—6. 6. Øàêèðîâà Ô.Â., Òèìîôååâ Ñ.Â. Ìîðôîëîãè÷åñêèé êîíòðîëü çà ðåïàðàòèâíûìè ïðîöåññàìè â êîñòíîé òêàíè // Ó÷åíûå çàïèñêè ÊÃÀÂÌ, 2010; 203: 284 — 287. 7. Aithal H.P., Singh G.R., Kinjavdekar P. at. al. Fractures secondary to nutritional bone disease in dogs: a review of 38 cases // J. vet. med. ser. A, 1999; 46 (8): 483—487. 8. Yates G.D. Isolated avulsion fracture of the lesser tubercle of the humerus in an immature dog. // Australian-Veterinary-Practitioner, 2004; 34 (3): 104—109. 9. Vidoni B., Henninger W., Lorinson D., Mayrhofer E. Traumatic avulsion fracture of the lesser trochanter in a dog. // Veterinary-and-ComparativeOrthopaedics-and-Traumatology, 2005; 18 (2): 105—109. SUMMARY Y.A. Vatnikov, E.V. Kulikov. Organisation of reparative osteogenesis in laboratory animals. The paper presents analysis of bone tissue reparative regenerating based on various methods of regenerate tissue’s structure identification in laboratory rats. Results obtained demonstrate that reparative processes in the bone wound area go on in line with biological laws of tissues’ reparative regeneration, and are reflected in dynamics of histological structural process. Ответ Через 3 мес при контрольном УЗИ обнаружено: гиперэ хогенные включения в желчном пузыре уменьшились, стенка уплотнена, но равномерна (рис. 2). Ðèñ. 2. Óëüòðàñêàíîãðàììà ÷åðåç 3 ìåñ: â ïîëîñòè æåë÷íîãî ïóçûðÿ íåçíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî ãèïåðýõîãåííûõ âêëþ÷åíèé При биохимическом анализе ЩФ в пределах нормы, клинический анализ крови в норме. На основании повторных исследований был поставлен диагноз — холелитиаз, острый холецистит. Обсуждение Холелитиаз, или желчнокаменная болезнь, встречается очень редко. Этиология и патогенез заболевания до конца не изучены. Основную роль в развитии играют изменения состава желчи, воспалительные процессы в общем желчном протоке, поджелудочной железе и паренхиме печени. Боле ют чаще взрослые собаки. Холелитиаз протекает бессимп томно; камни в желчном пузыре выявляют случайно: при вскрытии либо при УЗИ. Посредством рентгенографии камни сложно выявить изза их слабой минерализации. Однако, если присоединяются бактериальная инфекция, холангит или обструкция желчных путей, камни могут стать причиной холецистита. Клиническое проявление со 38 провождается абдоминальной болью, рвотой, анорексией, внепеченочной холестатической желтухой. Однако симп томы настолько неспецифичны, что их сложно дифферен цировать от симптомов других заболеваний печени или поджелудочной железы. При лабораторных исследованиях отмечают нейтро фильный лейкоцитоз, гипопластическую анемию, повыше ние активности ЩФ, АлАТ и АсАТ, увеличение концентра ции билирубина. При анализе мочи выявляют уробилину рию. Концентрация желчных кислот значительно возраста ет после приема пищи. При длительном заболевании изза нарушения всасывания витамина K увеличивается про тромбиновое время. Помимо УЗИ и рентгенографии (посредством которых выявляют камни, содержащие кальций), рекомендуют сцинтиграфию печени, чтобы исключить внепеченочную обструкцию желчных путей с поражением печеночной па ренхимы. Холецистографию применяют, если другие мето ды визуализации недоступны. При подозрении на обструк тивную желчекаменную болезнь лучше провести диагнос тическую лапаротомию, при этом удаляют камни и желч ный пузырь. Дифференциальная диагностика: холецистит в виде пер вичного заболевания встречается редко и распознается при УЗИ или рентгенологически, если он сопровождается газо образованием. Вторичный безкаменный холецистит на фоне заболеваний кишечника или печени остается незамеченным. При обструкции желчных путей конкрементами может возникать желтуха, поэтому необходимо исключить все за болевания, которые приводят к указанному симптому: па ренхиматозная желтуха; острые и хронические поражения печеночных клеток при воспалительных процессах, вызы вающие воспаление желчных путей; склероз желчных про токов; внепеченочные инфекции; сдавливание опухолями; лимфаденопатии в воротах печени при лимфосаркоме; пан креатит; паразитарные заболевания. Как правило, клинические симптомы практически оди наковы во всех случаях и основной акцент делается на УЗИ, но в некоторых случаях минерализация конкрементов так слаба, что результаты УЗИ оказываются ложными. В этом случае не следует затягивать с консервативным лечением.
