Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,931

ЛИПИДЫ И ФОСФОЛИПИДЫ ЗАКЛАДОК ТРУБЧАТЫХ КОСТЕЙ ЧЕЛОВЕКА В РАЗЛИЧНЫХ ГЕОХИМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

Асадулаева М.Н. 1 Лазько А.Е. 2
1 БГОУ ВПО "Дагестанская государственная медицинская академия Минздрава России"
2 БГОУ ВПО "Астраханская государственная медицинская академия Минздрава России"
Методами гистохимии и трансмиссионной электронной микроскопии исследовались содержание и локализация липидов и фосфолипидов в закладках бедренных костей человека от 6 до 12 недель пренатального развития в различных геохимических условиях Нижнего Поволжья (г. Астрахань) и Северного Кавказа (г. Махачкала). Наблюдалось отпочковывание осмиофильных, содержащих липиды тел – везикул матрикса, от цитолемм хондроцитов, особенно находящихся в зоне гипертрофии метаэпифизарного хряща, и выход данных тел в межклеточное пространство. Определяется более интенсивное, статистически достоверное увеличение числа везикул матрикса в зоне роста закладок бедренных костей в Махачкале по сравнению с Астраханью на всех изучаемых этапах пренатального онтогенеза. Этот факт сочетается с большим количеством везикул матрикса в геохимическом регионе с большей минерализацией окружающей среды. При оссификации и минерализации закладок бедренных костей человека в них наблюдается снижение содержания нейтральных липидов. Напротив, содержание фосфолипидов увеличивается за счет их представителей – активаторов минерализации. Данные процессы опережающими темпами идут в геохимической зоне с повышенной минерализацией окружающей среды.
липиды
фосфолипиды
закладки трубчатых костей человека
геохимические условия
трансмиссионная электронная микроскопия
1. Бутаев А.М. Тяжелые металлы в речных водах Дагестана / А.М. Бутаев, М.А. Гуруев, У.Г. Магомедбеков, Н.Ф. Осипова, Х.М. Магомедрасулова, А.Д. Магомедова, А.А. Мухучев // Вестник дагестанского научного центра. – 2006. – № 26. – С. 43-50.
2. Лилли P. Патогистологическая техника и практическая гистохимия. – М.: Мир, 1969. – 405 с.
3. Пирс Э. Гистохимия теоретическая и прикладная. – М.: Иностранная литература, 1962. – 962 с.
4. Irving J.T. The sudanophil material at sites of calcification // Arch.oral.Biol. 1963. Vol. 8. P.735-745.
5. Irving J.T. Lipids and calciphylaxis // Arch.oral Biol. 1965. Vol. 10. P.189-190.
6. Stein О., Stein Y. Lipid analysis: intracellular transport, storage, and secretion // J.Cell Biol. 1967. Vol. 33. P.319-339.
7. Weiner S., Troub W., Wagner H.D. Lamellar bone: structure-function relations // J. Struct. Biol. 1999. № 126. P. 241-255.

Внимание исследователей уже многие годы привлекает роль ли­пидов в морфогенезе кальцифицирующихся тканей. J.T. Irving ещё в 1963 г. [4] показал, что во всех тканях, подвергающихся биологической кальцификации, в районе фронта минерализации можно обнаружить суданофильный липидный материал. Он также выявил наличие липидов в участках кальцифилаксии, патологической эктопической кальцифи­кации, вызванной гиперпродукцией паратгормона [5]. О большом значении липидов в механизме минерализации костной ткани свидетельствует тот факт, что при заболеваниях, отрицатель­но влияющих на кальцификацию (рахит, цинга), липидное вещество исчезает из зоны отложения минералов. Когда кальцификация восста­навливается с получением организмом витамина D или аскорбиновой кислоты, это вещество вновь начинает выявляться [7].

В то же время морфогенез костей связан с качественным и количественным содержанием неорганических компонентов окружающей среды, в частности, металлов. На территории нашей страны существует множество регионов, резко различающихся по содержанию металлов в источниках водопотребления. Например, концентрация таких металлов, как Cr, Co, Cu, Se, Cd и Sb в водах Дагестана в разы превышает таковое в реках Нижнего Поволжья [1].

Цель исследования

Выявление различий в локализации, содержании, спектре нейтральных липидов и фосфолипидов в закладках бедренных костей человека в процессе раннего остеогенеза в условиях г. Астрахани и г. Махачкалы.

Материал и методы исследования

Материалом для исследования служили бедренные кос­ти и их закладки 47 зародышей и предплодов женского пола от 6 до 12 недель пренатального развития, полученных в результате искусственного прерывания беременности у практически здоровых женщин, и преждевременных родов, обусловленных экзогенным воз­действием, из прозектур, акушерских и гинекологических клиник г. Астрахани и г. Махачкалы в осенне-зимний период. Женщины, от которых был получен материал исследования, имели сходный социальный и бытовой статус.

Гистохимически липиды в закладках бедренных костей изу­чали на криостатных срезах с использованием окраски нейтральных дипидов Суданом III и IV по Кею – Уайтхеду и выявлением фосфолипидов жженым Суданом черным В по Беренбауму [3].

Для контроля специфичности реакций и идентификации липидов и фосфолипидов применялись экстракционные методы по Кейлиг и Бекер [3]. Для исключения возможного маскирующего эффекта окрашивания по­лисахаридов на выявление липидов, контрольные препараты подвергались обработке тестикулярной гиалуронидазой [2].

Материал для электронномикроскопического исследования липидов обрабатывали и заливали в эпон по ускоренному методу, обеспечива­ющему сохранность данных веществ [6].

Количественные данные, полученные в ходе выполнения исследования, проанализированы с помощью методов вариационной статистики и определения достоверности различий. При проведении статистической обработки использовалась утилита OpenOffice Calc из свободно распространяемого программного продукта OpenOffice (Ver. 3.0), работающая под управлением операционной системы Windows XP Home Edition (сертификат OEM X12-53766).

Результаты исследования и их обсуждение

На ранних стадиях остеогенеза (6–8 недель внутриутробно­го развития) в закладках бедренных костей и в г. Астрахани, и в г. Махачкале большинство хондроцитов эпифизарного отдела и гиалиновой зоны метаэпифизарного хряща содержат неравномерно распределенные в цитоплазме 3–5 небольших липидных капелек. Они варьируют по величине, имеют овальную или округлую форму и четкие очертания (рис. 1).

Рис. 1. Локализация нейтральных липидов в хондроцитах эпифи­зарного отдела закладки бедренной кости предплода человека 7 недель внутриутробного развития из г. Махачкалы. Окраска по Кею – Уайтхеду. Об. 20, ок. 10

В зоне метаэпифизарного хряща число хондроцитов, содержа­щих липиды, уменьшается, а в диафизарном отделе закладок бедренных костей на данной стадии развития встречается еще меньше хря­щевых клеток с липидными включениями.

Положительная реакция на фосфолипиды обнаруживалась только в от­дельных хондроцитах зоны гипертрофии метаэпифизарного хряща зак­ладок бедренных костей зародышей и предплодов человека 6–8 не­дель, в межклеточном веществе реакция была слабо положительной (рис. 2).

Рис. 2. Локализация фосфолипидов в хондроцитах и межклеточ­ном веществе зоны гипертрофии метаэпифизарного хряща заклад­ки бедренной кости предплода человека 7 недель внутриутробно­го развития из г. Астрахани. Окраска по Беренбауму. Об. 20, ок. 10

На стадиях 9, 10 недель внутриутробного развития липиды вы­являлись в хондроцитах метаэпифизарного хряща закладок бедренных костей человека в обеих изучаемых геохимических зонах большей частью в виде 4–6 крупных округлых капель и изредка обнаруживались в межклеточном вещест­ве.

Наблюдалось отпочковывание осмиофильных тел, т.н. везикул матрикса, от хондроцитов, особенно находящихся в зоне гипертрофии метаэпифизарного хряща, и выход данных тел в межклеточное пространство (рис. 3). Хондроциты закладок бедренных костей человека на различных этапах развития несут на своей поверхности неодина­ковое количество везикул матрикса, которые представляют собой осмиофильные электроноплотные глобулярные структуры диаметром 0,1–0,3 мкм, окруженные мембраной. Везикулы матрикса могут быть связаны с клеточной поверхностью хондроцитов и остеоблас­тов на их теле или отростках, располагаться в межклеточном пространстве хряща и остеоида в соседстве с волокнами коллагена.

На всех изучаемых стадиях пренатального развития и в г.Астрахани, и в г.Махачкале наименьшее число этих структур ассоциировано с хондроцитами зоны пролифе­рации, а наибольшее – с хрящевыми клетками зоны дегене­рации. Выявлено резкое статистически высокодостоверное увеличени­е числа везикул матрикса в зоне гипертрофии по сравнению с зоной роста. Обращает на себя внимание более интенсивное, статистически достоверное (P<0,05) увеличение числа везикул матрикса в зоне роста закладок бедренных костей в г. Махачкале по сравнению с г. Астраханью на всех изучаемых этапах пренатального онтогенеза. Этот факт сочетается с общим большим количеством везикул матрикса в первом геохимическом регионе, которое было отмечено в нашем исследовании, и наводит на мысль о более интенсивных процессах ранней минерализации в г. Махачкале.

Рис. 3. Трансмиссионная электронограмма хондроцита зоны ги­пертрофии метаэпифизарного хряща закладки бедренной кости предплода человека 9 недель из г. Астрахани. Видны отпочковывающиеся от хон­дроцита осмиофильные везикулы матрикса. Обработка препарата по Стайну – Стайну. Ув. х14000

Фосфолипиды давали положительную реакцию в зонах гипертро­фии, дегенерации и минерализации метаэпифизарного хряща закладок бедренных костей на этих этапах пренатального развития человека (рис.4).

Рис. 4. Локализация фосфолипидов на цитолеммах хондроцитов и в межклеточном веществе зоны дегенерации метаэпифизарного хряща закладки бедренной кости предплода человека 10 недель из г. Махачкалы. Окраска по Беренбауму. Об. 10, ок. 10

Из проведенного исследования локализации, качественного и ко­личественного состава липидов на ранних стадиях пренатального ос­теогенеза (от 6 до 12 недель внутриутробного развития) следует, во-первых, что вещества этой группы присутствуют во всех отделах закладок бедренных костей этого периода, и, во-вторых, количественное содер­жание липидов и их качественный состав определенным образом изме­няются в зависимости от локализации в закладке и стадии остеогенеза.

С помощью гистохимических реакций на нейтральные липиды наблюдалось уменьшение содержания выявляемых веществ данной группы при последовательном рассмотрении зон метаэпифизарного хряща закладок бедренных костей от гиалиновой зоны до зоны гипертрофии (в закладках костей зародышей и предплодов человека 6–8 недель) или зоны минерализации (в закладках бедренных костей пред­плодов 9, 10 и 11, 12 недель пренатального развития) в обеих изучаемых геохимических зонах.

Соответствие увеличения содержания фосфолипидов интенсификации процессов оссификации и минерализации видно из того, что степень выраженности гистохимических реакций значительно усиливается в зо­не минерализации, особенно в закладках бедренных костей предплодов 11, 12 недель внутриутробного развития.

Таким образом, при оссификации и минерализации закладок бедренных костей человека в них наблюдается снижение содержания нейтральных липидов. В то же время содержание фосфолипидов увеличивается за счет активаторов минерализации. Данные процессы опережающими темпами идут в геохимической зоне с повышенной минерализацией окружающей среды.

Рецензенты:

Сентюрова Л.Г., д.м.н., профессор, зав. кафедрой медицинской биологии Астраханской государственной медицинской академии, г. Астрахань.

Наумова Л.И., д.м.н., профессор, зав. кафедрой гистологии и эмбриологии Астраханской государственной медицинской академии, г. Астрахань.


Библиографическая ссылка

Асадулаева М.Н., Лазько А.Е. ЛИПИДЫ И ФОСФОЛИПИДЫ ЗАКЛАДОК ТРУБЧАТЫХ КОСТЕЙ ЧЕЛОВЕКА В РАЗЛИЧНЫХ ГЕОХИМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 4.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=13898 (дата обращения: 30.09.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074