Введение к работе
Актуальность темы
Изучение процессов, протекающих в межпозвонковых дисках при их дегенеративных изменениях, и разработка новых эффективных методов лечения невозможны без экспериментальных исследований на лабораторных животных. Однако в настоящее время в отечественной и зарубежной литературе отсутствуют публикации результатов экспериментальных работ, в которых изучался патогенез дегенеративных заболеваний позвоночника с одновременным использованием комплекса лабораторно-инструментальных методов, охватывающий максимальное количество патогенетических звеньев. Представленные в литературе экспериментальные модели дегенеративных изменений межпозвонковых дисков можно подразделить на четыре основные группы. Первая группа моделей основана на разрушении пульпозного ядра химическими реагентами, такими, как протеолитические ферменты, например хемотрипсин (Norcross J.P., 2003; Lotz J.C., 2004). Вторая - на механическом разрушении пульпозного ядра или фиброзного кольца (Kim K.S., 2005; Masuda К., 2005). В экспериментальных моделях, объединенных в третью группу, повреждение межпозвонкового диска вызывали компрессией с помощью металлических фиксаторов, подобных аппарату Илизарова, или путем сгибания хвостового отдела позвоночника. По физическим и биомеханическим характеристикам эти модели имитируют прямохождение человека (Ching СТ., 2004; Lotz J.C., 2004; Stokes LA., 2004). Среди моделей имитирующих прямохождение, стоит выделить работу Pazzaglia et al. (1997), в которой повреждение достигается сгибанием хвостового отдела позвоночника и фиксации его металлической проволокой. Однако недостатком этой модели является отсутствие стабильной и надежной фиксации, а также возможное нарушение кровоснабжения в тканях хвоста в результате давления проволоки, что может послужить причиной недостоверных результатов. У некоторых животных, как, например, у песчанок, дегенеративно-дистрофические процессы возникают спонтанно (Gruber Н.Е., 2005). Однако эта модель еще недостаточно изучена, но ее можно выделить в отдельную четвертую группу.
В большинстве экспериментальных исследований, в которых моделируется остеохондроз позвоночника, использован метод компрессии хвостового отдела позвоночника крыс. При работе с этим объектом нет необходимости в применении сложных внешних устройств или создания особых, нередко тягостных для животных, условий содержания для имитации прямохождения человека, которые несовместимы с принципами биоэтики.
Цель и задачи исследования
Изучить морфологические изменения тканей межпозвонкового диска в условиях асимметричной статичной компрессии позвоночника у крыс.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
Г J
!
-
Разработать адекватную экспериментальную модель дегенеративных заболеваний позвоночника у крыс.
-
Оценить влияние статичной асимметричной компрессии на ткани межпозвонковых дисков и дать сравнительную характеристику их патологических изменений в динамике.
-
Исследовать восстановительные процессы и оценить возможность репарации тканей межпозвонковых дисков в условиях статичной асимметричной компрессии.
4. Исследовать влияние ассиметричной статичной компрессии на нотохордальные клетки пульпозного ядра в динамике.
Научная новизна
Разработана новая воспроизводимая адекватная модель дегенеративных заболеваний позвоночника.
Впервые было проведено сравнительное комплексное исследование дегенеративных изменений и регенераторного потенциала межпозвонкового диска с применением рентгенологических, иммуногистохимических и морфологических методов в условиях статичной асимметричной компрессии межпозвонкового диска.
Установлено, что нотохордальные клетки пульпозного ядра экспрессируют эпителиальные (цитокератин 8) и мезенхимальными маркеры (аггреканан, металлопротеиназы). Показано участие нотохордальных клеток в ремоделировании внеклеточного матрикса пульпозного ядра путем синтеза, как компонентов внеклеточного матрикса, так и ферментов его разрушающих (аггреканазы).
Установлено, что асимметричная статичная компрессия приводит к развитию каскада дегенеративных изменений в тканях межпозвонковых дисков. Пульпозное ядро и фиброзное кольцо не способны к регенерации в условиях статичной осевой нагрузки. Выявленные морфологические и патологические изменения сопоставимы с таковыми у человека, страдающего остеохондрозом позвоночника. Практическая значимость
Разработана новая воспроизводимая экспериментальная модель остеохондроза позвоночника у крыс (заявка №2006135141/14(0382522) приоритет установлен 05.06.2006). Полученные экспериментальные данные о морфологических изменениях в межпозвонковом диске на модели остеохондроза послужат основой для разработки новых методов лечения данных заболеваний позвоночника.
Разработана оригинальная методика быстрой декальцинации тканевых образцов, позволяющая проводить иммуногистохимические исследования.
Апробация работы
Основные положения работы доложены на: Конференции "Стволовые клетки и перспектива их использования в здравоохранении» РГМУ 2006 год, Москва; Европейском конгрессе нейрохирургов в 2006, во Франции; Annual TERMIS-EU Meeting (formerly ETES meeting). October 8-11, 2006, Rotterdam, The Netherlands; Конференции "Стволовые клетки и перспектива их использования в здравоохранении», Москва, РГМУ 2007 год; III Всероссийском симпозиуме с международным участием «Актуальные вопросы тканевой и клеточной трансплантологии» 25-26 апреля 2007, Москва, ФГУП «ЦИТО» Росздрава; Межлабораторной конференции в ГУ НИИ морфологии человека РАМН (сентябрь, 2007г.)
Внедрение полученных результатов. Результаты диссертационного исследования используются в учебном процессе на кафедре гистологии, эмбриологии, цитологии лечебного факультета ГОУ ВПО Российского государственного медицинского университета.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 научных работ, из них 2 в журналах, представленных в списке ВАК, получены 1 патента.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 133 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, изложения собственных результатов, их обсуждения, выводов и списка литературы. Литературный указатель включает 76 источников, из них 2 - отечественных, 74 - иностранных. Работа иллюстрирована 63 фотографиями, 2 таблицами.
