Введение к работе
Актуальность темы Вопросы адаптации организма к экстремальным условиям внешней среды и, в частности, к влиянию высокогорья продолжают оставаться одной из актуальных медико-биологических проблем (Агаджанян Н.А.,1977; Миррахимов М.М.,Мейманали-ев Т.С.,Т984; Меерсон .&.3.,Т9Є4,Т9Ь6; Яковлев Г.М. и соавт.Л990; Белкин B.Ul.,T99C;Heath D ..Williams D.R .,T98I;Frisanco A. R. , Т961;вап Verot R ..T965).
В настоящее время при изучении механизмов адаптации организма к действию стрессорных факторов исследователями уделяется большое внимание изменению кальциевого гомеостаэа (Романенко В-Д. Т975; Држевецкая И.А..Држевецкий Ю.М.,19ЬЗ; Золоев Г.К. ,Т9ЬЗ; Хит Д..Маркс С.Д.,І965;Кі11ІЕапJ. V ..Kraicer J .,I979;Erent G. et a 1 .,IS8B;Tomas t'.E .,T966). Однако сведения, касающиеся структурного обеспечения кальциевого обмена, т.е. структуры каль-ций-регулирующих желез при адаптации организма к условиям высокогорья практически отсутствуют.
По известном представлениям содержание кальция в крови регулируется (функциональной активностью клеток околощитовидных желез и системой С-клеток щитовидной железы (Алёшин Б.В..Губский В.И., 1963; Brent G.A. et al. ,T966). В связи с этим несомненный интерес представляет комплексное исследование структуры кальций-регулиру-ющих желез и костной ткани, являющейся основным депо кальция и органом-мииеныо для данного звена эндокринной системы, в условиях высокогорья.
Кроме того, в настоящее время известно, что одним из определяющих факторов радиочувствительности организма является уровень э|ективнссти механизмов регуляции минерального гомеостаза (Пос-лишил М.,1974). то подтверждается также сведениями о радиозащитном действии ионов кальция (Книжников В.А.,1975) и Наличии корреляции между степенью радиочувствительности и накоплением кальция в различных тканях облученного организма (Хансон К.П.,Комар В.Е., 1977; Френкель Л.А. и соавт..I9B2). Однако работ по комплексном изучению структуры кальций-регулирующих желез вместе с органом-мишенью - костной тканью при воздействии ионизирующего излучения практически нет.
В последнее время значительно возрос интерес к высокогорной гипокски как к Фактор; , изменяющему радиочувствительность органи-
зна (Григорьев В.Г. и соавт.,1961; Молдоташев Б..Т987; Данияров С.,* Пухов В.В..Т989; Лепехин Н.И. и соавт.,Г990; Данияров СБ. и со-аЕТ.,1990). Однако, что касается состояния единой функциональной системы кальции-регулирующих желез и костной ткани при комбинированном воздействии ионизирующего излучения и высокогорной гипоксии, то исследований в этой аспекте не проводилось.
Цель исследования. Целью настоящиго исследования явилось изучение изменений кальции-регулирующих желез и костной ткани в процессе адаптации организма к условиям высокогорья и при комбинированном действии ионизирующего излучения и высокогорной гипоксии.
Задачи исследования:
-
Исследовать влияние высокогорной гипоксии на динамику структурных изменений кальции-регулирующих желез и костной ткани.
-
Выявить основные закономерности структурных преобразований кальции-регулирующих желез и костной ткани при воздействии ионизирующего излучения в условиях-ниэкогорья.
-
Изучить динамику структурных изменений кальции-регулирующих желез и костной ткани в условиях высокогорья на фоне предварительного облучения в низкогорье.
Научная новизна В настоящей работе изучены основные закономерности структурных преобразований кальции-регулирующих желез и костной ткани в условиях естественной высокогорной гипоксии. Получены новые данные о стадийном характере реактивно-приспособительных изменений в кальции-регулирующих железах и кости в процессе адаптации к условиям высокогорья.
Выявлено, что в кальции-регулирующих железах при адаптации к условиям высокогорья происходят структурные преобразования, характеризующие повышение функциональной активности клеток. Причем, в околощитовидных железах эти изменения по степени выраженности и во времени опережали аналогичные сдвиги в С-клетках щитовидной железы. Показано, что уже на 3-й сутки адаптации к высокогорью наблюдалось достоверное увеличение процентного содержания светлых (функционально активных) паратиреоцитов, площади клеток и их ядер. Морфометрические показатели С-клеток увеличивались- только на 7-е сутки адаптации, и их количество достоверно отличалось от контроля лишь к 15-му дню.
Впервые установлено, что в процессе адаптации к высокогорной гипоксии между кальций-регулирующими железами, изменяется взаимо-
отношение, в котором ведущая роль принадлежит паратиреоцитам. При этом гиперплазия клеток околощитовидных желез сопровождается повышением уровня кальция в крови.
Показано, что при адаптации к высокогорью в кости развиваются явления остеопороза и торможения роста. Наблюдаемые структурные преобразования в костной ткани в ранний период адаптации обусловлены нарушением кровообращения, а в более поздние -срЛф -за счет изменения соотношения между кальцнЯ-регулирующиыи железами.
Показано, что при воздействии ионизирующего излучения в околощитовидных железах развиваются деструктивные процессы, а в С-клетках щитовидной железы, являющихся более радиорезистентнши, отмечаются морфологические признаки усиления функциональной активности, что приводило к нарушению гормонального равновесия в данном звене эндокринной системы и уменьшению содержания циркулирующего в крови кальция. В костной ткали после облучения наблюдаются выраженные деструктивно-некробистические процессы в сочетании с изменениями микроциркулятерного русла.
Впервые установлено, что действие дополнительного стрессор-ного фактора (ионизирующее излучение) в условиях высокогорья приводит, в первую очередь, к активации С-клеток щитовидной железы, менее выраженным деструктивным процессам в клетках околощитовидных желез с последующим повышением признаков функциональной активности и увеличением содержания кальция в крови. В костной ткани на фоне нарушения кровообращения выражены явления деком-пактизации и резорбции кости.
Практическая значимость Результаты проведенных исследований о влиянии высокогорной гипоксии на кальций-регулирующие железы и орган-мишень (костная ткань) представляют теоретическую значимость, дополняя комплекс представлений о влиянии гипоксии на организм, как целостную систему. Установление связи между структурными преобразованиями в кальций-регулируюдих железах и кости способствует более углубленному раскрытию механизмов адаптационной перестройки костной ткани в условиях высокогорья и может служить основой для разработки научно-обоснованных методов, профилактики и лечения патологических состояний опорно-двигательного аппарата у жителей высокогорных районов.
-4 -;
На защиту выносятся следующие положения;
1. Адаптация организма к условиям вксокогорья приводит к форми»
рованив нового структурно-функционального уровня кальций-регули-
рующих желез, проявлением которого является гиперкальциемия и
угнетение остеогенеза в костной ткани.
-
В ранний период адаптации выраженные изменения в*костной ткани обусловлены нарушением кровообращения, в более поздние сроки - изменением функциональной активности кальций-регулирую-щих желез.
-
Наиболее информативными критериями, характеризующими адаптивную перестройку в кальций-регулирующих железах являются процентное содержание светлых паратиреоцитов, количество С-клеток в сопоставлении с уровнем кальция в крови, а в костной ткани -диаметр остеонов, расстояние между ними и их количество, площадь трабекул первичной и вторичной спонгиозы, количество костных клеток. . ' . '
Апробация материалов диссертации Основные положения диссертации обсуждены на П Всесоюзной конференции "Система микроциркуляции и геыокоагуляции в экстремальных условиях", Фрунзе, 23-25 октября 1990; ІУ Всесоюзном симпозиуме "Кровообращение в условиях высокогорной и экспериментальной гипоксии", Душанбе, I9S0; 5-й конференции морфологов республик Средней Азии и Казахстана, Чолпон-Ата,1991; 6-й Ростовской областной научной школе-семинаре, Ростов-на-Дону,1990; 2-й итоговой научной конференции ученых КГМИ, Бишкек,1992; 3-й итоговой научной конференции сотрудников КГШ, .Бишкек, 11-12. января 1993.
Публикации До теме диссертации'опубликовано б научных работ.
Структура и объем диссертации Диссертация состоит из .. следующих разделов: введения, обзора литературы, материала и методов исследования, трех разделов собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, раздела "Внедрение в практику", указателя литературы. Работа содержит 173 страницы машинописного текста, иллюстрирована,78 черно-белыми фотографиями, 10 графиками, 12 таблицами. Библиографический указатель включает 175 работ, из них ;П5 отечественных, .60 иностранных авторов.