книги / Наноструктурированная керамика на основе диоксида титана для ортопедического этапа лечения пациентов с переломами и приобретенными дефектами челюстных костей

две недели эта связь колебалась от умеренной (R – 0,677 при р = 0,0452) до выраженной (R – 0,824 при р = 0,0063), что указывало на тесную взаимосвязь оцениваемых сопряженных процессов терморегуляции и обмена веществ в организме. Данный вариант реагирования, на наш взгляд, протекал с максимальным включением и потреблением функциональных и структурных ресурсов организма. Высокие концентрации низкомолекулярного пептида варнерина, очевидно, способствовали эффекту метаболической перегрузки клеток, обеспечивающих антитоксические функции в организме. В данной ситуации в митохондриях клеток может происходить разобщение биологического окисления и фосфорилирования со значительным возрастанием доли свободной энергии, выделяющейся в виде тепла. Нарушение процесса теплоотдачи способствовало перенапряжению и срыву системы терморегуляции. В этом случае длительно сохраняющаяся гипертермическая реакция более чем вероятна, и как результат – истощение клеточных ресурсов, прежде всего макроэргических фосфатов (АТФ), с развитием функциональной недостаточности органов или тканей, ответственных за формирование адаптации. Все это, на наш взгляд, способствовало статистически значимому снижению массы тела самцов 4-й группы к 28-м суткам наблюдения (365,09 ± 5,86 г) относительно других животных, введенных в эксперимент.

Таким образом, при анализе показателей общей и локальной температуры конвенциональных крыс при имплантации им медицинского стекла и вариантных образцов диоксида титана было установлено, что у большинства лабораторных животных кратковременное повышение температуры носило защитный характер, в основе которого лежит сохранение динамического равновесия процессов теплопродукции и теплоотдачи. Это обеспечивало биологически целесообразное изменение интенсивности работы клеток и тканей для достижения оптимального функционирования организма в новых условиях существования, а также приспособление самцов к имплантированным образцам и повышение их устойчивости к инородному материалу.

131

Вместе с тем избыточные концентрации варнерина с большой долей вероятности способствовали цитотоксическому эффекту, провоцировали образование митохондриальных разобщителей – термогенинов – и приводили к срыву процессов терморегуляции с нарушением динамического баланса теплопродукции и теплоот-

дачи у Rats outbreds albus 4-й группы.

Длительная гипертермия у них и низкая прибавка массы тела к завершающему сроку экспериментального наблюдения суммарно отображали степень напряжения защитных механизмов организма (для достижения структурно-функционального равновесия в новых условиях существования), повлиявшего на снижение устойчивости животных к повреждающему фактору – TiO2 нано/варнерин

120 мг/мл.

Изменения лейкоцитарной формулы и абсолютных показателей лейкоцитов крови конвенциональных самцов при имплантации им медицинского стекла и вариантных образцов диоксида титана с характеристикой морфологических нарушений в различных органах и тканях у крыс 4-й группы

Принято считать, что кровь обладает исключительной особенностью – объединять работу многих физиологических систем и чутко реагировать на любые отклонения в гомеостазе организма. Появляющиеся изменения, как правило, рассматриваются в неразрывном единстве с реакцией крови в целом. Вместе с тем количественный, качественный ее состав, кинетика кровеобразования, кроверазрушения являются важнейшими показателями качества работы самой системы крови. В контексте сказанного, естественно, возникают вопросы о стабильности сопряженных процессов, а также о том, в каких диапазонах варьируются значения нормального, за- щитно-приспособительного и патологического кроветворения.

После анализа особенностей реагирования на имплантирование образцов половозрелых крыс различных групп и структурных изменений в их мышечной ткани не оставалось сомнения в том, что именно установленные функциональные и морфологические сдвиги

132

детерминировали гематологический ответ Rats outbreds albus на инвазивное вмешательство. Первоначально, оценивая данные лейкограммы контрольных животных, мы убедились, что ее результаты на момент выведения конвенциональных самцов из опыта (28-е сутки) стали практически формализованным отображением значений относительного и абсолютного содержания лейкоцитов в исходном фоне (табл. 4.10).

Таблица 4 . 1 0

Показатели лейкоцитов периферической крови крыс в исходном фоне и на 28-й день эксперимента (1-я группа)

Следовательно, стабильность показателей жизнедеятельности особей 1-й группы с завершенной заместительной регенерацией мышц соединительной тканью в зоне введения медицинского стекла при сохраняющихся здесь небольших участках с измененной структурой поперечнополосатых волокон (рис. 4.1) свидетельство-

133

вали о большей «пластичности» функциональной адаптации относительно резервов морфологической перестройки тканей. Это и понятно, так как на перепрограммирование синтеза белков при разрушении высококонсервативных гистологических образований, ответственных за формирование структурного следа долговременной адаптации в мышечном биотопе, требуется больше времени.

Вместе с тем возникла уверенность в том, что отбор контрольных животных был осуществлен корректно, а инвазивное вмешательство не повлияло на фенотипические проявления реактивности этих крыс, сохранив их биоценотический уровень в «неприкосновенности». Это позволило в полной мере использовать их в качестве группы сравнения при анализе гематологических показателей у грызунов опытных групп.

Рис. 4.1. Участок мышечной ткани с дистрофически измененными поперечнополосатыми волокнами у крыс 1-й группы. Окраска:

гематоксилин-эозин, увеличение × 800

Существенные изменения лейкоцитарной формулы и абсолютных показателей лейкоцитов периферической крови были выявлены у всех Rats outbreds albus с экспериментальными образцами диоксида титана (табл. 4.11). Со 2-й по 4-ю, а также в 6-й группах отмечалось достоверное увеличение общего числа лейкоцитов.

В количественном эквиваленте лейкоцитоз характеризовался

((16,81 ± 1,56)103/мкл), выраженный – в 4-й ((20,61 ± 1,27)103/мкл).

Следует отметить, что в первых трех случаях при имплантировании образцов из TiO2, TiO2 нано, TiO2 нано/варнерина 30 клеточный состав крови был представлен лимфоцитарным профилем.

134

Таблица 4 . 1 1

Содержание лейкоцитов периферической крови у конвенциональных крыс-самцов контрольной группы и животных

экспериментальных групп в возрасте 3,0–3,5 мес. (М ± m)

1-й (контрольной) группы; ** – достоверные различия с показателями самцов 4-й группы, р < 0,05.

Однако под влиянием TiO2 нано/варнерина 120 произошли качественные изменения в показателях лейкограммы с формировани-

135

ем парциального лейкоцитоза и достоверным увеличением относительного и абсолютного числа всех видов белых клеток крови

(см. табл. 4.11).

Высокая частота вторичных сдвигов в периферической крови во многом обусловлена уровнем синтеза основных молекулярных продуктов в клетках этой жидкой среды, а также специализированным функциональнымпотенциаломдоминирующихвнейлейкоцитов.

При анализе клеточного состава крови крыс 1-й и 2-й групп было установлено, что парциальный лейкоцитоз у самцов с внутримышечным введением образцов из TiO2 связан с двукратным уве-

и 12,23 ± 1,46 соответственно).

Однако выявленная прямая умеренная статистически значимая корреляционная зависимость между показателями общего числа лейкоцитов и эозинофилов (r = 0,670; р = 0,0378) не только указывала на причинно-следственную связь между ними, но и косвенно свидетельствовала о важном вкладе эозинофильных гранулоцитов впатогенез морфологическихизмененийуживотных2-йгруппы.

Взаимодействие рецепторов эозинофилов с гуморальными провоспалительными факторами в зоне оперативного вмешательства, очевидно, приводило к возбуждению этих клеток с последующим экзоцитозом их катионных белковых молекул, обладающих высоким повреждающим потенциалом [16]. Эозинофильный лейкоцитоз способствовал накоплению этих клеток в тканях. Известно, что зрелые эозинофилы циркулируют в кровотоке от 4 до 12 ч, а в тканях функционируют до 12 суток [16].

Местная эозинофильная инфильтрация – важный атрибут воспаления тканей, в процессе которого катионные пептиды могут наносить серьезный цитолитический «удар», способствуя расширению зоны вторичной воспалительной альтерации. Возможно, поэтому во 2-й группе самцов с имплантированным образцом из TiO2 к моменту вывода их из опыта (28-е сутки) обнаруживали дистрофические изменения в ряде мионов с дезинтеграцией в них миофибрилл (рис. 4.2).

136

Рис. 4.2. Круглоклеточная инфильтрация мышечной ткани, диапедез клеток крови из мелких сосудов у животных 2-й группы (взято в окружность). Окраска: гематоксилин-эозин, увеличение × 600

Вместе с тем разнонаправленные эффекты эозинофилов не ограничиваются только цитотоксическим действием на клетки. Сорбируя, расщепляя гистамин, брадикинин и другие провоспалительные медиаторы, эозинофильные гранулоциты в то же время участвуют в антитоксических реакциях. Это повышает резистентность тканей к повреждению. Одновременно с эозинофилией регистрируемый на 28-е сутки эксперимента абсолютный лимфоцитоз у особей 2-й группы, на наш взгляд, отражал защитную реакцию крови. При этом лимфоциты, мигрирующие в ткани, в перспективе могут рассматриваться в качестве «доноров» пластического ресурса. Известно, что в результате лизиса кортизолчувствительных лимфоцитов под действием глюкокортикоидов коры надпочечников орга-

в процессах клеточной пролиферации и заместительной регенерации консервативных морфологических образований. С другой стороны, клетки лимфоидного ряда ответственны и за формирование механизмов иммунологической толерантности, обеспечивая тем самым инертность – «терпимость», по отношению к инородным структурам при формировании состоятельной, в конечном итоге соединительнотканной капсулы.

Наиболее масштабные изменения лейкоцитарной формулы были выявлены в 4-й группе. Выраженный комбинированный лейко-

137

цитоз с абсолютной и относительной базофилией, эозинофилией, абсолютной нейтрофилией и абсолютным лимфо-, моноцитозом (см. табл. 4.11) у крыс с имплантированным TiO2 нано/варнерином 120 мг/мл свидетельствовал об интенсивной мобилизации у них за- щитно-приспособительных механизмов, значительно превышающих структурные и функциональные мощности животных всех других групп, вовлеченных в процесс адаптации после оперативного вмешательства. Учитывая гетерогенность клеточного состава крови, достоверное нарастание числа созревающих клеток постмитотического периода: юных ((0,20 ± 0,08)103/мкл), палочкоядерных ((0,51 ± 0,05)103/мкл) нейтрофильных гранулоцитов, наличие регенеративного сдвига влево с увеличением индекса ядерного сдвига (0,15 ± 0,02) от 7,5 до 15 раз относительно грызунов, введенных в материальное моделирование, правомерно было утверждать о доминировании продуктивного компонента в патогенезе обнаруженных гематологических сдвигов. Продуктивные – истинные (миелолимфопродуктивные) лейкоцитозы всегда связаны с усилением продукции лейкоцитов в костном мозге при непосредственной стимуляции его продуктами распада тканей, лейкопоэтинами, гормонами стресса и др. На основе применения корреляционного анализа: оценки силы, направления, достоверности полученных его коэффициентов – удалось выявить факторные признаки, влияющие на результативный признак (общий лейкоцитоз). Установленные прямые – сильная для сегментоядерных нейтрофилов (r = 0,766; р = 0,0060) и средние – для базофилов (r = 0,319; р = 0,0497), а также обратные – средние – для лимфоцитов (r = –0,497; р = 0,0297) и моноцитов (r = –0,588; р = 0,0470) связи с общим количеством клеток белой крови в единице ее объема определили профиль эффекторных механизмов, связанных с функциями, прежде всего гранулоцитов. Это не столько влияло на формирование выраженного лейкоцитоза, сколько, на наш взгляд, обусловило причины неэффективности адаптивных процессов при имплантировании образцов из TiO2 нано/варнерина 120 мг/мл, нарушающих не только антигенный гомеостаз нелинейных крыс 4-й группы, но и клеточно-молекулярную однотипность их организма. В принципе было понятно, что в патогенез всех

138

ранее установленных у этих самцов структурных и функциональных нарушений оказались вовлечены все этапы кроветворения, а именно: костно-мозговой, сосудистый и тканевой пулы лейкоцитов. Хронологически выстроенный метаболизм гемопоэтической ткани и последующую этапность преобразований в лейконе можно было бы представить в виде приведенной ниже схемы (рис. 4.3).

После количественной оценки гематологических показателей периферической крови самцов с имплантированными образцами из TiO2 нано/варнерина 120 мг/мл представлялось целесообразным объективно проанализировать особенности структурных изменений, сопровождающихся выраженным комбинированным лейкоцитозом (см. табл. 4.11). Анализ нарушений на тканевом, органном уровнях мог бы стать важным звеном в расшифровке системных функциональных и метаболических сдвигов.

Рис. 4.3. Схема патогенеза аутокринной стимуляции лейкопоэза

уживотных 4-й группы

Сэтих позиций ранее описанная лейкоцитарная инфильтрация мышечной ткани у грызунов 4-й группы, наряду с частичным поражением тонкостенных кровеносных сосудов, развивающимся в них

139

стазом крови, диапедезом эритроцитов и мелкоочаговыми кровоизлияниями (рис. 4.4), не в полной мере раскрывали степень морфологических сдвигов и нуждались в дополнительном исследовательском компоненте, в частности, в выявлении структурной организации тканей печени.

4-й группы: а – стаз крови в сосудах, лейкоцитарная инфильтрация тканей, мелкие кровоизлияния (взято в окружность); б – лейкоцитарная инфильтрация тканей, мелкие кровоизлияния. Окраска: гематоксилин-эозин,

увеличение× 600

Существенные изменения в паренхиме печени, нарушение органного кровотока и инфильтрация биотопа провоспалительными клетками стали закономерным отражением выраженных гематологических сдвигов у Rats outbreds albus 4-й группы.

Учитывая, что печень является центральным органом метаболических процессов, а также резервуаром крови, любые расстройства микроциркуляции в ней с поражением тонкостенных кровеносных сосудов, диапедезом эритроцитов, стазом крови и мелкоочаговыми кровоизлияниями в органе могут приводить к развитию тканевой гипоксии, способствовать дезинтеграции углеводного, белкового, жирового обменов в гепатоцитах и, как результат, сдвигам в биохимическом гомеостазе (рис. 4.5).

Явные морфологические изменения были обнаружены также воколоушных слюнных железах. В просвете их кровеносных сосудов выявляли белые и красные тромбы, мелкие кровоизлияния, сопровождающиесякруглоклеточнойинфильтрациейтканей(рис. 4.6).

140