Структурно-метаболічні характеристики кістки та хряща під впливом гіпотермії (огляд літератури)

Abstract

The goal: to analyze the data presented in the scientific literature concerning the structural and metabolic features of bone and cartilage tissue after the action of total induced hypothermia. General idea of hypothermia and its existing classifications for humans and animals are given in the first section of the literature review. This section also contains the data concerning the influence of hypothermia on the human body, in particular older people. The second section presents the results of experimental research on the effect of hypothermic conditions on cultured bone cells (osteoblasts and osteoclasts) and articular cartilage (chondrocytes). The research results show the negative impact of induced total hypothermia of varying intensity on the structural-metabolic parameters of these cultured cells. Ultrastructural changes were noted in the cytoplasm and cells nuclei, as well as disturbances in the metabolism of matrix macromolecules. The third section deals with general questions of influence of total induced hypothermia on bone in normal and osteoporosis. It has been established that hypothermia directly affects bone tissue, destroying its structural-metabolic characteristics. Severe destructive changes in cells, matrix and micro elemental composition of bones have been noticed. It is shown that hypothermia causes systemic changes in the body (of the antioxidant system, hormone balance, blood supply, and others). Under the influence of hypothermia significant violations of osteoblasts ultrastructure, increased osteoclastogenesis, reduced osteoblastogenesis and activation of bone resorption were recorded in bone. The fourth section presents the data about structural-metabolic condition of articular cartilage after the action of severe hypothermia early after exposure. It is shown that severe hypothermia leads to pronounced ultra structural changes of articular cartilage cells and extracellular matrix.

Цель работы: проанализировать представленные в научной литературе данные о структурно-метаболических особенностях костной и хрящевой тканей после действия индуцированной общей гипотермии. В первом разделе обзора литературы приведены общие представления о гипотермии и существующих ее классификациях у человека и животных. Раздел содержит также данные о влиянии гипотермии на организм человека, в частности пожилых и старых людей. Во втором разделе представлены результаты экспериментальных разработок о влиянии условий гипотермии на культивированные клетки кости (остеобласты и остеокласты) и суставного хряща (хондроциты). Результаты исследований свидетельствуют о негативном влиянии индуцированной общей гипотермии различной интенсивности на структурно-метаболические показатели указанных культивированных клеток. Отмечены ультраструктурные изменения в цитоплазме и ядрах клеток, а также нарушения в метаболизме макромолекул матрикса. В третьем разделе рассмотрены вопросы влияния общей индуцированной гипотермии на костную ткань в норме и при остеопорозе. Установлено, что гипотермия влияет непосредственно на кость, нарушая ее структурно-метаболические характеристики. Отмечены выраженные деструктивные изменения в клетках, матриксе и микроэлементном составе кости. Показано, что гипотермия вызывает системные изменения в организме (антиоксидантной системе, балансе гормонов, кровоснабжении и др.). Под действием гипотермии в костной ткани зафиксированы значительные нарушения ультраструктурной организации остеобластов, повышение остеокластогенеза, снижение остеобластогенеза и активизация резорбции кости. В четвертом разделе представлены данные о структурно-метаболическом состоянии суставного хряща в ранние сроки после действия глубокой (тяжелой) гипотермии. Показано, что тяжелая гипотермия приводит к выраженным ультраструктурным изменениям клеток суставного хряща и внеклеточного матрикса.

Мета роботи: проаналізувати представлену в науковій літературі інформацію про структурно-метаболічні особливості кісткової і хрящової тканин після дії індукованої загальної гіпотермії. У першому розділі огляду літератури наведені загальні уявлення про гіпотермію і наявні її класифікації в людини і тварин. Розділ містить також відомості про вплив гіпотермії на організм людини, зокрема літніх і старих людей. У другому розділі представлені результати експериментальних розробок щодо впливу умов гіпотермії на культивовані клітини кістки (остеобласти й остеокласти) і суглобового хряща (хондроцити). Результати досліджень свідчать про негативний вплив індукованої загальної гіпотермії різної інтенсивності на структурно-метаболічні показники зазначених культивованих клітин. Відзначено ультраструктурні зміни в цитоплазмі та ядрах клітин, а також порушення в метаболізмі макромолекул матриксу. У третьому розділі розглянуті питання впливу загальної індукованої гіпотермії на кісткову тканину в нормі та за умов остеопорозу. Встановлено, що гіпотермія впливає безпосередньо на кістку, порушуючи її структурно-метаболічні характеристики. Зафіксовані виражені деструктивні зміни в клітинах, матриксі й мікроелементному складі кістки. Показано, що гіпотермія спричинює системні зміни в організмі (антиоксидантній системі, балансі гормонів, кровопостачанні тощо). Під дією гіпотермії в кістковій тканині зареєстровані значні порушення ультраструктурної організації остеобластів, підсилення остеокластогенезу, зниження остеобластогенезу і активізація резорбції кістки. У четвертому розділі представлена інформація про структурно-метаболічний стан суглобового хряща в ранні терміни після дії глибокої (важкої) гіпотермії. Виявлено, що важка гіпотермія призводить до виражених ультраструктурних зміни клітин суглобового хряща і позаклітинного матриксу.