Журнал «Боль. Суставы. Позвоночник» Том 12, №3, 2022
Вернуться к номеру
Вікові особливості впливу аліментарного ожиріння на біофізичні властивості кісток щурів
Авторы: Чака О.Г., Янко Р.В., Зінченко А.С.
Інститут фізіології імені О.О. Богомольця НАНУ, м. Київ, Україна
Рубрики: Ревматология, Травматология и ортопедия
Разделы: Медицинские форумы
Версия для печати
Актуальність. У багатьох дослідженнях показано зміни мінеральної щільності та біофізичних властивостей кісток під впливом ожиріння. Відомо, що жирова тканина впливає на кісткову тканину через продукцію адипокінів, лептину й адипонектину. Встановлено зменшення з віком кісткової маси, зниження ступеня мінералізації кісток.
Мета дослідження: дослідити зміни показників біофізичних властивостей стегнових кісток у щурів двох вікових груп під впливом аліментарного ожиріння.
Матеріали та методи. Дослідження проведено на щурах-самцях віком 6 та 21 місяць. Щурів кожної вікової групи розділили на 2 підгрупи: контрольні та дослідні. Контрольні щури щоденно отримували 20 г стандартного віварного корму. Дослідних щурів протягом трьох місяців утримували на висококалорійному раціоні (580 ккал). Після закінчення експерименту щурів декапітували під ефірним наркозом. Визначали масу тіла та масу вісцерального жиру, масу стегнових кісток. Волюмометричним методом вимірювали щільність кісток. Визначали біофізичні властивості стегнових кісток методом триточкового навантаження. За отриманою кривою залежності подовження кістки від навантаження розраховували несучу спроможність, жорсткість, енергію пружного деформування стегнових кісток. Кістки спалювали в муфельній печі, отриману золу розчиняли у хлористоводневій кислоті. У цьому розчині фотометрично визначали вміст кальцію та фосфору. Статистичний аналіз отриманих результатів проводили за методом Стьюдента.
Результати. Проведені дослідження показали, що внаслідок споживання раціону з калорійністю вдвічі більшою, ніж у контролі, протягом 3 місяців у 6- та 21-місячних тварин вірогідно збільшується маса вісцерального жиру, відношення вісцерального жиру до маси тіла, індекс ожиріння, що вказує на розвиток ожиріння у дослідних тварин.
Вміст кальцію у стегнових кістках 6-місячних дослідних тварин вірогідно зменшився на 28 %, а фосфору — на 24 %. Співвідношення кальцій/фосфор мало тенденцію до зменшення на 13 %. Таке суттєве зниження вмісту кальцію та фосфору може викликати порушення зв’язку між колагеновою матрицею та кристалами гідроксиапатиту. У стегнових кістках 21-місячних щурів вміст кальцію та фосфору мав тенденцію до зниження на 8 %. Співвідношення кальцію до фосфору залишилося на контрольному рівні. Проведені нами дослідження показали незначну тенденцію до зниження об’єму, щільності та зольності стегнових кісток 6-місячних щурів під впливом ожиріння. У 21-місячних дослідних щурів ці показники залишилися на конт–рольному рівні.
Біофізичні показники міцності стегнових кісток дослідних 6-місячних щурів внаслідок ожиріння мали тенденцію до зменшення порівняно з контролем. Несуча спроможність мала тенденцію до зменшення на 23 %, межа міцності — на 11 %. Жорсткість стегнових кісток цієї групи щурів вірогідно знизилася на 37 %. Зниження біофізичних властивостей стегнових кісток, можливо, пов’язане зі зменшенням вмісту кальцію та фосфору в кістковій тканині, порушенням мікроархітектури кістки. Зниження біофізичних властивостей стегнових кісток погіршує здатність кістки витримувати навантаження, підвищує ризик виникнення переломів.
Біофізичні властивості стегнових кісток у 21-місячних щурів під впливом ожиріння мали тенденцію до збільшення. Несуча спроможність та жорсткість стегнових кісток дослідних щурів мала тенденцію до збільшення на 15 %, а межа міцності вірогідно підвищилась на 33 %. Проведені нами дослідження показали, що у 21-місячних щурів під впливом ожиріння полішувалася здатність кістки витримувати навантаження.
Висновки. Отримані нами результати свідчать про те, що ожиріння різноспрямовано впливає на кісткову тканину щурів віком 6 та 21 місяць. У молодих щурів унаслідок ожиріння зменшується вміст мінеральних елементів у кістковій тканині, погіршуються біофізичні властивості стегнових кісток. У старих щурів відбувається поліпшення біофізичних властивостей кісткової тканини, а вміст мінеральних елементів у кістковій тканині залишається на контрольному рівні. Такі відмінності реакції кісткової тканини на збільшення маси жирової тканини, можливо, пов’язані з віковим гальмуванням процесів остеосинтезу та резорбції.