Анотація до роботи:

Золотова-Гайдамака Н.В. Структурно-функціональні особливості остеоцитів при зниженні опорного навантаження на скелет. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.11 – цитологія, клітинна біологія, гістологія. – Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2008.

Дисертаційна робота присвячена вивченню структурних і функціональних особливостей остеоцитів та їх ролі в перебудові кісткових структур в умовах тривалої гіпокінезії і мікрогравітації (біосупутник “Біон-11”).

Із застосуванням методів гістології та морфометрії установлено, що в кістковій тканині й остеоцитах стегнових кісток щурів (модельована гіпокінезія, 28 діб) і гребеня клубових кісток мавп (Macaca mulatta) (мікрогравітація, 14 діб) відбуваються деструктивні зміни: зниження питомого об’єму кісткових трабекул в проксимальних епіфізах і метафізах, поява порожнин і щілин в кістковому матриксі. Характерною ознакою є зменшення в кістковій тканині кількості остеоцитів, збільшення площі лакун остеоцитів, а також кількості порожніх лакун.

Електронно-мікроскопічні дослідження показали, що в умовах мікрогравітації в остеоцитах збільшується остеолітична активність, про що свідчить зростання в клітинах питомого об’єму комплексу Гольджі і лізосомоподібних тілець, а також деструкція мінералізованого матриксу по периферії остеоцитарних лакун. В деяких остеоцитах активізується біосинтез колагенових білків, що призводить до появи в кістковій тканині зон фіброзу. Це підтверджується даними гістоавторадіографії з ³Н-гліцином. Зниження опорного навантаження призводить до активізації в кістковій тканині процесів остеоцитарного ремоделювання, особливо остеоцитарного остеолізису. Це супроводжується збільшенням кількості апоптозів в остеоцитах, зниженням інтенсивності остеопластичних процесів, зростанням в кістковій тканині кількості порожнин. Результати дослідження засвідчують, що остеоцити відіграють значну роль у втраті кісткової тканини і розвитку остеопоротичних змін в кістковому скелеті при гіпокінезії і мікрогравітації.

Проведено комплекс експериментальних досліджень, за результатами яких представлені дані про структурно-функціональні особливості остеоцитів та показана їх роль в ремоделюванні кісткової тканини при зниженні опорного навантаження на задні кінцівки білих щурів (модельована гіпокінезія, 28 діб) і за умов мікрогравітації (мавпи, Macaca mulatta, біосупутник “Біон-11”, 14 діб).

1. Встановлено, що в умовах гіпокінезії має місце зменшення питомого об’єму кісткових трабекул в проксимальних епіфізах та метафізах стегнових кісток щурів. Це відбувається за рахунок часткової деструкції трабекул, появи в них щілин і порожнин. Такі зміни найбільше виражені в проксимальних метафізах. В діафізах має місце розшарування частини кісткових пластинок з утворенням щілин і зон “розрідження”.

2. Показано, що в умовах гіпокінезії і, особливо, мікрогравітації в кістковій тканині епіфізів, метафізів та діафізів стегнових кісток щурів, а також гребеня клубової кістки мавп зменшується кількість остеоцитів на умовну одиницю площі зрізу, збільшується площа лакун остеоцитів, а також кількість порожніх остеоцитарних лакун, що є характерною ознакою і засвідчує про втрату кісткової тканини.

3. При зниженні опорного навантаження в популяції остеоцитів в зонах адаптивних перебудов кісткової тканини встановлено збільшення до 18% кількості остеоцитів з ознаками апоптозу (має місце каріопікноз ядер, деструкція цитоплазми). Тобто гіпокінезія і мікрогравітація призводить до часткової втрати остеоцитів.

4. Дослідження ультраструктури остеоцитів показали, що в умовах мікрогравітації в остеоцитах клубової кістки мавп посилюється остеолітична активність. Про це засвідчує збільшення в клітинах питомого об’єму комплексу Гольджі, його везикулярного компоненту і лізосомоподібних тілець, а також деструкція мінералізованого кісткового матриксу по периферії остеоцитарних лакун (остеолізис), що призводить до значного зростання їх об’ємів.

5. Електронно-мікроскопічні дослідження підтверджують, що частина остеоцитів піддається апоптозу: в клітинах посилюється гетерохроматизація ядра, порушується типова архітектоніка і структура органел, відбувається їх деструкція, в кісткових лакунах залишаються апоптозні тільця.

6. За даними гістоавторадіографії з ³Н-гліцином, в деяких остеоцитах, як адаптивна реакція на зниження опорного навантаження, активізується біосинтез колагенових білків, які входять до складу органічного матриксу кісткової тканини. Про це свідчить збільшення в остеоцитах питомого об’єму гранулярної ендоплазматичної сітки, поява в остеоцитарних лакунах колагенових фібрил, які , однак не мінералізуються, що призводить до появи в кістковій тканині вогнищ фіброзу.

7. Дослідження показали, що зниження опорного навантаження (гіпокінезія) і його відсутність (мікрогравітація) призводять до активізації в кістковій тканині процесів остеоцитарного ремоделювання, особливо процесів остеоцитарного остеолізису, що супроводжується збільшенням кількості остеоцитів, які зазнали апоптозу і появою в кістковій тканині порожніх лакун та порожнин резорбції.

8. Результати дослідження доводять, що остеоцити відіграють значну роль у втраті кісткової тканини в зонах адаптивного ремоделювання кісткових структур і розвитку остеопоротичних змін в кістковому скелеті при гіпокінезії і мікрогравітації.

Публікації автора:

1. Золотова Н.В. Влияние микрогравитации на структуру костной ткани обезьян / Н.В. Золотова, Е.А. Домашевская // Ученые записки ТНУ. Серия: Биология, 2001. – Т. 14, № 2. – С. 76 – 79.

Дисертант брала участь у підборі та аналізі літературних даних, у проведенні експериментів, статистичної обробки та аналізу результатів, у формулюванні висновків, написанні статті.

2. Золотова-Гайдамака Н.В. Влияние моделированной гипокинезии на состояние остеоцитов костной ткани у белых крыс / Н.В. Золотова-Гайдамака // Ученые записки ТНУ. Серия: Биология, 2003. – Т. 16 (55). - №2. – С. 84 – 87.

3. Rodionova N.V. Ultrastructural changes in osteocytes in microgravity conditions / N.V. Rodionova, V.S. Oganov, N.V. Zolotova // Adv. Space Res. – 2002.- Vol. 30, N 4.- P. 765-770.

Дисертантом проведено підбір літературних даних, аналіз експериментальних досліджень під електронним мікроскопом, підготовку статті до друку.

4. Золотова-Гайдамака Н.В. Гистологические изменения в костной ткани позвоночных в условиях сниженных опорных нагрузок / Н.В. Золотова-Гайдамака // Таврический медико-биологический вестник. – 2004. – Т. 7, № 4. – С.168– 170.

5. Родіонова Н.В. Гістоавторадіографічні дослідження біосинтезу колагену остеогенними клітинами при модельованій гіпокінезії / Н.В. Родіонова, Н.В. Золотова–Гайдамака, Т.П. Ніцевич // Проблеми остеології. - 2004. – Т. 7, № 3/4. – С. 26 – 30.

Дисертант брала участь у підборі літературних даних, виготовленні гісторадіоавтографів та їх аналізу, написанні статті.

6. Золотова-Гайдамака Н.В. Реакція кісткової тканини й остеоцитів на умови зниження опорного навантаження / Н.В. Золотова-Гайдамака // Український морфологічний альманах. – 2008. – Т.6, № 1. – С. 211 – 212.

7. Золотова-Гайдамака Н.В. Морфологія остеоцитів стегнової кістки щурів при модельованій гіпокінезії / Н.В. Золотова - Гайдамака // Український морфологічний альманах. – 2005. – Т.3. – С.86.

8. Золотова - Гайдамака Н.В. Особливості остеоцитів в кістковій тканині при дії гіпокінезії / Н.В. Золотова-Гайдамака // Актуальні питання морфології: Наукові праці ІІІ Нац. конгресу анатомів, гістологів, ембріологів і топографоанатомів України [тези доповідей], 21–23 жовтня 2002. – Тернопіль: Укрмедкнига, 2002. - С.120– 121.

9. Родионова Н.В. Ультраструктурные изменения остеоцитов в условиях микрогравитации / Н.В. Родионова, В.С. Оганов, Н.В. Золотова. // Матеріали доповідей 3-ї науково – практичної конференції “Актуальні проблеми експериментальної медицини” [тези доповідей].– Київ: НДЛЦ НМУ. – 1999. – С. 36 – 37.

Дисертант брала участь в обробці експериментального матеріалу (виготовлення ультратонких зрізів на ультрамікротомі), підготовка до друку.

10. Золотова–Гайдамака Н.В. Состояние остеоцитов костной ткани в условиях сниженной опорной нагрузки / Н.В. Золотова–Гайдамака, О.В. Полковенко, О.Е. Кабицкая // ХII конференция по космич. и авиакосмич. медицине: тези доповідей, 10-14 июня 2002 р., Москва. - 2002. - С.155 – 156.

Дисертантом проведено експеримент на тваринах, аналіз результатів, виконала морфометричні дослідження, сформульовано висновки до роботи.

11. Золотова – Гайдамака Н.В. Влияние моделированной гипокинезии на состояние остеоцитов костной ткани у белых крыс / Н.В. Золотова–Гайдамака // Актуальные вопросы современного естествознания. Тезисы Всеукраинской конференции молодых ученых (Симферополь, 11-13 апреля 2003 г.). – Симферополь, 2003. – С.40.

12. Родионова Н.В. Взаимодействие клеток в зонах резорбции костной ткани при снижении опорной нагрузки / Н.В. Родионова, В.С. Оганов, О.В. Полковенко, Н.В. Золотова–Гайдамака // Материалы конференции «Организм и окружающая среда: адаптация к экстремальным условиям» [тези доповідей], 3-5 ноября 2003р., Россия, Москва. - М., 2003. – С.299 – 300.

Дисертант брала участь у виготовленні гістологічних зрізів, виконала морфометричні дослідження та провела науковий аналіз результатів.

13. Золотова-Гайдамака Н.В. Морфологічна характеристика остеоцитів гребня клубової кістки мавп в умовах мікрогравітації / Н.В. Золотова–Гайдамака // Молодь і поступ біології: Тези доповідей Першої Міжнародної конференції студентів та аспірантів (11-14 квітня 2005 року, м. Львів).- Львів: СПОЛОМ, 2005. - С. 271 - 272.

14. Rodionova N.V. The ultrastructural changes of the osteocytes under the conditions of microgravity / N.V. Rodionova, V.S. Oganov, N.V. Zolotova // 21^st Annual International Gravitational Physiology Meeting 3 – 8 April, 2000, Nagoya (Japan). Electronic issue of abstracts.

Здобувач брала участь в аналізі одержаних даних, підготовці до друку.

15. Rodionova N.V. Changes in the osteocytes ultrastructural under the conditions of microgravity / N.V. Rodionova, V.S. Oganov, N.V. Zolotova. // 33^rd COSPAR Scientific Assembly 16 – 23 July 2000, Warsaw (Poland). – 2000. - Р. 48.

Здобувачем проведено обробку біозразків, аналіз електронограм, науковий аналіз результатів.

16. Rodionova N.V. Changes of the intensity of morphogenetic process in the bone skeleton under lowering of gravitational loading / N.V. Rodionova, N.V. Zolotova-Haydamaka // 37^th COSPAR Scientific Assembly. - 2008. – Р. 56.

Дисертантом проведений аналіз даних стосовно остеоцитів.