7. Жорстка гіпокінезія зменшує напруження кисню в недостатньо навантажених м'язах і швидкість споживання кисню кістковою тканиною. Переривчаста нормобарична гіпоксія попереджає істотні зміни цих показників та активує анаболічні процеси у кістковій тканині, про що свідчить збільшення вмісту органічних речовин у кістковому матриксі.
8. Переривчаста нормобарична гіпоксія зменшує прояви індукованої гіпокі-незією остеопенії та змін пасивних електричних властивостей кісткової тканини. Максимальний остеопротекторний ефект виявлено після впливу газових сумішей з низьким РО2 на етапі преадаптації та у період обмеження рухливості.
СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Левашов О.М., Сафонов С.Л. Влияние моделирования микрогравитационной разгрузки задних конечностей на пассивные электрические свойства бедренной кости белых крыс//Пробл. управления и информатики – 2003, №5. -С.122-130. (Особистий внесок здобувача: Моделювання розвантаження задніх кінцівок щурів, проведення досліджень електричних властивостей стегнової кістки, написання статті).
2. Березовский В.А., Левашов О.М., Сафонов С.Л. Пассивные электрические свойства компактной костной ткани в норме и при дефиците механической нагрузки//Укр. мед. альманах. -2003. -Т.6, №2. -С.162-164. (Особистий внесок здобувача: Моделювання дозованої гіпокінезії, проведення досліджень електричних властивостей стегнової кістки, статистична обробка результатів, участь у написанні статті).
3. Березовский В.А., Левашов О.М., Сафонов С.Л. Влияние дозированной гипертермии на пассивные электрические свойства компактной костной ткани//Клін. та експерим. патологія. -2004. -Т.ІІІ, №2,Ч.1. -С.212-214. (Особистий внесок здобувача: Проведення дозованої термічної денатурації кістки та досліджень її електричних властивостей, участь у написанні статті).
4. Березовський В.Я., Левашов О.М., Сафонов С.Л., Левашов М.І., Літовка І.Г. Імпедансометричне тестування компактної кісткової тканини щурів за умов обмеження рухливості//Фізол. журн. -2005. -Т.51, №5. -С.23-30. (Особистий внесок здобувача: Проведення імпедансометричного тестування кісткової тканини, участь у написанні статті).
5. Березовский В.А., Левашов О.М., Сафонов С.Л., Лахин П.В. Мультичастотная импедансометрия состояния костной ткани//Укр. морфол. альманах. -2005. -Т.3, №4. -С.5-10. (Особистий внесок здобувача: Проведення досліджень стану кісткової тканини за методом мультичастотної імпедансометрії, статистична обробка результатів, участь у написанні статті).
6. Левашов О.М., Березовский В.А., Левашов М.І., Сафонов С.Л. Влияние прерывистой нормобарической гипоксии на кислородный метаболизм и биофизические свойства кости при гипокинезии//Укр. мед. альманах. -2007. -Т.10, №5. -С.105-109. (Особистий внесок здобувача: Проведення досліджень споживання кисню кістковою тканиною, статистична обробка даних, участь у написанні статті).
7. Деклараційний патент №750019А, Україна, МКІ А61К 50/00 G01R 17/00. Пристрій для досліджень електричних характеристик біологічних об’єктів: Березовський В.Я., Сафонов С.Л., Левашов О.М.; Заявлено12.06.2003; Опубл.15.12.2006, Бюл. №2. – 4 с. (Особистий внесок здобувача: Участь у розробці технічного завдання на пристрій, проведення лабораторних випробувань, участь у написанні заявки на видачу патенту).
8. Левашов О.М., Сафонов С.Л. Влияние микрогравитации на пассивные электрические свойства кости//Наукові космічні дослідження: Школа-семінар для молодих науковців: Матеріали доповідей. - Жукін, 2003. - К.:ІВЦ Політехніка, 2003. –С.47-49.
9. Березовский В.А., Левашов М.И., Сафонов С.Л., Левашов О.М. Использование метода импедансометрии в остеологии //“Вторинний остеопороз: епідеміологія, клініка, діагностика, профілактика та лікування”, 19-21 березня 2003 р., Київ-Тернопіль. – Пробл. остеології. -2003. –Т.6, №1-2. –С.53-54.
10. Levashov M., Berezovskiy V., Saphonov S., Levashov O. The bone electrical properties in hypokinetic rats//24th Annual International Gravitational Physiology Meeting. -Santa Monica, California, USA, 4-9 May 2003. Abstracts. -P.S. I,NN15.
11. Левашов О.М., Сафонов С.Л. Влияние гипокинезии на состав костного матрикса и пассивные электрические свойства костной ткани//Наукові космічні дослідження: Школа-семінар для молодих науковців: Матеріали доповідей. - Жукін, 2004. -К.:ІВЦ Політехніка, 2003. –С.55-56.
12. Левашов О.М. Спрямована хімічна модифікація кісткової тканини як метод моделювання патофізіологічних змін її електричних властивостей при дефіциті механічного навантаження: Конф. для мол. учених Інституту фізіології ім.О.О.Богомольця НАН України „Перспективні напрями досліджень сучасної фізіології”. Київ, 17-18 листопада 2003 р.//Фізіол.журн. -2004. –Т.50, №3. –С.105-106.
13. Berezovskiy V., Levashov O., Saphonov S. Changes in composition and passive electrical properties of rats compact bone tissue in hypokinesia and normobaric hypoxic stimulation//25th Annual International Gravitational Physiology Meeting. - Moscow, Russia, 6-11 June 2004. Abctracts. P.S. II, NN7.
14. Левашов О.М. Потребление кислорода костной тканью при уменьшении функциональной нагрузки на кость//Наукові космічні дослідження: Школа-семінар для молодих науковців:Матеріали виступів доповідей. - Жукін, 2004. -К.:ІВЦПолітехніка, 2005. –С.26-27.
15. Левашов О.М. Возрастные особенности гидратации компактной кости ткани белых крыс: Тези доп. IV Нац. конгр. геронтологів і геріатрів України. - Київ, 11-13 жовтня 2005р. //Пробл. старения и долголетия -2005. -Т.14, приложение. - С.32
16. Березовский В.А., Левашов М.И., Сафонов С.Л., Левашов О.М., Лахин П.В. Возрастные изменения пассивных электрических свойств костной ткани: Тези доп. IV Нац. конгр. геронтологів і геріатрів України. - Київ, 11-13 жовтня 2005 р.//Пробл. старения и долголетия -2005. -Т.14, приложение. - С.82.
17. Березовський В.А., Левашов О.М., Сафонов С.Л., Левашов М.І., Безчасна В.О. Склад і біоелектричні властивості компактної кістки білих щурів у різні періоди постнатального онтогенезу: Матеріали XVII з‘їзду Укр. фізіол. т-ва з міжнарод. участю, Чернівці, 18-20 травня 2006 р. //Фізіол. журн. –2006. –Т.52, №2. –С.213.
18. Levashov O.M., Saphonov S.L., Levashov M.I. The effects of normobaric hypoxic preadaptation on bone electrical properties and bone composition in hypokinetic rats//VIII World Congress International society for Adaptive Medicine (ISAM), Moscow, Russia, June 21-24, 2006. Abstracts. - II-4.16. –P.91.
19. БерезовскийВ.А., ЛевашовО.М., СафоновС.Л., ЛевашовМ.И. Stress generated potential (SGP) какиндикаторсостояниякости//Материалы V Международ.симпоз.“Актуальные проблемы биофизической медицины”, Киев, 17-19 мая 2007 г. – С. 21-22.
АНОТАЦІЯ
Левашов О.М. Вплив гіпокінезії на біоелектричні властивості кістки. - Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за фахом 14.03.04 - патологічна фізіологія. - Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України, Київ, 2008.
У дисертації наведено результати досліджень впливу низького функціонального навантаження на біоелектричні властивості кістки, які отримано методом відведення потенціалу навантаження (ПН) з поверхні стегнової кістки щурів лінії Вістар та її мультичастотного імпедансометричного тестування в умовах дозованого механічного навантаження та жорсткого 28- і 45-добового обмеження рухливості. Встановлено, що гіпокінезія вірогідно зменшує ПН, особливо у діапазоні навантажень фізіологічного рівня. Розвиток гіпокінетичної остеопенії супроводжується зменшенням імпедансу, активного й реактивного опорів і значним збільшенням ємності кістки. Жорстка тривала гіпокінезія зменшує напруження кисню в ненавантажених м'язах і швидкість споживання кисню кістковою тканиною. Використання переривчастої нормобаричної гіпоксії (ПНГ) зменшує порушення кисневого метаболізму та активує анаболічні процеси в кістковому матриксі, що призводить до покращення пасивних електричних властивостей кістки. Найбільший остеопротекторний ефект спостерігався при використанні ПНГ на етапі преадаптації і всього періоду обмеження рухливості. Отримані результати про закономірності змін активних і пасивних електричних властивостей кістки в умовах гіпокінезіїі можуть бути використані для розробки нових методів діагностики та корекції патології кісткової системи.
Ключові слова: кістка, гіпокінезія, потенціал навантаження, пасивні електричні властивості.
АННОТАЦИЯ
Левашов О.М.Влияние гипокинезии на биоэлектрические свойства кости. – Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по специальности 14.03.04 – патологическая физиология. – Институт физиологии им. А.А. Богомольца НАН Украины, Киев, 2008.
В диссертации приводятся результаты исследований влияния низкой функциональной нагрузки на биоэлектрические свойства кости, полученные методом отведения потенциала с поверхности бедренной кости и мультичастотного импедансометрического тестирования препаратов диафизарной части бедренной кости крыс линии Вистар в условиях дозированной механической нагрузки и жесткой 28- и 45-суточной гипокинезии. Получены новые данные о закономерностях изменений активных и пассивных электрических свойств кости в условиях низкой функциональной нагрузки, которые могут быть использованы для разработки неинвазивных методов диагностики и коррекции патологии костной системы. Установлено, что при ступенчатом увеличении механической нагрузки на кость, величина электрического потенциала, возникающего на поверхности кости в области ее максимальной деформации, возрастает в экспоненциальной зависимости. Наибольший прирост величины потенциала на единицу нагрузки имеет место при нагрузках физиологического уровня. В условиях стереотипной функциональной нагрузки межиндивидуальные вариации потенциала нагрузки бедренной кости крыс в значительной степени определяются возрастными изменениями состава и структуры костной ткани. Величина ПН у крыс пубертатного возраста на порядок меньше, чем у взрослых крыс. У крыс, вступивших в период старческой инволюции, ПН начинает вновь уменьшаться. Амплитуда и величина ПН, приходящаяся на единицу нагрузки, у крыс, находившихся в условиях жесткой 28-суточной гипокинезии, были на 20-25% меньше, чем у контрольных животных. Эти различия были наиболее отчетливо выражены при загрузках, достигавших 30% и 50% от массы тела крысы. Снижение эффективности биоэлектрической регуляции физиологической перестройки костной ткани может быть одной из причин низкой эффективности физических нагрузок при развитии возрастной остеопении и замедленного восстановления костной ткани в периоде последействия гипокинезии. Результаты мультичастотного импедансометрического тестирования показали, что пассивные электрические свойства компактной кости половозрелой крысы в условиях стереотипной функциональной нагрузки имели выраженную зависимость от частоты тестирующего тока. Максимальные значения реактивного сопротивления, а следовательно, и степени поляризации костной ткани, регистрировались на частоте 10000 Гц. Анализ результатов исследований показал наличие достоверной прямой корреляционной связи электрической емкости с содержанием воды (r=+0,858) и органических веществ (r=+0,485), а также импеданса, активного и реактивного сопротивления с содержанием минеральных веществ (r=+0,766; r=+0,765; r=+0,893). Установлено, что пассивные электрические свойства бедренной кости крыс в различные периоды постнатального развития определяются особенностями возрастной динамики ее состава и структуры.
Наиболее существенные изменения пассивных электрических свойств кости крыс происходят в периоды пубертации (1-3 мес) и инволюции (старше 18 мес), т.е. в периоды наиболее выраженных изменений массы, линейных размеров, степени минерализации и гидратации кости. Жесткая 28- и 45-суточная гипокинезия приводила к уменьшению массы, минеральной плотности и увеличению степени гидратации кости. Развернутая картина гипокинетической остеопении характеризовалась уменьшением импеданса, активного и реактивного сопротивления и значительным увеличением емкости кости. Установлено, что критическим этапом в изменении пассивных электрических свойств кости при низкой функциональной нагрузке является повышение гидратации костной ткани, что приводит к значительному увеличению ее электропроводности. Наличие тесной обратной корреляционной связи между содержанием воды и минералов в костной ткани (r=-0,890) позволяет использовать показатель гидратации в качестве дополнительного критерия степени ее деминерализации. Жесткая 28-суточная гипокинезия уменьшала напряжение кислорода в ненагруженных мышцах и снижала скорость потребления кислорода костной тканью. Использование прерывистой нормобарической гипоксии на протяжении периода ограничения подвижности уменьшало выраженность нарушений кислородного метаболизма, что приводило к активации анаболических процессов и увеличению содержания в костном матриксе органических веществ. Прерывистая нормобарическая гипоксия уменьшала проявления остеопении и нарушений пассивных электрических свойств кости в условиях жесткой гипокинезии. Максимальный остеопротекторный эффект наблюдается при использовании прерывистой нормобарической гипоксии на этапе преадаптации и периода ограничения подвижности.
Ключевые слова: кость, гипокинезия, потенциал нагрузки, пассивные электрические свойства.
ANNOTATION
Levashov O.M. Effects of hypokinesia on bone bioelectrical properties. - Manuscript. Dissertation on the candidate of medical sciences degree competition on the specialty 14.03.04 - pathological physiology. - O.O. Bogomoletz Institute of Physiology of the National Academy of Science of Ukraine, Kyiv, 2008. The dissertation is devoted to studying of the bone bioelectric properties at the different loading and dosed hypokinesia. The methods of stress generated potential (SGP) taking from the fresh femur bone surface and bone multi-frequency bioelectrical impedance measurements were used in 233 mail Vistar rats. It was set that hard limitation of mobility during 28- and 45-day's for certain diminished of the SGP amplitude especially in the range of physiology level loadings. It was exposed, that hard hypokinesia decreased bone mass and mineral content in bone tissue. The mean of bone hydratation increased. Hypokinetic osteopenia is accompanied with the diminishing of impedance, active and reactive resistances value and considerable increase of bone electrical capacity. The oxygen tension in unloaded muscles and bone oxygen consumption diminished too. The intermittent normobaric hypoxia (INH) prevented of the oxygen metabolism disturbances and activated the anabolic processes in bone tissue. The bone passive electrical properties were improved too. The maximal osteoprotection effect was got in experiments when INH was used for 14 days of preadaptation period and for all period of hypokinesia. The results of this study may be used for development of new noninvasive diagnostic and correction methods of the bone system pathology.
Keywords: bone, hypokinesia, stress generated potential, passive electric properties.
8-09-2015, 23:24