Татьяна Анатольевна Ступина — доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник
Курган
Tatyana A. Stupina — Doctor of Biological Sciences, Leading Researcher
Ольга Владимировна Дюрягина — кандидат ветеринарных наук, заведующая лабораторией
Курган
Olga V. Diuriagina — Candidate of Veterinary Sciences, Head of Laboratory
Kurgan
Анатолий Анатольевич Коробейников — кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник
Курган
Anatoly A. Korobeinikov — Candidate of Medical Sciences, Senior Researcher
Kurgan
Введение. Травмы зоны роста встречаются довольно часто и составляют 15–30 % всех повреждений костей скелета у детей. Осложнения возникают у 2–14 % пациентов. Для разработки новых методик лечения пациентов с повреждениями зоны роста необходима адекватная экспериментальная модель на животных.
Цель работы — выявить закономерности изменения гистоморфометрических характеристик метаэпифизарного хряща дистального отдела бедренной кости ягнят в период интенсивного роста.
Материалы и методы. Исследован метаэпифизарный хрящ дистального отдела бедренной кости 12 ягнят (возраст — 3,5 и 5,5 мес., 5 самцов и 7 самок), участвующих ранее в эксперименте о влиянии спиц для остеосинтеза на структурную реорганизацию метаэпифизарного хряща. Проведены гистологические, иммуногистохимические, гистоморфометрические исследования.
Результаты. Определено зональное строение метаэпифизарной пластинки, увеличение доли ШИК‑позитивных структур в наружном слое пограничной зоны и в зоне обызвествленного хряща. При окраске по Массону в метаэпифизарном хряще животных возраста 5,5 мес. зарегистрированы фуксинофильные участки матрикса пограничной зоны, а также увеличение доли фуксинофильных участков зоны обызвествленного хряща по сравнению с животными возраста 3,5 мес., что свидетельствовало об усилении минерализации. Экспрессия CD34 в 3,5 мес. выявлена в наружном слое пограничной зоны, в 5,5 мес. глубина сосудистой инвазии увеличивалась, но не достигала зоны пролиферирующего хряща. Снижение толщины метаэпифизарного хряща в 5,5 мес. в среднем на 18,2 % обусловлено снижением толщины пограничной зоны в 1,9 раз, при этом толщина зоны пролиферирующего хряща увеличена в 1,2 раза.
Обсуждение. Наблюдаемые изменения основного вещества метаэпифизарного хряща указывали, что у ягнят к возрасту 5,5 мес. более интенсивно протекают процессы кальцификации матрикса. Глубина проникновения сосудов со стороны диафиза более выражена, чем со стороны эпифиза. Переломы в области зоны роста в период интенсивного роста могут быть обусловлены преобладанием доли пограничной зоны и зоны пролиферирующего хряща.
Заключение. Гистоморфометрические изменения метаэпифизарной пластинки дистального отдела бедренной кости ягнят в период интенсивного роста характеризовались снижением ее толщины за счет выраженного уменьшения размеров резервной зоны, при этом толщина пролиферирующего хряща статистически значимо увеличивалась. Глубина сосудистой инвазии в пограничной зоне увеличивалась, но не достигала зоны пролиферирующего хряща, изменения тинкториальных характеристик основного вещества свидетельствовали об активации процессов кальцификации матрикса со стороны субхондральной кости эпифиза и энходрального окостенения со стороны диафиза.
Introduction Growth zone injuries are quite common and account for 15–30 % of all skeletal bone injuries in children. Complications occur in 2–14 % of patients. An adequate experimental animal model is needed to develop new methods for treating growth zone injuries. The purpose of the work is to identify patterns in the dynamics of histomorphometric characteristics of the metaepiphyseal cartilage of the distal femur of lambs during the period of their intensive growth.
Materials and methods The metaepiphyseal cartilage of the distal femur of 12 lambs (aged 3.5 and 5.5 months, 5 males and 7 females) previously participating in an experiment on the effect of osteosynthesis pins on the structural reorganization of the metaepiphyseal cartilage was studied. Histological, immunohistochemical, and histomorphometric studies were performed.
Results The zonal structure of the metaepiphyseal plate along with an increased proportion of PAS-positive structures in the outer layer of the border zone and in the calcified cartilage zone were determined. Masson staining revealed fuchsinophilic areas of the border zone matrix in the metaepiphyseal cartilage of animals aged 5.5 months, as well as an increase in the proportion of fuchsinophilic areas of the calcified cartilage zone compared to animals aged 3.5 months, which indicated increased mineralization. CD34 expression at 3.5 months was detected in the outer layer of the border zone, at 5.5 months the depth of vascular invasion increased, but did not reach the proliferating cartilage zone. A decrease in the thickness of the metaepiphyseal cartilage at the age of 5.5 months by an average of 18.2 % is due to a decrease in the thickness of the border zone by 1.9 times, while the thickness of the proliferating cartilage zone increased by 1.2 times.
Discussion The changes observed in the main substance of the metaepiphyseal cartilage indicated that the processes of matrix calcification are more intense in lambs by the age of 5.5 months. The depth of vascular penetration from the diaphysis is more pronounced than from the epiphysis. Fractures in the growth zone during the period of intensive growth can be caused by the predominance of the border zone and by the proliferating cartilage zone.
Conclusion Histomorphometric changes in the metaepiphyseal plate of the distal femur of lambs during the period of their intensive growth were characterized by a decrease in its thickness due to a marked decrease in the thickness of the reserve zone, while the thickness of the proliferating cartilage statistically significantly increased. The depth of vascular invasion in the border zone increased, but did not reach the proliferating cartilage zone, changes in the tinctorial characteristics of the ground substance indicated the activation of matrix calcification processes from the subchondral bone of the epiphysis and endomorphic ossification from the diaphysis.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.