Морфологічні зміни посмугованих м'язів за умов техногенних мікроелементозів у віковому аспекті (анатомо-експериментальне дослідження)

Abstract

Дисертація присвячена вивченню змін хімічного складу та морфологічної перебудови посмугованих м’язів на усіх рівнях їх організації за умов тривалої дії на організм білих щурів трьох вікових груп різних комбінацій солей важких металів, а також корекції цих процесів препаратом Мексикор®. З’ясовано, що найбільші зміни в будові скелетних м’язів тварин усіх вікових груп відбуваються на фоні впливу солей хрому, цинку та свинцю впродовж експерименту і переважають у піддослідних щурів старечого віку. Морфометрично встановлено зменшення маси тварин, абсолютної маси посмугованого м’яза, зростання абсолютного об’єму м’яза, діаметра м’язового волокна, ширини ендомізію, зменшення артеріоло-венулярного коефіцієнта, зростання об’єму ядра симпласта та об’єму мітохондрії. Виявлено в посмугованих м’язах стрімке накопиченням іонів тих металів, солі яких надходили до організму тварин у підвищеній кількості. Доведено, що препарат Мексикор® сприяє запобіганню розвитку атрофічних, склеротичних та набрякових процесів у скелетних м’язах щурів усіх вікових груп на фоні негативного впливу на організм комбінації солей важких металів.

Диссертация посвящена изучению особенностей морфологической перестройки поперечно-полосатых мышц на различных уровнях организации и изменений их химического состава в условиях действия различных комбинаций солей тяжелых металлов у животных разных возрастных групп, а также исследованию возможности коррекции структурных изменений препаратом Мексикор®. Установлено, что наибольшие изменения строения скелетных мышц животных всех возрастных групп происходят на фоне воздействия комбинации солей хрома, цинка и свинца и преобладают у крыс старческого возраста. Морфометрически установлено снижение массы животных, абсолютной массы скелетной мышцы, увеличение абсолютного объема мышцы, диаметра мышечного волокна, ширины эндомизия, уменьшение артериоло-венулярного коэффициента, увеличение объема ядра симпласта и объема митохондрии. Обнаружено в полосатых мышцах стремительное накоплением ионов тех металлов, соли которых поступали в организм животных в повышенном количестве. Доказано, что препарат Мексикор® способствует предотвращению развития атрофических, склеротических и отечных процессов в скелетных мышцах крыс всех возрастных групп на фоне негативного влияния на организм комбинации солей тяжелых металлов.

Dissertation is devoted to studying the morphological restructuring features of striated muscles on different organization levels and changes of their chemical composition, examination of structural changes correction in skeletal muscle by drug Mexicor®. The experiment was performed on 270 white male Wistar rats (age 4–22 months, weight 165–304 g). Animals were divided into five groups. During the 1st, 2nd and 3rd months rats of the first group drank water with mixture № 1 (ZnSO4 50 mg/l, CuSО4 20 mg/l, FeSO4 20 mg/l), rats of the second group – with mixture № 2 (MnSO4 × 5H2O 5 mg/l, Pb(NO3)2 3 mg/l, CuSO4 20 mg/l), rats of the third group – mixture № 3 (ZnSO4 50 mg/l, K2Cr2O7 10 mg/l, Pb(NO3)2 3 mg/l). The fourth experimental group included animals, which received mixture № 3 with water and also they received synthetic drug Mexicor® parenterally (water solution) in a dose of 38 mg/kg. The rest rats formed the control group. Animals of the control group during the examination used an ordinary qualitative drinking water. Rats were deduced from experiment by 6 creatures from each group every 30 days by euthanasia under thiopental anesthesia. The lateral head of triceps were examined. Experiment was carried out in accordance with the European convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposes (Strasburg, 1986); Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the Council of the Protection of Animals on September 22, 2010 used for scientific purposes; and The General Ethical Principles for Experiments on Animals, which were accepted by the First Bioethics National Congress. During the examination of structural features of striated muscles and their chemical composition we used organometry – to study the growth and structural characteristics of skeletal muscles; histomorphometry – to study the structure and morphometric parameters of skeletal muscle at light optical level; cytometry – to study the structure and morphology of myocytes at ultramicroscopic level; trace element analysis – to quantify performance of the chemical composition of skeletal muscles; mathematical analysis – for the calculation of areas, volumes of anatomical structures, and also necessary coefficients; statistical methods – to determine the authenticity findings differences and to identify the fact and impact of controllable factors on resulting symptoms. It was established that chronic effect of different combinations of copper salts manganese, chromium, lead, iron and zinc on striated muscles in subacute experiment leads to progressive morphological alterations in the rats of different groups. The degree of these structural changes is increasing with the age of animals and duration of exopollutants influence on the body. The most significant structural reorganization of skeletal muscles occurs due to age changes in experimental rats of regressive age, wich drank water with salts of zinc, chromium and lead. Results of the morphometry revealed decreasing of the animals weight (at 5,13%; p = 0,032), the absolute weight of muscle (at 4,43%; p = 0,0002), increasing of the absolute volume of muscle (at 30 97%; p = 0,0001), the diameter of muscle fiber (at 12,40%; p = 0,0001) and the width of endomysium (at 21,99%; p = 0,001), decreasing of arterio-venous coefficient (at 19,97%; p = 0,0004), increasing of the volume of symplast core (by 22,02%; p = 0,0001) and volume of mitochondria (at 22,86%; p = 0,0001). Also we observed the massive development of connective tissue layers and accumulation of connective tissue in the walls of small blood vessels. At the same time we saw the signs of swelling, deformation and structural disorganization of the contractile apparatus as well as other functional apparati of the muscle fibers. The results of chemical-analytical examination of skeletal muscles of the rats of different age groups showed a rapid accumulation of those metal ions, the salts of which got into the body of animals in high quantities. Lead and chromium were characterized by the highest organotropism. Their content in skeletal muscles of experimental rats at the end of the study was the largest (increasing of concentration at 103,64% (p = 0,0001) and at 85,48% (p = 0,0001) respectively). It also should be noted that structural changes of striated muscles in animals, who received salts of lead and chromium were maximal. It was proved that the use of drug Mexicor® may be related to inhibition of the development of atrophic, sclerotic and edematous processes in the skeletal muscle of rats of all age groups. The negative impact of heavy metals was almost absent in young and mature animals. In addition, the aforementioned pharmacological agent doesn`t influence on the character and intensity of metal accumulation in skeletal muscle of rats.