Возрастные изменения и половые различия биохимического состава костной ткани человека

Накоскин, Александр Николаевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Возрастные изменения и половые различия биохимического состава костной ткани человека
ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Возрастные изменения и половые различия биохимического состава костной ткани человека"

На правах р)коит и

НАКОСКИН Александр Николаевич

ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ И ПОЛОВЫЕ РАЗ ЛИЧИЯ БИОХИМИЧЕС KOI О СОС ТАВА КОСТНОЙ ТКАНИ ЧЕЛОВЕКА

03.00.04 - биологическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Тюмень - 2004

Работа выполнена в Государственном учреждении науки Российском научном центре «Восстановительная травматология и ортопедия» имени академика Г.А Илизарова

Научные руководители: доктор биологических наук

Светлана Николаевна Лунева доктор медицинских наук, Александр Николаевич Дьячков

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор

Петр Низамиевич Шараев доктор биологических наук, профессор Ирина Викторовна Ральченко Ведущая организация: Челябинская государственная

медицинская академия, г. Челябинск

Защита диссертации состоится « л у »_декабря___20С4 года

иг заседании диссертационного совета ДМ 212.274.07 при Тюменском Государственном Университете (625043, г. Тюмень, ул. ГТирогова, 3)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменского I осударственного Университета (625003, г. Тюмень, ул. Семакова, 10)

Автореферат разослан «__»__2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор биологических наук,

профессор____уУ'У _ Е..А. Чирятьев

Общая характеристика работы

В настоящее время в экономически развитых странах Европы и Америки, а в последние годы и России, наблюдается выраженное старение населения (A.C. Аврунин, 1999). Эти демографические сдвиги представляют собой социально обусловленный процесс. Старение населения планеты делает актуальными ряд проблем социально-экономического и медико-санитарного характера. Сегодня исследователи уже говорят не о простом увеличении количества лет прожитой жизни человека, а о продлении его творческого долголетия (О. М. Лесняк, 2003).

Старение костной ткани проявляется, прежде всего, интенсификацией и рассогласованием процессов костеобразования и резорбции, в результате чего развивается разрежение костной ткани — остеопороз (Л.Б. Лазебник, 1999). Сенильный (возрастной) остеопороз определяется у подавляющего большинства людей старше 45—50 лет и является почти универсальным признаком старения организма человека. По данным ВОЗ, остеопоротические изменения выявляются у 15—50 % всего населения России старше 55 лет, при этом у 30% рарефикация кости настолько выражена, что может привести к переломам (Б.Л. Риггз, 2000; Л.Я. Рожинская, 2000; Н.В. Корнилов, 1998).

Несмотря на огромное количество исследований по данной проблеме, невыясненными остаются вопросы об изменениях в химическом составе межклеточного матрикса кости, возникающих с возрастом, и схожести этих изменений с дегенеративными при различной патологии. С каждым годом увеличивается число остеопоротических переломов, лечение их весьма трудоемко и долговременно. Доля переломов у трудоспособного населения также увеличивается (Е.Е. Михайлов, 2003; Л.В. Меньшикова, 2002). Однако недостаточное знание механизмов этого заболевания не позволяет эффективно бороться с ним. Многие исследователи находят в основе патогенеза остеопороза потерю минеральной фазы кости (Л.Я. Рожинская, 1998), некоторые обнаруживают потерю костной ткани в целом (A.A. Свешников 2002; Л.В. Меньшикова и др, 2003), и практически полностью отсутствуют данные о состоянии биополимеров органического матрикса костной ткани.

С развитием техники и урбанизацией населения России и других стран в последние десятилетия участились случаи массовых катастроф, ведущих к появлению тел их

БИБЛИОТЕКА С. Петербург inuit

жертв. В связи с этим в бюро судебной медицинской экспертизы (СМЭ) все чаще возникает вопрос об определении пола и возраста трупа по его останкам (В. В. Щербаков, 2000). На сегодняшний день нет общепринятой системы оценки возраста человека по остеологическим данным, за исключением методов с применением атомно-абсорбционной спектрометрии, которые недоступны подавляющему большинству бюро СМЭ.

Отсутствие достоверных данных о составе и строении костной ткани людей различного возраста определили направление предпринятых нами исследований. Их необходимость связана также с тем, что остаются неизученными различия в составе костной ткани мужчин и женщин. Кроме того, изучение минерального состава, характеристики состояния биополимеров и ферментных систем костной ткани человека позволят более точно определять возраст индивидуума в судебно-криминалистичеких целях.

Цель исследования. На основе биохимических показателей охарактеризовать возрастные изменения и половые отличия химического состава компактной и губчатой костной ткани человека.

Задачи исследования:

1. Охарактеризовать возрастные изменения химического состава компактного и губчатого вещества бедренной кости человека.

2. Изучить возрастное изменение количества минеральных веществ и отношения органической компоненты к неорганической в бедренной кости человека.

3. Оценить различия в составе компактной и губчатой костной ткани бедренной кости мужчин и женщин в возрастные периоды 2135, 36-60, 61-74 и более 74 лет.

4. Исследовать различие содержания уроновых кислот, сиаловых кислот, гексозаминов, нуклеиновых кислот, коллагена, кальция, фосфатов, магния в компактной костной ткани (КК) бедренной кости и губчатой кости (ГК) головки бедра человека биохимическими методами.

5. Исследовать ферментативную активность белков, выделенных из компактной костной ткани человека в различные возрастные периоды.

Положения, выносимые на защиту.

1 Биохимический состав и строение костной ткани человека зависят от пола и возраста. С возрастом наиболее изменяются содержание анионов (8042~, Р043") минеральной фазы костной ткани. Наибольшие половые различия наблюдаются во втором зрелом

возрасте в составе и строении губчатой костной ткани, выражающиеся в достоверном изменении содержания уроновых кислот, увеличении сульфатов и превышающем, более чем в 5 раз содержании ДНК у женщин.

2 Активность биосинтетических процессов, протекающих в губчатой костной ткани человека, выше, чем в компактной кости, что выражается в большем содержании в губчатой кости количества нуклеиновых кислот и невысоком содержании коллагена.

Научная новизна исследования. Впервые комплексно изучены изменения содержания ионов Са2+, Р043, М£2+, 8042", коллагена, нуклеиновых, сиаловых, уроновых кислот, гексозаминов, компактной и губчатой костной ткани человека в возрастном аспекте. Впервые в возрастном аспекте изучены активность щелочной и кислой фосфатаз в нормальной компактной костной ткани человека. Впервые показано различие в биохимических процессах, протекающих в компактной и губчатой ткани человека, отражающееся на биохимическом составе кости. Впервые изучены различия в обменных процессах протекающих в костной ткани у мужчин и женщин в зрелом, пожилом и старческом возрасте.

Практическое значение. В комплексе оценены изменения в химическом составе костной ткани человека в течение жизни, что позволит внести ясность в исследование патогенеза сенильного остеопороза. По результатам работы в лабораторию биохимии Центра внедрены методы исследования, характеризующие состояние биополимеров костной ткани и методы получения биологически активных веществ. Показано, что результаты работы могут быть использованы при определении паспортного возраста в условиях бюро СМЭ.

Внедрение результатов исследования. По теме диссертации оформлено два изобретения: «Способ выделения гликозаминогликанов из минерализованной соединительной ткани и косметическое средство по уходу за кожей на основе выделенных гликозаминогликанов» (приоритетная справка на изобретение № 2003131580 033777 от 27.10.2003) и «Способ выделения коллагена из минерализованной соединительной ткани и косметическое средство на его основе» (приоритетная справка на изобретение № 2003134131 036658 от 24.11.2003).

Материалы диссертации включены в планы выполнения курсовых и дипломных работ студентов Курганского государственного университета.

Апробация и публикация работы. Материалы работы доложены на Первом Всероссийском симпозиуме «Возрастные изменения минеральной плотности костей скелета и проблем профилактики переломов», Курган, 2002; работа стала лауреатом республиканской итоговой научно-практической конференции молодых ученых и студентов республики Башкортостан с международным участием «Вопросы теоретической и практической медицины», Уфа, 2004; IX Российском конгрессе «Человек и его здоровье», Санкт-Петербург, Россия. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ в республиканских и областных изданиях.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, представлений о структуре и химическом составе соединительной ткани, материалов и методов исследования, результатов исследований, заключения, выводов, списка литературы, включающего 191 работу (из них 113 отечественных, 78 зарубежных); изложена на 111 страницах машинописного текста, иллюстрирована 14 рисунками и 12 таблицами. Диссертационная работа выполнена по плану НИР РНЦ «ВТО» им. академика Г.А. Илизарова № 0,34/1-15 (номер гос. регистрации 01. 2. 00 109073).

Содержание работы

Материалы и методы исследования. Исследования были выполнены на 50 трупах людей в возрасте от 17 до 84 лет, умерших от травм, и не имевших костной патологии. Объектом исследования послужили 50 образцов компактной и 50 образцов губчатой костной ткани, выделенных из верхней трети диафиза бедренной кости и головки бедра трупов. Материал для исследования извлекался в соответствии с приказом Минздрава № 694 от 21 июля 1978 г. п. 2.24 «Инструкция о производстве судебно-медицинской экспертизы в СССР». Полученные образцы костной ткани после выделения запаивались в пластиковый контейнер, подвергались заморозке при -70°С и хранились не более одной недели до препарирования. Для распределения материала по возрастным группам была использована схема, рекомендованная симпозиумом по возрастной периодизации в институте возрастной физиологии АМН СССР в 1969 году (Л.К. Семенова, 1986). Были исследованы образцы компактной и губчатой костной ткани 35 мужчин и 15 женщин нами были использованы статистические критерии для небольших выборок, таких как критерий Крускала - Уоллиса, Дана.

Препарированную ткань помещали во взвешенные заранее

пенициллиновые флаконы, закрывали крышками и взвешивали на электронных весах Balance 6110 (Tecator, UK), После этого навески сырой компактной и губчатой костной ткани замораживали при -70°С и высушивали на лиофильной сушке НЕТО Liolab 3000 (Heto, Германия) в течение суток. Высушенные пробы костной ткани обезжиривали смесью этанол : эфир (1 : 1) в объеме 4 мл смеси на одну пробу. После интенсивного встряхивания жирорастворитель сливали, а костную ткань высушивали в сушильном шкафу в течение суток при температуре 110°С. Полученные таким образом пробы костной ткани хранились в холодильнике в закрытых флаконах на протяжении исследования.

Для определения количества минеральных веществ в костной ткани применяли влажное озоление колбах Кьельдаля, изготовленных из стекла «Pirex», смесью уксусного ангидрида и хлорной кислоты 1:1. Колбу со смесью нагревали на песчаной бане до полного обесцвечивания содержимого. Полученные озоляты нейтрализовали раствором NaOH до pH 6 - 7 по универсальной индикаторной бумаге. Определение ионов Са2+ выполняли на анализаторе «Corning 940» (Cornmg, UK), используя реактивы той же фирмы. Исследование количества фосфат-ионов проводили фотометрическим методом с молибдатом аммония в присутствии малахитового зеленого (Г. А. Грибанов, Г. А. Базанов, 1976). Сульфатную серу определяли турбидиметрическим методом с хлористым барием в присутствии полиэтиленгликоля со степенью полимеризации п=20000 с использованием спектрофотометра Ultrospec II (США) (К.С. Десятниченко, 1978). Количество ионов Mg2+ в озолятах костной ткани определяли с помощью наборов «Vital diagnostics SPb» на приборе «Stat Fax-1904 Plus®» (США). Количество неорганических веществ выражали в граммах, рассчитанных на 100 граммов сухой обезжиренной костной ткани.

С целью исследования органических компонентов костной ткани нам проведено определение низкомолекулярных мономеров гликозаминогликанов и коллагена, а также общего содержания ДНК и РНК (С. Е. Северин, Г.А. Соловьева, 1989). Количество гексоз определяли орциновым методом (С. Holt, 1954). Гексозамины определяли после сухожарового солянокислого гидролиза цельной костной ткани в запаянных ампулах с реактивом Эрлиха. Определение уроновых кислот проводили карбазоловой реакцией (F. Bitter, Н.М. Muir, 1962). Сиаловые кислоты определяли тиобарбитуровым методом (Шараев, 1990).Содержание углеводных мономеров выражали в ммоль/100 г

сухой обезжиренной костной ткани. Количество коллагена, содержащегося в костной ткани, выявляли по содержанию аминокислоты гидроксипролин, по методу П.Н. Шараева в модификации A.J1. Зайдес. Определение общего содержания ДНК и РНК в костной ткани проводили последовательной экстракцией хлорной кислотой после щелочного гидролиза сухой ткани. Расчет количества нуклеиновых кислот вели по неорганическому фосфату, содержащемуся в них, и выражали в мг/100 г сухой обезжиренной ткани.

Разделение костной ткани проводили по схеме, приведенной на рис.1, предложенной К.С Десятниченко. На первой стадии проводилось измельчение компактного костного вещества на мельнице с ручным приводом до частиц 180-360 мкм. Навеску порошка величиной 2 г помещали в виалу и добавляли 15 мл 0,5 М НС1 для деминерализации. Виалу закрывали и помещали на магнитную мешалку в холодильник. Через некоторое время отмечалось повышение рН раствора, и его восстанавливали по универсальной индикаторной бумаге концентрированной соляной кислотой. Деминерализацию костной ткани вели до стабилизации рН, после чего суспензию центрифугировали на центрифуге ЦД-1 при 3000 об/мин (радиус ротора г=14 см) в течение 30 мин. Супернатант удаляли декантацией и диализовали против дистиллированной воды, используя диализную пленку фирмы CelluSep, не задерживающую белки весом менее 3500 Да. Содержимое диализного мешка высушивали на лиофильной сушке Heto Liolab 3000 (Heto, Германия). Таким образом, получали 1-ю фракцию. Из деминерализованного костного матрикса (осадка) экстрагировалась вторая фракция, добавлением 3 М хлористого магния. Экстрагирование проводили на магнитной мешалке при комнатной температуре в течение суток, после чего также центрифугировали 3000 об/мин (радиус ротора г=14 см), диализовали и высушивали надосадочный раствор в условиях, описанных выше. Далее к костному матриксу добавляли 0,1 М соляной кислоты и подвергали пепсиновому протеолизу. К солянокислой суспензии добавляли пепсин (Пищепром, Россия) на кончике скальпеля, виалу закрывали и помещали на магнитную мешалку в термостат при 37°С, выдерживали в течение суток. После этого суспензия приобретала коллоидные свойства и практически не содержала нерастворенных частичек матрикса. Нерастворившийся остаток отделяли центрифугированием 1500 об/мин (радиус ротора г=14 см) и отбрасывали. Супернатант в дальнейшем подвергали сульфатов. В губчатой наблюдается схожая тенденция изменения ионов S042". У женщин в период до 74 лет количество неорганической серы изменяется мало, однако и в компактной, и в губчатой кости в период после 74 лет выявлено достоверное снижение сульфатов практически втрое. Сравнение содержания сульфатов в костной ткани мужчин и

Рис. 1. Разделение белков костной ткани.

- процедура;

- результирующие фракции.

последовательному высаливанию насыщенным раствором сульфата аммония. Первую фракцию белков костной ткани осаждали при насыщении 25%, раствор выдерживали не менее часа при комнатной температуре, после чего осадок отделяли центрифугированием при 3000 об/мин (радиус ротора г=14 см) в течение 30 мин. К полученному надосадочному раствору добавляли раствор сульфата аммония до насыщения 50%. Осадок отделяли в условиях, описанных выше. Точно так же получали фракцию при 75% насыщении. Таким образом, после высаливания получали четыре фракции костных белков: 1 СА, высаливаемая при 25% насыщении сульфатом аммония, 2 СА и 3 СА при 50% и 75% насыщении соответственно, четвертая фракция - супернатант, оставшийся после высаливания - и содержащий белки и гликозаминогликаны, не осаждающиеся при 75% насыщении сульфатом аммония.

Все полученные фракции костных белков растворяли в дистиллированной воде, подвергали диализу против воды, а затем лиофильно высушивали. В результате разделения получили шесть фракций компонентов костной ткани. В полученных фракциях определяли количество уроновых кислот, гексозаминов, коллагена по описанным выше методикам и общее количество белка методом Лоури (74), а так же исследовали их ферментативную активность. Для исследования энергетической функции изучали активность лактатдегидрогеназы (К.Ф. 1.1.1.27) Для исследования антиоксидантной защиты костной ткани исследовалась каталазная активность (К.Ф. 1.11.1.6) выделенных фракций по методу P. Hubl. Протеолитическую активность выделенных фракций определяли по количеству выделившихся ароматических аминокислот по Mirski в модификации Jorgensen. Активность щелочной и кислой фосфатаз определяли с помощью наборов «Vital diagnostics SPb» на приборе «Stat Fax-1904 Plus®» (США).

Результаты исследований обработаны методом вариационной статистики, применяемым для малых выборок с принятием вероятности (Р), равной 0,05. Нормальность выборок полученных результатов оценивали по критерию Титьена-Мура, которые в дальнейшем обрабатывали методами непараметрической статистики. Для сравнения нескольких возрастных групп использовали критерий Крускала-Уоллиса. В дальнейшем для выявления возрастных различий внутри исследуемой совокупности вычисляли критерий Дана. Достоверность различий между несвязанными выборками определяли W-критерием Вилкоксона для независимых выборок. Результаты исследования представляли

медианами, 25 и 75 процентилями. Для исследования корреляционных связей применяли непараметрический критерий Спирмена. При статистической обработке результатов исследования был использован интеграторный модуль Atte Stat 1.0 для программы Microsoft Excel, разработанный в лаборатории информационно-вычислительного центра РНЦ «ВТО» им. академика Г.А. Илизарова И.П. Гайдышевым.

Результаты исследования и их обсуждение. Исследование содержания коллагена и нуклеиновых кислот. По полученным нами данным содержание коллагена в компактной костной ткани мужчин уменьшается от 22 до 74 лет, а в дальнейшем возвращается до первоначальных значений и составляет 30±3 г/100 г сухой обезжиренной ткани (Табл.-].). Кроме этого, нами выявлено, что в возрасте от 22 до 74 лет содержание коллагена в компактной костной ткани достоверно выше, чем в губчатой, как у мужчин, так и у женщин. После 74 лет достоверных отличий не обнаружено. У женщин динамика содержания коллагена несколько отличается от мужчин.

Таблица 1

Содержание коллагена в костной ткани практически здоровых

лиц, г/100 г сухой обезжиренной ткани

Мужчины Женщины

Компактная кость Губчатая кость Компактная кость Губчатая кость

1 гр. M-22-35; Ж-21-35 лег 24,2<26,7<27,93'4* 19,1<21,7<23,9 24,0<27,1 <27,9 23,2<23,5<23,9

2 гр. M - 36-60; Ж-36-55 лет 21,9<23,2<26,63'4* 18,6<20,5<23,0 22,1<23,3<24,1 19,2<19,3<22,2

3 гр. M-61-74; Ж-56-74 21,0<22,3<23,912'4* 18Д<18,8<21,2 23,1<25,1<26,0 20,0<20,1<20,2

4гр. МиЖ более 74 лет 27,1<30,0<33,2из 19,4<23,9<25,8 23,8<27,0<27,6 21,1<22,3<23,5

Примечание: здесь и далее в таблице приведены значения медиан для выборок и 25-й и 75-й процентили; цифрой в верхнем регистре показана группа от которой выявлены отличия с уровнем значимости Р<0,05; * - отмечены данные, отличающиеся от губчатой кости, соответствующие полу и данной возрастной группе с уровнем значимости Р<0,05.

Так у женщин происходит снижение количества коллагена в возрасте 2255 лет, а затем возрастание до конца исследуемого возрастного периода, от 23,3 до 27,0 г/100 г в компактной и от 19,3 до 22,3 г/100 г в

губчатой костной ткани.

Таким образом, содержание коллагена в компактной костной ткани практически здорового человека составляет 25,5±5,0 г/100 г, в губчатой ткани - 21,2±3,0 г/100 г сухой обезжиренной ткани.

В отличие от наших данных Л.И. Слуцким и Г.О. Пфафордом показано, что содержание коллагена практически не зависит от возраста, количество этого белка в компактной кости ниже, чем в губчатой, и составляет 15,2±0,2 и 19,6±4,6 г/100 г соответственно (Л.И. Слуцкий, Г.О. Пфафорд, 1980).

Для исследования пролиферативной и экспрессивной функций клеток костной ткани определяли количество ДНК и РНК. По полученным данным у мужчин в компактной костной ткани в молодом возрасте количество ДНК достоверно выше, чем в последующие годы, в остальных группах колебания находятся в пределах ошибки (Табл. 2). Такие же изменения количества ДНК происходят и в губчатой кости, однако в последней обнаружено достоверно большее количество ДНК в возрасте 61-74 года по сравнению со вторым зрелым возрастом и старческим. Отмечается, что в спонгиозной кости содержание ДНК достоверно выше в первых трех возрастных группах, однако в возрасте старше 74 лет эти различия сглаживаются.

Таблица 2

Содержание ДНК в костной ткани практически здоровых лиц, мг/100 г сухой обезжиренной ткани _

Мужчины Женщины

Компактная кость Губчатая кость Компактная кость Губчатая кость

1 гр. М - 22-35; Ж-21-35 лет 58<59<68 2* 67<73<1392 52<61<632 76<88<255

2 гр. М-36-60; Ж-36-55 лет 31 <40<49*" 47<51<6113 140<205<304 54<59<624

Зф. М-61-74; Ж-56-74 41<49<58* 58<95<1122 58<71<752'4* 106<110<269

4 гр. М и Ж более 74 лет 36<37<38 37<39<40 39<44<48 3'2* 263<451<483

Примечание: - обозначены значения показателя мужской группы отличающиеся с уровнем значимости Р<0,05 от женской, соответствующего возраста. Обозначения как в табл. 1.

В компактной костной ткани женщин наблюдается достоверное увеличение содержания ДНК во втором зрелом возрасте практически в 2,5 раза. В отличие от мужчин, в первом зрелом возрасте у женщин не

выявлено достоверных отличий содержания ДНК в компактной и губчатой костной ткани. Во втором зрелом, пожилом и старческом возрасте выявлено статистически значимое отличие содержания ДНК. В связи с представленными данными нельзя не отметить тот факт, что количество ДНК имеет широкую вариабельность значений, но не имеет статистически значимых отличий. Скорее всего это связано с невысокой выборкой женской группы, и с тем, что ДНК способна сохраняться в достаточном количестве даже в необменивающейся активно костной ткани.

Результаты исследования РНК свидетельствуют о том, что в губчатой кости мужчин и женщин происходит достоверное снижение ее содержания во втором зрелом возрасте по сравнению с первым зрелым возрастом (Табл.3). В остальных группах достоверных различий нами не выявлено, однако наблюдается тенденция к возрастному снижению содержания РНК у мужчин и увеличению - у женщин. В компактной кости на протяжении всего исследуемого возрастного периода достоверных различий в содержании РНК не выявлено. По полученным нами данным содержание РНК в губчатой кости достоверно выше, чем в компактной кости исследуемых групп мужчин и женщин. В среднем количество РНК в компактной кости составляет 0,0280,112 г/100 г сухой обезжиренной ткани.

Таблица 3

Содержание РНК в костной ткани практически здоровых лиц, мг/100 г сухой обезжиренной ткани _

Мужчины Женщины

Компактная кость Губчатая кость Компактная кость Губчатая кость

1гр. М-22-35; Ж-21-35 лет 48<58<72* 202<214<25523 65<69<71* 198<214<2562'4

2 ф. М - 36-60; Ж-36-55 лет 30<51<61* 94<124<1561 46<46<46 134<137<137и

3 гр.М-61-74; Ж-56-74 28<42<62* 134<139<140 51<60<92* 290<437<6222

4 гр. М и Ж более 74 лет 75<93<112 106<107<108 44<46<62* 304<348<3522

Обозначения как в табл. 1 и 2.

Литературных данных о содержании ДНК и РНК в костной

ткани очень немного. Так, Л.И. Слуцкий показывает, что содержание ДНК составляет 0,21 г/100 г, РНК 0,14 г/100 г сухой обезжиренной ткани человека (Л.И. Слуцкий, 1969) Наибольшее количество

ДНК и РНК обнаружено нами в губчатой кости, а количество основного белка матрикса коллагена больше в компактной ткани. На наш взгляд, данный факт свидетельствует о том, что активность экспрессивных и биосинтетических процессов в губчатой костной ткани выше, чем в компактной. Коэффициент РНК/ДНК практически во всех группах выше единицы (Рис.2). Наиболее высок этот показатель в губчатой кости и составляет в среднем 2,5, а в компактной - 1,5. Корреляционная зависимость между количеством коллагена и нуклеиновыми кислотами носит обратный характер и составляет г=-0,46 Р=0,0001 с ДНК и г=-0,32 Р=0,0001 с РНК. Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что биосинтетическая функция губчатой костной ткани выше, чем компактной.

Возрастные группы

[вКомпактная кость ■ Губчатая кость

Рис. 2. Индекс РНК/ДНК в костной ткани человека Примечание: * - показан уровень значимости различий по сравнению с губчатой костью при р <0,05, ** - р <0,01.

С возрастом активность обмена компактной и губчатой костной ткани снижается, что приводит к накоплению нерастворимых форм коллагена. Об этом свидетельствует его высокое содержание в возрасте после 74 лет. Нами не выявлено достоверных половых различий в содержании коллагена и нуклеиновых кислот в зрелом возрасте, но после 55 лет у женщин количество последних достоверно выше.

Исследование гликозаминогликанов костной ткани. Для исследования состояния углеводных биополимеров костной ткани нами количественно определялись их мономерные звенья. Исследование показало, что содержание уроновых кислот (УК) в компактной кости мужчин увеличивается с возрастом. Обнаружено, что количество уроновых кислот в компактной кости достоверно ниже, чем в губчатой (Табл.4). Такая закономерность выявлена как

у мужчин, так и женщин. Отмечено также, что динамика изменения содержания уроновых кислот в губчатой кости отличается от компактной.

Таблица 4

Содержание уроновых кислот и сульфатов в костной ткани практически здоровых людей в расчете на 100 г сухой обезжиренной костной ткани__

Уроновые кислоты, ммоль/100 г Сульфаты, ммоль/100 г

Компактная кость Губчатая кость Компактная кость Губчатая кость

Мужчины

1 гр. 22-35 лет 0,37<0,40<0,4523'4* 1,02<1,36<1,451и 0,54<0,56<0,62 1,05<1,32<2,76

2 гр. 36-60 лет 0,40<0,48<0,50 '* 0,71 <0,98< 1,121Л' 0,87<1,14<1,32' 1,09< 1,44< 1,63

3 гр. 61-74 лет 0,47<0,50<0,53 м* 0,97< 1,32< 1,412 0,67<0,84<1,17* 0,91<1,15<1,80

4 гр. Более 74 лет 0,78<0,95<1,12 и 1,03<1,26<1,62 1,65<2,09<2,54 1 2,31<2,85<2,58

Женщины

1 гр. 21-35 лет 0,40<0,41<0,48* 0,73<0,83<0,95 2 1,16<1,61<2,12 0,88<1,01<1,97

2 гр. 36-55 лет 0,46<0,47<0,48* 1,19<1,26<1,42 1 1,04<1,07<1,32 4 0,90<1,31<1,33 4

3 гр. 56-74 лет 0,43<0,46<0,84* 0,93<1,25<1,49 1,52<1,73<1,86 4 1,14<1,59<1,914

4 гр. Более 74 лет 0,46<0,49<0,54* 0,70<0,77<1,02 0,31<0,37<0,51 23,4 0,37<0,38<0,3923

Обозначения как в табл. 1 и 2.

Так, у мужчин выявлено достоверное снижение УК в период 35-60 лет по сравнению с периодом 21-35 лет и достоверное увеличение до прежних значений к 74 годам. У женщин в ГК, в отличие от мужчин, выявлено достоверное увеличение во втором зрелом возрасте относительно первого. Полученные нами данные согласуются с исследованием Л.И. Слуцкого с соавт., которые показали, что содержание уроновых кислот в диафизе большеберцовой кости человека составляет 0,09±0,03 г/1 ООг сухой обезжиренной ткани и 0,13±0,03 г/100 г в губчатой кости коленного сустава (Л.И. Слуцкий и др., 1980). Отношение гексозамин/уроновые кислоты получилось равным в компактной кости мужчин и женщин 4,9, а в губчатой - 2,6.

Исследование содержания сульфатов показало, что в компактной кости мужчин в период 22-60 лет происходит нарастание общих

женщин показало, что в период 22-35 лет в компактной кости мужчин содержится меньше неорганической серы, чем у женщин. Такая же зависимость наблюдается и в период 60-74 года. В период после 74 лет у мужчин происходит нарастание содержания неорганической серы, а у женщин, как уже отмечалось, снижается. У мужчин с возрастом в губчатой костной ткани нарастает коэффициент 80427гексозамины, что свидетельствует об увеличении сульфатированности гликозаминогликанов. У женщин в возрасте до 74 лет содержание сульфатированных ГАГ практически не изменяется. После 74 лет отмечено значительное снижение коэффициента сульфаты/гексозамины.

Определение сиаловых кислот и гексоз показало, что с возрастом у практически здоровых людей не происходит изменения их содержания. Нами отмечено равномерное распределение- гексоз между компактной и губчатой костью и не выявлено половых различий. Содержание сиаловых кислот в губчатой кости достоверно выше, чем в компактной, и составляет 0,36±0,02 и 0,42±0,04 ммоль/100 г сухой обезжиренной ткани соответственно. Нами не выявлено достоверных отличий в содержании гексозаминов в компактной и губчатой кости мужчин на протяжении всего изучаемого возрастного периода.

Таким образом, приведенные выше данные свидетельствуют о том, что количество углеводных компонентов различается в компактной и губчатой ткани, значимые половые различия выявлены только в возрасте после 74 лет, возрастные изменения носят разнонаправленный характер. В литературе нами не отмечалось подобных тенденций.

Выявлены достоверные отличия в содержании липидов в компактной кости и в губчатой, при этом их количество в спонгиозной кости выше и составляет от 40 до 50 % от веса сырой ткани, тогда как в компактной - около 15%.

Исследование неорганических компонентов кости. Нами обнаружены следующие возрастные особенности химического состава неорганической фазы костной ткани. У мужчин выявлено устойчивое повышение содержания ионов Р043" в компактной кости в возрасте 22-74 года и некоторое снижение после 74 лет до конца исследуемого возрастного периода. Максимальное значение достигается в пожилом возрасте и составляет 23,6+0,9 г/100 г сухой обезжиренной ткани. У женщин выявлено достоверное повышение содержания фосфатов во второй группе по сравнению с первой, а в третьей и четвертой возрастных группах отмечалась устойчивая тенденция к снижению содержания этого иона. Сравнение содержания фосфатов в кортикальном и губчатом веществе мужчин показало, что в первой группе не выявлено достоверных отличий, а во второй и третьей содержание Р043" в ГК достоверно ниже. Не выявлено и достоверных различий в возрасте после 74 лет. У женщин

содержание ионов Р043" так же, как у мужчин, ниже в спонгиозной костной ткани, причем достоверные различия выявлены во втором зрелом и пожилом возрасте.

Таблица 5

Содержание ионов Р043" и Са2+ в костной ткани практически здоровых лиц, г/100 г сухой обезжиренной ткани_

Мужчины Женщины

Р043"вКК Р043" в ГК Р043 вКК Р043"вГК

1 гр. М- 22-35; Ж-21-35 лет 16,9<18^1932А' 16,0< 17,4< 18,3 17,8<18,7<19,8 16,6<17,2<17,8

2 гр. М- 36-60; Ж-36-55 лет 17,8<19,8<23,0'** 17,3<17,9<18,8# 23,8<25,3<25,63'4 18,1<18,7<18,8

Зф. М-61-74; Ж-56-74 22,4<23,6<25,3 '* 17,2<18,5<21,8 22,2<23,1 <23,32,4 17,7<18,7<22Д

4 ф. М иЖ более 74 лет 18,2<19,1<22,1 '*" 15,8<19,0<20,3 17,9<18,2<18,4

Са2+ в КК Са2+ в ГК Са2+ в КК Са2+ в ГК

1 ф. М-22-35; Ж-21-35 лег 24,9<25,8<26,33* 15,7<19,0<21,1и' 22,3<53,8<46,92 19,1<19,5<19,7

2 ф. М-36-60; Ж - 36-55 лет 25,7<26,4<34,23** 20,4<23,4<33,01,4 34Д<42,1<46,613 25,5<35,7<37Д

Зф. М-61-74; Ж-56-74 25Д<32,5<39,3,г 20,9<27,8<35,61 25,4<27,7<43,22 19,6<22,0<34,7

4ф. МиЖ более 74 лет 22,6<26,7<40,2 29,8<36,2<37,412 24,7<26,7<28^ 19,9<20,0<21,2

Обозначения как в табл. 1 и 2.

Выявлено достоверное увеличение содержания кальция в губчатой кости мужчин. При этом содержание этого же иона в компактной кости практически не изменяется во всех четырех группах и составляет 24,6<28,0<35,0 г/100 г сухой обезжиренной ткани. В группах образцов костной ткани женщин наблюдалась широкая вариабельность содержания Са2+ в компактной кости, где оно составило 26,7<32,6<41,2 г/100 г. Максимальное значение достигается в возрасте 35-50 лет и составляет 42±4 г/100 г. Не выявлено достоверных возрастных изменений в содержании ионов Са2+ и Р043" в спонгиозной кости у женщин. Содержание этих ионов составило 24,0±2,0 и 18,2±0,5 г на 100 г сухой обезжиренной костной ткани соответственно.

Таким образом, содержание минералов в костной ткани мужчин с возрастом увеличивается. У женщин имеется тенденция к снижению количества минеральных веществ, но это снижение относительно второго зрелого возраста. После 50 лет количество минералов практически не отличается от первого зрелого возраста. По нашим наблюдениям, у женщин в репродуктивном возрасте формируется запас ионов кальция, который очевидно расходуется на формирование плода и в постменопаузальный период.

Исследование содержания ионов магния показало, что его количество в костной ткани не изменяется с возрастом, в зависимости от пола и вида костной ткани и составляет 0,86<1,00<1,13 г/100 г сухой обезжиренной ткани. Полученные нами данные согласуются с данными Б. ТзиЬо1 -е1 а11 (8. ТэиЬо1, 1994), но, по мнению других авторов, содержание магния значительно увеличивается с возрастом в малоберцовой кости (В.Н. Богатов и др., 1977).

Исследование корреляции биохимических показателей с паспортным возрастом человека. Критерии, не имеющие численного значения, используемые на сегодняшний день в судебной медицине для установления возраста, приводят к широкому субъективизму и, как следствие, к ошибочному или неопределенному выводу о возрасте умершего. В настоящем исследовании нами была предпринята попытка обнаружить корреляцию химического состава костной ткани с паспортным возрастом. Так как отдельные показатели изменяются не линейно, нами были разработаны индексы, наиболее полно отражающие изменения, происходящие в костной ткани с возрастом. Существуют слабые корреляционные связи между паспортным возрастом и следующими показателями кости: Са2+, Р043", уроновые кислоты, нуклеиновые кислоты. Наибольшие изменения с возрастом происходят в губчатой кости, там выявлено большее количество исследуемых связей, как у мужчин, так и у женщин. Нами отмечено, что количество РНК имеет значимый коэффициент корреляции с возрастом в спонгиозной кости лиц обоего пола. Остальные корреляционные связи не совпадают у мужчин и женщин. Наилучших результатов удалось добиться при расчете индексов Са27коллаген, ДНК*РНК* коллаген/(Са2+)2. Выявили обратную корреляционную зависимость по Спирмену индекса Са"+/коллаген от возраста в костной ткани мужчин г=0,4 Р=0,002. У женщин подобная зависимость проявилась несколько слабее. Также в спонгиозной ткани мужчин нами выявлено нарастание с возрастом индекса ДНК*РНК*коллаген/(Са2+)2.

Таблица 11

Корреляция по Спирмену между возрастом и химическим составом костной ткани у практически здоровых людей_

Женщины

Компактная кость Губчатая кость

г Р г Р

Р043" -0,46 0,006 0,19 0,50

8042" -0,40 0,137 -0,45 0,09

Са2+ -0,21 0,45 0,22 0,43

УК 0,23 0,41 -0,07 0,80

ГА 0,05 0,87 -0,60 0,02

ДНК -0,22 0,44 0,42 0,12

РНК -0,15 0,59 0,56 0,03

Ув/кол 0,03 0,90 -0,24 0,39

Неорг/орг -0,20 0,48 0,58 0,02

Са2+/кол 0,24 0,39 -0,25 0,36

Са2+М£2+/кол -0,14 0,62 0,16 0,56

Мужчины

Р043" 0,48 0,004 0,18 0,30

8042" 0,30 0,08 -0,008 0,96

Са2+ 0,30 0,08 0,40 0,02

УК 0,44 0,008 -0,08 0,66

ГА 0,16 0,35 -0,05 0,79

ДНК -0,18 0,29 -0,34 0,05

РНК -0,06 0,73 -0,57 0,0003

Ув/кол 0,39 0,02 0,034 0,84

Неорг/орг 0,05 0,76 0,27 0,11

Са2+/кол -0,36 0,03 -0,41 0,02

Са2+Ме2+/кол 0,39 0,02 0,20 0,25

ДНК*РНК* кол/(Са2+)2 0,52 0,001 0,48 0,003

Примечание: курсивом выделены значения коэффициента корреляции значимо отличающиеся от нуля при уровне значимости Р<0,05; Неорг/орг - отношение неорганической фазы к органической;Кол - коллаген; Ув - углеводные компоненты;

Таким образом, нами выявлены наиболее изменяющиеся с возрастом показатели и предпринята попытка разработки индексов, наиболее линейно коррелирующих с паспортным возрастом человека.

Исследование ферментативной активности показало, что суммарная активность протеаз незначительно изменяется с возрастом.

Нами установлено, что с возрастом в костной ткани человека создаются условия, при которых увеличивается активность кислой фосфатазы при неизменной активности щелочной фосфатазы.

Таким образом, проведенное нами исследование показало, что существуют значимые различия в обменных процессах протекающих, в компактной и губчатой кости. Это выражается в большем содержании ключевых метаболитов, таких, как нуклеиновые кислоты, сиаловые кислоты, гексозамины и некоторые другие. Установлено, что химический состав костной ткани зависит от возраста, и эта зависимость является далеко не однозначной. Наибольшему изменению подвержена минеральная компонента костной ткани как наиболее лабильная, органическая также претерпевает определенные изменения. Кроме этого, нами установлено, что химический состав костной ткани мужчин отличается от такового у женщин.

Практические рекомендации. По итогам проведенного исследования нам представляется целесообразным рекомендовать:

1. Применять измерение биохимических показателей при определении паспортного возраста человека. Наиболее эффективными для этих целей являются индекс Са2+/коллаген в компактной кости и ДНК*РНК*коллаген/(Са2+)2. рибонуклеиновые кислоты в губчатой кости.

2. Использовать полученные нами нормальные показатели при проведении исследования костной патологии жителей г. Кургана, с учетом возраста и пола.

Выводы:

1. С возрастом в костной ткани человека происходят биохимические изменения, отражающиеся на химическом составе внеклеточного матрикса. Изменения компактной и губчатой костной ткани имеют общие черты: до 74 лет происходит снижение общего количества коллагеновых белков, содержание которых в старческом возрасте возвращается к значениям первого зрелого возраста (21-35 лет); снижается количество нуклеиновых кислот; увеличивается общее число анионов.

2. Наиболее активно с возрастом изменяется количество неорганических веществ - кальция, фосфатов, сульфатов. Линейная корреляционная связь установлена между паспортным возрастом и индексом ДНК*РНК*колл/(Са2+)2.

мужчин. У женщин в возрасте до 74 лет количество кальция, фосфатов, сульфатов возрастает, в старческом возрасте содержание кальция, фосфатов, сульфатов снижается до значений первого зрелого возраста.

4. Активность биосинтетических процессов, протекающих в губчатой костной ткани выше, чем в компактном веществе, что отражается на большем содержании нуклеиновых кислот, гексозаминов, липидов.

5. Активность кислой фосфатазы в компактной костной ткани увеличивается в течение жизни, в то время как активность протеолитических ферментов и щелочной фосфатазы остается неизменной.

Основные материалы исследования опубликованы в следующих работах.

1 Накоскин А.Н. Аминоацильные комплексы кальция и их структура /А.Н. Накоскин // Материалы первого Всероссийского симпозиума «Возрастные изменения минеральной плотности костей скелета и проблем профилактики переломов», Курган. -2002., -С. 174-175.

2 Лунева С.Н. Препарат для возмещения костной массы и его характеристика. /С.Н. Лунева, А.Н. Накоскин // Материалы первого Всероссийского симпозиума «Возрастные изменения минеральной плотности костей скелета и проблем профилактики переломов», Курган. -2002.,-С. 177-178.

3 Ковинька М. А. Индекс гидроксипролина как способ оценки состояния костной ткани / М. А. Ковинька, Л. С. Кузнецова, А. Н Накоскин // Клиническая лабораторная диагностика 2002.- № 10. - С. 17.

4 Накоскин А.Н. Аминоацильный комплекс кальция его характеристика и влияние на организм мышей /А.Н. Накоскин // Сборник тезисов докладов научной конференции студентов Курганского ГУ вып. 2. Курган. -2001. -С. 97-98.

5 Накоскин А.Н. Метод определения содержания фракций гидроксипролина в сыворотке крови /А.Н Накоскин, Н.В. Накоскина // удостоверение на рац. предложение № 46/2003 г.

6 Лунева С.Н., Матвеева Е.Л., Накоскин А.Н. Способ выделения гликозаминогликанов из минерализованной соединительной ткани и косметическое средство по уходу за кожей на основе выделенных

гликозаминогликанов (приоритетная справка на изобретение №2003131580 033777 от 27.10.2003).

7 Лунева С.Н., Ковинька М.А., Матвеева Е.Л., Талашова И.А., Накоскин А.Н. Способ выделения коллагена из минерализованной соединительной ткани и косметическое средство на его основе (приоритетная справка на изобретение №2003134131 036658 от 24.11.2003).

8 Лунева С.Н. Возрастные изменения и половые различия содержания ионов кальция и фосфатов в костной ткани человека / С.Н. Лунева, А.Н. Накоскин // Ижевск 2004 -С. 87-90.

9 Накоскин А.Н. Возрастные изменения содержания ионов кальция и фосфатов в костной ткани / А.Н. Накоскин // Материалы республиканской итоговой научно-практической конференции молодых ученых и студентов республики Башкортостан с международным участием «Вопросы теоретической и практической медицины». Уфа. -2004. -С. 46.

10 Лунева, С.Н. Содержание коллагена и нуклеиновых кислот в костной ткани человека в различные возрастные периоды /С.Н. Лунева, А.Н. Накоскин // Гений ортопедии. -2004. -№3. - С. 12-15.

11 Содержание нуклеиновых кислот в костной ткани человека / С.Н. Лунева, А.Н. Накоскин // Материалы IX Российского конгресса «Человек и его здоровье», Санкт-Петербург, -2004. -С. 178.

12 Возрастные изменения содержания Са2+ и Р043" в костной ткани /С.Н. Лунева, А.Н. Накоскин // Материалы IX Российского конгресса «Человек и его здоровье», Санкт-Петербург, -2004. -С. 179.

»2 000 5

РНБ Русский фонд

2006-4 4106

Отпечатано в типографии ООО «Мак энд Мак», лаказ № 1652, лицензия № А 001931, г. Курган, ул Кирова, 108.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Накоскин, Александр Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О СТРУКТУРЕ И ХИМИЧЕСКОМ СОСТАВЕ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ.

1.1. Клетки костной ткани.

1.2. Внеклеточный матрикс.

1.3. Ремоделирование и развитие костной ткани.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Материалы исследования.

2.2. Методы исследования.

2.2.1. Подготовка материала к исследованию, определение воды и липидов.

2.2.2. Влажное озоление и определение минеральных компонентов.

2.2.3. Исследование органических компонентов костной ткани.

2.2.4. Разделение белков костной ткани.

2.2.5. Электрофорез белков и ГАГ, выделенных из костной ткани.

2.2.6. Методы определения активности ферментов.

2.2.7. Статистические методы.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

3.1. Возрастные и половые изменения количества коллагена и нуклеиновых кислот в костной ткани.

3.2. Характеристика состояния углеводсодержащих компонентов костной ткани человека.

3.3. Изменение содержания неорганических веществ и липидов в костной ткани человека в зависимости от пола и возраста.

3.4. Исследование зависимости биохимических показателей состава костной ткани от паспортного возраста индивидуума.

3.5. Исследование активности ферментов костной ткани.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Возрастные изменения и половые различия биохимического состава костной ткани человека"

Актуальность проблемы. В настоящее время в экономически развитых странах Европы и Америки, а в последние годы и России, наблюдается выраженное старение населения [59]. Эти демографические сдвиги представляют собой социально обусловленный процесс. Старение населения планеты делает актуальными ряд проблем социально-экономического и медико-санитарного характера. Сегодня исследователи уже говорят не о простом увеличении количества лет прожитой жизни человека, а о продлении его творческого долголетия [46; 47].

Старение костной ткани проявляется, прежде всего, интенсификацией и рассогласованием процессов костеобразования и резорбции, в результате чего развивается разрежение костной ткани — остеопороз [44]. Сенильный (возрастной) остеопороз определяется у подавляющего большинства людей старше 45—50 лет и является почти универсальным признаком старения организма человека. По данным ВОЗ, остеопоротические изменения выявляются у 15—50 % всего населения России старше 55 лет, при этом у 30% рарефикация кости настолько выражена, что может привести к переломам [79; 82; 103; 154].

Несмотря на огромное количество исследований по данной проблеме, невыясненными остаются вопросы об изменениях в химическом составе межклеточного матрикса кости, возникающих с возрастом, и схожести этих изменений с дегенеративными при различной патологии. С каждым годом увеличивается число остеопоротических переломов, лечение их весьма трудоемко и долговременно. Доля переломов у трудоспособного населения также увеличивается [10; 58]. Однако недостаточное знание механизмов этого заболевания не позволяет эффективно бороться с ним [79; 82]. Многие исследователи находят в основе патогенеза остеопороза потерю минеральной фазы кости [83], некоторые обнаруживают потерю костной ткани в целом [87; 108], и практически полностью отсутствуют данные о состоянии биополимеров костной ткани и органического матрикса.

Кроме этого, исследования костной патологии, проводимые непосредственно на биопсийном и аутопсийном материале, невозможны без сравнения со здоровой костной тканью, состав и строение которой изменяется в течение жизни. В связи с этим изучение возрастных особенностей строения кости становится актуальным и для понимания патологических процессов, протекающих в кости.

С развитием техники и урбанизацией населения России и других стран в последние десятилетия участились случаи массовых катастроф, ведущих к появлению неопознаваемых фрагментов тел их жертв. В связи с этим в бюро судебной медицинской экспертизы (СМЭ) все чаще возникает вопрос об определении пола и возраста трупа по его останкам [112]. На сегодняшний день нет общепринятой системы оценки возраста человека по остеологическим данным, за исключением методов с применением атомно-абсорбционной спектрометрии, которые недоступны подавляющему большинству бюро СМЭ.

Задачи исследования:

3. Оценить различия в составе компактной и губчатой костной ткани бедренной кости мужчин и женщин в возрастные периоды 21-35, 3660, 61-74 и более 74 лет.

4. Исследовать различие содержания уроновых кислот(УК), сиаловых кислот (СК), гексозаминов (ГА), нуклеиновых кислот (НК), коллагена, кальция, фосфатов, магния в компактной костной ткани (КК) бедренной кости и губчатой кости (ГК) головки бедра человека биохимическими методами.

Положения, выносимые на защиту.

1 Биохимический состав и строение костной ткани человека зависят от пола и возраста. С возрастом наиболее изменяются содержание анионов (БОд2", РО43") минеральной фазы костной ткани. Наибольшие половые различия наблюдаются во втором зрелом возрасте в составе и строении губчатой костной ткани, выражающиеся в достоверном изменении содержании уроновых кислот, увеличении сульфатов и превышающем, более чем в 5 раз содержании ДНК у женщин.

Объекты исследования. Работа выполнена на базе лаборатории биохимии Государственного учреждения Российского научного центра

Восстановительная травматология и ортопедия» имени академика Г.А. Илизарова. Объектами исследований явились трупы людей, умерших от травм и других причин, не связанных с костной патологией, в г. Кургане (50 трупов). Материалом исследования служили: компактная и губчатая костная ткань, выделенная из бедренной кости человека в результате танаталогического вскрытия в бюро СМЭ г. Кургана. В ходе выполнения данной работы использовались биохимические методы, методы математической обработки результатов исследований.

Научная новизна исследования. Впервые комплексно изучены изменения содержания ионов Са2+, РО43", 8042", коллагена, нуклеиновых, сиаловых, уроновых кислот, гексозаминов, компактной и губчатой костной ткани человека в возрастном аспекте. Впервые в возрастном аспекте изучены активность щелочной и кислой фосфатаз в нормальной компактной костной ткани человека. Впервые показано различие в интенсивности биосинтетических процессов, протекающих в компактной и губчатой ткани человека, отражающееся на биохимическом составе кости. Впервые изучены различия в обменных процессах протекающих в костной ткани у мужчин и женщин в зрелом, пожилом и старческом возрасте.

Практическое значение, область внедрения. В комплексе оценены изменения в химическом составе костной ткани человека в течение жизни, что позволит внести ясность в исследование патогенеза сенильного остеопороза. По результатам работы в лабораторию биохимии Центра внедрены методы исследования, характеризующие состояние биополимеров костной ткани и методы получения биологически активных веществ. Показано, что результаты работы могут быть использованы при определении паспортного возраста в условиях бюро СМЭ. По теме диссертации оформлено два изобретения: «Способ выделения гликозаминогликанов из минерализованной соединительной ткани и косметическое средство по уходу за кожей на основе выделенных гликозаминогликанов» (приоритетная справка на изобретение № 2003131580 033777 от 27.10.2003) и «Способ выделения коллагена из минерализованной соединительной ткани и косметическое средство на его основе» (приоритетная справка на изобретение № 2003134131 036658 от 24.11.2003).

Материалы работы доложены на первом Всероссийском симпозиуме «Возрастные изменения минеральной плотности костей скелета и проблем профилактики переломов», Курган, 2002; работа стала лауреатом республиканской итоговой научно-практической конференции молодых ученых и студентов республики Башкортостан с международным участием «Вопросы теоретической и практической медицины», Уфа, 2004; IX Российском конгрессе «Человек и его здоровье», Санкт-Петербург, 2004.

Публикации: по теме диссертации опубликовано 10 печатных работ в республиканских и областных изданиях.

Объем и структура работы: диссертация состоит из введения, представлений о структуре и химическом составе соединительной ткани, материалов и методов исследования, результатов исследований, заключения, выводов, списка литературы, включающего 191 работу (из них 113 отечественных, 78 зарубежных); изложена на 111 страницах машинописного текста, иллюстрирована 14 рисунками и 12 таблицами. Диссертационная работа выполнена по плану НИР РНЦ «ВТО» им. академика Г.А. Илизарова № 0.34/1-15 (номер государственной регистрации 01. 2. 00 109073).

Заключение Диссертация по теме "Биохимия", Накоскин, Александр Николаевич

выводы

2. С возрастом наиболее активно изменяется количество неорганических веществ - кальция, фосфатов, сульфатов. Обнаружена линейная корреляционная связь установлена между паспортным возрастом и индексом ДНК*РНК*колл/(Са2+)2.

3. Половые различия в составе и строении костной ткани наиболее интенсивно проявляются в компактной кости начиная со второго зрелого возраста, в котором содержание кальция и фосфатов у женщин в 1,5 раза, количество ДНК более чем в 5 раз превышают таковое у мужчин. В возрасте до 74 лет количество кальция, фосфатов, сульфатов возрастает, у женщин в старческом возрасте содержание кальция, фосфатов, сульфатов снижается до значений первого зрелого возраста.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сложившаяся на сегодняшний день экологическая и социально-экономическая обстановка вызывает изменение функционирования многих тканей и органов организма человека. В связи с этим становится актуальным изучение возрастных особенностей состава, строения и функционирования наиболее жизненно важных органов и тканей, в том числе и костной. В настоящее время остаются мало освещенными вопросы половых различий в составе и строении костной ткани, а также различных её типов. Кроме вопросов, связанных со здоровьем человека, исследование состава кости актуально и с практической стороны, для определения возраста индивидуума по костным фрагментам в условиях бюро СМЭ.

Исследование выполнено на 50 трупах людей, в возрасте 22-84 года, умерших в результате дорожно-транспортных происшествий и других травм, асфиксии, утопления и переохлаждения. Объектом исследования послужила компактная костная ткань, выделенная из верхней трети диафиза бедренной кости, и губчатая ткань головки бедренного сустава. Исследовали химический состав неорганической фазы кости, количество коллагена и органических веществ компактного и губчатого вещества, ферментативную активность фракций, выделенных из компактной костной ткани человека.

По полученным нами данным содержание коллагена в компактной костной ткани мужчин уменьшается от 22 до 74 лет, а в дальнейшем возвращается до первоначальных значений и составляет 30±3 г/100 г сухой обезжиренной ткани. Кроме этого, нами выявлено, что в возрасте от 22 до 74 лет содержание коллагена в компактной костной ткани достоверно выше, чем в губчатой, как у мужчин, так и у женщин, а после 74 лет достоверных отличий не обнаружено. У женщин динамика содержания коллагена несколько отличается от мужчин. Происходит снижение количества коллагена в возрасте 22-55 лет, а затем возрастание до конца исследуемого возрастного периода, от 23,3 до 27,0 г/100 г в компактной и от 19,3 до 22,3 г/100 г в губчатой костной ткани. Таким образом, содержание коллагена в компактной костной ткани человека составляет 25,5±5,0 г/100 г, в губчатой ткани - 21,2+3,0 г/100 г сухой обезжиренной ткани.

В отличие от наших данных Л.И. Слуцким и Г.О. Пфафордом показано, что содержание коллагена практически не зависит от возраста, количество этого бедка в компактной кости ниже, чем в губчатой, и составляет 15,2±0,2 и 19,6±4,6 г/100 г соответственно [90].

Для исследования пролиферативной и экспрессивной функций клеток костной ткани определяли количество ДНК и РНК. По полученным данным у мужчин в компактной костной ткани в молодом возрасте количество ДНК достоверно выше, чем в последующие годы, в остальных группах колебания находятся в пределах ошибки. Такие же изменения количества ДНК происходят и в губчатой кости, однако в последней обнаружено достоверно большее количество ДНК в возрасте 61-74 года по сравнению со вторым зрелым возрастом и старческим. Отмечается, что в спонгиозной кости содержание ДНК достоверно выше в первых трех возрастных группах, однако в возрасте старше 74 лет эти различия сглаживаются.

В компактной костной ткани женщин наблюдается достоверное увеличение содержания ДНК во втором зрелом возрасте практически в 2,5 раза. В губчатой ткани изменения сходны с таковьши у мужчин, однако в старческом возрасте наблюдается некоторое увеличение содержания ДНК. В отличие от мужчин, в первом зрелом возрасте у женщин не выявлено достоверных отличий содержания ДНК в компактной и губчатой костной ткани, но такие изменения выявлены во всех остальных возрастных группах.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Накоскин, Александр Николаевич, Курган

1. Алибеккадиев, A.C. Архитектура губчатой структуры тел позвонков у лиц пожилого и старческого возраста / A.C. Алибеккадиев // Материалы 3 Новосибирской конференции по патологии позвоночника. - Новосибирск, 1971. - С. 256-258.

2. Алов, H.A., Основы функциональной морфологии клетки / И.А. Алов, А.И. Брауде, М.Е. Аспиз. М.: Медицина, 1966. — 415 с.

3. Анатомия: учебник для вузов / Под ред. Г.Л. Билич, В.А. Кржижановский. М.: Оникс, 2004. - Т. 1 - 862 с.

4. Асатиани, B.C. Ферментные методы анализа / B.C. Асатиани. М.: Наука, 1969. - 739 с.

5. Балаба, Т.Я. Исследование обмена углеводсодержащих биополимеров в соединительной ткани детей с врожденными пороками развития скелета / Т.Я. Балаба, Р.В. Меркурьева, H.H. Нефедьева // Ортопед., травматол. 1977. - № 9. - С 49-55.

6. Бачинский, В.Т. Значение структурно-морфологических свойств костей свода черепа в судебно-медицинской оценке повреждений головы тупыми предметами: Автореф. дис. канд. мед. наук / В.Т. Бачинский. М., 1988. - 27 с.

7. Березов, Т.Г. Биологическая химия / Т.Г. Березов, Б.Ф. Коровкин. М.: Медицина, 2002. - 704 с.

8. Биохимические методы анализа показателей обмена биополимеров соединительной ткани / П.Н. Шараев, В.Н. Пишков, Н. Зубарев и др. Ижевск, 1990. - 15 с.

9. Бирюков, E.H. К вопросу оценки минеральной насыщенности костной ткани / E.H. Бирюков // Материалы 2 научной конференции молодых ученых. М., 1967. -С. 18.

10. Ближайшие и отдаленные исходы переломов проксимального отдела бедра у лиц пожилого возраста и их медико-социальные последствия (по данным многоцентрового исследования) / Л.В.

11. Меньшикова, H.A. Храмцова, О.Б. Ершова и др. // Остеопороз и остеопатии. 2002. - № 1. - С. 8-11.

12. Богатов, В.Н. Распределение минеральных солей в структурах минерального вещества кости человека / В.Н. Богатов, Ю.И. Денисов // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1977. - № 12. - С. 61-68.

13. Богоявленский, И.Ф. Патологическая функциональная перестройка костей скелета / И.Ф. Богоявленский. М.: Медицина, 1976. - 248 с.

14. Бреслер, С.Е. Молекулярная биология / С.Е. Бреслер. Л.: Наука, 1973. - 578 с.

15. Винц, X. Изменение механических свойств компактной костной ткани человека в зависимости от возраста / X. Винц // Механика полимеров. 1975. - № 4. - С. 659-663.

16. Гистология: Учебник для вузов / Под ред. Э.У. Улумбекова, Ю.А. Челышева. М.: ГЭОТАР-МЕД, 2001. - 670 с.

17. Гланц, С. Медико-биологическая статистика / Пер. с англ. / С. Гланц. М.: Практика, 1998. - 459 с.

18. Гликопротеины / Под ред. А. Готтшалка. М.: Мир, 1969. - Т. 1. -298 с.

19. Гликопротеины / Под ред. А. Готтшалка. М.: Мир, 1969. - Т. 2. -293 с.

20. Гололобов, В.Г. Стволовые стромальные клетки и остеобластический клеточный дифферон / В.Г. Гололобов, Р.В. Деев // Морфология. 2003. - № 2 - С. 35-42.

21. Гориянов, О.П. К вопросу о возрастных изменениях костной ткани /О.П. Гориянов // Актуальные вопросы судебной медицины и экспертной практики. 1988. - №3. - С. 25-28.

22. Грибанов, Г.А. Модификация ультрамикроопределения общего и неорганического фосфоров с помощью малахитового зеленого / Г.А. Грибанов, Г.А. Базанов // Лабораторное дело. 1976. - № 19. - С. 527534.

23. Дедух, Н.В. Магний и костная ткань / Н.В. Дедух, Л.М. Бенгус, А. Басти // Остеопороз и остеопатии. 2003. - № 1. - С. 18-22.

24. Дерффель, К. Статистика в аналитической химии: Пер. с нем. / Под ред. Ю.П. Адлера. М.: Мир, 1994. - 267 с.

25. Десятниченко, К.С. Неколлагеновые белки костной ткани в регуляции скелетного гомеостаза, минерализации и репаративного остеогенеза: Автореф. дис. . д-ра мед. наук / К.С. Десятниченко / РНЦ «ВТО» им. акад. Г.А. Илизарава. Челябинск, 1997. - 34 с.

26. Десятниченко, К.С. Об участии белково-липидных комплексов в минерализации эмали зубов / К.С. Десятниченко // Вопросы медицинской химии. 1978. - №5. - С.-45.

27. Десятниченко, К.С. Биохимические исследования зрелой костной ткани и дистракционного регенерата кости (информационное письмо) / К.С. Десятниченко. Курган, 1992. - 20 с.

28. Добряк, В.И. Некоторые возрастные особенности строения компактного вещества длинных трубчатых костей человека / В.И. Добряк // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1967. - Т. 2. — С. 53-58.

29. Докторов, A.A. Морфофункциональная характеристика эндоста / A.A. Докторов, Ю.Н. Денисов-Никольский // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1988. - №6. - С.-20.

30. Докторов, A.A. Структурная организация костного минерала / A.A. Докторов, Ю.Н. Денисов-Никольский, Б.А. Жилкин // Бюллютень экспериментальной биологии и медицины. 1996. - № 12. - С. 687.

31. Дьяченко, Б.А. Анатомия развития позвоночника в рентгено-анатомическом освещении / Б.А. Дьяченко. М.: Медгиз, 1949. - 200 с.

32. Дэвидсон, Д. Биохимия нуклеиновых кислот / Д. Дэвидсон. М.: Мир, 1976. — 416 с.

33. Дятлов, О.М. Вопросы криминологии, криминалистики и судебной экспертизы. Минск, 1999 - Вып.14. - С. 135-138.

34. Жилкин, Б.А. Морфологическая характеристика минеральной фазы кости в норме, при старении и остеопорозе: Автореф. дис. . канд. мед. наук / Б.А. Жилкин. М., 2000. - 28 с.

35. Заварзин A.A. Очерки эволюции гистологии крови и соединительной ткани. "Избр. Труды". Т4. М-Л.,1953.

36. Зайдес, A.JI. Структура коллагена и ее изменения при обработках / АЛ. Зайдес. М.: Ростехиздат, 1960. - С. 71.

37. Зверев, И.Д. Книга для чтения по анатомии, физиологии и гигиене человека: Пособ. для уч-ся / 3-е изд., испр. / И.Д. Зверев. М.: Просвещение, 1983. - 453 с.

38. Игнатьев, В.Е. К вопросу о росте и его нарастании / В.Е. Игнатьев. М., 1913. - 120 с.

39. Кнетс, И.В. Деформирование и разрушение твердых биологических тканей / И.В. Кнетс, Г.О. Пфафорд, Ю.Ж. Саулгозис. -Рига: Зинатне, 1980. 320 с.

40. Ковалев, A.M. Особенности метаболизма коллагена и гликозамногликанов костной ткани человека в условиях ограниченной двигательной активности и при физических нагрузках: Автореф. дис. . канд. мед. наук/A.M. Ковалев. Киев, 1986. - 17 с.

41. Козловская, М.В. Изменчивость минерального компонента костной ткани: Автореф. дис. . канд. биол. наук. / М.В. Козловская. -М., 1987.-24 с.

42. Кольман, Я. Наглядная биохимия / Я. Кольман, К.-Г Рем. М.: Мир, 2000. - 470 с.

43. Кузнецова, И.А. Некоторые данные о химическом составе костей / И.А. Кузнецова // Труды Саратовского медицинского института. -Саратов, 1960. Т. XXXI, № 2. - С. 127-131.

44. Лазебник, Л.Б. Остеопороз гериатрическая проблема / Л.Б. Лазебник, С.Б. Маличенко // Российский медицинский журнал. - 1999. -№ 4. - С. 38-43.

45. Лебедев, ДА. Коллагеновые структуры одна из информационных систем организма / Д.А. Лебедев // Успехи современной биолгогии. - 1979. - № 4 - С. 36-39.

46. Лесняк, О.М. Питание и здоровый образ жизни в профилактике и лечении остеопороза / О.М Лесняк // Клиническая медицина. — № 3 — 1998.— С. 4-7.

47. Лесняк, О.М. Социально-экономическое обоснование и принципы организации профилактики остеопороза / О.М. Лесняк // Российский конгресс по остеопорозу: Науч. прогр. и тез. Ярославль: Литера, 2003. - С. 48-49.

48. Либовиц, Г. Разрушение / Г. Либовиц. М.: Мир, 1976. - 463 с.

49. Линденбратен, Л.Д. Медицинская рентгенология / Л.Д. Линденбратен, Л.Б. Наумов. М.: Медицина, 1984. - 354 с.

50. Лунева, С.Н. Дегенеративно-дистрофические изменения в суставном хряще в условиях чрескостного остеосинтеза: Автореф. дисс. . канд. биологич. наук. / С.Н. Лунева. Уфа, 1997. - 24 с.

51. Любашевский, Н.М. Метаболизм радиоизотопов в скелете позвоночных / Н.М. Любашевский. М.: Наука, 1980. - 255 с.

52. Макаренко, Н.Е. Рентгенографическое исследование при переломах костей конечностей / Н.Е. Макаренко, Г.И. Трегубов // Актуальные вопросы костной патологии. Ростов на Дону: вып. 4. 1975.

53. Меркурьева, Р.В. Метаболизм гликозаминогликанов костной ткани детей с врожденным вывихом бедра / Р.В. Меркурьева, Е.А. Базанов // Вопросы медицинской химии. 1968. - № 1. - С. 95.

54. Мецлер, Д. Биохимия / Д. Мецлер. М.: Наука, 1989. - Т.2 - 436 с.

55. Минченко, Б.И. Биохимические показатели метаболических нарушений в костной ткани / Б.И. Минченко, Д.С. Беневольский, P.C. Тишенина // Клиническая лабораторная диагностика. Ч. 2. 1999. - № 4. - С. 11-17.

56. Минченко, Б.И. Биохимические показатели нарушений в костной ткани / Б.И. Минченко, Д.С. Беневольский, P.C. Тишенина // Клиническая лабораторная диагностика. Ч. 1. 1999. - № 1. - С. 8-15.

57. Михайлова, JI.H. Морфофункциональная характеристика остеобластов / JI.H. Михайлова, Д.Р. Кулдашев // Медицинский журнал Узбекистана. 1977. - № 3. - С. 18-24.

58. Михайлов, Е.Е. Эпидемиология остеопороза и переломов в России / Е.Е. Михайлов, JI.B. Меньшикова, О.Б. Ершова // Российский конгресс по остеопорозу: Науч. прогр. и тез. Ярославль: Литера, 2003. - С. 44.

59. Неклюдов, Ю.А. К судебно-остеологическои диагностике возраста / Ю.А. Неклюдов // Судебно-медицинская экспертиза. 1981. - № 2. - С 33-35.

60. Никитюк, Б.А. Современные представления о старении скелета. Морфология человека и животных. / Б.А. Никитюк // Антропология. -1968. -№ 5 С. 5-43.

61. Новиков, В.Е. Возрастные особенности реакции костной ткани крыс в условиях функциональной разгрузки опорно-двигательного аппарата: Автореф. дис. . канд. мед. наук. / В.Е. Новиков. М., 1989. -24 с.

62. Об унификации клинических лабораторных методов исследования: Приказ Минздрава СССР от 15 октября 1974 № 960 2.1.2. -С. 32.

63. Образцов, И.Ф. Проблемы прочности в биомеханике / И.Ф. Образцов. М.: Высшая школа, 1988. - 120 с.

64. Обысов, A.C. Вопросы изменения физико-механических параметров костной ткани / A.C. Обысов, С.Б. Марданов // Судебно-медицинская экспертиза. 1969. - № 3. - С. 13-15.

65. Основы физиологии человека /Под ред. Б.И. Ткаченко. -Международный фонд истории науки. СПб, 1994. - Т. 2. - С. 218.

66. Остерман, А. Методы исследования белков и нуклеиновых кислот. Электрофорез и ультрацентрифугирование /А. Остерман. М.: Наука, 1981.- 287 с.

67. Павловский, О.М. Биологический возраст человека / О.М Павловский. М., 1987. - С. 235.

68. Патологическая физиология /Под ред. А.Д. Адо, В.В. Новицкого. -Томск: Томский ГУ,-1994. С. 98.

69. Подрушняк, Е.П. Возрастные изменения и заболевания опорно-двигательного аппарата человека / Е.П. Подрушняк. Киев.: Здоров'я, 1987. - 300 с.

70. Подрушняк, Е.П. Костно-суставной аппарат человека при старении / Е.П. Подрушняк // Ортопед., травматол. — 1983. № 2. — С 110.

71. Практикум по биохимии / Под ред. С.Е. Северина, Г. А. Соловьевой. М.: МГУ, 1989. - 509 с.

72. Райх, Г Коллаген / Г. Райх. -М: Легкая индустрия, 1969. 318 с.

73. Ревелл, П.А. Патология кости / П.А. Ревелл. Пер. с англ. М.: Медицина, 1993. - 368 с.

74. Ремоделирование кортикального слоя болыпеберцовой кости после остеотомии бедренной на той же стороне Kf-нечности / A.C. Аврунин, Н.В. Корнилов, A.B. Суханов, В.А Паршин // Морфология. -1999.-Т. 116, №6.-С. 48-54.

75. Рентгеноморфометрическая характеристика позвоночника у лиц 50 лет и старше / A.B. Белосельский, H.H. Ершова, О.Б. Прибытков, Ю.Н. Бессараб // Терапевтический архив. 1997. - № 5. - С. 55-58.

76. Риггз, Б.Л. Остеопороз / Б.Л. Риггз, Л. Дж. Мелтон III / Пер с англ. М.-СПб.: ЗАО Изд-тво Бином, 2000. - 560 с.

77. Рис, В. Геронтология и гериатрия: Ежегодник / В. Рис, И. Зауэр, Б. Юнкер. Киев, 1976. - С. 232-233.

78. Рожинская, Л.Я. Остеопороз: диагностика нарушений метаболизма костной ткани и кальций-фосфорного обмена (лекция) /

79. JI.Я. Рожинская // Клиническая лабораторная диагностика. 1998. - № 5. - С. 25-32.

80. Рожинская, Л.Я. Системный остеопороз / Л.Я. Рожинская. М.: Изд-ль Мокеев, 2000. - 195 с.

81. Рожинская, Л.Я. Соли кальция в профилактике и лечении остеопороза / Л.Я. Рожинская // Остеопороз и остеопатии. 1998. - № 1. - С. 43-47.

82. Садофьева, В.И. Некоторые характеристики гидроксил-аппатита в здоровой и больной кости / В.И. Садофьева, М.Г. Дудин, Д.Ю. Павлов // Ортопедия травматология и протезирование. №6. - С. 113-116.

83. Сапин, М.Р. Анатомия человека: Учеб. для студ. биол. и мед. спец. вузов / М.Р. Сапин, Г.Л.Билич М.: Издат. Дом Оникс, Альянс-В, 1998. - Т. 1. - 622 с.

84. Свадовский, B.C. Возрастная перестройка костной ткани / B.C. Свадовский. М., 1961. - 109 с.

85. Семенова, Л.К. Исследования по возрастной морфологии за последние пять лет и перспектива их развития / Л.К. Семенова // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1986. - N 11. - С. 80-85.

86. Серов, В.В. Соединительная ткань / В.В. Серов, A.B. Шехтер. — М.: Медицина, 1981. — 312 с.

87. Ситенко, М.И. К вопросу о так называемых «зонах перестройки» в костях / М.И. Ситенко // Ортопедия и травматология. 1928. - № 3. — С 26-28.

88. Слуцкий, Л.И. Биохимия нормальной и патологически измененной соединительной ткани / Л.И. Слуцкий. Л.: Медицина, 1969. - 375 с.

89. Слуцкий, JI.И. Коллаген и неколлагеновые белки компактной костной ткани человека при старении / Л.И. Слуцкий, Г.О. Пфафорд // Геронтология и гериатрия. 1980. - С 26-29.

90. Современные- биохимические и морфологические проблемы соединительной ткани / Акад. наук СССР. Сибирское отделение. — Новосибирск: Наука, 1971. 391 с.

91. Струков, А.И. Патология больной культи / А.И. Струков, A.C. Набалт // Труды конференции по раневой инфекции. М.: Медгиз, 1946.- 58 с.

92. Тельцов, Л.П. Морфологические аспекты старения коллагнена/ Л.П. Тельцов, Н.С. Соловьев // Рос. морфол. ведомости. 2001. - № 1. -С. 153-155.

93. Теппермен, Дж. Физиология обмена веществ и эндокринной системы / Пер. с англ. Кондрорра В.И. / Дж. Теппермен, X. Теппермен. М.: Мир, 1989.-653 с.

94. Тихонов, М.Т. Об энергии роста конечностей и позвоночного столба до 14-летнего возраста / М.Т. Тихонов. Спб., 1984. - 147 с.

95. Торбенко, В.П. Функциональная биохимия костной ткани / В.П. Торбенко, Б.С. Касавина. М.: Медицина, 1977. - С. 272.

96. Тустановский, A.A. О незрелых формах коллагена / A.A. Тустановский, Г.Л. Мягкая // Современные биохимические и морфологические проблемы соединительной ткани. 1971. - № 3. - О 77-85.

97. Удостоверение № 43 от 7.08.1985. на рац. предложение. Способ определения микроколичеств сульфатной серы в растворе озоленной кости / К.С. Десятниченко, Г.Д Абрамова, КНИИЭКОТ.

98. Федулова, М.В. Структурные изменения костной ткани с возрастом- и их использование в судебной медицине / М.В. Федулова, H.H. Гончарова, Ю.И. Пиголкин // Российский центр судебно-медицинской экспертизы МЗ РФ. -2002.

99. Филиппович, Ю.Б. Практикум по общей биохимии / Ю.Б. Филиппович, Т.А. Егорова, Г.А. Севастьянова. М.: Просвящение, 1982. - 311 с.

100. Формирование остеопоротических сдвигов в структуре костной ткани / A.C. Аврунин, Н.В. Корнилов, A.B. Суханов, В.Г. Емельянов. -СПб.: Ольга, 1998.-67 с.

101. Франке, Ю. Остеопороз / Ю. Франке, Г. Рунге. М.: Медицина, 1995. - 300 с.

102. Фролькис, В.В. Биологический возраст. / В.В. Фролькис. Геронтология и гериатрия: Ежегодник Киев, 1984. - С. 24-30.

103. Хромяк, Е.Т. Белково-мукополисахаридные и минеральные компоненты костной ткани животных и людей различного возраста при остеопорозе / Е.Т.Хромяк // Геронтология и Гериатрия ежегодник: -1980. -С 30-34.

104. Хрящ / В.Н. Павлова, Т.Н. Копьева, Л.И. Слуцкий, Г.Г. Павлов. -М.: Медицина, 1988. 320 с.

105. Частота остеопороза у лиц старше 50 лет в Иркутской области / Л.В. Меньшикова, О.В. Грудинина, Ю.Р. Киборт, Т.М. Максикова // Российский4 конгресс по остоепорозу: Науч. прогр. и тез. Ярославль: Литера, 2003. - С. 61.

106. Чупина, Л.М. Возраст человека. Краткая медицинская энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1983. - Т. 1. - С. 233-234.

107. Штефко, В.Г. Возрастная остеология / В.Г. Штефко. М.: Изд-во АПН РСФСР, 1947. - 370 с.

108. Щепеткин, И.А. Полипептидные факторы остеогенеза / И.А. Щепеткин // Успехи современной биологии. 1994. - № 6. - С. 13-16.

109. Щербаков, В.В. Организационные и научно-методические принципы медико-криминалистической идентификации в условиях чрезвычайных ситуаций с массовыми человеческими жертвами: Автореф. дис. . канд. мед. наук / В. В. Щербаков. М., 2000. - 22 с.

110. Юрьева, С.А Опорно-двигательная система человека /С.А. Юрьева // http.V/zayavka.km.ru/01 б/intro/1 -1 .htm.

111. Alberts, В. Molecular biology of the cell / B. Alberts. New-York: Garland, 1989. - 602 p.

112. Amprino, R. Autoradiographic analysis of the distribution of labeled Ca and P in bones / R. Amprino // Experiencia. 1952. - Vol. 8. - P. 20.

113. Biochemical and immunohistochemical evidence that in cartilage anоalkaline phosphatase is a Ca -binding glycoprotein / B. De Bernard, P. Bianco, E. Bonucci et al. // J. Cells Biol. -1986. Vol. 103, No 4. - P. 1615-1623.

114. Bitter, F. A modified uronik acid carbazole reaction / F. Bitter, H.M. Muir // Analyt. biochem. 1962. - Vol. 4. - P. 330.

115. Burstein, A.H Aging of bone tissue: mechanical properties / A.H, Burstein, D.T. Reilly, M. Martens // J. Bone Jt. Surg. 1976. - Vol. 58-A, No 1. - P. 82-86.

116. Cassucio, C. Concerning osteoporosis / C. Cassucio // J. Bone Jt. Surg. 1962. - Vol. 44-B, No 3. - P 453.

117. Coret-Nicaise, M, The mandibular body of the human fetus: histological analysis of the basilar part / M. Coret-Nicaise, A. Dhem // Anat. Embryol. (Berl). 1984. - Bd. 169, H. 3. - S. 231-236.

118. Decreased axial and peripheral bone density in patients taking long-term warfarin / W.J. Philip, J.C. Martin, J.M. Richardson et al. // QJM. -1995. Vol. 88, No 9. - P. 635-640.

119. Delaisse, J-M. Mechanism of mineral solubilization and matrix degradation in osteoclastic bone resorption / J-M. Delaisse, G. Vaes //

120. Biology and Physiology of the Osteoclast / Ed. by B.R. Rifkin, C.V. Gay. -Boca Ration: CRC Press, 1992. P. 289-314.

121. Ehiers, P.N. Über pathologische Prakten unter Auswernung des Knochengures der Chirurgischen Universitätsklinik Heidelberg / P.N. Ehiers, H.G. Grimsehl // Langenbeck's Arch. klin. Chir. 1960. - Bd. 264, H 6. - S. 667-699.

122. Elson, J.A. Colorimetric method of the determination of glucosamine and chondrosamine / J.A. Elson, W.T. Morgan // Biochem J. 1933. -Vol. 27. - P. 1824-1830.

123. Estrogen promotes apoptosis of murine osteoclasts mediated by TGF-beta / D.E. Hughes, A. Dai, J.C. Tiffee et al. // Nat. Med. 1996. - Vol. 2, No 10. - P. 1132-1136.

124. Everitt, E.A. Expression of SPARC in correlated with altered morphologies in transfected F9 embryonal carcinoma cells / T.F. Everitt, E.H. Sage // Exp. Cell Res. 1992. -Vol. 199, No 1. - P. 134-146.

125. Excessive mineralization with growth plate closure in rats on chronic warfarin treatment / P.A. Price, M.K. Williamson, T. Haba et al. // Proct. Natl. Acad. Sei. USA. 1982. - Vol. 79, No 24. - P. 7734-7738.

126. Exogenous hyperthyroidism with osteoporosis / M. D. Fallon, H. M. Perry, M. Bergfeld et al. // Arch. Intern. Med. 1983. - Vol. 143, No 3. -P. 442-444.

127. Expression of bone sialoprotein (BSP) in developing human tissues / P. Bianco, L.W. Fisher, M.F. Young et al. // Calcif Tissue Int. -1991. Vol. 49, No 6. - P. 421-426.

128. Eyre, D.R. Collagen: molecular diversiy in the body's protein scaffold / Eyre, D.R. // Science. -1980. Vol. 207, No 4437. - P. 1315-1322.

129. Eyre, D.R. Cross-linking in collagen and elastin / D.R. Eyre, M.A. Paz, P.M. Gallop //Annu. Rev. Biochem. 1984. - Vol. 53. -P. 717-748.

130. Fedarko, N.S. Isolation and purification of proteoglycans / N.S. Fedarko // Experientia. 1993. - Vol. 49, No 5. -P. 369-383.

131. Fisher, L.W. The nature of proteoglycans of bone / L.W. Fisher 11 The chemistry and biology of mineralized tissues / Ed. by W.T. Butler. Birmingham: Ebsco Media, 1985. P. 188-196.

132. Fleischmajer, R. Structure, molecular biology, and pathology of collagen / R. Fleischmajer, B. Olsen, K. Kuhn / Ann. NY Acad. Sci. 1990.- 592 p.

133. Franzen, A. Characterization of protoglycans from the calcified matrix of bovine bone / A. Franzen, D. Heinegard // Biochem J. 1984. - Vol. 224, No l.-P. 59-66.

134. From bone lining cell to osteocyte: an SEM study / D.N. Menton, D.J. Simmons, S.L. Chang, B.Y. Orr // Anat. Rec. 1984. - Vol. 209, No l.-P. 29-39.

135. Funk, S.E. Defferential effects of SPARC and cationic SPARC peptides on DNA synthesis by endothelial cells and fibroblasts / S.E. Funk, E.H. Sage // J. Cell Physiol. 1993. - Vol. 154, No 1. - P. 53-63.

136. Funk, S.E. The Ca2^-binding glycoprotein SPARC modulates cell cycle progression in bovine aortic endothelial cells / S.E. Funk, E.H. Sage // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1991. - Vol. 88, No 1. - P. 2648-2652.

137. Grzesik, W.J. Bone matrix RGD-glycoproteins: immunolocalization and their interaction with human primary osteoblastic bone cells in vivo / W.J. Grzesik, P.G. Robey // J. Bone Miner. Res. 1994. - Vol. 9, No 4. - P. 487-496.

138. Holt, C. The method for the determination of serum glycoproteins / C. Holt // Klin. Wschr. 1954. - Bd. 35. - S. 66.

139. Immunocytochemical demonstration of extracellular matrix proteins in isolated osteocytes / E. Aarden, A. Wassenaar, M. Alblas, P. Nijweide // Histochem. Cell Biol. 1996. - Vol. 106. - No 5. - P. 495-501.

140. Immunoidentification of type XII collagen in embryonic tissues / S.P. Sugrue, M.K. Gordon, J. Seyer et al. // J. Cell Biol. 1989. - Vol. 109, No 2. - P. 939-945.

141. Jorgensen, M.B. A modified method for the determination of pepsinogen in urine / M.B. Jorgensen // Scand. Clin. Lab. Invest. 1954. — Vol. 6. - P. 303.

142. Joseph, K. T. / K.T. Joseph, S.M. Bose // Bulletin of the Centre for Leather Research Institute. -1962. -Vol. 8. P. 931.

143. Kimmel, D.B. An evaluation of existing normal iliac trabecular bone volume (bv/tv) data / D.B. Kimmel, H.E. Takahashi // Proceedings of the fifth international congress on bone morphometry / Ed by H.E. Takahashi. -Nishimura: Smith-Gordon, 1990.

144. Kodama, I.I. Establishment of a clonal osteogenic cell line from newborn mouse calvaria / I.I. Kodama, V. Amagai, I.I. Sudo // Jpn. J. Oral. Biol. 1981. - Vol. 23. - P. 899-901.

145. Krogman, W.M. The human skeleton in forensic medicine / W.M. Krogman. Springfield: C.C. Thomas, 1962. - 340 p.

146. Lane, T.F. Functional mapping of SPARC: peptides from two distinct0 4- #

147. Ca -binding sites modulate cell shape / T.F Lane, E.H. Sage // J. Cell Biol. 1990.-Vol. 111.-P. 3065-3075.

148. Linder, J. Molekularbiologie und Molekularpathologie der organischen Knochenmatrix / J. Linder, G. Seifert // Aktuelle Probleme der Osteologie. 1975. - H. 7. - S. 435.

149. Localization of bone sialoprotein (BSP) to Golgi and post-Golgi secretory structures in osteoblasts and to discrete sites in early bone matrix /

150. P. Bianco, E. Riminucci, G. Silvestrini et al. // J. Histyochem. Cytochem. — 1993. Vol. 41, No 2. - P. 193-203.

151. Lutwak, L. Metabolic disorders of the skeleton in aging working with older people / L. Lutwak // -1971. v. IV. P. 172—179.

152. Magnesium distribution in human bone / S. Tsuboi, H. Nakagaki, K. Ishiguro et al. // Calcif. Tissue Int. 1994. - Vol. 54, No 1. - P. 34-37.

153. Majeska, R.J. Attachment to extracellular matrix molecules by cells differing in expression of osteoblastic traits / R.J. Majeska, M. Port, T.A. Einhorn // J. Bone Miner. Res. 1993. -Vol. 8, No 3. - P. 277-289.

154. Matrix sialoprotein of developing bone / L.W. Fisher, S.W. Whitson, L.V. Avioli, J.D. Termine // J. Biol. Chem. 1983. - Vol. 258, No 20. - P. 12723-12727.

155. Melik, R.A. Variation of tensile strength of human cortical bone with age / R.A. Melik, D.R. Miller // Clin. Sci. 1966. -Vol. 30. - P. 243-248.

156. Neuman, R.E. Index of collagen / R.E. Neuman, M.A Logan // J. Biol. Chem. 1951. - Vol. 193. - P. 549.

157. Niyibizi, C. Identification of cartilage alpha I (XI) chain type V collagen from bovine bone / C. Niyibizi, D.R. Eyre // FEBS Lett. 1989. — Vol. 242, No 2. - P. 314-318.

158. Orwoll, E.S. Serum osteocalcin (BGP) levels in normal men: a longitudinal evaluation reveals an age associated increase /E.S. Orwoll, L.J. Deftos // J. Bone Miner. Res. 1990. - Vol. 5, No 3. - P. 259-262.

159. Osteoclastic bone resorption by a polarized vacuolar proton pump / H.C. Blair, S.L. Teitelbaum, R.Ghiselli, S. Gluck// Science. 1989. - Vol. 245, No 4920. - P. 855-857.

160. Osteogenesis: Bone development from primitive progenitors / J.T. Triffitt, C.J. Joyner, R.O. Oreffo, A.S. Virdi // Biochem. Soc. Trans. 1998. - Vol. 26, No 1. - P. 21-26.

161. Peel, N. ABC of rheumatology. Osteoporosis / N. Peel, R. Eastell // BMJ. 1995. - Vol. 310, No 6985. - P. 989-992.

162. Pinnell, S.R. Human collagens: differences in glycosylated hydroxylysines in skin and bone / S.R. Pinnell, R. Fox, S.M. Krane // Biochim. Biophys. Acta. 1971. - Vol. 229, No 1. - .P. 119-122.

163. Precision of bone density measurement / G.P. Maguire, H.D. Flavell, J.N.C. Burrow, B.J. Currie // Austral. N.Z. J. Med. 1998. - Vol. 2. - P. 220.

164. Prince, C.W. Incorporation of 35S. sulfate into glycosaminoglycans by mineralized tissues in vivo / C.W. Prince, F. Rahemtulla, W.T. Butler // Biochem J. 1984. - Vol. 224, No 3. - P. 941-945.

165. Prince, C.W. Metabolism of rat bone proteoglycans in vivo / C.W. Prince, F. Rahemtula, W.T. Butler // Biochem J. 1983. - Vol. 216, No 3. -P. 589-596.

166. Proteoglycans of developing bone / L.W. Fisher, J.D. Tennine, S.W. Dejter et al. // J. Biol. Chem. 1983. - Vol. 258, No 10. - P. 6588-6594.

167. Regulation of IL-1 and TNF-a expression during the differentiation of bone marrow-derived macrophage / M.J. Myers, J.K. Pullen, N. Ghildyal et al. / J. Immunol. 1989. - Vol. 142, No 1. - P. 153-160.

168. Resorbing bone is chemotactic for monocytes / G.R. Mundy, J. Varani, W. Orr et al. // Nature. 1978. - Vol. 275, No 5676. - P. 132-135.

169. Rodan, G. A. The missing bone / G.A. Rodan, S. Harada // Cell. 1997. -Vol. 89, No 5. - P. 677-680.

170. Sage, E.H. Extracellular proteins that modulate cell-matrix interactions: SPARC, tenascin, and thrombospondin / E.N. Sage, P. Bornstein // J Biol Chem. 1991. 1991. - Vol. 266, No 23. - P. 1483114834.

171. Schneider, G.B. Pluripotent hemopoetic stem cells give rise to osteoblasts / G.B. Schneider, M. Relfson, J. Nicolas / Am. J. Anat. 1986. -Vol. 177, No 4. - P. 505-511.

172. Segrest, J.P. Variations in human urinary O-hydroxylysyl glycoside levels and their relationship to collagen metabolism / J.P. Segrest, L.W. Cunningham// J. Clin. Invest. 1970. - Vol. 49, No 8. - P. 1497-1509.

173. Shinomura, T. Proteoglycan-Lb, a small dermatan sulfate proteoglycan expressed in embryonic chick epiphyseal cartilage, is structurally related to osteoinductive factor / T. Shinomura, K. Kimata // J. Biol. Chem. 1992. -Vol. 267, No 2. - P. 1265-1270.

174. SPARC induces the expression of type I plasminogen activator inhibitor in cultured bovine aortic endothelial cells / P. Hasselaar, D.J. Loskutoff, M. Sawdey, E.H. Sage // J. Cell Biol. 1991. - Vol. 226, No 20. -P. 13178-13184.

175. Structural and functional implications of age-related abnormal modifications in collagen II from intervertebral disc / C. Yang, S. Mosler, H. Rui et al. // Matrix Biol. 1995. - Vol. 14, No 8. - P. 643-651.

176. Sugrue, S.P. Ymmunoidentification of type XII collagen in embryonic tissues / S.P. Sugrue, M.K. Gordon, J. Seyer, B. Dublet // J. Cell Biol. -1989. -№109. -P 939-945.

177. Teitelbaum, S.L. Rodent peritoneal macrophages as bone resorbing cell / S.L. Teitelbaum, C.C. Stewart, A.J. Kahn // Calcif. Tissue Int. 1979.- Vol.27, No 3. P. 255-261.

178. The Mr, 24,000 posphoprotein from developing bone is the NH2-terminal propeptide of the a-1 chain of type I collagen / L.W. Fisher, P. G. Robey, N. Tuross et al. // J. Biol. Chem. 1987. - Vol. 262, No 28. - P. 13457-13462.

179. Thrombospondin is an osteoblast derived component of mineralized extracellular matrix / P.G. Robey, M.F. Young, L.W. Fisher, T.D. McClain

180. V // J. Cell Biol. 1989. - Vol. 108, No 2. - P. 719-727.

181. Timmins, P.A. Bone water / P.A. Timmins, J.C. Wall // Calc. Tiss. Res. 1977. - Vol. 23, No 1. - P. 1-5.

182. Tsonis, P.A. Limb regeneration / P.A. Tsonis. Cambridge: Cambridge University Press, 1996. - 232 p.

183. Ultrastructural immunolocalization of noncollagenous (osteopontin and osteocalcin) and plasma (albumin and alpha 2HS-glycoprotein) proteins in rat bone / M.D. McKee, M.C. Farach-Carson, W.T. Butler et al. II Bone

184. Miner. Res. 1993. - Vol. 8, No 4. - P. 485-496.

185. Uropepsin excretion by men / I.A. Mirsky, S. Block, S. Osher, R.H. Broh-Kahn II J. Clin. Invest. 1948. - Vol. 27. - P. 818.

186. Vaananen, H.K. Evidence for the presence of a proton pump of the vacuolar H+-ATPase type in the ruffeld border of osteoclasts / H.K. Vaananen, E.K. Karhukorpi, K. Sundquist et al. // Cell Biol. 1990. - Vol. Ill, No 3. - P. 1305-1311.

187. Vaes, G. Cellular biology and biochemical mechanisms of bone resorbtion / G.Vaes // Clin. Orthop. 1988. - No 231. - P. 289-314.

188. Warren, L. The thiobarbituric acid assay of sialic acids / L. Warren // J. Biol. Chem. 1959. - Vol. 234, No 8. - P. 1971-1975.

189. Zimmermann, D.R. Multiple domains of the large fibroblast proteoglycan, versican / D.R. Zimmermann, E. Ruoslahti // EMBO J. 1989. - Vol. 8, No 10. - P. 2975-2981.V

Информация о работе

Накоскин, Александр Николаевич
кандидата биологических наук
Курган, 2004
ВАК 03.00.04

Диссертация

Возрастные изменения и половые различия биохимического состава костной ткани человека - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы