Гистогенез костной ткани эмбрионов японского перепела в условиях невесомости

• Автор: Комиссарова, Дарья Валерьевна
• Шифр специальности: 14.03.08, 03.03.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 94 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Костная система и гравитация

1.2. Метаболизм кальция в живом организме, механизмы его регуляции. Изменение метаболизма кальция в живом организме в невесомости
1.3. Эксперименты с животными, экспонированными на борту космических летательных аппаратов. Гистологические

исследования костной ткани в космическом полете

1.4. Японский перепел как часть гетеротрофного звена БСЖО

1.5. Основные этапы эмбрионального развития птиц. Гистогенез костной и хрящевой тканей

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. Методика проведения эксперимента по изучению

эмбрионального развития японского перепела в условиях невесомости
2.2. Методики морфометрических исследований бедренной и большеберцовой костей и определения содержания кальция в костях нижних конечностей разновозрастных эмбрионов японского перепела
2.3. Методика гистологического исследования развивающейся и растущей кости
2.4. Методика определения зольности и содержания кальция в скорлупе перепелиных яиц
2.5. Статистические методы
3. РЕЗУЛЬТАТЫ
3.1. Сравнительное исследование длины костей эмбрионов японского перепела контрольной и полетной групп
3.2. Сравнительное изучение длин участков окостенения разновозрастных эмбрионов японского перепела в полетной и контрольной группах
3.3. Гистологические исследования костной ткани эмбрионов полетной и контрольной групп
3.4. Зольность скорлупы разновозрастных эмбрионов японского перепела полетной и контрольной групп
3.5. Содержание кальция в скорлупе разновозрастных эмбрионов японского перепела полетной и контрольной групп
3.6. Содержание кальция в костях нижних конечностей эмбрионов японского перепела
4. ОБСУЖДЕНИЕ
5. ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Одной из самых важных научных проблем освоения космического пространства является создание и поддержание оптимальных условий жизнедеятельности человека в полете и во время пребывания на другой планете. Еще в самом начале космической эры К.Э. Циолковский предлагал использовать принцип биологического круговорота веществ для обеспечения условий нормальной жизнедеятельности будущих космонавтов на борту космического корабля.
В длительных полетах к другим планетам и, в частности, к Марсу, системы жизнеобеспечения (СЖО), построенные по принципу запаса веществ, не смогут полностью удовлетворить все потребности человека. Так, например, было подсчитано, что при полете на Марс (продолжительность полета около 500 суток) экипажу из 6 человек потребуется 2,9 тонн кислорода, 50 тонн воды и 5,3 тонны пищи [47]. В современных условиях при таких массах веществ, необходимых для нормальной жизнедеятельности экипажа в течение всего полета, невозможно создать космический корабль, который способен был бы вместить все необходимые запасы. Таким образом, габаритно-массовые ограничения корабля могут быть сняты только с помощью создания регенерационных СЖО.
Многолетние труды по разработке СЖО на космических кораблях и станциях доказали, что регенерационные СЖО, основанные полностью на физико-химических процессах сложнее реализовать, чем те, в основе которых лежат биологические процессы [57]. Концепция построения любой СЖО тесно связана с концепцией обитаемости, т.е. с созданием таких условий среды, которые обеспечивали бы ее пригодность для жизнедеятельности человека без ограничения по времени или на определенный период, заранее заложенный при создании среды (ограниченная обитаемость). После многих лет работ по теоретическому и экспериментальному обоснованию принципов организации биологических систем жизнеобеспечения (БСЖО), было доказано, что создание среды, пригодной для обитания человека в течение длительного времени,
вокруг хондробласта интенсивность синтеза РНК и ядерных белков снижается [48]. Процесс окостенения начинается в средней части диафиза кости куриного эмбриона (центре окостенения) и распространяется к ее концам. На первом этапе хондроциты разбухают и располагаются в ряды. Сначала ткань хряща инкрустируется солями кальция, и хрящевые клетки разрушаются, а затем поверх хряща костеобразующие клетки (остеобласты) начинают откладывать тонкий слой кости. Капилляры надкостницы проникают в центральную часть будущей кости. Таким образом, внутри развивается губчатый слой эндохондральной кости, который соединяется с компактным слоем периостальной кости, находящимся на поверхности [3]. На концах будущей кости куриного эмбриона возникают 2 центра окостенения (14-15-е сутки). Они отделены хрящом от срединного центра окостенения. Одновременно с ростом кости в длину происходит и ее рост в толщину. Остеобласты в надкостнице диафиза продолжают откладывать слои плотной ткани на поверхности, увеличивая таким образом диаметр кости. В то время как на поверхности кости продолжается рост, внутри она становится полой благодаря деятельности клеток, растворяющих находящиеся там хрящ и кость. В результате губчатая ткань в центре кости разрушается и, в конечном счете, замещается костным мозгом [48].
Окончательная структура кости куриного эмбриона формируется в результате отложения костной ткани, ее разрушения и непрерывного отложения новой костной ткани. За разрушение костной ткани отвечает специальный класс клеток, которые называются остеокластами. Обмен минеральными веществами между кровью и костью возможен лишь благодаря наличию в кости кровеносных сосудов. Эти кровеносные сосуды окружены коцентрическими цилиндрами из образующейся вокруг них костной ткани и костными клетками. Такой комплекс из костных цилиндров и кровеносных сосудов называют гаверсовой системой [48].
По мере развития область соприкосновения двух соседних костей заполняется мезенхимой. Клетки этой мезенхимы выстраиваются в ряд, образуя мембрану, прикрепленную к концам обеих костей; так формируется синовиальная оболочка или полость сустава, содержащая жидкость. Концы костей покрываются