РОЗДІЛ 2
МАТЕРІАЛ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ
Опис експериментів, об’єкти та матеріал дослідження
2.1.1. Модельована гіпокінезія. Експерименти по впливу гіпокінезії на кісткову
тканину й популяцію остеоцитів проводили на білих щурах лінії Wistar в
Інституті зоології ім. І.І. Шмальгаузена НАН України. Використовували
статевозрілих щурів-самців віком 4-6 місяців та вагою 220±30г. Умови
гіпокінезії моделювали методом «вивішування» за хвіст з розвантаженням задніх
кінцівок щурів (кут 35о) [207], з розробленою у нашому відділі модифікацією
(рис. 2.1, 2.2).
Рис. 2.1. Рис. 2.2.
Рис. 2.1, 2.2. Піддослідні щури в спеціальних клітках.
Метод “вивішування”.
Для цієї мети були сконструйовані спеціальні клітки з закріпленнями для
фіксації тварин, за допомогою яких створювався необхідний кут нахилу і задні
кінцівки не торкалися підлоги. Тварини могли вільно переміщатися на передніх
кінцівках в межах клітки, рухатися без обмежень та приймати їжу у будь-який
час. Для уникнення впливу стресу на фізіологічний стан перед проведенням
дослідів тварини перебували в таких клітках на протязі 7-9 діб без
“вивішування”. За поведінкою і станом тварин ретельно стежили, підтримуючи
умови експерименту, всі порушення, зокрема, зміни реєстрували у протоколах
досліду.
Контрольну групу складали самці щурів такої ж ваги та віку. Вони утримувались
під час досліду в ідентичних умовах без “вивішування” і проходили попередню
адаптацію на протязі 7-9 діб.
Всі щури вільно пересувалися на передніх кінцівках у межах клітки до води й
кормів. Під час усіх експериментів тварини знаходилися на стандартному
раціоні.
Всього у дослідах для гістологічних і радіоавтографічних досліджень було
використано 40 тварин (20–дослід, 20–контроль), із яких 18 – використані для
радіоавтографічних досліджень.
По закінченню експериментів з «вивішуванням» (тривалістю 28 діб) щурів
анестезували ефіром для наркозу. Виведення їх з експерименту виконувалось у
відповідності з правилами «Європейської конвенції захисту хребетних тварин, які
використовуються в експериментах та інших наукових цілях» [169]. Для
гістологічних, морфометричних і радіоавтографічних досліджень було взято
стегнові кістки.
Мікрогравітація. Експерименти проведені в рамках міжнародного наукового
співробітництва співробітниками Інституту зоології НАН України (відділ
цитології та гістогенезу) з російськими вченими д.б.н. Капланським А.С. та
д.б.н. Огановим В.С. (ДНЦ РФ - Інститут медико-біологічних проблем РАН, Москва,
Росія).
Для вивчення впливу умов мікрогравітації (космічний політ) досліджували зразки
(білптати) гребня клубової кістки нелюдиноподібних мавп (Macaca mulatta).
Мавпи-самці віком 1,5-2 роки, вагою 2,0-2,5 кг, основний розмір яких складав
300-350 мм, готувалися до польотних експериментів протягом 2,5 років в
Інституті медичної приматології (Сочі - Адлер, Росія). З 25 особин 2 мавпи були
відібрані для польоту, 8 мавп з тієї ж партії були використані як контрольні.
Причому контрольні тварини були розподілені на 2 підгрупи: 3 мавпи - для
модельованого експерименту з обмеженою рухливістю (синхронний контроль) і 5
мавп в якості віварійного контролю.
Таким чином, дослідження включало три серії експерименту:
космічний політ тривалістю 14 діб на біосупутнику «Біон-11» (рис. 2.3);
Рис. 2.3. Піддослідні мавпи (Лапік і Мультік) на борту біосупутника “Біон-11”.
синхронний наземний контроль (тривалістю 14 діб) з обмеженням рухливості. Під
час цього експерименту тварини знаходилися зафіксованими у спеціальних кріслах
при тих же умовах, як при польоті: вологість, температура повітря, режим
годування тощо (рис. 2.4);
віварійний контроль, де тварини на протязі 14 діб перебували в стандартних
умовах.
Космічний політ здійснювався на біосупутнику “Біон – 11” (рис. 2.5), який був
відправлений 24 грудня 1996 року на орбіту навколо Землі з параметрами: висота
в перигеї – 40 км, в апогеї – 255 км, період обертання – 90,48 хв., кут нахилу
орбіти – 62,8°.
Рис. 2.4. Піддослідна мавпа синхронного контролю в спеціальному кріслі.
Рис. 2.5. Загальний вигляд біосупутнику “Біон-11”.
Спускаємий апарат біосупутнику приземлився 7 січня 1997 року в Казахстані. В
кабіні біосупутнику були зареєстровані такі параметри: РО2 – 140 – 180 мм рт.
ст., Р СО2 – 1,6 мм рт. ст., температура повітря – 21,5 – 26,2?С, відносна
вологість 20 – 65%, загальний тиск в кабіні 730 – 790 мм рт. ст. [51].
Для досліджень змін в кістковій тканині використовували гребінь клубової
кістки, який є частиною тазової кістки і розташована вище вертлюжної впадини,
що приймає на себе важкість тіла й основне гравітаційне навантаження. Біопсію
гребня була проведена під наркозом на першу добу після закінчення польоту в
Інституті медико-біологічних проблем. Щоб зменшити травмування тварин до
мінімуму, розмір біоптатів не перевищував 3-5 мм3. Після фіксації (4%
параформол) фрагменти кісток зберігали у 70о етанолі. Біопсії були надані
відділу цитології та гістогенезу проф. В.С. Огановим (ДНЦ - Інститут
медико-біологічних проблем, РАН, Москва). Подальші маніпуляції з їх підготовки
для гістологічного та електронно - мікроскопічного дослідження проводили у
відділі цитології та гістогенезу Інституту зоології НАН України (Київ) під
керівництвом зав. відділом, проф., д.б.н. Н.В. Родіонової.
2.2. Методи дослідження
2.2.1. Гістологічні і гістохімічні методи. Для гістологічного дослідження
використовували гребень клубової кістки мавп та ст