Регуляция метаболизма провизорного хряща пластинок роста тел позвонков

В доступной литературе вопросы регуляции метаболизма пластинок роста (ПР) тел позвонков в разные периоды онтогенеза освещены недостаточно. Однако исследование закономерностей функционирования провизорного хряща ПР тел позвонков является практической и теоретической основой построения модели патогенеза идиопатического сколиоза (ИС) и болезни Шойерманна-Мау (БШМ), заболеваний, связанных с нарушением роста. 

Цель работы - исследовать основные закономерности функционирования структурных компонентов ПР тел позвонков в периоды формирования и роста. 

Методами морфогистохимии, биохимии и ультраструктурного анализа исследовалось 50 препаратов тел позвонков детей в возрасте от 1 года до 14 лет, полученные на кафедре судебной экспертизы. Исследовались экспрессия пяти генов протеогликанов методом РТ-ПЦР и их белковые продукты. 

Процесс роста представляет собой последовательность морфогенетических событий, продолжающихся до достижения половой зрелости. Но морфофункциональная организация и регуляция роста в разные периоды онтогенеза различны. В раннем постнатальном периоде процесс роста тел позвонков осуществляется радиально расположенной зоной роста. Как и в сформированной хрящевой ПР тела позвонка, популяция клеток неоднородна: от малодифференцированного хондробласта через форму высоко дифференцированного к деградирующему хондроциту. Особенность этого периода развития позвоночника заключается в наличии сосудов в провизорной хрящевой ткани. Предложенная и обоснованная концепция хондрогематического барьера (Зайдман A.M.) объясняет сохранение гомеостаза на стадии дифференцировки тел позвонков. 

В раннем постнатальном периоде процесс хондрогенной дифференцировки прехондробластов осуществляется под индуцирующим влиянием хорды. В позднем постнатальном периоде (12-14 лет) закономерности структурно-функциональной организации хрящевой ПР тела позвонка сохраняются: фенотипическая неоднородность, полярность и зональность клеток. Центральной фигурой в сложной архитектонике хрящевой ткани является хондробласт, представляющий собой своеобразный метаболический центр. Однако функционирование хондробласта осуществляется на уровне хондрона - функциональной единицы ПР тела позвонка. В центре хондрона расположен хондробласт (хондроцит), окруженный перицеллюлярным матриксом, который представляет собой агрегаты протеогликанов (ПГ) - диффузные молекулы агрекана. 

Благодаря своеобразной архитектонике внутри молекул ПГ имеются пространства, сопоставимые с размерами везикул комплекса Гольджи, через эти молекулы свободно проникают метаболиты, мелкие молекулы и вода. Диффузные молекулы вместе с тонкими коллагеновыми волокнами II типа, минорными коллагенами и структурирующими ПГ выполняют барьерную функцию. Кроме барьерной функции, диффузные молекулы внутри хондрона осуществляют информационную функцию, формируя своеобразное информационное поле, сигналы которого воспринимаются рецепторами хондробласта и через вторичных посредников осуществляется экспрессия генного аппарата клеток. 

Таким образом, происходят либо стимуляция пролиферативной активности и последующая дифференцировка в периоды интенсивного роста, либо эти процессы приостанавливаются (периоды замедления роста). В зонах пролиферации единичные хондроны объединяются в цепочки. Взаимодействие клеток внутри хондрона осуществляется за счет надмембранных структур - по типу контактной координации функций клеток, которым присуща высокая специфичность. Концентрация диффузных молекул ПГ (агрекана) в зонах пролиферации наиболее высокая, о чем свидетельствуют гистохимические и ультраструктурные исследования. Кроме того, диффузные молекулы являются коротко-дистантными регуляторами синтеза ДНК, механизм действия которых реализуется через систему рецепторов на клеточной мембране. Следовательно, контактные межклеточные взаимодействия являются одним из механизмов, контролирующих клеточное деление. Это так называемые внеклеточные факторы регуляции пролиферации хондробластов. 

Таким образом, процесс роста представляет собой сложный двухэтапный механизм пролиферации, дифференцировки хондробластов и адекватный остеогенез. Все три процесса обеспечивают гармоничное формирование позвоночника, и нарушение одного из них приводит к развитию патологии. 

Зайдман A.M., Корель А.В., Сахаров А.В., Михайловский М.В.

 ФГУ Новосибирский НИИ травматологии и ортопедии Росздрава, 

 Новосибирский государственный педагогический университет