Морфофункциональные предпосылки развития повреждений плечевого сустава у собак
На правах рукописи
Павловская Екатерина Андреевна
МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ РАЗВИТИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ ПЛЕЧЕВОГО СУСТАВА У СОБАК
06.02.01 – диагностика болезней и терапия животных, патология, онкология
и морфология животных
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Москва 2013
Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И. Скрябина» (ФГБОУ ВПО МГАВМиБ).
Научный руководитель:
доктор биологических наук, профессор, Слесаренко Наталья Анатольевна
Официальные оппоненты:
Матвейчук Игорь Васильевич - доктор биологических наук, профессор, ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений» РАСХН, руководитель научно-исследовательского центра медицинских биотехнологий ВИЛАР.
Ватников Юрий Анатольевич - доктор ветеринарных наук, профессор, ГОУ ВПО «Российский университет дружбы народов», заведующий кафедрой клинической ветеринарии.
Ведущая организация:
ФГБОУ ВПО «Белгородская государственная сельскохозяйственная академия имени В.Я. Горина».
Защита диссертации состоится «9» октября 2013 года в 15.00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.042.02 при ФГБОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И. Скрябина» по адресу: 109472, г. Москва, ул. Академика Скрябина, 23; тел. (495)377-93-83.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени
К.И. Скрябина».
Автореферат разослан «____» _________________ 2013 года и размещен на сайте http://www.vak2.ed.gov.ru.
Ученый секретарь
диссертационного совета Сотникова Л.Ф.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Изучение закономерностей структурной организации суставов большой подвижности и их адаптивно-компенсаторных преобразований в норме и при патологии представляет одну из актуальных проблем клинической морфологии и ветеринарной медицины. Вопросам изучения функциональной анатомии плечевого сустава у собак посвящены немногочисленные публикации отечественных и зарубежных авторов (Н.А. Слесаренко, Н.В. Бабичева, Е.С. Дурткаринова, 2000; Борисов М.С., 1998; В.М. Чепой, 1990; Dalinka, Kricun, Zlatkin, 1989; S. Dyson, 2007, A.L. Osterman, 1991; K. Schulz, 2005). Имеются сведения о строении хрящевого покрытия сустава (В.П. Павлова, Т.П. Копьева, Л.И. Слуцкий, Г.Г. Павлов, 1988; А. Хэм, 1983, H.M. Frost, 1990; N.P. Omelianyanko, 1991, 1995). Однако до настоящего времени практически не изучен вопрос структурного хондрогенеза в различных участках суставной поверхности, испытывающую неодинаковую биомеханическую нагрузку; особенности строения капсулы, связь сустава с топографически сопряженными органами. Отсутствуют сведения о возрастных цитоморфологических преобразованиях, происходящих в суставе в норме и при патологии, не разработаны породные и возрастные критерии оценки структурно-функционального состояния плече-лопаточного сочленения у собак, позволяющие достоверно дифференцировать патологические и инволютивные изменения в различных тканях сустава. Вместе с тем, эти данные могут иметь важное прикладное значение в постановке диагноза, выборе дальнейшего рационального метода лечения животных с различными патологиями указанного сочленения, а также в совершенствовании селекционно-племенной работы в области кинологии.
Цель исследования: представить морфофункциональную характеристику плечевого сустава у собак как единой биомеханической системы и на этом основании установить факторы риска его повреждений.
Задачи исследования:
- Изучить морфологические характеристики плече-лопаточного сочленения у собак и выявить общие закономерности и породные особенности его строения.
- Установить структурные взаимосвязи органов костной и сухожильно-мышечной систем сустава на органном и тканевом уровнях.
- Определить зоны наименьшей устойчивости структур плечевого сустава.
- Установить морфологические, биомеханические, рентгенографические, ультразвуковые и артроскопические показатели компонентов плечевого сустава собачьих в постнатальном онтогенезе.
- Представить алгоритм оценки структурно-функционального состояния плечевого сустава и диагностики его повреждений.
Научная новизна. Разработан научно обоснованный подход к комплексной оценке структурно-функционального состояния плечевого сустава, основанный на анатомических, гистологических, морфометрических, биомеханических, рентгенографических, ультразвуковых и артроскопических показателях, позволяющих выявлять факторы риска его повреждений. Установлено, что структурное оформление хрящевой пластины головки плечевой кости и суставной впадины лопатки определяется возрастом и породной принадлежностью животного. На основании морфо-биомеханических и рентгенографических исследований установлены зоны наименьшей устойчивости хрящевого покрытия сочленяющихся костей, капсулы, сухожилий и связок плечевого сустава, вовлекающиеся в патологический процесс при функциональных перегрузках. Разработан алгоритм диагностики повреждений плечевого сустава у собак. Новизна полученных результатов подтверждена охраноспособным документом (Решение о выдаче патента № 2011153311).
Теоретическая и практическая значимость. На основании использования комплексного методического подхода разработана концепция о плечевом суставе как единой биомеханической системе, составляющие которой взаимосвязаны в структурном и функциональном отношении. Выявлены биомеханические, морфологические, рентгенографические особенности плече-лопаточного сочленения у собак в постнатальном онтогенезе. Установлены структурные преобразования компонентов плечевого сустава у собак, по сравнению с волком. Выявлены активные и пассивные стабилизаторы плечевого сустава у собак, а также морфофункциональные факторы, предрасполагающие к возникновению его патологий. Установленные структурно-биомеханические показатели плечевого сустава могут являться базой для расшифровки патогенеза его повреждений, разработки объективных методов диагностики и лечебной коррекции.
Сведения о практическом использовании научных результатов.
Полученные данные используются при чтении лекций и проведении лабораторно-практических занятий на кафедре хирургии, акушерства и организации ветеринарного дела ФГБОУ ВПО "Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия имени П.А. Столыпина", а также на кафедре клинической ветеринарии аграрного факультета ФГБОУ ВПО "Российский университет дружбы народов". Разработанные в результате научных исследований данные внедрены в практическую деятельность Центра травматологии животных СББЖ САО г. Москвы.
Апробация и публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 5 работ, из них 3 в изданиях, входящих в перечень ВАК РФ. Основные положения работы были доложены на конкурсе «Молодые новаторы аграрной России» (Москва, 2010), Всероссийском конкурсе на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых высших учебных заведений Министерства сельского хозяйства Российской Федерации в номинации «Ветеринарные науки» (Белгород, 2011, Ставрополь, 2011), XI Конгрессе международной ассоциации морфологов (Самара, 2012).
Положения, выносимые на защиту:
- Морфологические, морфометрические, биомеханические, рентгенографические, ультразвуковые, артроскопические показатели компонентов плечевого сустава - объективные критерии для научно обоснованного подхода к оценке его структурно-функционального состояния.
- Особенности морфологии компонентов плечевого сустава в зависимости от породной принадлежности животных.
- Топические особенности хрящевого покрытия, регламентируемые возрастом, породой животного.
- Роль пассивных и активных механизмов, а также вспомогательных приспособлений мышечной системы области плеча в поддержании стабильности сочленения и корректировании возможности прогрессирования патологического процесса.
- Зоны наименьшей устойчивости плечевого сустава - участки, завершающие свое развитие на ранних этапах постнатального онтогенеза.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 120 страницах машинописного текста и включает разделы: введение, обзор литературы, материалы и методы исследования, собственные исследования, обсуждение полученных результатов, выводы, практические предложения, библиографический список. Работа содержит 5 таблиц и 61 рисунок. Библиографический список включает в себя 149 наименований: 84 иностранных и 65 отечественных авторов.
СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Материалы и методы исследования
Исследования были выполнены на базе кафедры анатомии и гистологии животных имени профессора А.Ф. Климова ФБГОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И.Скрябина» в период с 2009 по 2013 год. Объектом настоящего исследования послужили собаки и кадаверный материал от гигантских пород (немецкий дог, среднеазиатская овчарка аборигенного происхождения (алабай), кавказская овчарка), крупных пород (русская псовая борзая, хортая борзая, доберман), средних (немецкая овчарка, метис немецкой овчарки), а также волки, полученные из охотохозяйств Тверской области. Всего изучено 49 особей в возрастном диапазоне от рождения до 15 лет.
Таблица 1. Объем проведенных исследований
| Вид животного | Пол | Анатомическое препарирование | Обзорная рентгенография | Контрастная рентгенография | Артроскопия | Ультразвуковое исследование | Световая микроскопия гистологических срезов | Макроскопическая морфометрия | Микроскопическая морфометрия | Клинические методы исследования |
| Собаки | Самцы | 17 | 16 | 6 | 3 | 3 | 17 | 17 | 17 | 6 |
| Самки | 12 | 9 | 5 | 2 | 3 | 12 | 12 | 12 | 5 | |
| Волк | Самцы | 5 | 4 | 2 | 5 | 5 | 5 | |||
| Самки | 4 | 3 | 2 | 4 | 4 | 4 | ||||
| Итого: | 38 | 32 | 15 | 5 | 6 | 38 | 38 | 38 | 11 | |
Для изучения структурно-функциональных особенностей плечевого сустава как органа использовали комплексный методический подход, включающий: биомеханический анализ механизма подвижности плечевого сустава, анатомическое макро- и микропрепарирование под контролем бинокулярной лупы с последующим описанием и функциональным анализом изучаемых структур, клинические методы, обзорную и контрастную рентгенографию, ультразвуковое исследование, артроскопию, морфометрию, световую микроскопию гистологических срезов и статистическую обработку полученных цифровых данных.
При проведении морфометрии определяли длину, ширину и высоту сустава, плотность суставной губы, длину, ширину и степень кривизны плечевой кости с использованием линейки. Осуществляли морфометрию плечевой кости и лопатки, а также их суставных поверхностей по трем секторам – краниальному, медиальному и каудальному по разработанной нами методике (Решение о выдаче патента № 2011153311).
Рентгенографию выполняли с использованием палатного аппарата Siemens Polymobil plus, кассет типа Kodak. Сила тока 12,5 миллиампер, экспозиция 3 секунды и напряжение 57 киловольт. Рентгеновскую пленку помещали в кассету 30х40 см. с усиливающим экраном. Расстояние до снимаемого объекта составляло 60 см. УЗИ осуществляли с использованием ультразвукового сканера Tones cape A6 и высокочастотного линейного датчика 8-12 МГц. Предварительно выбривали волосяной покров животного, смазывали кожу 75% этиловым спиртом и для усиления сигнала на исследуемую область наносили акустический гель. Для артроскопических исследований применяли инструмент фирмы KARL STORZ. Наполняли сустав изотоническим раствором натрия хлорида, в процессе операции проводили непрерывное промывание сустава данным раствором. Использовали артроскоп с диаметром 2,4мм, углом наклона 30°. При артроскопии для обеспечения седативного эффекта животным вводили препараты Zoletil 100 в дозе 10 мг/кг и «Ксила» в дозе 0,15 мл на 1 кг живой массы с использованием устройства для закрепления внутривенной канюли у животных (Пат. на полезную модель №128485).
Светомикроскопическим исследования подвергали свежеизвлеченные образцы суставного хряща головки плечевой кости и суставной впадины лопатки, а также суставной капсулы, сопряженных связок и мышц. Отобранный материал фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина. После фиксации образцы промывали водопроводной водой в течение 24 часов, обезвоживали в ряде спиртов возрастающей крепости (от 60° до 100°) и заливали в парафин-воск. Серийные парафиновые срезы толщиной в 7 - 10 мкм изготавливали на универсальном автоматизированном микротоме HM-360 фирмы “Mikron” (Германия). Микроморфометрию структур осуществляли с использованием микроскопа "Nikon" с помощью сертифицированной программы “Image Scope S”. Макрофотосъемку плечевого сустава животных осуществляли цифровой камерой «Canon Power Shot A 620».
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Макроморфология области плечевого сустава
Известно, что длина плечевой кости и лопатки играет важную роль в биомеханике статико-локомоторного акта животного. Принято считать, что длина лопатки и плечевой кости должны соответствовать друг другу (Н.А. Слесаренко, Н.В. Бабичева, Е.С. Дурткаринова, 2000; Дмитриева Т.А., 2007). Уменьшение длины лопатки увеличивает угол ее наклона и угол плечевого сустава, что сокращает длину шага. Увеличение длины лопатки уменьшает угол ее наклона и угол плечевого сустава, это удлиняет шаг и приводит к быстрой утомляемости животного. Среди исследованных нами пород увеличение длины лопатки установлено у 7 из 9 немецких овчарок, что составляет 77,8%. Нельзя исключить, что данный факт связан с динамическим стереотипом этих пород, детерминированным генетически, в отличие от волков и борзых, для которых оптимальная длина шага является основой для реализации продуктивных движений на быстрых аллюрах. У зрелых особей собак породы немецкая, кавказская овчарка с максимальным показателем индекса кривизны плечевой кости выявлены дефекты хрящевого покрытия плечевой кости и суставной поверхности лопатки (Таблица 2). Так, у немецкой овчарки – увеличение степени кривизны плечевой кости на 14,3%, (степень кривизны – 0,27), у кавказской – 7,6% (степень кривизны – 0,26) по сравнению с волком (0,24). У русской псовой борзой наоборот отмечали уменьшение степени кривизны плечевой кости на 7, 9% (степень кривизны – 0,22, у хортой борзой – на 4,6% (степень кривизны – 0,23) по сравнению с волком - эталоном строения данного сочленения. Таким образом, можно сделать вывод о том, что увеличение индекса кривизны плечевой кости нарушает естественную биомеханику сочленения и предрасполагает к возникновению патологий. Уменьшение радиуса кривизны у собак скоростного биомеханического типа не приводит к возникновению и развитию артропатий.
Таблица 2. Степень кривизны плечевой кости собак по породной принадлежности
| Порода | Длина плечевой кости, см | Ширина плечевой кости, см | Степень кривизны плечевой кости (отношение ширины к длине) |
| Волк | 22,30±1,20 | 5,30±0,40 | 0,24 |
| Доберман | 20,70±1,40 | 5,00±0,60 | 0,24 |
| Кавказская овчарка | 22,90±2,10 | 5,80±0,70 | 0,25 |
| Немецкая овчарка | 19,00±3,80 | 5,15±0,50 | 0,27 |
| Немецкий дог | 27,40±1,50 | 6,9±0,40 | 0,25 |
| Русская псовая борзая | 24,23±0,80 | 5,1±0,10 | 0,21 |
| Среднеазиатская овчарка | 25,60±1,80 | 6,3±0,60 | 0,25 |
| Хортая борзая | 19,85±0,50 | 4,5±0,10 | 0,23 |
Различия между сравниваемыми величинами достоверны (Р0,05).
При изучении рельефа суставной поверхности сочленяющихся костей у волка как эквивалента нормы строения сустава у псовых установлено, что поверхность ямки суставной впадины лопатки гладкая, вогнутая, овальная по контуру, в кранио-латеральной части несет суженный выступ. Центральная область поверхности характеризуется наименьшим саггитальным радиусом кривизны. От нее радиусы плавно возрастают в кранио-каудальном направлении, достигая на выступе максимальных значений. Головка плечевой кости каплеобразной формы, с краниальным расширением. Радиус кривизны ее суставной поверхности в каудо-краниальном направлении плавно увеличивается (Таблица 3).
У русской псовой и хортой борзых краниальный радиус лопатки значительно превосходит центральный в то время как центральный радиус уступает каудальному. Радиус кривизны головки плечевой кости, как и у волка постепенно возрастает от каудального к краниальному радиусам. У немецкой овчарки краниальный радиус суставной поверхности лопатки приближается по своим значениям к каудальному, в то время как центральный ему значительно уступает. Краниальный радиус головки плечевой кости минимален по своим морфометрическим показателям, его увеличение обнаружено по направлению к центральному радиусу, где он максимален, снижение степени кривизны выявлено в каудальном радиусе (табл. 3). Обнаруженные структурные преобразования макроморфологии головки плечевой кости, несомненно, могут сопровождаться изменением биомеханики сочленения, что подтверждается проведенными нами биомеханическими исследованиями.
Таблица 3. Радиусы кривизны суставных поверхностей плечевого сустава
| Вид/ Порода | Лопатка | Плечевая кость | ||||
| Краниальный радиус, мм | Центральный радиус, мм | Каудальный радиус, мм | Краниальный радиус, мм | Центральный радиус, мм | Каудальный радиус, мм | |
| Волк | 35±3 | 18±1 | 24±2 | 25±2 | 23±1 | 20±1 |
| Доберман | 34±3 | 18±1 | 25±2 | 24±2 | 22±1 | 19±1 |
| Кавказская овчарка | 35±3 | 19±1 | 29±3 | 19±1 | 24±2 | 22±2 |
| Немецкая овчарка | 28±2 | 15±1 | 26±3 | 16±2 | 21±3 | 20±3 |
| Немецкий дог | 36±4 | 26±2 | 29±2 | 29±3 | 25±2 | 22±2 |
| Русская псовая борзая | 33±3 | 17±1 | 23±3 | 20±1 | 17±2 | 15±1 |
| Среднеазиатская овчарка | 20±2 | 14±1 | 26±3 | 28±3 | 26±2 | 22±3 |
| Хортая борзая | 35±4 | 17±1 | 26±2 | 24±2 | 18±1 | 16±1 |
Различия между сравниваемыми величинами достоверны (Р0,05).
При моделировании флексорно-экстензорных движений в плечевом суставе у собак породы немецкая овчарка выявлена в 70% случаев его тугоподвижность и ограничение движений на угол до 30°, что инициирует травмирование суставной впадины лопатки головкой плечевой кости и вследствие этого повреждение суставного хряща, субхондральной кости, а также стабилизирующих связок.
Порядковый номер группы измерений
Рис. 1. Показатели радиусов кривизны суставных поверхностей
плечевого сустава, мм.
Из данных морфометрии следует, что динамика параметров степени кривизны головки плечевой кости немецкой овчарки противоположна таковой волку (рис.1). Этот факт приводит к дисконгруэнтности суставных поверхностей у собак данной породы и развитию на этом фоне патологий. Следует подчеркнуть, что тугоподвижность сустава у изучаемых животных и нарушенная биомеханика была выявлена на ранних (начиная с 4-х месяцев) этапах постнатального онтогенеза.
При изучении структурной организации суставной сумки установлено, что у крупных пород собак она отличается значительным объемом (вмещает до 10-15 мл жидкости) и по площади вдвое превышает площадь головки плечевой кости. Суставная капсула неравномерна по толщине, истончается в краниальном отделе, состоит из двух слоев, что является общей закономерностью строения у изучаемых псовых. Снаружи она защищена сухожилиями подлопаточной и коракоидно-плечевой мышц. Капсула укреплена хряще-плечевыми связками, представляющими собой утолщение ее наружного слоя с организованными коллагеновыми пучками (рис.2). Поперечная связка плеча, укрепляющая суставную капсулу, является поддерживающей для сухожилия бицепса. При сравнительном изучении породных особенностей структурной организации суставной сумки у немецкой овчарки в 80% выявлена ее тотальная оссификация. Нельзя исключить, что это выступает в качестве адаптационно-компенсаторного механизма, стабилизирующего сустав.
При проведении тонкого анатомического препарирования и моделирования биомеханического акта нами установлены активные и пассивные стабилизаторы плечевого сустава у собак, а также морфофункциональные факторы, предрасполагающие к возникновению его патологий. Показано, что стабильность плечевого сустава обеспечивается комбинацией пассивных и активных механизмов, имеющих структурное выражение. Структурными коррелятами пассивных механизмов являются медиальные и латеральные хрящеплечевые связки, окружающие капсулу сустава, и суставные поверхности сочленяющихся костей, рельеф которых обеспечивает их конгруэнтность. Структурные эквиваленты активных механизмов стабильности сочленения представлены в отдельными мышцами плечевого пояса, формирующими периартикулярную круговую манжету: двуглавая мышца плеча, подлопаточная, малая круглая, предостная и заостная мышцы. Их активное сокращение стимулирует поперечное сжатие плечевого сустава и напряжение суставной капсулы. Мощного развития вышеуказанные мышцы достигают у волка и аборигенных пород собак. Особи заводского разведения существенно уступают по развитию мышц, формирующих круговую манжету.
Особую роль в обеспечении биомеханического совершенства сустава играют вспомогательные приспособления мышечной системы: бурсы, фасции, а также пространства, образуемые ими. При анализе циркуляции синовии в области плечевого сустава установлено, что жидкость из его полости перемещается в соответствии с топическими особенностями параартикулярных тканей. В проксимальном направлении она попадает в подлопаточную бурсу, расположенную под одноименной мышцей. Дистально жидкость следует по синовиальному влагалищу сухожилия бицепса, которое окружает третью часть мышцы. Каудал ьная бурса сообщается с полостью сухожильного влагалища двуглавой мышцы. Из сухожильного влагалища бицепса жидкость распространяется по фасциальной складке медиально к плечевому сплетению. При изучении топографии фасциальных влагалищ обнаружено, что ряд фасций на определенных участках конвергируют в фасциальный узел, к которому прикрепляются также другие анатомические образования: края расположенных рядом мышц, сухожилия с их влагалищами, влагалища сосудисто-нервных пучков.
Особенности архитектоники и степень развития соединительнотканных пучков в различных слоях фасции обусловлены теми взаимоотношениями, которые имеются между функционирующей мышцей и ее соединительнотканными образованиями. При изучении эмбриогенеза фасций установлено, что он определяется стато-динамической нагрузкой, испытываемой мышцей. У новорожденных животных одна фасция покрывает группу мышц. В возрасте от 7 до 10 месяцев происходит дифференциация фасциального пласта, вследствие чего каждая мышца покрыта собственным фасциальным образованием. У собак старше семи лет вне зависимости от породной принадлежности фасции истончаются, фиброзные пучки среднего слоя менее плотно прилегают друг к другу, иногда стираются границы между тремя основными слоями фасций, а средний слой теряет четкость и ориентационную упорядоченность. В ряде мест фасции прорастают рыхлой соединительной тканью и жировой клетчаткой. Как известно, анатомическими путями распространения инфекции в области плеча считают предлопаточное, подлопаточное и позадилопаточное пространства (И.Л. Крупко, 1959). Однако результаты, полученные нами дают основание предположить наличие и других анатомических путей. К ним можно отнести поддельтовидное пространство, расположенное в области плечевого сустава, проксимальной трети плеча и дистальной трети лопатки.
Микроархитектоника тканей плечевого сустава
На основании проведенных исследований в хрящевом покрытии плечевого сустава у собак нами выявлены общебиологические закономерности его структурной организации, присущие животным других таксономических групп. У новорожденных животных суставной хрящ не имел зональной дифференцировки вследствие отсутствия испытываемой механической нагрузки, однако уже в этом возрасте в нем выявлены немногочисленные очаги оссификации. Поверхностный слой хрящевой ткани насыщен хондроцитами без строгой упорядоченности. Изогенные группы клеток нами не выявлены, однако присутствовали мелкие группы из 2 - 3 клеток. В глубоких слоях хондроциты гипертрофированы, с пикнотичными ядрами. Обращает на себя внимание процесс минерализации матрикса и появление множественных очагов окостенения. Вместе с тем, эти процессы асинхронно протекают в хряще головки плечевой кости и суставной впадины лопатки: дифференция суставного хряща лопатки опережает таковую плечевой кости. Более того, остеопластические процессы по площади сочленения протекают неравномерно. Построение костных балок усилено в центральной части суставной поверхности лопатки, что отражает различную напряженность метаболизма в клетках одной ткани различной локализации.
Самыми поздними сроками структурного формирования отличается краниальная часть хрящевого покрытия головки плечевой кости. В ней зарегистрировано множество (более 10) очагов окостенения. Центральная часть занимает промежуточное положение по темпам формирования между краниальной и каудальной частями. В ней выявлено незначительное (1 – 2 в поле зрения) количество очагов оссификации. В каудальной части очаги оссификации отсутствуют. Структурная организация хряща каудальной части головки плечевой кости приближается к дефинитивному. Вместе с тем tide mark не приобретает выраженных тинкториальных свойств.
Незначительное истончение хрящевого покрытия в каудальной зоне головки плечевой кости характерно для всех псовых. Однако у собак породы немецкая овчарка обнаружено ее истончение, начиная с четырехмесячного возраста (Таблица 4). Толщина гиалинового хряща каудальной области у немецкой овчарки тоньше, чем центральной зоны на 22,5%, а каудальной на 51,4%. У собак других пород толщина хрящевого покрытия в различных отсеках сустава варьируется в пределах 15%. Хрящевое покрытие суставной поверхности лопатки характеризуется более равномерным распределением.
Первые признаки инволюции хряща появляются у животных старше 6 лет. Они выражаются в локальном нарушении целостности tide mark и деструктивных преобразованиях, затрагивающих не только хрящевую ткань, но и субхондральную кость. При этом суставной хрящ впадины лопатки сильно истончается в краниальной зоне. В нем нарушается цитоархитектоника, отмечаются разволокнения, трещины и фибрилляции матрикса средней и поверхностной зон. В глубокой зоне наблюдается локальный прорыв tidemark с последующей инвазией сосудов, что сопровождается изменением тинкториальных свойств клеток. Обнаруженные структурные преобразования являются эквивалентом нарушения процессов минерализации матрикса хрящевой ткани.
Таблица. 4. Микроморфологические показатели суставного хряща у собак
| Возраст | Суставной хрящ лопатки, мкн. | Суставной хрящ плечевой кости, мкн. | ||||
| Краниал. | Центр. | Кауд. | Краниал. | Центр. | Кауд. | |
| Новорожденный | 1316,00± 0,53 | 1280,00± 0,55 | 1267,00± 0,55 | 1724,00± 0,41 | 1710,00± 0,41 | 1681,00± 0,42 |
| 1 месяц | 1298,00± 0,83 | 1237,00± 0,87 | 1184,00± 0,97 | 1706,00± 0,66 | 1654,00± 0,68 | 1440,00± 0,70 |
| 4 месяца | 1256,00± 0,64 | 1179,00± 0,68 | 1048,00± 0,76 | 1684,00± 0,47 | 1534,00± 0,52 | 1397,00± 0,57 |
| 4 месяца (немецкая овчарка) | 1124,00± 0,62 | 1063,00± 0,66 | 968,00± 0,72 | 1820,00± 0,55 | 1140,00± 0,59 | 884,00± 1,13 |
| Старше 1 года | 1023,00± 0,78 | 985,00± 0,81 | 921,00± 0,87 | 1259,00± 0,63 | 1138,00± 0,70 | 984,00± 0,81 |
| Старше 6 лет | 344,00± 2,32 | 592,00± 1,35 | 809,00± 9,89 | 736,00± 1,09 | 625,00± 1,23 | 534,00± 1,49 |
Различия между сравниваемыми величинами достоверны (P0,05).
В целом данные, полученные на основании гистологического анализа, совпадают с таковыми, представленными в процессе макроскопической морфометрии.
Результаты биомеханических исследований.
Представляя шаг в динамике, можно выделить 2 биомеханические фазы и 4 периода данного статико-локомоторного акта. В подготовительном периоде фазы опоры происходит замедленное сгибание плечевого и локтевого суставов, обеспечивающих одно из звеньев амортизации толчка, возникающего в момент приземления на конечности, при этом разгибаются пальцевые и запястные суставы. В разгонном периоде разгибается плечевой и локтевой суставы, сгибаются запястный и пальцевые. В подтягивающем периоде фазы свободного переноса движения в суставах, имеющие место в разгонном периоде фазы опоры грудных конечностей продолжаются, далее сгибаются плечевой и локтевой суставы и разгибаются запястный и пальцевые. В установочном периоде фазы свободного переноса конечности разгибаются плечевой и локтевой суставы, а запястный и пальцевые сгибаются.
При нарушении хронологии включения отдельных мышц требуется динамическая нагрузка других регионов и мышц. В фазе опоры наиболее нагружаемы экстензоры плечевого сустава, а в фазе свободного переноса конечности – сгибатели плечевого и локтевого, разгибатели запястного и пальцевых суставов.
Клинико-морфологические корреляции при анализе состояния структур плечевого сустава.
При возникновении патологии плечевого сустава обращает на себя внимание хромота опирающейся конечности, болезненность при пальпации. Хронизация процесса часто приводит к атрофии мышц области плечевого сустава. Однако иногда специальные методы исследования могут диагносцировать патологию на более ранних стадиях, а адекватное лечение позволяет предотвратить ее развитие до появления клинических признаков. Наиболее распространенным методом диагностики артропатий является рентгенография (Н.А. Слесаренко, 1985; В.М. Чепой, 1990; Н.А. Еськин, 2001; К.М. Хан 2006). Определение степени плотности и минеральной насыщенности костной ткани особенно важно при оценке постнатального развития животного, поскольку становится возможным отследить этапы формирования суставных поверхностей у собак различных пород и возраста. В этом отношении весьма информативным является выполнение этапных рентгенограмм в процессе роста организма.
Ультразвуковое исследование может быть диагностически целесообразным, поскольку позволяет визуализировать внутрисуставные связки и сухожилия, которые рентгенографически не отображаются, а также проводить дифференциальную диагностику разрывов от воспалительных процессов в волокнах сухожилия (П. Маннион, 2008; A. Bohn, M. Papageores, B. Grant, 1992; L. Bryant, R. Shnier, C. Bryant, G.A. Murre, 2002). Сонографическая информация дает возможность дифференциальной диагностики между выпотом в полость самого сустава и отеком окружающих тканей (рис.3).
Диагностическую артроскопию проводят для полной визуализации сочленения в случаях, когда рентгенографии и ультразвукового исследования недостаточно для постановки диагноза (B.S. Beale, D.A. Hulse, K.S. Schulz, W.O. Whitney, 2003; J.L. Cook, 2008). При артроскопии нам представилась возможность выявления повреждения хрящевого покрытия, сухожильно-связочного аппарата, синовиальной оболочки. При поражении сухожильно-связочного аппарата диагностировали его надрывы и разволокнения, при воспалительных процессах в суставе – гиперемию и отечность синовиальной оболочки.
Результаты настоящего исследования, базирующиеся на использовании комплексного методического подхода, позволили разработать алгоритм диагностики повреждений плечевого сустава у животных (рис.4).
Рис. 4. Алгоритм оценки структурно-функционального состояния
плечевого сустава и диагностики его повреждений
Предложенный алгоритм диагностики повреждений плечевого сустава животных позволяет получить объективную клиническую картину его состояния, оценить их локальные и системные эффекты, определить степень повреждения сустава и его компонентов, представить оценку состояния периферической нервной системы и сосудов, что обеспечивает постановку окончательного диагноза и позволяет выбрать адекватную тактику лечения.
ВЫВОДЫ
1. Установлены нормативные показатели статических (суставная губа, капсула, хряще-плечевые связки, индекс кривизны суставных поверхностей) и динамических (мышцы круговой манжеты) стабилизаторов плечевого сустава у собак. Их морфофункциональное единство обеспечивает совершенство статико-локомоторного акта животных.
2. У крупных и гигантских заводских пород собак по сравнению с аборигенными и волком наблюдается удлинение лопатки, увеличение (на 14,3%) индекса кривизны плечевой кости, достоверные (0,05) изменения степени кривизны суставных поверхностей лопатки и плечевой кости (до 64%), что нарушает естественную биомеханику сочленения и предрасполагает к возникновению патологий.
3. На основании данных контрастной рентгенографии и макро-микро-препарирования установлены пути циркуляции синовии из полости плечевого сустава в параартикулярные анатомические образования. Так, проксимально жидкость направляется в подлопаточную бурсу, дистально распространяется в каудальную бурсу по синовиальному влагалищу сухожилия бицепса. Указанные пути необходимо учитывать при диагностике артропатий и разработке рациональных методов лечения.
4. Установлены возрастные инволютивные преобразования структур плечевого сустава, инициирующие возникновение артропатий. Они выражаются в истончении хрящевого покрытия, вплоть до субхондральной кости, в наличии микродефектов, обызвествлении или ущемлении сухожилия бицепса, теносиновитах, возникновении медиальной плечевой нестабильности.
5. При анализе кинематики статико-локоматорного акта установлено, что его фазы: опоры и свободного переноса конечности реализуют функциональный вклад определенных групп мышц. При этом показано, что в фазе опоры наиболее нагружаемы экстензоры плечевого сустава, а в фазе свободного переноса конечности – сгибатели плечевого и локтевого, разгибатели запястного и пальцевых суставов. При нарушении хронологии включения в статическую фазу экстензоров плечевого сустава (двуглавого плеча и предостного мускулов), а в динамическую мускулов – флексоров (дельтовидного, большого, малого круглого и трехглавого мускулов плеча) нарушается естественная биомеханика сочленения, что приводит к возникновению патологий.
6. Определены зоны риска возникновения повреждения структур лопатко-плечевого сустава. К ним относятся краниальный и медиальный отсеки сустава, каудальная область хрящевого покрытия плечевой кости, каудальная область суставной поверхности впадины лопатки, хряще-плечевые связки, сухожилие подлопаточной мышцы.
7. На основании сравнительного анализа клинических и специальных методов исследования выявлена степень их информативности при различных патологиях лопатко-плечевого сустава, разработана схема клинического исследования указанного сочленения.
8. Зоной наименьшей инвазивности при проведении артроскопии -плечевого сустава является область между акромионом лопатки и большим бугром плечевой кости. В этой связи она может быть использована в качестве латерального доступа при диагностике артропатий и лечения животных с данными патологиями.
9. Алгоритм диагностики повреждений плечевого сустава животных, разработанный на основании морфометрии, позволяет оценить сустав как единую биомеханическую систему, облегчает постановку окончательного диагноза и позволяет выбрать адекватную тактику лечения с учетом структурно-функциональных особенностей, присущих конкретному животному.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
- Полученные данные восполняют сведения о диагностике и факторах риска в развитии патологий плечевого сустава у собак. Их целесообразно использовать при чтении лекционных курсов и проведении лабораторных занятий на факультете ветеринарной медицины, при написании учебных пособий и монографий по морфологии, клинической диагностике и хирургии опорно-двигательного аппарата у животных.
- Предложенные устройство и способ для определения радиуса кривизны суставных поверхностей (Решение о выдаче патента №2011153311) следует использовать для проведения морфометрии выпукло-вогнутых поверхностей костей в норме и при патологиях костно-суставной системы у животных.
- Разработанный и научно обоснованный алгоритм диагностики структурно-функционального состояния и лечения сустава у собак является в совершенствовании классических и разработке новых методов лечебной коррекции артропатий различного генеза, а также учитываться при разведении крупных пород собак.
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ
- Павловская Е.А. Механизмы стабилизации плечелопаточного сочленения у собак / Е.А. Павловская // Ветеринарная медицина. - 2011. - № 3-4. - С. 116-118.
- Павловская Е.А. Алгоритм диагностики повреждений плечевого сустава у собак / Е.А. Павловская // Ветеринарная патология. - 2012. - № 4 (42). - С. 55-59.
- Павловская Е.А. Стабилизаторы лопатко-плечевого сустава у собак / Е.А. Павловская // Морфология. - 2012. - № 3. - С. 119-120.
Работы, опубликованные в других изданиях
- Павловская Е.А. Клинико-рентгенологические корреляции рассекающего остеохондрита плече-лопаточного сочленения у собак / Е.А. Павловская, И.Б. Самошкин // Ветеринарный доктор.- 2010.-№ 12.-С. 14-16.
- Павловская Е.А. Рентгеноморфологические корреляции в диагностике патологий плечевого сустава у собак / Е.А. Павловская // Ветеринарный доктор.-2012.-№ 9.-С. 13-14.
Патенты на изобретения и полезные модели
- Патент № 2011153311. Российская Федерация, МПК А61D 99/00.Устройство и способ для определения радиуса кривизны суставных поверхностей [Текст] / Павловская Е.А., Слесаренко Н.А., Власенко А.Н.; Заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО МГАВМиБ. – приоритет от 27.12.2011.
- Патент №128485 на полезную модель. Российская Федерация, МПК А61D 7/00. Устройство для закрепления внутривенной канюли у животных. [Текст] / Павловская Е.А.; Заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО МГАВМиБ. – приоритет от 07.06.2013.
