Структурно-метаболические изменения в различных типах скелетных мышц голени белых крыс после тенотомии на фоне венозного полнокровия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Структурно-метаболические изменения в различных типах скелетных мышц голени белых крыс после тенотомии на фоне венозного полнокровия

Гелашвили П.А., Юхимец С.Н.

Проведено изучение параметров сосудисто-тканевых отношений в скелетных мышцах крыс при изменённой сократительной активности после тенотомии в условиях нарушенного оттока крови вследствие окклюзии магистральной вены.

Эксперименты проводились на 18 половозрелых белых беспородных крысах (4 из которых - интактные) весом от 180 до 200 г. Животные использовались в экспериментах согласно международным и российским этическим принципам и нормам биоэтики. Под эфирным наркозом на левой голени крыс удаляли участок ахиллова сухожилия, размером 1-2 мм. Тенотомия приводит к гипофункции камбаловидной и икроножной мышц голени. Сразу же лигировали левую общую подвздошную вену. Исследуемым материалом служили камбаловидная и икроножная мышцы голени белых крыс. Камбаловидная мышца крыс состоит на 80% из "красных" мышечных волокон. Икроножная мышца крысы содержит 70% "белых" мышечных волокон (Dawson J.M. et al., 1987). Забор биоматериала для морфометрии и электронной микроскопии осуществлялся на 1-е, 8-е, 15-е, 30-е, 45-е сутки после начала эксперимента.

Выявление микроциркуляторного русла осуществлялось инъекцией кровеносного русла берлинской лазурью. В мышечных волокнах измеряли оптическую плотность белков, ШИК-положительных соединений и гликогена. Электронная микроскопия - по общепринятой методике. На просветленных препаратах на уровне мелких сосудов определяли венозно-артериальный коэффициент, вычисляемый, как соотношение диаметров в четвертой степени рядом идущих вены и артерии (Мерперт Е.П., 1972). Измерялись диаметры капилляров, на увеличенных электронограммах - диаметры микропиноцитозных пузырьков, вакуолей, толщина базальных мембран

В первый период - период острого отека (1-4 сутки) резкие изменения касаются размеров просвета капилляров и ширины перикапиллярного пространства. Через 1 сутки на препаратах камбаловидной и икроножной мышц определяется изменение ангиоархитектоники, вызванное как сокращением мышцы после тенотомии, так и острым венозным застоем. Вены образуют петлеобразные изгибы, расширения. Последние более выражены в местах слияния венул. Неравномерное расширение посткапилляров и венул имеет место не только в дистальном, но и в проксимальном отделе мышцы, со стороны сохраненного сухожилия. Определяется полнокровие крупных внутримышечных венозных сосудов, на что указывает расширение вен, идущих по ходу артерий. Венозно-артериальный коэффициент в экспериментальной камбаловидной мышце составляет 1,82 (в контрольной - 1,56). В икроножной мышце этот показатель становится равным 2,07 (при контрольном - 1,58). Вены неадекватно расширены по сравнению с притоками. Угол прохождения большинства кровеносных микрососудов по отношению к мышечным волокнам в дистальной трети приближается к прямому. Капиллярная сеть имеет мелкоячеистую форму, нет строгой параллельности капилляров и мышечных волокон. мышца тенотомия кровь вена

Диаметры капилляров увеличиваются в обеих мышцах. К концу 2-х суток превышают контрольные значения на 39% в красной и на 20% в белой. Уже в этот период ограничения подвижности мышцы в условиях острого венозного застоя наблюдаются изменения структуры стенки кровеносных капилляров и мелких венул.

Изменения клеток эндотелия капилляров камбаловидной мыщцы проявляются в их набухании, просветлении матрикса митохондрий, сопровождаемом частичным или полным разрушением крист, нарушением проницаемости сосудистой стенок. В цитоплазме эндотелиоцитов можно наблюдать большее, по сравнению с контролем, количество микропиноцитозных пузырьков, расположенных как по люминарному, так и по базальному краям. Диаметр большинства микропиноцитозных пузырьков в этот период составляет 64,34+3,00 нм (в контроле - 54,19+2,53 нм). Нередко можно встретить в эндотелиальных клетках довольно крупные вакуоли, которые образовались, вероятно, вследствие слияния нескольких микропиноцитозных пузырьков. Эти вакуоли имеют размер от 115 до 380 нм. Более того, наряду с увеличением числа пиноцитозных везикул и появлением вакуолей в начальных участках отводящего звена микроциркуляторного русла обнаруживаются крупные отечные пузыри, образованные в результате локального подэндотелиального отека с отслойкой эндотелия. Они локализуются вблизи межэндотелиальных контактов. Эти пузыри имеют наружный диаметр 2,86 - 4,00 мкм, внутренний 2,29 - 2,86 мкм.

На люминарной мембране цитоплазмы эндотелиоцитов возрастает число больших и малых микроворсинок, достигающих в длину 12430 нм. Цитоплазматические отростки не содержат каких-либо органелл, кроме микропиноцитозных пузырьков. Ядра эндотелиоцитов имеют волнообразные контуры. Ширина межэндотелиальных промежутков составляет в среднем 25,14±2,29 нм (в контроле 23,60±2,37 нм).

О нарушении проницаемости сосудистой стенки свидетельствует разрыхление и расширение базальной мембраны капилляров и венул, отек периваскулярного пространства. Ширина базальной мембраны становится равной 236,84+16,7 нм (в контроле - 64,10±1,96 нм).

Перикапиллярное пространство в камбаловидной мышце расширяется на 130%, а в икроножной - на 80% по сравнению с контролем. В перикапиллярном пространстве обнаруживаются клеточные элементы типа макрофагов и фибробластов, находящихся в состоянии повышенной функциональной активности.

Несмотря на более выраженную сосудистую реакцию в камбаловидной мышце (изменение ангиоархитектоники, диаметра капилляров, перикапиллярного пространства) достоверное увеличение диаметров мышечных волоком в первый период имеется только в икроножной мышце. Средний диаметр волокон превышает контрольный на 20%.

Оптическая плотность суммарного белка в волокнах камбаловидной мышцы не изменялась, а в икроножной - повысилась на 13%. В обеих мышцах достоверно повысилась оптическая плотность всего ШИК- положительного материала. В волокнах камбаловидной мышцы она больше контроля на 14%, а в икроножной - на 33%. (как показал проведенный контроль с амилазой, это увеличение произошло преимущественно за счет гликогена. Оптическая плотность гликогена возросла в красной мышце на 91%, а в белой - на 110%. Аналогичный показатель для остальных ШИК- положительных веществ (гликопротеидов, гликолипидов и др.) в камбаловидной мышце превысил контрольный уровень на 22%, а в икроножной -уменьшился на 10%.

Следовательно, гипофункция и венозное полнокровие способствуют нарушению проницаемости обменного звена микроциркуляторного русла. Появившиеся изменения затрудняют переход кислорода и других веществ в мышечную ткань и создают условия для возникновения тканевой гипоксии.

К концу 2-х суток после тенотомии в условиях венозного полнокровия изменения ультраструктуры имели место в незначительном числе мышечных волокон. Ветречались небольшие по размерам участки, где видна фрагментация Z-полоски и нарушение правильной ориентации миофиламентов. Толщина базальной мембраны сарколеммы волокна увеличивается в ранние сроки и равняется 86,04+4,49 нм (в контрольной мышце - 35,53+2,39 нм).

Второй период - период активной метаболической перестройки начинается с конца 1-й надели. Через 8-9 суток на просветленных препаратах мышц определяются большие изменения ангиоархитектоники, по сравнению с началом эксперимента. По-видимому, к этому сроку компенсаторные механизмы в мышцах наиболее выражены. Изменена ориентация капиллярных ячеек, имеются явления микроварикоза, необычный ход сосудов и неравномерность их просвета. Притоки по диаметру приближаются к образуемому ими венозному сосуду. В местах слияния - треугольной формы расширения. Возникают венозные сплетения в соединительной ткани (субфасциальной и на месте тенотомии). Венозно-артериальные коэффициенты в камбаловидной мышце не превышают контрольные.

Активность компенсаторных процессов, проявлялась и в том, что именно в этот срок происходят наибольшие изменения белкового и углеводного метаболизма в мышечных волокнах. Это подтверждается регистрируемым достоверным уменьшением цитофотометрических показателей. Оптическая плотность белков в саркоплазме волокон камбаловидной мышцы снижается на 28%, в икроножной - на 18%. Этот показатель для всех ШИК-положительных соединений в исследуемых мышцах меньше контроля на 20% и на 15% соответственно.

Во втором периоде в мышцах происходит постепенное образование нового сухожилия и возобновление их функционирования. Венозно-артериальные коэффициенты в обеих мышцах несколько превышают контрольные, но диаметры капилляров и ширина перикапиллярного пространства нормализуются. Несмотря на то, что измеренные показатели состояния элементов сосудистого русла возвращаются к контрольным значениям, наступает атрофия мышечных волокон.

Это совпадает с наибольшими отклонениями оптической плотности белков и гликогена. Примерно через 2 недели после операции формируется экстраорганные и интраорганные коллатеральные пути оттока крови, в определённой степени компенсируется острая венозная гиперемия. К этому же сроку рассечённый участок дистального сухожилия "припаивавется" к окружающей соединительной ткани, начинается формирование нового сухожилия. Мышца функционирует в необычных условия, при уменьшенной длине и изменённом метаболизме. К началу этого периода в мышечных волокнах падает уровень оптической плотности белков и ШИК-положительных соединений (преимущественно за счёт гликогена). Снижение резче в камбаловидной мышце. Однако к завершению второго периода в этой мышце происходит нормализация изученных показателей метаболизма, а в белой мышце этот процесс затягивается на более длительный срок.

Третий период - период остаточных явлений - начинается с 4-й недели эксперимента. Полностью развиваются коллатеральные пути оттока крови и формируется дистальное сухожилие.

Постепенно восстанавливаются большинство морфофункциональных характеристик, изменения которых регистрировались в первые два периода развития компенсаторного процесса. Также как и на ранних сроках в остаточных проявлениях имеются различия между красной и белой мышцами. Гипофункция икроножной мышцы в условиях венозной гиперемии, по сравнению с нормально функционирующей мышцей, способствует атрофии волокон и отрицательно сказывается на белковом и углеводном обмене в мышечных волокнах. В начале этого периода расширяются внутримышечные капилляры, что, возможно, связано с началом активного функционирования. В конце срока наблюдения капилляры камбаловидной мышцы превышают ширину контрольных, а в икроножной - их диаметр меньше, чем в интактной мышце. Цитохимические показатели в волокнах обеих мышц соответствуют контролю.

Размещено на Allbest.ru