Репарация миокарда крыс в онтогенезе

Рис. 7 Доказательство постмитотической природы клеток Аничкова. а - количество зерен серебра над профазами и метафазами (I), анафазами и телофазами (II) - (9 ч после введения тимидина, клетками Аничкова (III); по оси абсцисс - количество зерен, по оси ординат - число ядер. б - содержание ДНК в клетках Аничкова; по оси абсцисс - оптическая плотность (в усл. ед.), по оси ординат - количество ядер

Аничкова после удвоения количества ДНК проходят митоз, являются результаты цитофотометрического исследования, свидетельствующие о том, что большинство клеток Аничкова диплоидны (Рис. 7).

Характерное расположение хроматина в виде зубчатой полосы, очевидно, появляется примерно через 20 ч после завершения митоза будущей клеткой Аничкова (разница во времени между пиками меченых митозов и меченых клеток Аничкова). Предстоит выяснить причины этого явления и дальнейшую судьбу клеток, хотя можно предположить, что появление клеток Аничкова связано не с началом пролиферации, а скорее с выходом из нее.

Оценка степени зрелости рубца путем измерения упорядоченности расположения коллагеновых волокон

О зрелости рубцовой ткани можно судить по упорядоченности волокон коллагена, так как она может в значительной степени обусловливать механические свойства рубца (Whittaker P., 1989; Soo C. et al., 2003). Возрастные особенности образования рубца очень мало изучены, хотя для понимания функционирования сердца и разработки методов коррекции необходимо количественное исследование архитектоники коллагена в возрастном аспекте (Joyce E.M. et al., 2009).

Уже на седьмые сутки после травмирования миокарда взрослых крыс волокна коллагена располагаются вдоль раневого канала. Хотя на протяжении всего срока наблюдения круговые средние направления достоверно не различаются, по уменьшению дисперсии и увеличению среднего вектора можно судить о возрастающей упорядоченности расположения волокон коллагена в рубце (Рис. 8).

Рис. 8 Круговая гистограмма направлений волокон коллагена в рубце миокарда, травмированного у плодов крыс и взрослых животных

На седьмые сутки после травмирования миокарда плодов крыс немногочисленные волокна коллагена хаотично располагаются в раневом канале. Как и в случае травмы сердца взрослых крыс, на протяжении всего срока наблюдения круговые средние направления достоверно не различаются, но по большей дисперсии и незначительному увеличению среднего вектора можно судить о меньшей степени упорядоченности расположения волокон коллагена в рубце (Рис. 8 ).

Оценка толщины коллагеновых волокон в поврежденном миокарде

На срезах, окрашенных пикросириусом красным, исследовали в поляризованном свете цвет коллагеновых волокон, поскольку он зависит от толщины фибрилл (Junqueira L.C.U. et al., 1987), а именно: более толстые фибриллы коллагена (более высокой морфологической зрелости) выявляются в спектре от оранжевого до светло- красного, а более тонкие - зеленые.

На 5-е сутки после операции у взрослых крыс доля зеленых (тонких) волокон составляет 14,50 ± 0,05% от площади рубца, что типично для ранней стадии восстановительного процесса. Затем происходит быстрое увеличение доли оранжевых и красных (более толстых) волокон, межгрупповые различия на сроках от 7 до 30 суток достоверны (p < 0,001). На 30-е сутки после травмы практически весь коллаген рубца представлен красными волокнами, составляющими 99,20 ± 0,01% от общего количества. Аналогичные данные были получены при исследовании постинфарктного рубца взрослых собак через 6 недель после лигирования венечной артерии (Whittaker P., 1989).

В отличие от взрослых животных, у плодов крыс в рубце преобладают более тонкие волокна коллагена, окрашенные в зеленый цвет.

По мере увеличения срока после операции происходит возрастание доли более толстых волокон, но более медленно, чем у взрослых животных., хотя различия на сроках от 7 до 16 суток достоверны (p < 0,001). Через 10 дней после операции она достигает 81,90 ± 0,08 % и статистически значимо не изменяется через месяц (p = 0,114), составляя 82,40 ± 0,05 %.

Таким образом, при заживлении травмы взрослого миокарда происходит быстрое нарастание массы волокон коллагена I типа и упорядочивание их расположения, что обеспечивает формирование прочного рубца. После травмы миокарда у плодов рубец представлен более тонкими волокнами, менее упорядоченно расположенными, что свидетельствует о меньшей зрелости и механической прочности рубцовой ткани.

Полученные данные свидетельствуют о своеобразии заживления повреждения, нанесенного фетальному сердцу. Оно характеризуется размножением кардиомиоцитов, не приводящем, однако, к заполнению области дефекта, замедлением резорбции некротических масс и отсутствием полноценного рубцевания. Скорее всего, нерезорбированные некротические массы являются стимулом к новому запуску воспалительной реакции. В таких случаях существующее равновесие между восстановительными и деструктивными процессами сдвигается к деструкции, и вышедшая из-под контроля воспалительная реакция становится самоподдерживающейся, что является причиной появления незаживающих ран (Menke N.B. et al., 2007). В процессе репарации при недостаточном развитии центральными механизмов и отсутствии некоторых звеньев регуляции происходит формирование патологической грануляционной ткани с повторными волнами склероза, некротизирования и воспаления (Шехтер А.Б. и др., 1984). Для полноценного заживления необходимо осуществление сложных кооперативных межклеточных взаимодействий, на которые, вероятно, малодифференцированная соединительная ткань плода после нанесения обширной травмы миокарда не способна.

На основании полученных данных можно заключить, что у плодов крыс способность к восстановлению миокарда ниже, чем у взрослых животных

Выводы

1. Способность миокарда к репарации в значительной степени определяется возрастом, в котором было нанесено повреждение. У плодов способность к восстановлению миокарда ниже, чем у взрослых животных.

2. Особенностью пренатального кардиогенеза крыс является то, что вплоть до рождения немышечные клетки представлены в основном эндотелиоцитами, что документировано данными электронно-микроскопического и иммуногистохимического исследования. В постнатальном периоде в составе немышечных клеток статистически значимо возрастают доли фибробластов, макрофагов и перицитов. В течение первого месяца после рождения клеточный состав миокарда остается постоянным.

3. Разработана оригинальная воспроизводимая модель механической травмы левого желудочка сердца крыс, нанесенной в пренатальном онтогенезе, при которой область повреждения локализуется в верхней трети левого желудочка и занимает около 20% объема миокарда.

4. Характерными особенностями процесса репарации плодного миокарда являются длительная персистенция некротизированной ткани и расширение зоны повреждения за счет пересокращенных кардиомиоцитов перинекротической области при отсутствии полноценной воспалительной реакции. В исходе зона повреждения представлена сохранившимся раневым каналом, некротизированной и рубцовой тканью.

5. Посттравматический воспалительный инфильтрат в сердце плодов крыс представлен малочисленными и малодифференцированными макрофагами и фибробластами. Полностью отсутствует лейкоцитарная инфильтрация. Вплоть до 10 суток после операции у плодов происходит увеличение доли фибробластов. Макрофагальная инфильтрация, усиливающаяся на 5-е сутки после операции и идущая на убыль к 10-м суткам, вновь возрастает на 30-е сутки, что расценивается как признак хронизации воспаления.

6. Прогрессирующее снижение пролиферативной способности кардиомиоцитов в процессе онтогенеза сопровождается возрастанием индекса патологических митозов (метафаз и анафаз) и увеличением процентной доли метафаз.

7. Травма миокарда, нанесенная в фетальный период, стимулирует митотическую активность только желудочковых кардиомиоцитов, отдаленных от места повреждения, и только на десятые сутки после ее нанесения. Судя по снижению индекса патологических митозов и уменьшению доли метафаз в этой группе, стимуляция является истинной.

8. Посттравматическая пролиферация кардиомиоцитов не сопровождается заполнением дефекта миокарда плодов мышечной тканью и не оказывает существенного влияния на ход репарации, которая протекает по типу субституции.

9. Конфигурацию хроматина, характерную для клеток Аничкова, через 20 часов после митоза могут приобретать ядра различных типов клеток, независимо от их тканевой принадлежности и участия в процессах репарации. Это дает основание постулировать многообразие источников происхождения клеток Аничкова.

10. Эндотелиоциты сердца плода как в процессе нормального пренатального онтогенеза, так и после травматического повреждения принимают участие в элиминации погибших клеток.

11. Рубец после фетальной травмы, в отличие от рубца взрослых животных, является неполноценным и состоит из более тонких и менее упорядоченно расположенных коллагеновых волокон, характеризующих незрелость новообразованной соединительной ткани.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Большакова Г.Б. О происхождении клеток Аничкова. //В сб.: Материалы по актуальным вопросам современной гистопатологии.- Москва,1980. С. 135.

2. Большакова Г.Б. Клетки Аничкова - маркеры пролиферации.//В сб.: Материалы III Всес. конф. по патологии клетки. Москва,1982. С. 66.

3. Большакова Г.Б. Особенности появления клеток Аничкова в миокарде.// Бюлл. эксперим. биол. и мед. 1984. Т. 97. №. 3. С. 358-360.

4. Большакова Г.Б. Особенности заживления миокарда эмбрионов крыс.//В сб.: Материалы VII Всесоюзной конф. по регенерации и клеточному делению.- Москва, 1985. С. 17.

5. Большакова Г.Б. Количественная характеристика заживления обширного некроза в сердце эмбрионов крыс. //В сб.: Материалы по актуальным вопросам современной гистопатологии. Москва,1986. С. 48.

6. Большакова Г.Б. Особенности посттравматической репарации сердца эмбрионов крыс. // В сб.: Тезисы докладов IV зональной межвузовской конф. по регенерации органов и тканей животных и ее стимуляции. - Ереван, 1986. С. 90-91.

7. Большакова Г.Б. Особенности заживления миокарда новорожденных крысят. //В сб.: Материалы по актуальным вопросам современной гистопатологии.- Москва,1987. С. 61.

8. Большакова Г.Б. Деструктивные и восстановительные процессы в поврежденном миокарде плодов крыс. //В сб.: Материалы по актуальным вопросам современной гистопатологии. Москва,1988. С. 81.

9. Большакова Г.Б. Ультраструктура некроза в поврежденном сердце плодов крыс. // В сб.: Ультраструктурные основы патологии органов и тканей.Тбилиси: Мецниереба, 1989. С. 40-42.

10. Большакова Г.Б. Способность к восстановлению миокарда плодов крыс. //Онтогенез, 1990. Т. 21, № 4. С. 409-415.

11. Большакова Г.Б. Соединительная ткань развивающегося сердца. В сб.: Материалы по актуальным вопросам современной гистопатологии.- Москва, 1990. С. 43.

13. Большакова Г.Б. Элиминация погибших клеток в миокарде плода крысы // Архив анат., гистол. и эмбриол.- 1991. Т. 101, № 9-10. С. 60-64.

14. Большакова Г.Б. Нарушения репарации миокарда у плодов крыс.// В сб.: Доклады МОИП, сер. Общая биология. Москва: Наука, 1991. С. 95-96.

15. Большакова Г.Б. Межтканевые взаимоотношения в развитии сердца. Москва: Наука, 1991. 88 с.

16. Большакова Г.Б., Бычков А.В. Трехмерная компьютерная реконструкция сердца. // В сб.: Актуальные проблемы общей и частной патологии. Москва,1999. С. 74-75.

17. Большакова Г.Б. Морфометрические характеристики репарации миокарда крыс В кн.: Актуальные вопросы морфогенеза в норме и патологии. - Москва, 2004. С. 93-94.

18. Большакова Г.Б. Основные структурные характеристики регенерации миокарда в возрастном аспекте. // В сб.: Актуальные проблемы морфогенеза в норме и патологии. Москва, 2006. С. 119.

20. Большакова Г.Б. Особенности пролиферации кардиомиоцитов в пренатальном онтогенезе в норме и после травмы.// В сб. «Актуальные вопросы морфогенеза в норме и патологии». Москва: МДВ, 2008. С.15-17.

21. Большакова Г.Б. Пролиферация кардиомиоцитов у плодов крыс в норме и после повреждения сердца. // Бюлл. эксперим. биол. и мед. 2008. Т. 145. №. 4. С. 471-474.

22. Большакова Г.Б. Молекулярные механизмы репарации в пренатальном периоде.// Арх. патол -, 2008. Т. № 6. С. 53-56.

23. Большакова Г.Б. Структурные характеристики репарации миокарда в возрастном аспекте. Российский медико-биологический вестник имени академика И.П.Павлова.- 2009. №. 2. С. 27-32.

24. Большакова Г.Б. Ориентация и состав коллагеновых волокон в рубце после травмы миокарда у плодов крыс. Российский медико-биологический вестник имени академика И.П.Павлова.- 2009. №. 3. С.

Размещено на Allbest.ru