Функціональна морфологія мікрогемоциркуляторного русла міокарда при моделюванні хронічної ішемічної хвороби серця

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство охорони здоров'я України

Національний медичний університет ім. О.О. Богомольця

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук

14.03.02 - патологічна анатомія

Функціональна морфологія мікрогемоциркуляторного русла міокарда при моделюванні хронічної ішемічної хвороби серця

Рудницька Ольга Георгіївна

Київ - 1999

Дисертація є рукописом

Робота виконана в лабораторії патоморфології Українського НДІ кардіології ім. акад. М.Д.Стражеска та на кафедрі патологічної анатомії Національного медичного університету ім. О.О. Богомольця.

Науковий керівник:

доктор медичних наук Гавриш Олександр Семенович, керівник лабораторії патоморфології Українського НДІ кардіології ім. акад. М.Д. Стражеска.

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, професор Колесова Надія Арнольдівна, завідуюча лабораторією метаболічного та структурного аналізу Науково-дослідного лабораторного центру Національного медичного університету ім. О.О. Богомольця;

доктор медичних наук, професор Іркін Ігор Васильович, професор кафедри патологічної анатомії Київського медичного інституту Української асоціації народної медицини.

Провідна установа:

Львівський державний медичний університет, кафедра патологічної анатомії.

Вчений секретар Спеціалізованої вченої ради, Доктор медичних наук, професор В.Г. Черкасов

Анотація

О.Г. Рудницька. Функціональна морфологія мікрогемоциркуля-торного русла міокарда при моделюванні хронічної ішемічної хвороби серця.- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидита медичних наук за спеціальністю 14.03.02 - патологічна анатомія. Національний медичний університет ім. О.О. Богомольця, Київ, 1999.

Дисертація присвячена вивченню основних закономірностей морфофункціональної перебудови мікрогемоциркуляторного русла та гістогематичного бар'єра міокарда при гіперхолестеринемії та коронарній недостатності та аналізу їх ролі у патогенезі хронічної ішемічної хвороби серця. Встановлено, що в патогенезі хронічної ішемічної хвороби серця важливу роль відіграє периферичний бар'єр для міокардіального кровотоку, який має характерні морфофункціональні еквіваленти. Показано, що редукція трофічних мікросудин міокарда, обумовлена інтравазальними, інтрамуральними та позасудинними факторами, тісно поєднується з перебудовою гісто-гематичного бар'єра. Виявлено, що поєднання різних патологічних впливів, використане при моделюванні цього захворювання, створює потенціюючий ефект по мірі зростання ступеня мікроциркуляторних порушень. Виявлені лабільні та стійкі зміни, що, відповідно, підлягають та не підлягають корекції.

Ключові слова: міокард, мікрогемоциркуляторне русло, гістогематичний бар'єр, ендотеліоцит, гіперхолестеринемія, коронарна недостатність.

Аннотация

Рудницкая О.Г. Функциональная морфология микрогемоциркуляторного русла миокарда при моделировании хронической ишемической болезни сердца.- Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по специальности 14.03.02 - патологическая анатомия.- Национальный медицинский университет им. А.А. Богомольца, Киев, 1999.

Диссертация посвящена изучению основных закономерностей морфофункциональной перестройки микрогемоциркуляторного русла и гистогематического барьера миокарда при гиперхолестеринемии и коронарной недостаточности и анализу их роли в патогенезе хронической ишемической болезни сердца.

Исследования выполнены на 61 кролике весом 2,5-3,5 кг, из кото-рых 7 животных составили контрольную группу. Изменения микрогемоциркуляторного русла и гистогематического барьера миокарда изучали: в динамике развития алиментарного атеросклероза (по 9 животных, получавших 0,25 г/кг холестерина в сутки в течение 2, 8 и 16 недель); при острой коронарной недостаточности (8 наблюдений с внутривенным введением вазопрессина в дозе 0,2 ед/кг под контролем ЭКГ); в условиях рецидивирующих “коронарных кризов” (9 животных с ежедневным введением этого препарата на протяжении 4 недель); а также при хронической ишемической болезни сердца (сочетанное воздействие изучаемых факторов, 10 наблюдений). Образцы миокарда исследовали гистологически (окраска парафиновых срезов гематоксилином и эозином, по Ван-Гизон, азаном и железным гематоксилином по Гейденгайну), электронномикроскопически, электронногистохимически (реакция с ферризолем по Б.Ветцель и на АТФ-азу по Рехардту и Кокко), и морфометрически (соотношение различных функциональных типов кровеносных капилляров и структурных эквивалентов их проницаемости).

В результате доказано, что ключевое звено патогенеза хронической ишемической болезни сердца (коронарная недостаточность) обусловлена, помимо ограничения гемоперфузии магистральных артерий сердца, также периферическим барьером для миокардиального кровотока на уровне микрогемоциркуляторного русла и систематизированы основные факторы, которые определяют его формирование.

Установлено, что перестройка всех элементов микрогемоциркуляторного русла определяется как патологическими, так и адаптационными изменениями, утрачивающими при чрезмерной выраженности свой приспособительный характер. Установлен морфологический субстрат интравазальных, интрамуральных и внесосудистых факторов, обуславливающих редукцию трофического отдела микрогемоциркуляторного русла миокарда. При этом патологически стойкая дифференцировка кровеносных капилляров на открытые, плазматические и закрытые нарушает координированное кровоснабжение кардиомиоцитов артериальными и венозными сегментами этих микрососудов. Показано, что прогрессирование перестройки различных звеньев микрогемоциркуляторного русла приводит к разграничению миокарда на неравноценно кровоснабжаемые микрозоны, что создает предпосылки для его мозаичных повреждений и развития кардиосклероза.

Продемонстрирована тесная взаимосвязь нарушений нутритивного кровотока и дисфункции гистогематического барьера и описаны ее морфофункциональные эквиваленты. Установлено, что модификация эндотелиоцитов как основного компонента гистогематического барьера сопряжена со снижением его селективности и смещением соотношения между разными формами трансэндотелиального обмена веществ в сторону их пассивного переноса по гемотканевому градиенту.

Перестройка микрогемоциркуляторного русла миокарда при гиперхолестеринемии и коронарной недостаточности, наряду со стереотипными изменениями, включает морфофункциональные сдвиги, которые определяются характером оказываемого воздействия и структурными особенностями соответствующего субстрата. Показано, что совмещение воздействий, используемых при моделировании хронической ишемической болезни сердца, приводит к взаимопотенциированию, что усугубляет перестройку микрогемоциркуляторного русла и гистогематического барьера, сообщая ей новые качественные особенности.

Данные о высокой восприимчивости артериальной стенки и микрогемоциркуляторного русла к нарушениям липидного обмена и коронарной гемоперфузии необходимы при разработке новых эффективных подходов в профилактике и лечении ишемической болезни сердца, а морфологически документированное разграничение изменений, возникающих при данной патологии, на относительно лабильные и труднодоступные для коррекции, позволяет конкретизировать поиски в этом направлении.

Ключевые слова: миокард, микрогемоциркуляторное русло, гистогематический барьер, эндотелиоцит, гиперхолестеринемия, коронарная недостаточность.

Annotation

Rudnytska O.G. The Functional Morphology of the Myocardial Microhaemocirculation Channel at Modeling Chronic Ischemic Heart Disease.- Manuscript.

Thesis for a medical science candidate's degree by speciality 14.03.02 - pathological anatomy.- A.A.Bogomolets National Medical University, Kyiv, 1999.

The dissertation is devoted to the establishment of the basic regularity of the morphofunctional reorganisation of the myocardial microhaemocirculation channel and hystoheamal barrier at hypercholesterolemy and coronary insufficiency and to analyse their roles in the pathogenesis of chronic ischemic heart disease. It is established, that in the pathogenesis of chronic ischemic heart disease the important role of the periphery barrier for myocardial blood flow has typical morphofunctional equivalents. It is shown, that the reduction of the myocardial trophic microvessels is caused by the intravasal, intramural and exstravasal factors and is tightly bound with the reorganization of the hystoheamal barrier. It is established, that the combination of various pathological influences, which were used in the modeling of this disease creates potentional effect with an increasing degree of microcirculation infringement. It is established that some unstable changes are reversible, but some are irreversible, when treatment is applied.

Key words: myocard, microhaemocirculatory channel, hystoheamal barrier, endotheliocyt, hypercholesterolemy, coronary insufficiency.

1. Загальна характеристика роботи

мікрогемоциркуляторний міокард коронарний

Актуальність теми

Незважаючи на значні успіхи у вивченні ішемічної хвороби серця (ІХС), патогенетичні механізми, що обумовлюють становлення та розвиток коронарної недостатності, як основи даного захворювання, все ще потребують проведення подальших наукових досліджень (Л.Т. Малая, Ю.Г. Горб, 1994; Р.Г. Оганов, 1992; Ю. Браунвальд с соавт., 1993).

Як відомо, трофічна активність крові реалізується на рівні мікрогемоциркуляторного русла (МГЦР) (А.М. Чернух, 1984). Фундаментальні процеси, які відбуваються в ендотелії, - елементі судинної стінки, що без посередньо контактує з кров'ю і водночас є найважливішим компонентом гістогематичного барґєра (ГГБ), - визначають гомеостаз внутрішньотка нинного середовища міокарда (P.R. Casini, 1995; J. Lee, 1995).

Дослідженнями останніх десятиріч встановлено, що МГЦР, незалежно від регіону організму, становить сукупність стереотипно побудованих функціональних одиниць, які утворені комплексами структурно та функціонально диференційованих мікросудин (В.В. Куприянов, Я.Л. Караганов, 1975; В.А. Козлов, 1980). Системний принцип організації дозволяє МГЦР поєднувати у собі загальні функціональні властивості з тканино-специфічними особливостями, які визначаються основною функцією органу, що кровопостачається (А.М. Чернух, 1984). Разом з тим і на клінічному матеріалі, і в експерименті показано тісний взаємозв'язок всіх тканинних структур у процесі патологічної та адаптаційної перебудови міокарда при ІХС та інших патологічних процесах (А.С. Гавриш, 1985; M.J. Patan, 1992).

Встановлено, що патогенез коронарної недостатності при ІХС складається з комплексу екстра- та інтраорганних факторів, що обумовлюють невідповідність між потребами серця у кровопостачанні та функціональними можливостями системи мікросудин (Е.И. Чазов с соавт., 1982; T. Little, 1995).

У більшості робіт, присвячених проблемі коронарогенних пошкоджень міокарда, головна увага приділяється паренхимі органа, в той час як шляхи мікроциркуляції вивчені менш докладно, причому в центрі поля зору, як правило, знаходяться кровоносні капіляри, а не МГЦР в цілому (Н.П. Лобкова, 1990; L.H. Manciet, 1994).

З урахуванням провідної ролі ангіогенного компонента в патогенезі ІХС безумовно важливим залишається вивчення функції МГЦР, а також встановлення структурно-функціональних особливостей мікроциркуляторних порушень у становленні та розвитку цього захворювання (R.B. Jennings, 1982).

Більш точні уявлення про них, поряд з поглибленою розробкою механізмів їх розвитку, необхідні для створення патогенетично адекватної терапії захворювання (Д.Д. Зербино, Л.Л. Лукасевич, 1989; В.И. Козлов, Е.П. Мельман, 1994).

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами

Дисертація виконана у відповідності з планами Українського НДІ кардіології ім. М.Д.Стражеска і Національного медичного університету ім. О.О.Богомольця “Вивчити структурні основи та патогенез найбільш актуальних захворювань з метою визначення закономірностей їх розвитку шляхом створення навчальної та контролюючої комп'ютерної програм” № державної реєстрації 0197 V 004560.

Мета і завдання дослідження

Метою дослідження є встановлення основних закономірностей морфофункціональної перебудови мікрогемоциркуляторного русла та гістогематичного бар'єра міокарда в умовах гіперхолестеринемії та коронарної недостатності й визначення її ролі в патогенезі ішемічної хвороби серця.

Завдання роботи:

1) вивчити морфофункціональні зміни мікрогемоциркуляторного русла та гістогематичного бар'єра міокарда в динаміці аліментарного атеросклерозу;

2) виявити морфофункціональні особливості реакції мікрогемоциркуляторного русла та гістогематичного бар'єра міокарда при гострій та рецидивуючій коронарній недостатності;

3) вивчити структурні основи перебудови мікрогемоциркуляторного русла та гістогематичного бар'єра міокарда при моделюванні хронічної ішемічної хвороби серця шляхом поєднаного впливу гіперхолестеринемії та рецидивуючої коронарної недостатності;

4) систематизувати фактори, що безпосередньо впливають на процеси транспортнотрофічного забезпечення функції міокарда при модельованій патології та виділити найбільш доступні для корекції порушення в його мікрогемоциркуляторному руслі.

Наукова новизна одержаних результатів

У роботі вперше на основі комплексного морфофункціонального аналізу перебудови МГЦР та ГГБ міокарда при гіперхолестеринемії (ГХЕ), гострій та рецидивуючій коронарній недостатності, а також при моделюванні хронічної ІХС представлені нові дані про механізми становлення та розвитку неадекватності транспортнотрофічного забезпечення функції серцевого мўяза. Показано, що ключова ланка патогенезу хронічної ІХС - коронарна недостатність - крім обмеження кровотоку у магістральних артеріях серця, включає також і периферичний барўєр для міокардіального кровотоку. Крім того, систематизовано основні фактори, що визначають його формування при даній патології.

Встановлено, що перебудова всіх елементів МГЦР визначається як патологічними, так і адаптаційними змінами, які при надмірному вираженні втрачають свій пристосувальний характер, трансформуючись у додатковий фактор блокування мікросудин. Прогресування цієї перебудови призводить до розмежування міокарда на мікрозони з нерівноцінним кровопостачанням, що створює передумови для мозаїчних пошкоджень та розвитку кардіосклерозу.

Виявлено, що порушення мікроциркуляції тісно повўязані з дисфункцією ГГБ та описаними морфофункціональними еквівалентами цих порушень. Показано, що основним наслідком морфофункціональної модифікації ендотеліоцитів як основного компонента ГГБ, є зниження його селективності та зміщення співвідношень між різними формами трансендотеліального обміну речовин у бік їх пасивного переносу за гемотканинним градієнтом, що різко погіршує умови регенерації мікрооточення робочих клітин міокарда.

Вперше встановлено, що перебудова МГЦР та ГГБ міокарда при ГХЕ, коронарній недостатності поряд із стереотипними, включає і морфофункціональні зміни, що визначаються характером впливу та структурними особливостями різних відділів МГЦР. Виявлені їх лабільні та стійкі зміни, що підлягають або не підлягають корекції.

Показано, що сумація змін, ініційованих кожним з досліджуваних факторів при моделюванні хронічної ІХС, повўязана з взаємопотенціюючими ефектами, які посилюють перебудову МГЦР та ГГБ міокарда та надають їй якісно нових ознак.

Практичне значення одержаних результатів

Результати даного дослідження розширюють та поглиблюють існуючі знання про патогенез коронарної недостатності при хронічній ІХС, однією з найважливіших ланок якої є прогресуюча перебудова МГЦР, що обумовлює мікрорегіональні порушення міокардіального кровотоку, редукцію трофічних мікросудин та зростаючу дисфункцію ГГБ. Виявлені та систематизовані стереотипні та специфічні зміни, що визначають зазначену перебудову; встановлено їх морфофункціональні еквіваленти; експериментально доведена здатність до взаємопотенціювання основних патогенетичних факторів хронічної ІХС при їх поєднаному впливі на МГЦР та ГГБ; отримано достовірні пояснення мозаїчності змін міокарда.

Дані про високу чутливість артеріальної стінки та МГЦР до порушень ліпідного обміну та коронарної гемоперфузії необхідні для патогенетично обгрунтованої орієнтації при розробці нових підходів у профілактиці та лікуванні ІХС, а морфологічно документоване розмежування змін, що призводять до неадекватної функції периферичних відділів судинної системи серця на відносно лабільні та важкодоступні для корекції, дозволяє конкретизувати пошуки у цьому нарямку.

Одержані результати можуть бути використані також при вивченні проблем крайової патології, в лекційному та практичному викладанні або включені в навчальні посібники та підручники з патологічної анатомії та кардіології.

Особистий внесок здобувача

Автором особисто було визначено основні напрямки дослідження, мета та завдання роботи. Дисертант особисто провела всі експериментальні дослідження, систематизувала та узагальнила отримані результати, провела їх аналіз та математичну обробку. Разом з науковим керівником сформулювала основні висновки роботи та рекомендації.

Апробація результатів дисертації

Основні положення дисертації обговорені на: 2-му конгресі патофізіологів України, присвяченому 100-річчю від дня народження М.М. Сиротиніна (Київ, 1996); II конференції кардіологів Молдови (Кишинев, 1996); матеріалах наукової конференції, присвяченої 20-річчю Київського міського центру кардіології та ревматології (Київ, 1998); матеріалах 6 конгресу патологів України “Судинні і онкологічні захворювання: морфогенез та екологічний патоморфоз” (Вінниця, 1998); другій науково-практичній конференції “Актуальні проблеми експериментальної медицини” (Київ, 1998).

Публікації

За матеріалами дисертації опубліковано 9 наукових праць: 4 у фахових журналах, рекомендованих ВАК України, 5 у матеріалах конгресів та наукових конференцій.

Структура дисертації

Основний текст роботи викладено на 106 сторінках машинопису, дисертація ілюстрована 50 рисунками, 12 таблицями. Складається із вступу і 6 розділів: огляду літератури, матеріалів та методів дослідження, 3 розділів результатів власних досліджень, обговорення одержаних результатів та висновків. Список використаної літератури налічує 284 джерела вітчизняних та зарубіжних авторів.

2. Основний зміст роботи

Матеріал та методи дослідження

Дослідження виконані на 61 кролику, масою 2,5-3,5 кг, 7 тварин складали контрольну групу. Аліментарний атеросклероз відтворювали, включаючи у дієту 0,25 г/кг холестерина на добу у вигляді суспензії на соняшниковій олії.

Для вивчення динаміки процесу проведено три серії дослідів тривалістю 2, 8 та 16 тижнів по 9 тварин у кожній групі. Розвиток ГХЕ та атеросклерозу констатували за ступенем та характером макроскопічних змін аорти з планіметричним аналізом (Г.Г. Автанділов, 1970) та шляхом визначення вмісту холестерину та тригліцеридів у плазмі крові (А.А. Покровський, 1969). Гостру коронарну недостатність ініціювали у 8 кроликів внутрішньовенним введенням вазопресину (0,2 од/кг) під контролем ЕКГ. Рецидивуючі “коронарні кризи” викликали у 9 тварин щодобовим введенням цього препарату на протязі 4 тижнів. Хронічну ішемічну хворобу серця моделювали на 10 кроликах шляхом поєднаного впливу хронічної гіперхолестеринемії та рецидивуючої коронарної недостатності (Р.А. Фролькіс із співавт., 1985).

Для взяття матеріалу тварин наркотизували етаміналом натрію (50 мг/кг), висікали зразки тканини міокарда лівого шлуночка одразу після припинення скорочень. Для гістологічних досліджень їх фіксували у 10% розчині нейтрального формаліну та заключали у парафінові блоки. Гістотопограми серця зафарбовували гематоксиліном та еозином, пікрофуксином за Ван-Гізон, азаном та залізним гематоксиліном за Гейденгайном.

Для електронної мікроскопії зразки з різних ділянок стінки лівого шлуночка фіксували в ізотонічному 4% розчині параформу на 0,1 М фосфатному буфері та дофіксовували у 1% розчині ОsО4, проводили дегідратацію у спиртах та ацетоні та поміщали у блоки із суміші аралдіту та епону (В.Я. Карупу, 1984). В подальшому виготовляли напівтонкі зрізи, які зафарбовували 1% розчином метиленового синього, основним фуксином (Б. Уіклі, 1975). Електроногістохімічно виявляли розподіл та концентрацію некомпенсованих від'ємних зарядів глікозаміногліканів (ГАГ), що зв'язують ферризоль (методика Б. Ветцель) та АТФ-азу за Рехардтом та Кокко (Г. Гайєр, 1974).Ультратонкі зрізи отримували на ультратомі LKB-8800 (Швеція), контрастували солями важких металів за Рейнольдсом. Дослідження та фотографування обґєктів виконували на електронному мікроскопі ЕМ-125.

При морфометричному дослідженні об'єктами кількісного аналізу були:

- співвідношення відкритих, закритих та плазматичних кровоносних капілярів міокарда;

- елементи ультраструктури капілярної стінки, які визначають її проникність: міжендотеліальні стики, мікропіноцитозні везикули (МПВ), створені ними діафрагмовані та вільні трансендотеліальні канальці, фенестроподібні ділянки ендотеліоцитів, локуси витоків, зміни базальної мембрани.

Використано стереологічний метод крапчастого обрахування на електронограмах з кінцевим збільшенням 14000. Отримані дані оброблені методами варіаційної статистики за Стґюдентом. За вірогідні приймали відмінності середніх при p<0,05.

Результати досліджень та їх обговорення

Результати виконаних досліджень показали, що МГЦР та ГГБ міокарда є чутливою мішенню для провідних факторів становлення та розвитку ІХС - ГХЕ та коронарної недостатності. У реакції-відповіді різних ланок МГЦР поєднуються і деструктивні, і адаптаційні зміни. У резистивних судинах міокарда має місце перебудова всіх шарів стінки та периваскулярної зони. У загальній картині перетворень виявлено два процеси, що патогенетично обумовлювали зазначені зміни: інсудація рідини з просвіту у судинну стінку та підвищена реакція всіх її клітинних елементів, у тому числі і фібробластів, відростки яких, проникаючи до субендотеліального простору, обумовлюють розвиток склеротичних процесів. Порушення трофіки провокують зміни гладком'язових клітин (ГМК) медії інтрамуральних артерій, які в одних випадках компенсаторно гіпертрофуються, в інших - посилюють свою пластичну функцію. Склеропротеїди, що секретуються ними у зростаючій кількості, знижують еластичність судинної стінки.

На рівні артеріол, у зв'язку з невеликим діаметром, роль потовщення ендотеліального шару, як і реактивність ГМК, значно зростали - постійно спостерігалися паретичне розширення просвітів або спазм мікросудин, що значно порушує їх прохідність. Подібні зміни у резистивних судинах розрізнялись за ступенем своєї вираженості, що створює передумови для мозаїчності змін тканини з різним рівнем кровопостачання. Більш за все подібний “периферичний бар'єр” був виражений при моделюванні хронічної ІХС.

Кровоносні капіляри є проміжною ланкою між резистивними та ємнісними відділами МГЦР, що беруть участь у його реакціях. При цьому на перший план виступає інтегральна реакція ендотелію, яка носить гетерогенний характер.

Адаптаційні, дистрофічні та деструктивні зміни ендотеліоцитів у цілому достатньо стереотипні. При дистрофічній перебудові має місце пригнічення АТФ-ази на плазматичній мембрані та у МПВ, зникнення цитогранул, різноманітні пошкодження мітохондрій, канальцевої системи та ядерно-ядерцевого комплексу, активація лізосом.

Сумарним відображенням процесу є зміни електронної щільності цитоплазматичного матрикса клітин. Так, його патологічне просвітлення може бути обумовлене порушенням бар'єрних властивостей цитолеми, пластичною недостатністю або активним мікроклазматозом. Частіше, однак, це є наслідком парціального або тотального набряку, що значно деформує клітину, обумовлюючи формування масивних виступів та пухирів, які розтягують плазматичну мембрану, інколи з порушенням її цілісності. Ці зміни також супроводжуються пригніченням усіх внутрішньоклітинних процесів.

При поступовому розвитку незворотніх деструктивних зрушень зміни ендотеліоцитів рідко призводять до оголення базального шару капілярної стінки, тому що спостерігається розмноження сусідніх “підстилаючих” клітин, з поступовим витісненням та заміною пошкоджених ендотеліоцитів.

Незважаючи на широку розповсюдженість дистрофічних змін, у більшості випадків у клітинах домінували процеси адаптаційно-компенсаторного характеру, представлені у вигляді структуралізації філаментів цитоскелета та внутрішньоклітинної гіперплазії з гіпертрофією клітин.

Поряд з еуплазією ендотеліоцита, яка відображає, перш за все, регенераційні процеси на молекулярному та органоїдному рівнях, їх надмірна активація іноді призводила до суттєвої перебудови цитоструктури клітини. Збільшення числа та об'єму органел супроводжувались їх дифузним або вогнищевим “розселенням” у периферичні зони ендотеліоцита з формуванням “трофічних острівців” різноманітної конфігурації, об'єму та будови, які частіше за все містили різні органели.

У ємнісному відділі МГЦР ендотелій залишається основним компонентом стінки мікросудин, але вплив його деформацій на кровотік знижується пропорціонально збільшенню їх діаметра. В цілому, перебудова ендотеліального шару нагадує ту, що відбувається у капілярному сегменті.

Стоншення ендотелію доповнюється зростаючим у кардіофугальному напрямку розтягненням стінки посткапілярів та венулярних синусів. Переповнення їх кров'ю призводить до звуження вічок мікросудин венулярного сегмента МГЦР, що посилюється розташованими тут легко набрякаючими ендотеліоцитами, а також масивними мікроворсинами та клапаноподібними цитоплазматичними складками (А.С.Гавриш, 1986). Надмірне збільшення під вливом патологічних обставин, наприклад, дистрофічної гідратації або некоординованої гіпертрофії ендотеліоцитів, перетворює їх із своєрідного захисного механізму на перешкоду ортоградному кровотоку.

Прогресуючий периваскулярний склероз супроводжується сегментарною та циркуляторною деформацією мікросудин. Так само, як і в артеріально-артеріолярному відділі судинної системи, зміни венулярної ланки помітно відрізняються за глибиною, доповнюючи мозаїчність загальної картини перебудови МГЦР.

Облігатним компонентом порушень мікрогемодинаміки (МГД) були зміни реологічних властивостей крові. Свідченням цього є нові якісні особливості її ліпопротеїдного спектра з появою преципітатів фібрина; підвищення електронної щільності плазми у просвітах мікросудин з порушенням прохідності та проникності їх стінок, а відповідно, і співвідношення фільтрації та реабсорбції; поява деформованих еритроцитів з інтравазальною дегемоглобінізацією та люмінальних профілів; патологічне асоціювання форменних елементів крові від зворотньої агрегації до аглютинації та мікротромбозу. Подібні порушення найчастіше спостерігались у дистальних сегментах МГЦР.

Серед факторів, що порушують кровотік, необхідно розрізняти інтра-, екстравазальні та інтрамуральні. До перших відносяться загальні зміни метаболізму, коливання градієнта внутрішньосудинного тиску, погіршення реологічних властивостей крові.

До групи інтрамуральних факторів належать процеси, пов'язані зі змінами конфігурації ендотеліоцитів, що також обмежує прохідність капілярів. Деякі з цих факторів безпосередньо пов'язані з інтравазальними порушеннями. Так, зміни антикоагулянтної функції та адгезивних властивостей ендотелію або мікроклазматоз та деструкція ендотеліоцитів сприяють агрегації форменних елементів та мікротромбозу. Порушення проникності ендотеліального шару, суто інтрамуральний фактор, сприяє змінам складу плазми та полегшує взаємодію інтра- та екстравазальних факторів.

Екстраваскулярні фактори також відрізняються значною гетерогенністю і включають в себе як місцеві гуморальні компоненти - надходження з тканини метаболітів та біологічно активних речовин, продуктів розщеплення колагену, так і механічні - компресія мікросудин перескороченими або набряклими кардіоміоцитами (КМЦ), гіпергідратованим інтерстицієм та новоутвореною стромою.

У найбільш повному об'ємі інтра-, екстравазальні та інтрамуральні фактори представлені при моделюванні хронічної ІХС. Загальною закономірністю, відміченою в експериментах різної тривалості, є “функціональна поляризація” мікросудин трофічного відділу МГЦР міокарда з переважним ростом групи закритих капілярів та зростання органічних змін, пов'язаних з пластичними процесами у мікросудинах та стромі (Таблиця 1).

Таблиця 1. Показники прохідності отворів кровоносних капілярів міокарда при різних видах експериментальної патології (в%)

№		Досліджуваний матеріал
П/п					Гіперхолестеринемія	Хронічна
	Функціональний стан кровоносних капілярів фактори, які впливають на нього	Контроль	Гостра коронарна недостатність	Рецидивуюча коронарна недостатнісь	2 тижні	8 тижнів	16 тижнів	Гіперхолестери-немія та рецидивуюча коронарна недостатність
1	Відкриті	66,70 ± 1,20	56,0 ± 1,56*	52,80 ± 1,20*	61,50 ± 1,02*	58,40 ± 0,95*	50,51 ± 1,16*	50,20 ± 0,40*
2	Плазматичні:	18,90 ± 1,03	9,10 ± 0,48*	12,10 ± 0,50*	12,37 ± 0,60*	9,80 ± 0,69*	11,49 ± 0,50*	11,45 ± 0,65*
А	Звичайні		4,10 ± 0,22	4,30 ± 0,48	5,75 ± 0,35	4,10 ± 0,25	4,,59 ± 0,24	4,25 ± 0,34
2Б	Патологічно змінені		5,0 ± 0,11	7,80 ± 0,53	6,62 ± 0,50	5,70 ± 0,30	6,90 ± 0,31	7,19 ± 0,44
3	Закриті:	14,40 ± 1,10	34,90 ± 0,92*	35,10 ± 0,44*	20,23 ± 1,05*	31,80 ± 1,32*	38,0 ± 0,60*	38,35 ± 0,95*
А	Інтравазальні фактори		8,10 ± 0,56	10,68 ± 0,72	9,33 ± 0,70	11,13 ± 1,70	13,60 ± 1,12	13,67 ± 0,79
3Б	Інтрамуральні фактори		12,20 ± 2,30	7,50 ± 0,29	4,90 ± 0,20	5,50 ± 0,35	7,20 ± 0,46	6,47 ± 0,66
3В	Екстравазальні фактори		11,60 ± 0,80	9,45 ± 0,36	6,60 ± 0,60	9,47 ± 1,14	9,25 ± 0,34	12,94 ± 0,68
3Г	Резервні капіляри		3,0±0,10	7,47±0,50	5,90±0,45	5,70±0,40	7,95±0,3	6,05 ± 0,51

* - Показник достовірно відрізняється від контролю.

В п.п. 2-6 показники перераховувались на 100 поперечних зрізів капілярів.

Таким чином, виключення кровоносних капілярів з кровотоку не просто скорочує число трофічних мікросудин, збільшуючи радіус дифузії, а значно дезорганізує роботу системи транспортно-трофічного забезпечення КМЦ, порушуючи принцип їх одночасного обслуговування артеріальними та венулярними сегментами кровоносних капілярів, який закла

дено в архітектоніку МГЦР, тим самим різко погіршуючи циркуляторну гіпоксію (О.С. Гавриш, 1984).

Деструктивні та адаптаційні зміни в окремо взятій клітині або ендотеліальному шарі знаходять відображення не тільки в порушеннях гемотранспортної функції МГЦР, а й у проникності ГГБ. У наших спостереженнях вони мали певні ультраструктурні еквіваленти. Пригніченню активного транспорту за допомогою МПВ відповідало не тільки загальне зниження везикуляції цитоплазми ендотеліоцитів, а й значна нерівномірність їх розподілу з хаотичним чергуванням практично вільних та перенасичених ними ділянок, підкреслено асиметричне розміщення везикул, зменшення частки МПВ з високою активністю АТФ-ази, що відповідає порушенню динаміки цього процесу. Свідченням якісної зміни процесу формування везикул були також їх значний розкид за величиною та утворення кавеол.

З пригніченням мікропіноцитозу здатність МПВ до асоціювання між собою, яка, напевне, залежить від заряду на мембранах везикул, зростала. Прямий наслідок цього - часте формування трансендотеліальних везикулярних канальців, що, мабуть, може розглядатись як своєрідний механізм компенсації при зменшенні активності мікропіноцитозу. Утворення таких “шлюзів” полегшується стоншенням ендотеліоцитів.

За нашими даними, кількість та, відповідно, роль везикулярних канальців помітно зростала, більш або менш суттєво доповнюючи ультрафільтрацію по міжендотеліальних щілинах, рухомою силою якої є градієнт гемотканинного тиску.

Ультрафільтрація також зазнавала достатньо складної перебудови. Щільність певної частини міжендотеліальних контактів помітно підвищувалась: плями облітерації ущільнювались і розширювались, іноді перетворюючись у зони оклюзії. В експериментах з дисліпопротеїдемією в зазначених місцях з'являлись різко осміофільні гомогенні субстанції, вірогідно, ліпопротеїдні комплекси, які затримуються протеоглікановою “пасткою”. Однак, найбільш універсальною є тенденція до підвищення прохідності міжклітинних щілин. Доцільно розрізняти дві її фази: дилатація стику із збереженням у ньому глікозаміногліканового фільтра та перетворення у вільний прохід, подібно до везикулярних канальців.

Подальше розходження ендотеліоцитів призводило до утворення “локусів витоків”, які відображають грубе порушення проникності. Не виключено, що їх основою можуть бути також кавеоли, що з'єднують базальну та люмінальну поверхні ендотеліоцита. В окремих випадках простір між краями ендотеліальних клітин, що далеко розійшлися, виявлявся місцем виходу в інтерстицій елементів крові або резорбції детриту, тобто ступінь порушення цілісності стінки мікросудини наближалася до безпосередніх пошкоджень ендотеліоцитів.

У зв'язку з відсутністю морфологічних підходів для відповідної оцінки третього (дифузійного) компонента проникності стінки мікросудини, про його зміни можна робити висновок лише на основі непрямих ознак. Поряд з розширенням площі безпосереднього контакту ендотеліоцитів з кров'ю та інтерстицієм, а також змінами властивостей їх плазматичної мембрани у числі постійних факторів, які впливають на умови транскапілярної дифузії, необхідно відмітити модифікацію параплазмолемального шару, коливання електронної щільності цитоплазматичного матрикса ендотеліоцитів, що відображає його якісні зміни та, безперечно, розповсюджені стоншення ендотеліального шару.

Ортодоксальним проявом даного явища була поява фенестроподібних фігур, які не характерні для нормального міокарда. Фенестрація капілярної стінки спостерігалась у наших дослідженнях без певного зв'язку з її тонусом, у різних відділах та при різних функціональних станах мікросудин.

Зміни базальної мембрани мікросудин, що функціонує як макромолекулярний фільтр, були в першу чергу пов'язані з перерозподілом реакційноздатних аніонних груп ГАГ, які входять до її складу, тобто з коливаннями порозності фільтру. При дисліпопротеїдемії у базальній мембрані також, як і у міжендотеліальних щілинах, накопичувались осміофільні субстанції.

Зміни ендотеліоцитів впливають на функцію ГГБ, являючись одночасно факторами, що суттєво змінюють прохідність капілярів. Характер перебудови мікросудинної стінки та кількісна оцінка морфофункціональних еквівалентів транскапілярного масопереносу засвідчують зрушення у співвідношенні між забезпечуючими його механізмами та значенням пасивного транспорту за градієнтом тиску між кров'ю та інтерстицієм (Таблиця 2).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таблиця 2. Зміна проникності стінки кровоносних капілярів міокарда при моделюванні різної експериментальної патології

№ п/п	Елементи, що аналізуються	Контроль	Гіперхолестеринемія у тижнях	Коронарна недостатність	Хронічна ІХС
			2	8	16	гостра	рецидивуюча
1	Об'ємна щільність мпв	22,18?0,69	23,42?1,04	16,63?0,83*	19,07?1,5*	24,86?2,33	22,8?1,18	26,7?8,03*
2	Трансендотеліальні	діафрагмовані	94	82	140	68	41	104	191
	Канальці з мпв	вільні	8	22	52	15	3	13	28
	Прохідність	без змін	79	24	13	15	61	30	23
3	Міжендотеліальних	підвищена	13	13	15	19	28	30	21
	Щілин	знижена	8	63	72	66	11	40	56
4	Фенестри		-	18	20	17	-	35	21
5	Локуси витоку		-	-	-	2	4	2	5
		без змін	76	34	32	22	52	30	28
6	Базальна мембрана	ущільнена	12	52	52	41	18	50	51
		рарифікова-на	12	14	16	37	30	20	21

*- Показник достовірно відрізняється від контролю.

В п.п. 2-6 показники перераховувались на 100 поперечних зрізів капілярів.

Незважаючи на багато у чому подібний характер змін МГЦР та ГГБ при змодельованих нами патологічних ситуаціях, в кожній з них спостерігаються свої особливості, що визначають їх якісну своєрідність. Так, для гострої ішемії найбільш типовою є гідропічна дистрофія ендотеліоцитів; виражена функціональна поляризація як ендотеліоцитів, так і кровоносних капілярів з максимальним скороченням групи плазматичних мікросудин; активне формування мікроворсин з їх скупченням у дистальних відділах капілярів, а також частіша компресія їх при перикапілярному набряку. При гострій ішемії міокарда локуси витоку виникають майже так само часто, як і при ІХС, що нерідко поєднується з рарифікацією базальної мембрани, яка ще більше знижує селективність ГГБ.

При рецидивуючій коронарній недостатності структурно-функціональні зміни МГЦР якісно відрізнялись від тих, що виникають при транзиторній ішемії міокарда. Інтра- та периваскулярний склероз, що розвивається, стійко змінює транспортні можливості більшості термінальних розгалужень артерій та артеріол і мікросудин, які відводять кров, що призводить до формування мікрозон венозної гіперемії або гіпоперфузії міокарда. Характер і співвідношення судинних та позасудинних факторів, що впливають на кровотік, є якісно різним. Явища сладжфеномену, як причини блокування нутритивного кровотоку, набувають більшого значення, ніж набрякання та набряк ендотеліоцитів, інтрамуральні та периваскулярні порушення, які стійко обмежують просвіти капілярів.

Для ГХЕ та атеросклерозу найбільш типовими є інтравазальна агрегація еритроцитів та їх адгезія до ендотелію, обумовлена дисоціацією глікокалікса взаємодіючих елементів та дисліпопротеїдемічною модифікацією їх плазмолеми; більш значне, ніж в інших спостереженнях значення має зниження активності АТФ-ази та об'ємної щільності МПВ при вираженому порушенні їх розподілу у цитоплазмі ендотеліоцитів; активація лізосомного апарату, а також посилення пластичних процесів у клітинах, що з часом здатне призводити до утворення гіперпластичних виступів.

При аліментарному атеросклерозі, на відміну від коронарної недостатності, поряд із зміцненням міжендотеліальних стиків, відбувається накопичення у міжклітинних щілинах осміофільних субстанцій та заповнення ними мікропор базальної мембрани, що також знижує проникність ГГБ. Разом з тим спостерігається компенсаторне стоншення ендотеліоцитів з їх частою фенестрацією та інтенсивним формуванням трансендотеліальних канальців з МПВ.

Максимального ступеня порушення МГД та проникності ГГБ досягають при комплексному впливі хронічної ГХЕ та рецидивуючої коронарної недостатності. Однак при цьому спостерігається не проста сумація індукованих змін, а своєрідна перебудова, що надає патологічній ситуації якісно нові особливості. Такими є, наприклад, більш значний дестабілізуючий вплив на тромбоцитарну ланку гемостаза; переважання дислокаційних та гіперпластичних виступів ендотеліоцитів над явищами їх гідратації; різке посилення мікроклазматозу з прискореною десквамацією клітин; частіша структуралізація цитоскелету та поява локусів витоків; поєднання достовірного підвищення об'ємної щільності МПВ при наявності всіх відмічених вище ознак пригнічення мікровезикулярного транспорту; найбільш інтенсивне порівняно з іншими спостереженнями формування канальців з МПВ, стоншення та фенестрування ендотеліоцитів. Наслідком більш глибоких порушень МГЦР є і більш часта компресія мікросудин пошкодженими КМЦ.

Серед факторів, які визначають морфогенез периферичного бар'єра для міокардіального кровотоку та обміну між кров'ю і тканинами, можна розрізняти такі, що виникають перманентно, а також такі, що порівняно швидко зникають. Одні з них доступні для корекції (агрегація елементів крові, утворення мікровілей та дислокаційних виступів, набряк ендотеліоцитів та інтерстицію), інші - стійко порушують прохідність мікросудин, наприклад, гіперпластичні виступи ендотеліоцитів та периваскулярний склероз.

Зворотні та незворотні зміни в системі транспортно-трофічного забезпечення функції міокарда на рівні МГЦР та інтрамуральних судин, які приносять та відводять кров, є однією з ключових ланок патогенезу ІХС, що формує морфологічний субстрат хронічної коронарної недостатності.

Висновки

1. Мікрогемоциркуляторне русло міокарда, яке виконує гемотранспортну функцію, відіграючи роль антигемостатичного бар'єра, є одночасно найважливішою ланкою системи забезпечення оптимального складу внутрішньотканинного середовища та високочутливою мішенню для гіперхолестеринемії та ішемії міокарда - провідних факторів розвитку атеросклерозу та ішемічної хвороби серця.

2. Перебудова мікрогемоциркуляторного русла міокарда при різних типах експериментальної патології (гіперхолестеринемія, коронарна недостатність або їх поєднання) включає як стереотипні порушення, так і зміни, обумовлені характером та структурно-функціональними особливостями різних мікросудин. Поєднана дія різних факторів створює потенціюючий ефект, надаючи перебудові мікрогемоциркуляторного русла ознаки якісної своєрідності та збільшуючи ступінь морфологічних змін.

3. При всіх хронічних варіантах модельованої патології закономірними є: периваскулярний та інтрамуральний склероз, різноспрямована перебудова гладком'язового та ендотеліального компонентів стінки резистивних судин, порушення депонуючої та гемотранспортної функцій ємнісних відділів мікрогемоциркуляторного русла, стійкий перерозподіл кровоносних капілярів на відкриті, плазматичні та закриті, що порушує процеси кровопостачання кардіоміоцитів.

4. Редукція трофічного відділу мікрогемоциркуляторного русла міокарда обумовлена сукупністю факторів, які, залежно від свого походження, можуть бути визначені як переважно інтравазальні, наприклад, порушення складу плазми, реологічних властивостей крові та суспензійної стабільності її форменних елементів за типом сладж-синдрому; інтрамуральні, що є наслідком дистрофічних і деструктивних змін ендотеліоцитів та позасудинні, такі, як продукти тканинного дисметаболізму, компресія мікросудин при периваскулярному склерозі, набряку або пошкодженнях кардіоміоцитів.

5. Порушення кровотоку у мікрогемоциркуляторному руслі міокарда при гіперхолестеринемії та коронарній недостатності тісно пов'язані із структурно-функціональною перебудовою гістогематичного бар'єра, морфофункціональними еквівалентами якої є: пригнічення мікропіноцитозу; якісні зміни ультрафільтрації по міжендотеліальних стиках та трансендотеліальних канальцях; поява локусів витоку, які порушують селективність гемотканинного обміну; оптимізація дифузійних процесів шляхом стоншення та фенестрації ендотеліоцитів; функціонально неоднозначна модифікація базальної мембрани мікросудин.

6. Патогенез коронарної недостатності при хронічній ішемічній хворобі серця, поряд із стенозом магістральних артерій, включає формування периферичного бар'єра для кровотоку та гемотканинного обміну, обумовленого перебудовою стінок резистивних та трофічних судин міокарда; дезорганізацію кровотоку у мікрогемоциркуляторному руслі через неадекватність роботи його різних відділів, які приносять, а також депонують і евакуюють кров; дискоординацію транспортно-трофічних процесів на рівні кровоносних капілярів та гісто-гематичного бар'єра.

7. Реакція-відповідь мікрогемоциркуляторного русла міокарда в умовах впливу на нього різних патогенетичних факторів ішемічної хвороби серця гострої та пролонгованої дії створює передумови для мозаїчних пошкоджень кардіоміоцитів і розвитку дифузного кардіосклерозу.

8. Морфогенез модельованої патології визначається гостро виникаючими і, очевидно, доступними для корекції явищами, такими, як внутрішньосудинна агрегація форменних елементів крові та їх адгезія до ендотелію, порушення реактивності резистивних судин, гідропічна дистрофія ендотеліоцитів, утворення ними мікроворсин та дислокаційних виступів, периваскулярний набряк, а також такими, які виникають поступово, але стійко змінюють роботу відповідних структур мікрогемоциркуляторного русла, що необхідно враховувати при розробці обгрунтованої патогенетичної терапії ішемічної хвороби серця в клініці.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Морфофункциональное состояние эндотелия и тромбоцитов в отдаленные сроки посттравматической регенерации сосудистой стенки / А.С. Гавриш, О.В. Сергиенко, О.Г. Рудницкая, М.А. Лисовец, И.В. Третьяк // Укр. кардіол. журн. - 1997. - № 4. - С. 54-57.

2. Гавриш А.С., Рудницкая О.Г., Благодаров В.Н. Транспортно-трофическое обеспечение функции миокарда при моделировании хронической ишемической болезни сердца // Врачеб. дело. - 1997. -№ 4. -С. 53-60.

3. Гавриш А.С., Рудницкая О.Г., Конончук Н.А. Особенности нарушения микроциркуляции при моделировании различных патогенетических компонентов ишемической болезни сердца // Укр. кардіол. журн. - 1997. - № 3. - С. 48-50.

4. Structural, Metabolic and Microcirculational Myocardial Changes at Hypercholesterolemia Development and Mechanisms of Contractility Disturbances / A.S. Gavrish, L.S. Mchitarian, N.N. Orlova, V.G. Khajinsky, O.G. Rudnitskaya // Вісник морфології. - 1997. - Т. 3, № 2, - С. 89-91.

5. Структурні засади циркуляторної гіпоксії міокарда при хронічній ішемічній хворобі серця / О.С. Гавриш, О.В. Сергієнко, Н.М. Орлова, О.М. Порадун, М.А. Лісовець, О.Г. Рудницька, О.М. Ломаковський // Фізіол. журн. - 1996. - Т. 42, № 3-4. - С. 59.

6. Морфофункциональная реакция эндотелия на механическое повреждение сосудистой стенки и ее влияние на атерогенез / А.С. Гавриш, М.А. Лисовец, Е.Н. Порадун, О.Г. Рудницкая, О.В. Сергиенко // Actualitati in diagnosticul si tratamentul bolilor cardiovasculare: Conf. a dona stuntifica a cardiologilor. - Chisinau, 1996. - С. 92-93.

7. Морфофункциональный анализ ранних структурных и метаболических нарушений в сократительном миокарде при острой коронарной недостаточности / В.Н. Благодаров, А.С. Гавриш, Н.А. Конончук, В.В. Вербицкий, О.Г. Рудницкая // Судинні і онкологічні захворювання: морфогенез та екологічний патоморфоз: Матеріали 6 Конгр. патологів України. - Вінниця, - 1998. - С. 58-61.

8. Гавриш О.С., Сергієнко О.В., Рудницька О.Г. Перебудова інтерстицію міокарду при хронічній ішемічній хворобі серця // Сучасні проблеми кардіології та ревматології: Матеріали наук.- практ. конф. - К., - 1998. - С. 42-43.

9. Гавриш А.С., Сергиенко О.В., Рудницкая О.Г. Общие закономерности нарушения микроциркуляции в миокарде при различных вариантах коронарной недостаточности // Актуал. пробл. експериментальної медицини: Матеріали доп. - К., - 1998. - С. 32.

Размещено на Allbest.ru

...