Морфофункциональная организация ворсинок сосудистых сплетений головного мозга человека при старении и атеросклерозе прецеребральных артерий

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

14.00.02 - Анатомия человека

Автореферат диссертации на соискание учёной степени

доктора медицинских наук

Морфофункциональная организация ворсинок сосудистых сплетений головного мозга человека при старении и атеросклерозе прецеребральных артерий

Бабик Тарас Михайлович

Уфа - 2008

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном

учреждении высшего профессионального образования "Уральский

государственный университет физической культуры"

Научные консультанты:

доктор медицинских наук, профессор Бикбулатов Зиннат Тухватович

заслуженный деятель науки РФ,

доктор медицинских наук, профессор Турыгин Виктор Васильевич

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Спирина Галина Алексеевна

доктор медицинских наук, профессор Чемезов Сергей Всеволодович

доктор медицинских наук, профессор Валишин Эдуард Салихович

Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования "Алтайский государственный

медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию Российской Федерации"

Защита диссертации состоится "___" ________ 2008 г. в ___ часов на заседании диссертационного совета Д 208.006.02 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Башкирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию Российской Федерации" по адресу: 450000, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Ленина, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО БГМУ Росздрава по адресу: 450000, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Ленина, 3.

Автореферат разослан "___" ________ 2008 г.

Учёный секретарь диссертационного совета С.В. Фёдоров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Сосудистые сплетения головного мозга человека являются основным источником спинномозговой жидкости, осуществляющей такие значимые функции, как поддержание постоянства уровня внутричерепного давления, механическую и иммунобиологическую защиту мозга, его метаболизм и доставку к мозгу биологически активных веществ (Москаленко Ю.Е., 2002; Serot J.M. et al., 2003; Emerich D.F. et al., 2004; Skinner S.J. et al., 2006; Praetorius J., 2007). Функциональное состояние сосудистых сплетений во многом определяет изменения ликвородинамики, происходящие у человека при различных патологических состояниях (Коржевский Д.Э., 1998).

Ворсинки составляют большую и важнейшую часть сосудистых сплетений, являясь непосредственным местом образования и частичной резорбции спинномозговой жидкости. Структурные компоненты ворсинок принимают участие в формировании барьера, обеспечивающего гомеостаз ликвора (Strazielle N., Ghersi-Egea J., 2000; Коржевский Д.Э., Отеллин В.А., 2001; 2002; Redzic Z.B, Segal M.B., 2004; Moody D.M., 2006).

Несмотря на наличие большого числа работ, посвящённых вопросам микроскопического строения сосудистых сплетений (Автандилов Г.Г., 1962; Куликов В.В., 1968; Dohrmann G.J., Bucy P.C., 1970; Иваненко М.Г., 1988; Сентюрова Л.Г., 1998; Коржевский Д.Э., 2001; Орманджиева В.К., 2003; Serot J.M. et al., 2003; Marinkovic S. et al., 2005; Mathew T.C., 2007), комплексного исследования морфофункциональной организации данного органа до настоящего времени проведено не было. Слабо изученными являются изменения сосудистых сплетений в процессе старения, что сдерживает понимание общих закономерностей возрастных преобразований головного мозга.

Одним из наиболее массовых заболеваний современности является атеросклероз, имеющий в большинстве стран тенденцию к росту, омоложению, распространению на различные категории населения, во многом определяющий высокий удельный вес смертности от сердечно-сосудистых заболеваний (Жданов В.С. и др., 2001, 2002; Лебедев Л.В., 2002; Goldschmidt-Clermont P.J. et al., 2005; Оганов Р., Бубнова М., 2006; Naghavi M., 2007; Mallika V. et al., 2007). Решение проблемы атеросклероза позволит решить многие проблемы медицины (Чазов Е., 2000).

Атеросклероз артерий головного мозга или церебральный атеросклероз - самая распространённая форма сосудистой патологии головного мозга, являющаяся основной причиной ишемических нарушений мозгового кровообращения (Кухтевич И.И., 1997; Сорокоумов В.А., 2002; Fisher M. et al., 2005; Гулевская Т.С. и др., 2007). Прогрессирующий характер последних, с возможным исходом в инсульт и "прорыв" барьерной системы мозга (Гусев Е.И., Скворцова В.И., 2001; Liebeskind D.S., Hurst R.W., 2004; Бокерия Л.А. и др., 2005; Ennis S.R., Keep R.F., 2006; Kolodgie F.D. et al., 2007), делает актуальным изучение церебральной ишемии как с практической, так и с теоретической точки зрения.

Имеющиеся к настоящему времени данные по патоморфологии головного мозга при недостаточности мозгового кровообращения атеросклеротического генеза, в том числе полученные с использованием современных методов нейро- и ангиовизуализации, в большинстве своём относятся к его веществу - корковым и подкорковым структурам, отделам ствола мозга и мозжечку (Hommel M., Besson G., 1993; Бурцев Е.М., 1998; Верещагин Н.В. и др., 1999, 2001; Попова Э.Н., 2001; Pantoni L., Inzitari D., 2002). Сведения о структурно-функци-ональных изменениях сосудистых сплетений мозга в процессе церебрального атеросклероза в доступной литературе практически отсутствуют.

Исходя из вышесказанного, были определены цель и задачи настоящего исследования.

Цель работы

Установить закономерности морфофункциональных преобразований ворсинок сосудистых сплетений головного мозга человека при старении и атеросклерозе прецеребральных артерий.

Задачи исследования

1. Провести сравнительный анализ структурно-функциональной организации ворсинок сосудистых сплетений бокового, III и IV желудочков головного мозга человека в различных возрастных группах.

2. Изучить морфофункциональные изменения ворсинок сосудистых сплетений при старении.

3. Изучить морфофункциональные изменения ворсинок сосудистых сплетений при атеросклерозе прецеребральных артерий.

4. Сопоставить изменения морфофункциональной организации ворсинок сосудистых сплетений при старении и атеросклерозе прецеребральных артерий.

5. Определить ультраструктурные особенности эпителия сосудистых сплетений у людей с церебральным атеросклерозом.

Научная новизна атеросклероз прецеребральный сосудистый мозг

В настоящей работе впервые проведено комплексное морфофункциональное исследование ворсинок сосудистых сплетений бокового, III и IV желудочков головного мозга человека при старении и атеросклерозе прецеребральных артерий. Определены редукционные и адаптационные изменения структурно-функциональной организации ворсинок и степень их выраженности в сосудистых сплетениях различных желудочков мозга.

Выявлены неизвестные ранее отличия формы эпителиоцитов сосудистых сплетений, связанные с их локализацией на поверхности ворсинок. Установлена зависимость между высотой эпителиальных клеток и количеством транспортируемых ими веществ, между величиной ядер эпителиоцитов и уровнем их секреторной активности. На основании этого определены участки сосудистых сплетений с преобладанием соответственно транспортной или секреторной функций.

Впервые проведено морфометрическое исследование функционально активного капиллярного русла ворсинок сосудистых сплетений. Выявлены участки сосудистых сплетений с наибольшим диаметром венозных отделов капиллярных петель ворсинок, свидетельствующим о выраженности резорбции спинномозговой жидкости.

Установлена зависимость между морфометрическими параметрами эпителиоцитов и капилляров ворсинок и активностью дегидрогеназ (сукцинатдегидрогеназа, лактатдегидрогеназа) в эпителии и барьерно-транспортных ферментов (щелочная фосфатаза, ацетилхолинэстераза) в эндотелии микрососудов.

Новыми являются сведения о количестве тучных клеток, макрофагов и коллагеновых волокон в ворсинках сосудистых сплетений, о степени насыщения биологически активными веществами и интенсивности дегрануляции тучных клеток.

Впервые изучены особенности ультраструктурной организации эпителия ворсинок сосудистых сплетений при атеросклерозе прецеребральных артерий.

Теоретическая и практическая значимость

Диссертационное исследование является фундаментальным. Полученные данные об отличиях структурно-функциональной организации ворсинок сосудистых сплетений бокового, III и IV желудочков головного мозга человека представляют собой морфологическую основу для понимания особенностей продукции и резорбции сосудистыми сплетениями спинномозговой жидкости.

Выявленные количественные параметры эпителия, капилляров и соединительной ткани ворсинок сосудистых сплетений могут быть использованы для дальнейшего изучения гистофизиологии гематоликворного барьера в нормальных и патологических условиях.

Данные о морфофункциональной организации ворсинок сосудистых сплетений в зрелом, пожилом и старческом возрастах способствуют пониманию общих механизмов инволюции мозга и являются отправной точкой при проведении исследований по ликворологии, физиологии нервной системы, геронтологии и гериатрии.

Полученные сведения об изменениях ворсинок сосудистых сплетений у людей с церебральным атеросклерозом позволяют оценить нарушения ликвородинамики при данном заболевании и соответственно более адекватно осуществлять их медикаментозную коррекцию.

Внедрение

Результаты исследования внедрены в учебный процесс кафедр анатомии, физиологии Уральского государственного университета физической культуры, а также кафедр нервных болезней и детской неврологии, патологической анатомии Челябинской государственной медицинской академии.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Морфофункциональная организация ворсинок сосудистых сплетений головного мозга человека характеризуется количественными топологическими особенностями.

2. При старении и атеросклерозе прецеребральных артерий в ворсинках сосудистых сплетений происходят однонаправленные изменения редукционного характера, сопровождаемые адаптационными перестройками, отличающиеся степенью выраженности.

3. У людей с церебральным атеросклерозом развиваются деструкционные изменения ультраструктур эпителия ворсинок, с неодинаковым поражением отдельных клеток.

Апробация диссертации

Основные положения работы доложены и обсуждены на VI, VII и IX Конгрессах Международной ассоциации морфологов (Уфа, 2002; Казань, 2004; Бухара, 2008), V Общероссийском съезде анатомов, гистологов и эмбриологов (Казань, 2004), научно-практической конференции "Актуальные проблемы медицинской науки и практического здравоохранения" (Челябинск, 2004), научно-практической конференции "Актуальные проблемы медицинской науки, технологий и профессионального образования" (Челябинск, 2005), конференции "Новые лабораторные технологии в диагностике и лечении заболеваний человека" (Челябинск, 2006), XVII региональной научно-методической конференции "Оптимизация учебно-воспитательного процесса в образовательных учреждениях физической культуры" (Челябинск, 2007), юбилейной Российской научной конференции с международным участием, посвящённой 175-летию со дня рожд. С.П. Боткина (С.-Петербург, 2007), расширенном заседании кафедры анатомии ФГОУ ВПО "Уральский государственный университет физической культуры" (Челябинск, 2008), заседании проблемной комиссии Межведомственного научного совета по морфологии (Уфа, 2008).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 37 работ, в том числе 10 - в научных журналах по перечню ВАК Минобразования РФ.

Структура и объём работы

Диссертация изложена на 215 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания использованных материалов и методов исследования, 2 глав с изложением результатов собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов и списка цитированной литературы, включающего 378 источников, из них 139 отечественных и 239 зарубежных. Работа содержит 37 таблиц, 74 рисунка и 1 схему.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследованы сосудистые сплетения желудочков головного мозга 229 трупов людей обоих полов (118 мужчин и 111 женщин), умерших в возрасте 21-89 лет, смерть которых не была напрямую связана с заболеваниями центральной нервной и сердечно-сосудистой систем. Распределение материала по возраст-ным группам производилось в соответствии со схемой, принятой на 7-ой Всероссийской научной конференции по проблемам возрастной морфологии, физиологии и биохимии АПН СССР (Москва, 1965). Были выделены 4 возрастные группы: зрелый возраст, I период (22-35 лет - мужчины и 21-35 лет - женщины); зрелый возраст, II период (36-60 лет - мужчины и 36-55 лет - женщины); пожилой возраст (61-74 года - мужчины и 56-74 года - женщины); старческий возраст (75 лет и старше) (табл. 1).

Объектом патоморфологического раздела исследования послужили сосудистые сплетения головного мозга 42 трупов людей обоих полов (25 мужчин и 17 женщин) зрелого возраста (48-60 лет) с атеросклерозом прецеребральных артерий (внутренней сонной, основной, позвоночной) выраженной и резко выраженной степени (поражение более 25% и более 50% интимы соответственно), с тяжёлой степенью сужения просвета сосудов (более 1/2 просвета) (Автандилов Г.Г., 1990), смерть которых не была напрямую связана с данным заболеванием. Отбор людей с сужением просвета прецеребральных артерий (ПЦА) более чем на 50% обусловлен тем, что только при данной степени стеноза дистальнее него возникают нарушения мозгового кровообращения (Александров В.Г., 1970; Колтовер А.Н. и др., 1975). Контрольную группу составили 65 человек (33 мужчины и 32 женщины) II периода зрелого возраста.

Весь аутопсийный материал был получен из Челябинского областного бюро судебно-медицинской экспертизы в период с 1999 по 2005 гг. Забор материала производился не позднее 24 часов с момента смерти для морфологических исследований, не позднее 12 часов для гистохимических исследований и не позднее 4 часов для электронно-микроскопического анализа.

Исследовали сосудистые сплетения бокового желудочка (ворсинчатая и гладкая части), III желудочка и IV желудочка (средняя и латеральная части). Выделение участков ворсинчатой части сосудистого сплетения бокового желудочка проводили по Е.В. Капустиной (1960). Было выделено 5 участков: передний полюс, расположенный в области межжелудочкового отверстия; задний полюс, прилежащий к вершине нижнего рога желудочка; передний и задний отделы, находящиеся в центральной части и нижнем роге желудочка; гломус (сосудистый клубок) - расширение сплетения в области коллатерального треугольника желудочка.

Морфологические и гистохимические методы. Участки сосудистых сплетений фиксировали в 10% нейтральном формалине и заливали в парафин, используя в качестве промежуточных сред смесь метилсалицилата с абсолютным этанолом и 2% раствор целлоидина в метилсалицилате (Коржевский Д.Э., 1996). Данная проводка в сравнении с общепринятыми прописями обеспечивала минимальное сжатие тканей, делала материал более мягким и позволяла уменьшить время пребывания его в термостате.

С целью выявления ферментов в эпителии и эндотелии капилляров ворсинок, участки сплетений фиксировали в холодном ацетоне в течение суток, промывали в охлаждённой смеси ацетона с хлороформом (1:1), затем в двух порциях хлороформа при комнатной температуре и заливали в парафин под вакуумом (Берстон М., 1965), ограничивая время пропитки 10 минутами. Этот способ обработки и заливки материала способствовал сохранению как структуры ткани, так и остаточной активности изучаемых энзимов.

Из парафиновых блоков изготавливали серийные срезы толщиной 5-6 и 10 мкм, которые наклеивали на очищенные предметные стёкла безбелковым способом и на предметные стёкла, обработанные (для лучшего прилипания срезов) 0,8% раствором желатины с добавлением алюмокалиевых и хромовых квасцов.

Срезы окрашивали гематоксилином Эрлиха и эозином, пикрофуксином по Ван-Гизону, резорцин-фуксином по Вейгерту (в модификации Харта), импрегнировали серебром по Гордону-Свитсу (Милованова З.П., Лысенко Л.В., 1996; Шехтер А.Б., 1996). Для выявления тучных клеток срезы окрашивали 1% водным раствором толуидинового синего (рН 5,0) с последующей дифференцировкой в 0,1% уксусной кислоте (Роскин Г.И., Левинсон Л.Б., 1957), макрофаги выявляли ШИК-реакцией по Мак-Манусу (Луппа Х., 1980).

Для оценки энергетических процессов в эпителиальных клетках сплетений определяли интенсивность гистохимических реакций на сукцинатдегидрогеназу (СДГ) и лактатдегидрогеназу (ЛДГ). Оба фермента выявляли тетразолиевым методом по Lojda (1965). Уровень трансэндотелиального обмена в капиллярном русле ворсинок определяли по выраженности реакций на щелочную фосфатазу (ЩФ) и ацетилхолинэстеразу (АХЭ). ЩФ выявляли методом одновременного азосочетания по Burstone (1962) в модификации, АХЭ - прямым тиохолиновым методом по Karnovsky, Roots (1964) в модификации (Лойда З. и др., 1982). Во всех методиках срезы толщиной 10 мкм инкубировали в термостате при температуре 37С в течение 40 минут, промывали в дистиллированной воде и помещали на 1 час в 4% раствор нейтрального формалина для уменьшения количества пузырьков газа в срезах и постфиксации. Заключали срезы в сироп гуммиарабика Апати (Ромейс Б., 1954). Для контроля специфичности гистохимической реакции на СДГ и ЛДГ проводили инкубацию в среде, содержащей соответствующее количество дистиллированной воды вместо раствора субстрата. Специфичность реакции на ЩФ контролировали добавлением в инкубационную среду 0,01М L-цистеина, специфичность реакции на АХЭ - добавлением 0,01мМ диизопропилфторфосфата (ДФФ) (Лойда З. и др., 1982).

Фотометрический метод. Для определения интенсивности гистохимических реакций в эпителии и эндотелии капилляров ворсинок использовали фотометрическую насадку ФМЭЛ-1А с умножителем ФЭУ-79 на микроскопе "Биолам-И" (Агроскин Л.С., Папаян Г.В., 1977; Козинец Г.И. и др., 1986). Электропитание осветителя ОИ-35 с лампой накаливания КГМ 9-70 стабилизировалось блоком СТН-56 с отклонением помех при изменении напряжения в сети не более +0,5%. Сила тока в цепи питания лампы осветителя составляла не менее 5 Ампер для создания высокой температуры нити накаливания и приближения её спектра к солнечному. Интенсивность светового потока регистрировали с помощью микровольтметра Щ 4300.

Выбор интерференционных светофильтров фотометрической насадки осуществляли, оценивая для каждого из них интенсивность светового потока по показаниям микровольтметра. Выбирали светофильтр, который обеспечивал максимальную разницу между показателями фона и светопоглощения объекта. В нашем случае для всех красителей, определяющих цвет гистохимической реакции, был выбран светофильтр №12 с длиной волны 584 нм.

Фотометрию производили при увеличении объектива х40 и диаметре зонда 0,1. Напряжение фотоумножителя всегда составляло 2000 Вольт. Использование стабилизатора напряжения для лампы осветителя позволяло получать неизменяющийся показатель интенсивности светового потока уже в первые 2-4 секунды замера, что существенно уменьшало ошибку измерения. Интенсивность гистохимической реакции, выраженную в условных оптических единицах, рассчитывали как разницу между показателями фона и светопоглащения объекта (эпителия, маркированного СДГ, ЛДГ и эндотелия капилляров ворсинок, маркированного ЩФ, АХЭ).

Метод электронной микроскопии. Обработку материала для электронномикроскопического исследования проводили с учётом рекомендаций, изложенных в соответствующих руководствах (Гайер Г., 1974; Уикли Б., Бренда С., 1975; Райхлин Н.Т., Бухвалов И.Б., 1981; Втюрин Б.В., Пальцын А.А., 1996). Фрагменты сосудистых сплетений фиксировали погружением в 4% параформ на 0,1М фосфатном буфере (рН 7,4) в течение 24 часов, промывали 5% раствором сахарозы на 0,1М фосфатном буфере и дофиксировали в 1,5% водном растворе тетраоксида осмия 1,5-2 часа при комнатной температуре. После этого материал повторно промывали в 5% растворе сахарозы на 0,1М фосфатном буфере, последовательно обезвоживали в этаноле и ацетоне и заливали в эпоксидные смолы с использованием компонентов из набора SPI-PON 812 KIT (фирма "SIGMA chemical company"). Объекты пропитывали в рабочей смеси смол с ацетоном (1:1) в течение 1 часа при 37С, затем ещё 1,5-2 часа в рабочей смеси смол при 37С, заливали смолами с катализатором и оставляли для полимеризации в термостате при 60С на сутки.

Срезы изготавливали на ультрамикротоме УМТП-6. Полутонкие срезы (1 мкм) окрашивали 1% раствором метиленового голубого в 1% растворе тетрабората натрия. Ультратонкие срезы последовательно контрастировали уранилацетатом и цитратом свинца, просматривали и фотографировали с использованием просвечивающих электронных микроскопов ПЭМ-100 и "Carl Zeiss" Libra 120 при ускоряющем напряжении 75кВ.

Метод прямой планиметрии изменённых участков интимы продольно вскрытых артерий. Для определения площади атеросклеротического поражения интимы внутренней сонной, позвоночной и основной артерий использовали планиметрическую линейку размерами 1 х 7 см, изготовленную из прозрачной плёнки с нанесёнными делениями ценой 1 мм2 (Автандилов Г.Г., 1960). Линейку прикладывали к внутренней поверхности продольно вскрытой артерии и определяли площадь всей интимы и площадь атеросклеротически изменённых участков с последующим вычислением процентного показателя. Исследования сосудистых сплетений проводили при поражении атеросклерозом более 25% площади интимы прецеребральных артерий.

Морфометрические методы. Линейные параметры ворсинок (высота и наибольшая ширина), эпителиальных клеток (высота и ширина), ядер эпителиоцитов (длинный и короткий размеры) определяли с помощью винтового окуляр-микрометра МОВ-1-15х при 900-кратном увеличении. Площадь сечения эпителиальных клеток определяли планиметрическим методом с использованием квадратной сетчатой окулярной вставки при увеличении в 1575 раз, площадь сечения ядер эпителиоцитов вычисляли по формуле: S=рab, где a и b - полудиаметры. Удельную площадь эпителия, капилляров, коллагеновых волокон и соединительной ткани в целом определяли методом точечного счёта с применением квадратной сетчатой окулярной вставки с 289 точками при увеличении в 945 раз.

Выбор параметров для морфометрического исследования функционально активного капиллярного русла ворсинок, маркированного щелочной фосфатазой, осуществляли с учётом рекомендаций, изложенных в работе П.А. Мотавкина и др. (1983). Определяли: длину, диаметр, площадь обменной поверхности капиллярных петель и объём крови в них. Длину и диаметр капилляров измеряли с помощью винтового окуляр-микрометра при 900-кратном увеличении. Площадь обменной поверхности капилляров (S) и объём крови в капиллярах (V) вычисляли по формулам: S=рdL и V= (рd2/4)L, где L - длина капилляров, d - диаметр.

Количество тучных клеток и макрофагов подсчитывали в 100 ворсинках каждого из участков сосудистых сплетений. Насыщенность гранулами биологически активных веществ (БАВ) и интенсивность дегрануляции тучных клеток определяли, используя полуколичественную балльную оценку с последующим вычислением соответствующих индексов. Для вычисления индекса насыщения БАВ все тучные клетки были разделены на очень тёмные клетки, тёмные клетки, светлые клетки и очень светлые клетки, для вычисления индекса насыщения - на клетки с сильной, с умеренной, со слабой дегрануляцией и недегранулирующие (Линднер Д.П. и др., 1980). Критерием для идентификации дегранулирующих тучных клеток было наличие по крайней мере 1 гранулы вне клетки (Kiernan J.А., 1990). Отсутствие признака принимали за 0, а его максимальное проявление - за 4 балла.

Морфометрию ультраструктур проводили у "светлых" эпителиальных клеток, расположенных в области верхушек ворсинок, по электронным микрофотографиям при увеличении в 20000 раз. Определяли количество митохондрий на тестовую площадь цитоплазмы (10 мкм2) и удельную площадь в цитоплазме митохондрий и гранулярной эндоплазматической сети методом точечного счёта, используя тест-систему с 100 точками, нанесённую на прозрачную плёнку.

Статистические методы. Статистический анализ полученных количественных данных проводили с использованием пакетов прикладных программ "SPSS 13.0", "Biostatistica 4.03" и приложения Excel из пакета MS Office XP. Нормальность распределения значений признаков устанавливали при помощи критериев Шапиро-Уилка и Колмогорова-Смирнова. Для каждой выборки рассчитывали среднюю арифметическую (M), её стандартную ошибку (m) и среднее квадратическое отклонение (s). Сравнение выборок проводили с использованием t-критерия Стьюдента. Результаты сравнений считали достоверными при уровне значимости p<0,05. Взаимосвязь количественных признаков определяли, используя корреляционный метод Пирсона с вычислением соответствующего коэффициента (r), вид (линейность) зависимости признаков - методом регрессионного анализа. С целью выявления половых отличий изучаемых показателей применяли однофакторный дисперсионный анализ (Плохинский Н.А., 1970, Гланц С., 1998, Реброва О.Ю., 2006).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Ворсинки практически полностью покрывают сосудистые сплетения желудочков мозга, располагаясь на их складках и отростках, а также находятся в гладкой части сосудистого сплетения бокового желудочка. Они имеют листовидную форму: узкую короткую "ножку", переходящую в основание, расширенную среднюю часть и закруглённую верхушку. Данная форма ворсинок обусловлена тем, что каждая из них образована петлеобразно изогнутым гемокапилляром, имеющим расширение в области изгиба. Кроме капилляров, в формировании ворсинок участвуют волокнистая соединительная ткань и однослойный кубический эпителий, выстилающий поверхность сплетений.

Согласно полученным данным, в сосудистых сплетениях людей зрелого возраста на долю эпителия приходится 47,09+1,87 - 53,23+2,12% площади сечения ворсинок, капилляры занимают 27,3+1,61 - 33,43+1,75%, соединительная ткань - 16,23+1,47 - 24,16+2,29% площади сечения (табл. 1). Удельные площади эпителия и капилляров в целом преобладают у ворсинок ворсинчатой части сосудистого сплетения бокового желудочка, удельная площадь соединительной ткани - у ворсинок сосудистого сплетения III желудочка и гладкой части сосудистого сплетения бокового желудочка, что может свидетельствовать о степени их функциональной активности. Наибольшая высота определяется у ворсинок переднего полюса сосудистого сплетения бокового желудочка, наибольшая ширина - у ворсинок гломуса этого сплетения.

В процессе старения в ворсинках сосудистых сплетений происходит уменьшение удельной площади эпителия и увеличение удельной площади соединительной ткани (на 10,39-15,67% и 18,05-48% соответственно в старости относительно значений I периода зрелого возраста), что является характерным для большинства органов, в построении которых участвуют эпителии (Ступина А.С., 1978). Удельная площадь капилляров с возрастом практически не меняется. Высота ворсинок сплетений при старении последовательно снижается (на 24,08-33,84% после 75 лет относительно показателей людей в возрасте 21-35 лет), ширина ворсинок уменьшается в пожилом возрасте (на 14,62-19,86%), после чего остаётся без изменений.

В результате проведенного исследования установлено, что форма эпителиальных клеток сосудистых сплетений является различной и во многом определяется их локализацией на поверхности ворсинок. Так, в области оснований ворсинок ширина эпителиоцитов, как правило, превышает высоту, клетки уплощены, в области боковых поверхностей ворсинок ширина и высота эпителиоцитов приблизительно равны, а в области верхушек ворсинок высота эпителиоцитов обычно в 2-3 раза больше ширины, клетки по форме приближаются к цилиндрическим. В среднем, высота эпителиоцитов превышает ширину в сплетениях всех желудочков мозга, кроме сосудистого сплетения IV желудочка, в котором ширина эпителиальных клеток становится больше высоты в старческом возрасте, и гладкой части сосудистого сплетения бокового желудочка, где ширина эпителиоцитов превышает высоту, начиная со II периода зрелого возраста (табл. 2).

Преобладание высоты эпителиальных клеток над шириной в области верхушек ворсинок - местах, где образующие ворсинки капиллярные петли имеют расширения и где процессы транскапиллярного обмена веществ протекают наиболее интенсивно (Куприянов В.В., 1969; Чернух А.М. и др., 1984), свидетельствует о наличии прямой зависимости между высотой хориоидальных эпителиоцитов и уровнем продукции ими спинномозговой жидкости. Среди эпителиальных тканей зависимость между высотой клеток и их функциональной активностью известна в отношении фолликулярного эпителия щитовидной железы (Быков В.Л., 1976; Хмельницкий О.К., 2002).

Согласно полученным данным, средняя высота эпителиоцитов является максимальной у ворсинок передних участков (передний полюс, передний отдел) сосудистого сплетения бокового желудочка, что позволяет предположить наиболее активное участие их в ликвородинамике. Следует отметить, что высота эпителиоцитов не всегда определяет величину площади сечения клетки и цитоплазмы. Так, в гломусе и гладкой части сосудистого сплетения бокового желудочка достаточно большие значения площади сечения эпителиоцитов и их цитоплазмы обусловлены соответствующими значениями ширины клеток.

Ядра эпителиоцитов сосудистых сплетений чаще эллипсоидной формы и занимают центральную часть клетки. У эпителиоцитов, расположенных в области верхушек ворсинок, локализация ядер центрально-базальная и базальная. Более вытянутые ядра (соотношение длинного и короткого размеров) определяются у эпителиоцитов латеральной части сосудистого сплетения IV желудочка, более округлые - у эпителиальных клеток переднего отдела сосудистого сплетения бокового желудочка (табл. 3).

Величина ядра и ядерно-цитоплазменное отношение хориоидальных эпителиоцитов - параметры, изменения которых в обычных условиях могут быть связаны с делением клетки, ростом и дифференцировкой, а также с различными её функциональными состояниями (Рябинина З.А., Бенюш В.А., 1973). Известно, что эпителиоциты сосудистых сплетений теряют способность к делению ещё в ходе пренатального гистогенеза и их обновление, вероятнее всего, осуществляется за счёт пролиферации клеток камбиальных зон, расположенных на границе эпителия с эпендимой желудочков (O'Rahilly R., Muller F., 1990; Коржевский Д.Э., 1999). Таким образом, изменения величины ядер эпителиоцитов сосудистых сплетений не могут быть связаны с делением и развитием клеток, а отражают интенсивность происходящих в них процессов синтеза и секреции веществ.

По нашим данным, значения площади сечения ядра и ядерно-цитоплаз-менного отношения эпителиоцитов в зрелом возрасте являются наибольшими в задних участках (задний отдел, задний полюс) сосудистого сплетения бокового желудочка и латеральной части сосудистого сплетения IV желудочка, что указывает на преобладание у эпителиальных клеток данных участков сплетений белоксинтезирующей и секреторной функций.

С возрастом происходит снижение высоты эпителиоцитов в сплетениях всех желудочков (максимально на 14,64-20,9%), площади сечения эпителиальных клеток и их цитоплазмы (на 17,2-29,26% и 17,32-30,32% соответственно), при неизменении ширины эпителиоцитов в большинстве участков сплетений. Уменьшаются длинный, короткий размеры и площадь сечения ядер эпителиоцитов сосудистых сплетений (на 8,3-12,36%, 6,56-12,18% и 14,36-22,65% в старости относительно показателей I периода зрелого возраста), вместе с тем форма ядер эпителиальных клеток после 75 лет становится такой же, как у людей в возрасте 21-35 лет. Значения ядерно-цитоплазменного отношения эпителиоцитов снижаются с возрастом в большинстве участков сплетений (на 6,77-18,75% в старости относительно показателей II периода зрелого возраста).

Уменьшение высоты эпителиоцитов, величины ядер и ядерно-цитоплаз-менного отношения эпителиальных клеток при старении свидетельствует о снижении их транспортной, синтетической и секреторной функций, что полностью согласуется с имеющимися исследованиями по возрастной физиологии сосудистых сплетений (Preston J.E., 2001; Redzic Z.B. et al., 2005). Вместе с тем, наряду с общим уменьшением величины эпителиоцитов и их ядер в процессе старения, ворсинки сплетений содержат отдельные крупные клетки и клетки с гипертрофированными ядрами, что может быть проявлением адаптационных перестроек (витаукта), характерных для возрастных изменений структур головного мозга (Фролькис В.В. и др., 1991). Важно отметить, что при старении, несмотря на сокращение выработки сосудистыми сплетениями ликвора, его общее количество, напротив, увеличивается (в связи с атрофией вещества мозга, расширением желудочков и субарахноидального пространства) (Макаров А.Ю., 1984; Kleine T.O. et al., 1993).

У петлеобразно изогнутых капилляров ворсинок сосудистых сплетений, в большинстве случаев, нами были определены: более тонкий артериальный отдел, превосходящий его по диаметру венозный отдел и расширение между ними. Относительно большой средний диаметр капилляров ворсинок (синусоидные капилляры) и их петлеобразная форма являются факторами, которые, согласно В.В. Куприянову и др. (1975), И.В. Ганнушкиной и др. (1977), Г.Г. Аминовой и др. (2005), уменьшают линейную скорость кровотока, что способствует трансмембранному переносу веществ. Интенсивность обменных процессов между кровью и окружающей тканью также напрямую зависит от длины, площади обменной поверхности функционирующих капилляров и объёма содержащейся в них крови (Шошенко К.А., 1975; Мотавкин П.А. и др., 1983; Johnson P.C., 1995).

Результаты исследования показали, что длина капилляров ворсинок у людей в возрасте 21-60 лет находится в сильной зависимости от высоты эпителиоцитов (r= 0,82, р<0,01), преобладая в передних участках сосудистого сплетения бокового желудочка (табл. 4). Это может свидетельствовать о решающем значении фактора длины капилляров в интенсификации ликвородинамики.

Наибольший диаметр капиллярных петель ворсинок, обусловленный расширением преимущественно их венозных отделов, определяется в гломусе сосудистого сплетения бокового желудочка. Здесь же преобладают значения связанных с диаметром площади обменной поверхности капилляров и объёма содержащейся в них крови. Таким образом, гломус сосудистого сплетения бокового желудочка, вероятно, является местом, где наиболее выражена резорбция спинномозговой жидкости. Подтверждением этому служит наличие в централь-ной части сплетения в области гломуса крупных венозных сосудов, наполнение которых может быть необходимо при регуляции уровня внутричерепного давления (Коржевский Д.Э., 2001). Также, в данном участке сплетения наиболее часто встречаются псаммомные тельца и кисты (Автандилов Г.Г., 1962; Kwak R. et al., 1988), образованию которых, по-видимому, способствует пониженный уровень оксигенации ткани.

В процессе старения длина, площадь обменной поверхности капилляров ворсинок сплетений и объём содержащейся в них крови в целом уменьшаются (на 19,03-29,74%, 10,98-26,8% и 3,03-22,73% соответственно после 75 лет относительно показателей I периода зрелого возраста), а диаметр капилляров, напротив, возрастает в пожилом и старческом возрастах (максимально на 4,75-16,75%).

Снижение значений длины (плотности) капилляров с возрастом характерно для различных структур головного мозга (Турыгин В.В., 1988; Шворак И.И., 1992; Abernethy W.B. et al., 1993; Villena A. et al., 2003; Малиновская Н.В., 2003) и является одним из морфологических проявлений его инволюции.

Таблица 1

Удельная площадь тканевых компонентов и размеры ворсинок сосудистых сплетений при старении

Примечание. 1. Эп - удельная площадь эпителия, Кап - удельная площадь капилляров, СТ - удельная площадь соединительной ткани, ВВ - высота ворсинок, ШВ - ширина ворсинок; 2. Различия значимы при p0,05: * - по сравнению с показателями в I периоде зрелого возраста, ** - по сравнению с показателями во II периоде зрелого возраста.

Таблица 2

Размеры, площадь сечения эпителиоцитов и цитоплазмы эпителиоцитов ворсинок сосудистых сплетений при старении

Примечание. 1. ВК - высота клеток, ШК - ширина клеток, Sк - площадь сечения клеток, Sц - площадь сечения цитоплазмы; 2. *Различия значимы по сравнению с показателями в I периоде зрелого возраста при p0,05.

Таблица 3

Размеры, площадь сечения ядер и ядерно-цитоплазменное отношение

эпителиоцитов ворсинок сосудистых сплетений при старении

Примечание. 1. ДР - длинный размер ядер, КР - короткий размер ядер, Sя - площадь сечения ядер, Sя/ Sц - ядерно-цитоплазменное отношение; 2. Обозначения значимости различий такие же, как в табл. 1.

Таблица 4

Морфометрические параметры капилляров ворсинок сосудистых сплетений при старении

Примечание. 1. L - длина капилляров, d - диаметр капилляров, S - площадь обменной поверхности капилляров (х 10-2), V - объём крови в капиллярах (х 10-4); 2. Обозначения значимости различий такие же, как в табл. 1.

Увеличение диаметра капилляров в старших возрастных группах представляет собой процесс, направленный на компенсацию редукции микрососудов (Петренко А.Г., 1986; Шемяков С.Е., 2003) и отражающий развивающуюся при старении хроническую гипоксию головного мозга (Фролькис В.В., 1978; Гусев Е.И. и др., 2003). Полученные нами сведения о возрастном уменьшении в ворсинках сплетений площади обменной поверхности капилляров и объёма крови в них указывают на то, что в отношении восполнения величин этих показателей, расширение капилляров компенсирует уменьшение их длины не полностью. В структурах мозга в процессе старения отмечается как уменьшение площади обменной поверхности капилляров и объёма содержащейся в них крови (Шемяков С.Е., 1991; Хуторян Б.М., 2005; Григорьев О.Г., 2006), так и увеличение этих параметров (Черток В.М., Мирошниченко Н.В., 1984; Черток В.М., 1985).

В эпителиоцитах сосудистых сплетений нами определена высокая интенсивность гистохимических реакций на СДГ и ЛДГ, в эндотелиоцитах капилляров ворсинок - на ЩФ и АХЭ. Вместе с тем, как в эпителии, так и в эндотелии капилляров, даже в пределах одной ворсинки, имеются места с большей или меньшей интенсивностью реакций на данные энзимы. При выявлении дегидрогеназ продукт реакции (формазан) обычно имеет мелкогранулярный вид и локализован преимущественно в апикальной части цитоплазмы эпителиальных клеток. В случае выявления ЩФ и АХЭ продукт реакции (азокраситель или коричневый пигмент Хэтчетта) имеет, как правило, гомогенную структуру и равномерно распределён в цитоплазме эндотелиоцитов капилляров.

Сукцинатдегидрогеназа, являясь ферментом внутренней мембраны митохондрий, участвует в цикле трикарбоновых кислот (цикл Кребса) и её гистохимическое выявление даёт ценную информацию об активности этого цикла и соответственно процесса аэробного синтеза энергии (Лукьянова Л.Д. и др., 1982; Лойда З. и др., 1982). Лактатдегидрогеназа и система лактат - пируват ...