Macro-microscopic examination of the valves of the deep dorsal vein of the human penis

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

В эректильной функции кавернозных тел полового члена сосудистый компонент играет ключевую роль. Для развития и поддержания достаточной по силе и продолжительности эрекции необходим адекватный артериальный приток, интактная, способная к релаксации пещеристая ткань и эффективный веноокклюзивный механизм. На важность последнего указывают многие исследователи [1, 2]. Блокирование венозного оттока приводит к созданию максимального внутрипещеристого давления, достаточного для интроекции. Редукция венозного оттока из пещеристых тел происходит вследствие сдавливания подоболочечного венозного сплетения пещеристой тканью по мере нарастания тумесценции и повышения давления в пещеристых телах. При увеличении полового члена в размерах в начале развития эрекции происходит смещение внутреннего циркулярного слоя относительно наружного продольного слоя белочной оболочки, что приводит к дополнительной компрессии вен-перфорантов полового члена [3]. Основными венозными коллекторами являются глубокие вены полового члена и глубокая дорсальная вена полового члена (ГДВ), по ним кровь оттекает от пещеристых тел и губчатого тела полового члена соответственно в систему подвздошных вен и простатического венозного сплетения. Более 60% венозной крови от пещеристых тел оттекает по ГДВ [2].

История изучения венозных клапанов совпадает с историей изучения вен вообще (начало XVII в.) и связана с именами И. Фабриция (1603) и У. Гарвея (1628). Несмотря на большое число проведённых исследований, в оценке физиологических механизмов деятельности клапанов остаётся немало сложностей. Хотя изучение строения ГДВ также имеет давнюю историю, до настоящего времени данные о наличии клапанов в ней противоречивы: наряду с исследованиями, подтверждающими их наличие [4], имеются данные об их отсутствии или как о редко встречаемом компоненте венозной стенки [5]. В доступной литературе нами не найдено работ, посвящённых строению клапанов ГДВ. В то же время неоднозначные результаты различных видов веноредуцирующих операций привели к уменьшению интереса к ним [6–8]. Противоречия и неясности в функционировании клапанного аппарата ГДВ, отсутствие информации по строению её клапанов при несомненном значении вен в физиологии эрекции определили необходимость данного исследования.

Целью настоящей работы является макро- и микроскопическое исследование клапанов ГДВ полового члена человека.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Работа выполнена на аутопсийном материале ГДВ 150 мужчин, погибших вследствие острых, не связанных с патологией органов малого таза заболеваний. Материал получен в патологоанатомическом отделении Областной клинической больницы (г. Рязань). На проведение исследования получено разрешение локального этического комитета Областной клинической больницы (№ 2 от 04.03.2013 г.).

Фрагменты ГДВ получали двумя способами. Первая часть получена путём отделения ГДВ от места деления основного ствола у шейки головки полового члена до уровня подвешивающей связки полового члена включительно. Длину вены измеряли линейкой с ценой деления 1 мм и рассекали в продольном направлении. Производили визуальный осмотр слизистой вены на всём протяжении, затем рассекали её на равновеликие фрагменты длиной около 2 см. Выделение вены и осмотр её интимы осуществлялись с применением очков-луп Surgitel (США) с увеличением ×3,5. Макроскопически оценивали наличие клапаноподобных структур интимы, фотографировали вены со стороны интимы. Фрагменты вен фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина, обезвоживали в спиртах восходящей крепости, заливали в парафин. Гистологические срезы толщиной 5 мкм окрашивали гематоксилин-эозином, фуксилин-пикрофуксином, а также по Маллори.

Вторую часть материала составили поперечные фрагменты пещеристых тел, полученные при аутопсии 103 лиц мужского пола. Для гистологического исследования иссекали поперечный фрагмент пещеристого тела длиной около 0,5 см. При этом получали фрагменты, включавшие пещеристые тела, губчатое тело уретры в поперечном сечении на расстоянии 0,5–2 см дистальнее подвешивающей связки полового члена. Гистологические препараты ГДВ в продольном направлении и поперечном срезе пещеристых тел исследовали с различным увеличением на микроскопе Zeiss Axio Imager A1 (Германия), подвергали фоторегистрации с последующим архивированием цифровых изображений для дальнейшего анализа. Статистическая обработка проведодилась с использованием программы Microsoft Excel 2010 и включала вычисление среднего значения количественного параметра (µ) и стандартного отклонения (σ).

РЕЗУЛЬТАТЫ

В первой группе из 47 наблюдений два ствола ГДВ выявлены в 3 случаях — 6,5% (таблица). Длина венозного ствола при выделении вен в продольном направлении колебалась от 9 до 18 см, в среднем составив 14 см. Получали венозный ствол, разделённый на 5–8 фрагментов. Выявляли от 1 до 5 клапанов в каждом венозном стволе, всего выявили клапаны в 42 наблюдениях из 47 (89%). При этом получили фотографии 65 клапанов. Таким образом, проанализировано около 611 см ГДВ, т.е. 1 клапан приходится на 9,4 см ГДВ. Лишь в 5 (11%) случаях нами не выявлены какие-либо клапанные структуры при макромикроскопическом исследовании ГДВ.

Таблица. Характеристика выявленных стволов глубокой дорсальной вены полового члена и её клапанов в продольном и поперечном сечении

Table. Characteristics of the identified stems of the deep dorsal vein and its valves in longitudinal and transverse sections

Примечание. * Общее число выявленных клапанов во всех наблюдениях.

Во второй группе из 103 проанализированных случаев поперечных срезов кавернозных тел в 8 наблюдениях выявлены два ствола ГДВ на расстоянии 2 см от подвешивающей связки — около 7,8%. ГДВ находится под фасцией Бака непосредственно на белочной оболочке пещеристых тел, в отличие от поверхностной дорсальной вены полового члена, расположенной над упомянутой фасцией. Следует отметить, что при этом во всех случаях выявлены клапаны в обоих венозных стволах. Клапаны в ГДВ при этом выявлены в 37 (около 36%) случаях, т.е. довольно постоянные структуры в данной локализации. Возможно, они играют роль остиальных клапанов. Таким образом, на продольном и поперечном срезе изучены микрофотографии 110 клапанов ГДВ (см. таблицу).

Чаще всего клапаны ГДВ представлены двумя створками, обеспечивающими полное перекрытие ретроградного кровотока (рис. 1).

Рис. 1. Макрофотография фрагмента глубокой дорсальной вены. Отчётливо виден клапан, представленный двумя полулунными створками (2). Места фиксации клапана — клапанные валики (1). Рядом — линейка с ценой деления 1 мм.

При этом клапаны имели типичное строение. В них чётко определялись клапанный валик и клапанные паруса. Клапанный валик — место крепления клапана к стенке вены, выступающее в её просвете в виде полукольца. В его основе — мощные пучки коллагеновых и мышечных волокон, переходящие и как бы вплетающиеся в коллагеновый каркас средней оболочки (рис. 2).

Рис. 2. Клапан глубокой дорсальной вены в продольном сечении представлен мощным клапанным валиком (1) и фрагментом створки (2). Окраска гематоксилин-эозином. Ув. ×200.

Клапанные паруса или створки представлены двумя подвижными частями, которые и обеспечивают закрытие просвета вены при ретроградном кровотоке. Створки клапана состоят преимущественно из коллагеновых волокон и являются очень тонкими (рис. 3). Это позволяет клапанам, будучи негромоздкими структурами, обеспечивать отток крови в одном направлении. Сторона клапана, обращённая к току крови, покрыта эндотелием, имеющим уплощённую форму. На поверхности, обращённой к синусу, эндотелий более высокий, полигональной формы.

Рис. 3. Клапан глубокой дорсальной вены на поперечном срезе. Определяются клапанные валики (1) и створки (2). Окраска гематоксилин-эозином. Ув. ×100.

Расположенные зеркально на противоположных стенках вены две створки при функционирующем клапане формируют собственно два купола венозного клапана. Просвет венозного сосуда, находящийся между стенкой вены и клапанным парусом, формирует синус (или пазуху) венозного клапана. Именно там задерживается кровь при закрытом венозном клапане (рис. 4). Стенки синуса, таким образом, играют роль буфера, принимающего на себя вместе с самим клапаном энергию движущейся крови. При изменении гемодинамических условий и открытии венозного клапана кровь из синусов продолжает движение к сердцу.

Рис. 4. Клапан глубокой дорсальной вены с частичным перекрытием просвета. В синусе клапана (1) скопления эритроцитов. Окраска по Маллори. Ув. ×50.

Морфологическое исследование венозных клапанов ГДВ и получение изображений клапанов в двух плоскостях позволяют констатировать, что венозный клапан представлен двумя створками, имеющими точки фиксации к стенке вены на разном уровне. При этом имеются две зоны, где наиболее проксимальные места клапанных валиков соединяются. Таким образом, формируется участок клапанного валика, в котором фиксируются паруса обеих створок. Эти точки расположены дистально относительно тока крови и имеют хорошо выраженный гладкомышечный компонент.

Данная зона представляет интерес по двум причинам. Во-первых, эти участки валиков, вероятно, выступают своеобразными волнорезами на пути ретроградного тока крови, направляя туда поток ретроградного кровотока, способствуют повышению давления в синусе, что способствует смыканию створок клапана. Во-вторых, наличие выраженного мышечного компонента в стенке вены может свидетельствовать о регулирующей роли данного образования в равномерном натяжении створок клапана и предотвращении его повреждения. Фактически они представляют собой сближающиеся латеральные части паруса, служащие также для усиления клапана, т.е. клапаны имеют типичный вид клапанов карманного типа.

В адвентиции, представленной соединительной тканью, определяются крупные артериальные сосуды с утолщёнными стенками, а также многочисленные нервные стволики.

ОБСУЖДЕНИЕ

ГДВ является основным коллектором венозной крови, оттекающей из пещеристых тел, а также от губчатого тела полового члена, включая головку полового члена. Выявленное нами неполное удвоение ГДВ в 7,3% наблюдений обнаруживалось и ранее [4]. Индивидуальные особенности строения путей венозного оттока, отличающиеся от классического описания, могут быть одной из причин невысокой эффективности веноредуцирующей хирургии при веногенной эректильной дисфункции [7]. По полученным нами данным, как указывалось и ранее некоторыми авторами [4], клапаны являются постоянным компонентом ГДВ полового члена. Имеются указания на наличие единственного клапана в ГДВ, причем всегда на уровне основания полового члена [9]. Полученные в работе данные о наличии до 5 клапанов в изучаемой вене свидетельствуют о сформированном клапанном аппарате ГДВ. Проведённое макромикроскопическое исследование позволило изучить строение клапанов ГДВ, имеющих типичный вид клапанов карманного типа. Считается, что клапаны регулярно расположены вблизи мест впадения в вену другого венозного ствола [10]. Высокая частота встречаемости клапана (36%) вблизи подвешивающей связки полового члена — свидетельство возможной роли клапана данной локализации в качестве остиального. С этих позиций представляет практический интерес не только строение, но и функционирование венозного клапана.

В целом трёхслойное строение стенки вены отражает принципиально различную роль оболочек вены в функции кровеносного сосуда. Внутренняя оболочка (tunica intima) обеспечивает контакт с протекающей кровью, обмен веществ, сохранение реологических свойств потока крови с минимальным трением. Венозные клапаны считаются производными интимы. Они представлены во всех венозных сосудах и обеспечивают венозный возврат крови к сердцу. Следует уточнить, что к производным интимы в прямом понимании можно отнести лишь створки клапана ГДВ, формирующие клапанный парус.

Средняя оболочка (tunica media) выполняет опорно-механическую функцию, противодействуя внутреннему давлению. Наличие развитой гладкой мускулатуры в средней оболочке предполагает её основную роль в изменении объёма сосуда, определяемого тонусом гладких миоцитов. Нами отмечено, что валик венозного клапана имеет выраженный гладкомышечный компонент. Его довольно мощные мышечные и коллагеновые волокна связаны с аналогичными структурами средней оболочки стенки вены. Они создают каркас и служат опорой створкам клапана, которые являются важнейшим функциональным элементом всего комплекса. Так, закрытый клапан вен нижних конечностей способен выдерживать большое давление — до 3 атм без разрыва [10]. При этом основу створки образуют пластины из коллагеновых волокон, которые армируют перекрещивающуюся решетку, а по краям створки сливающиеся пучки формируют мощный фиброзный тяж. При этом сама створка способна занимать положение, не мешающее оттоку крови в физиологических условиях и препятствующее ретроградному кровотоку при повышении давления в проксимальных отделах венозного ствола. Клапаны закрываются только тогда, когда возникает тенденция к ретроградному кровотоку (давление над клапаном превышает давление под ним). Створки клапана размыкаются сразу же, как только давление вновь поступающей крови от периферии к сердцу превысит давление над клапаном.

Наружная оболочка (tunica adventitia) выполняет защитно-трофическую функцию и сочетает в себе наличие механической защитной коллагеновой сети с проходящими через неё основными трофическими образованиями (v. vasorum, n. vasorum), которые достигают структур средней оболочки. При этом наружное окружение ГДВ неодинаково на всём протяжении: если от венечной борозды до подвешивающей связки полового члена вена окружена нежной соединительной тканью и подвижна, то на уровне поддерживающей связки она находится в её плотном соединительнотканном футляре, и мобильность вены снижена. В ранних работах указывалось на наличие сфинктера ГДВ в данной локализации [11]. Возможно, регулярно обнаруживаемый клапан ГДВ играет роль регулирующего сфинктера.

Все выявленные нами клапаны ГДВ имеют направление, согласующееся с принципами гемодинамики: обеспечивают однонаправленность венозного кровотока от снабжаемой пещеристой ткани к сердцу. Функциональное предназначение пещеристой ткани заключается в создании высокого давления в пещеристых телах и, соответственно, выполняют эректильную функцию. С точки зрения функционирования пещеристой ткани роль клапанов ГДВ, скорее, создаёт предпосылки к беспрепятственному венозному оттоку, чем способствует поддержанию эрекции. Хорошо известно, что с возрастом увеличивается и частота нарушений эрекции, имеющих ряд изученных этиологических факторов. Выявляемое снижение упругих свойств ГДВ с увеличением возраста может играть роль в венозном кровотоке [12]. Сдавливание вен подоболочечного венозного сплетения, вен-перфорантов на фоне повышения давления во время эрекции, сокращение седалищно-пещеристых мышц позволяют достигать и поддерживать достаточную по силе и продолжительности эрекцию. При этом функционирование клапанов ГДВ не имеет решающего значения в эректильной функции. В то же время однонаправленность венозного кровотока от пещеристых тел в состоянии физиологического покоя обеспечивает стабильные гемодинамические условия для пещеристой ткани.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Клапаны глубокой дорсальной вены полового члена являются постоянной структурой венозного ствола и обнаруживаются более чем в 89% исследованных секционных наблюдений. При этом регулярно обнаруживаются клапаны в её проксимальных отделах.
2. По своему строению клапаны глубокой дорсальной вены полового члена чаще всего представлены двумя легкими парусами (створками), опору которым создают мощные клапанные валики, т.е. имеют строение, характерное для клапанов вен нижней половины туловища.
3. Направление створок клапанов согласуется с общим принципом строения венозных коллекторов системы нижней полой вены и препятствует ретроградному кровотоку к пещеристым телам как в покое, так и при эрекции.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ / ADDITIONAL INFO

Источник финансирования. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией). Наибольший вклад распределён следующим образом: концепция и дизайн исследования — А.Н. Стрелков; сбор и обработка материала — А.Н. Стрелков, С.В. Снегур; статистическая обработка данных — А.Н. Стрелков; анализ и интерпретация данных — А.Н. Стрелков, А.Ф. Астраханцев, С.В. Снегур; написание и редактирование текста — А.Н. Стрелков, А.Ф. Астраханцев.

Funding source. This study was not supported by any external sources of funding.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Author contribution. All authors confirm the compliance of their authorship, according to international ICMJE criteria (all authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published). The concept and design of the study — A.N. Strelkov; collection and processing of material — A.N. Strelkov, S.V. Snegur; statistical data processing — A.N. Strelkov; data analysis and interpretation — A.N. Strelkov, A.F. Astrakhantsev, S.V. Snegur; writing and editing the text — A.N. Strelkov, A.F. Astrakhantsev.

About the authors

Aleksey N. Strelkov

Author for correspondence.
Email: anstrel11@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1761-0529
SPIN-code: 3944-3061
ResearcherId: K-9450-2018
Russian Federation, Ryazan

Aleksandr F. Astrakhantsev

Email: afastra@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6385-0745
SPIN-code: 4032-4686
Russian Federation, Moscow

Svetlana V. Snegur

Email: svsnegur@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0038-0109
SPIN-code: 8341-8588
Russian Federation, Ryazan

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Fig. 1. Macrophotography of a deep dorsal vein fragment. The valve is visible, consisting of two semilunar cusps (2). Valve fixation points are valve cushions (1). Beside the dorsal vein is a ruler with a graduation of 1 mm.

Download (182KB)

Indexing metadata

3. Fig. 2. The valve of the deep dorsal vein in longitudinal section consists of a potent valve cushion (1) and a cusp fragment (2). Hematoxylin-eosin staining. Magnification ×200.

Download (390KB)

Indexing metadata

4. Fig. 3. Valve of the deep dorsal vein in cross section. The valve cushions (1) and cusps (2) are shown. Hematoxylin-eosin staining. Magnification ×100.

Download (524KB)

Indexing metadata

5. Fig. 4. Valve of the deep dorsal vein with partial occlusion of the lumen, showing accumulations of erythrocytes in the valve sinus (1). Mallory staining. Magnification ×50.

Download (739KB)

Indexing metadata