Histological features of the structure of the portal vein of the liver and splenic vein in portal hypertension



Cite item

Abstract

Aim - histological study of the structure and thickness of the membranes of the portal vein of the liver and splenic vein in people of different age groups in normal conditions and with portal hypertension.

Materials and methods. Sectional material for the study of the portal vein of the liver and splenic vein was obtained from 89 people aged 7 to 30 years who died from injuries incompatible with life. In 57 cases during life, patients had a history of portal hypertension, the remaining 32 cases were considered as controls. Cellular and tissue components of the vein walls were studied on paraffin sections stained with hematoxylin-eosin, as well as according to Van Gieson using Weigert's hematoxylin, picric acid, and fuchsin.

Results. It was found that in case of portal hypertension, in comparison with the control, the thickness of the inner and middle membranes of venous vessels significantly increased in all age groups. Pathological features of changes in the thickness and microstructure of the components of the portal vein wall of the liver and splenic vein in topographically different parts of the veins are shown.

Conclusions. Pathological changes in the wall of the portal vein of the liver and splenic vein in portal hypertension are pronounced and regular in both young people and children and adolescents, which is an urgent problem for clinical practice. Further study of the structures of GDP and SW will help to form representations of the average stress parameters, the digital values of which have a different range in relation to the norm.

Full Text

В настоящее время вопросом изучения топографии и гемодинамики воротной вены печени (ВВП) и селезёночной вены (СВ) активно занимаются многие авторы [1, 2]. Но до сих пор остаются актуальными исследования морфологических показателей ВВП и СВ при различных патологиях [3], одной из которых является портальная гипертензия. И также во многом неясными происходящие процессы в совокупности в венах печени и селезёнки, которые топографически расположены на разных полюсах портальной системы. Как известно, в основе патогенеза у больных с ПГ, по данным отечественных и зарубежных авторов, является препятствие портальному кровотоку с последующим ремоделированием и капилляризацией синусоидов [4, 5]. Что приводит к дисфункции эндотелия сосудов венозной системы и структуры синусоидальных эндотелиальных клеток [6, 7]. Нормальный кровоток в синусоидных капиллярах печени определяется функциональным состоянием клеточных элементов на разном её уровне [8, 9]. Равным образом эти положения относятся и к системе СВ [10–13]. При этом до сих пор не изучены морфометрические показатели данных сосудов в норме и при ПГ, с очной детализаций изменений в оболочках сосудов портальной системы.  

Цель - гистологическое исследование строения и толщины оболочек  воротной вены печени и селезёночной вены у людей разных возрастных групп в норме и при портальной гипертензии.

Материалы и методы

Были исследованны фрагменты стенки ВВП и СВ в их начальной, средней и конечной части. Секционный материал собран в патологоанатомическом отделении ГБУЗ СК «Ставропольская краевая клиническая больница» и МБУЗ ГКБ «Скорая медицинская помощь» г. Ставрополя в течение 2006-2016 г. Фрагменты вен получены от 89 людей в возрасте от 7 до 30 лет, погибших от травм, несовместимых с жизнью. Возрастные группы включали: детей от 7 до 12 лет (18 лиц), подростков от 13 до 17 лет (16), юношей от 18 лет до 21 года (24) и взрослых молодых людей (31). Мужского пола составляло 58 (65,2%) наблюдение, женского пола – 31 (34,8%). В 57 случаев (основная группа) при жизни у пациентов в анамнезе была отмечена портальная гипертензия, остальные 32 случая рассматривались в качестве контроля.

На основании Федерального закона, от 21.11.2011 N 323-ФЗ «Об основах охраны здоровья граждан в Российской Федерации», были получены информационные согласия от родственников умерших об использовании секционного материала в целях научно-исследовательских работ. Данный вид исследования и вариант взятия материала был рассмотрен на заседании этического комитета Ставропольского государственного медицинского университета 15 сентября 2010 г., протокол №5.

Были исследованы фрагменты СВ и ВВП в начальном, среднем и конечном отделах. Клеточные и тканевые компоненты стенок вен изучали на парафиновых срезах, толщиной 2-4 мкм, окрашенных гематоксилин-эозином, а также по Ван Гизону с использованием гематоксилина Вейгерта, пикриновой кислоты и фуксина. Для получения изображений препаратов использовали микроскоп «МИКРОМЕД» и цифровую камеру Lumix DMC-TZ18. Толщину стенки венозного сосуда, а также толщину ее отдельных слоев измеряли на оптических изображениях продольных и поперечных срезов при помощи компьютерной программы «ВидеоТесТ-Мастер 5.0 Морфология» («Зенит», Санкт-Петербург, Россия).  С выборкой необходимого изображения из серии, части которых находятся не в фокусе с настраиваемой резкостью. Для анализа количественных данных применяли стандартные методы вариационной статистики. Для всех методов статистической обработки данных уровнем значимости считали p ≤0,05.

Результаты

В результате исследования толщины оболочек стенки ВВП выявлено, что у здоровых людей во всех возрастных периодах наблюдалось увеличение толщины всех изучаемых фрагментов. В то же время показатели относительной толщины внутренней и средней оболочек начальной части ВВП в основной группе имеют достоверные различия в изучаемых возрастных группах (p≤0,05) (табл. 1). При этом один и тот же слой стенки вены имел в различных отделах неравномерную толщину с большим разбросом цифровых данных. Изменения толщины наружной оболочки при этом не имели ярко выраженной корреляции цифр.

 

Таблица 1. Возрастные изменения толщины оболочек воротной вены печени в контрольной и в основной группах при портальной гипертензии (мкм)

Table 1. Age-related changes in the thickness of the membranes of the portal vein of the liver in the control and main groups with portal hypertension (µm)

Показатель

Оболочка стенки вены

Внутренняя оболочка

Средняя оболочка

Наружная оболочка

Контрольная группа

Возрастные группы, лет

Начальная часть

Средняя часть

Конечная часть

Начальная часть

Средняя часть

Конечная часть

Начальная часть

Средняя часть

Конечная часть

7-12

7,3±0,9

10,2±0,8

8,0±0,9

22,7±4,4

16,5±2,1

21,3±5,0

149,0±25,1

146,7±19,6

156,9±16,7

13-17

9,5±1,9

13,3±1,8

10,4±1,2

29,7±3,3

21,5±4,3

28,1±5,6

194,3±27,3

191,4±22,4

188,3±23,4

18-21

11,0±0,8

15,3±3,3

12,9±1,6

34,1±2,7

24,8±4,4

36,8±4,5

223,5±26,2

220,2±12,2

235,4±21,4

22-30

14,6±3,8

20,4±5,7

15,9±3,2

45,5±7,7

33,0±3,8

43,0±4,5

297,9±28,8

293,5±27,4

313,9±43,3

Основная группа

7–12

22,5±2,0*

26,9±4,1*

18,7±2,2*

38,7±2,0*

38,8±4,2*

32,6±4,8

131,5±28,3

146,2±17,7

154,6±19,5

13–17

37,5±2,2*

36,7±3,4*

25,5±2,8*

52,8±6,7*

53,0±4,2*

44,5±4,9*

179,2±18,7

199,4±20,2

210,8±12,1

18–21

41,3±2,7*

40,4±4,7*

28,1±2,5*

58,1±4,1*

58,3±4,7*

49,0±4,2

197,2±12,4

219,4±19,8

231,9±22,9

22–30

59,0±5,0*

57,7±6,2*

40,1±5,6*

83,0±6,5*

83,2±4,6*

69,9±4,6*

281,7±27,2

313,4±24,1

331,3±21,2

*При р≤0,05 по сравнению с группой «норма».

 

В СВ в норме также наблюдали увеличение толщины всех слоёв в разных возрастных группах. Что касается этих показателей в различных отделах вены при ПГ, то надо отметить, что показатели толщины внутренней оболочки мало отличались друг от друга, а вот в средней оболочке всегда наблюдалась тенденция к увеличению от начального отдела к конечному (табл. 2). На фоне ПГ отмечаются значительные разрастания соединительной ткани во всех слоях СВ, пертурбация показателей внутренней и средней оболочек.

 

Таблица 2. Возрастные изменения толщины оболочек селезёночной вены в контрольной и в основной группах при портальной гипертензии (мкм)

Table 2. Age-related changes in the thickness of the membranes of the splenic vein in the control and main groups with portal hypertension (µm)

Показатель

Оболочки стенки сосуда

Внутренняя оболочка

Средняя оболочка

Наружная оболочка

Контрольная группа

Возрастные группы, лет

Начальная часть

Средняя часть

Конечная часть

Начальная часть

Средняя часть

Конечная часть

Начальная часть

Средняя часть

Конечная часть

7-12

14,8±1,0

18,9±1,2

10,9±1,0

19,1±2,1

14,7±6,0

17,1±1,2

114,3±27,2

112,0±14,95

129,3±10,6

13-17

17,6±2,0

24,7±1,4

14,3±2,5

24,9±2,8

19,2±1,7

22,3±3,6

149,1±31,4

146,1±26,7

152,5±14,2

18-21

20,3±1,9

28,5±2,6

18,4±1,5

28,6±4,8

22,1±2,4

25,6±2,1

171,5±29,8

168,0±15,1

180,4±20,9

22-30

27,0±4,6

37,9±2,7

21,8±2,4

38,1±3,4

29,4±2,5

34,5±4,3

228,6±25,5

224,9±11,3

240,5±19,7

Основная группа

7–12

12,1±1,2

13,23±1,0*

16,6±2,6*

33,2±3,9*

45,7±4,0*

30,9±2,6*

125,6±12,9

119,9±8,9

123,2±15,6

13–17

16,5±2,2

18,0±1,6*

22,6±2,0*

45,3±2,2*

63,4±7,8*

42,2±3,1*

171,3±19,2

163,6±18,0

168,0±18,0

18–21

18,1±1,0

19,9±2,3*

24,9±2,3*

49,8±7,8*

68,6±3,7*

46,4±5,7*

188,4±13,0

179,9±13,7

184,8±11,1

22–30

25,9±3,2

28,35±4,79

35,5±2,7*

71,2±6,6*

98,0±8,3*

66,2±8,0*

269,2±21,1

257,0±21,7

264,0±21,0

*При р≤0,05 по сравнению с группой «норма».

 

При гистологическом изучении изменения стенки ВВП у детей 7–12 лет установлено, что в начальной части ВВП оболочки слабо различимы и значительной степени склерозированы. Циркулярные мышечные клетки среднего слоя расположены рыхло и часто сгруппированы в отдельные мышечные волокна (рис.).

Рис. цветной

 

Сосуды, питающие стенку вены, располагаются в периферийном отделе средней оболочки. Коллагеновые волокна более выражены в наружной оболочке, где имеют различную толщину и длину. В среднем слое волокна значительно тоньше и рыхлее, обнаруживаются местами и часто окрашены пикринофильно, что свидетельствует об изменении их морфологии. Склерозированы и остальные оболочки вены. Эластические волокна увеличены во всех слоях сосуда. Отмечается гиперэластоз в средней оболочке. Внутренняя эластическая мембрана имеет неравномерную толщину, местами сегментирована и разволокнена. Эластические волокна всех оболочках вены часто располагались беспорядочно, в среднем слое заметен их распад и разрыв.  Коллагеновые волокна в стенках конечной части ВВП находятся в фазе компенсации, что наблюдаются на микропрепаратах всех возрастных групп.

Общая гистологическая картина строения оболочек СВ у детей 7–12 лет:   внутренняя оболочка состоит из тонкой прослойки соединительной ткани под эндотелием, средняя оболочка имеет неравномерную толщину, состоит из циркулярно расположенных мышечных клеток, наружная оболочка богата коллагеновыми волокнами различной толщины и длины, которые имеют сетчатый вид и окрашены, как правило, пикринофильно. Эластические волокна наружного слоя располагаются преимущественно в продольном направлении и хорошо видны на продольном срезе сосуда.

При гистологическом изучении препаратов людей 18–21 года на протяжении ствола ВВП отмечается сходная патоморфологическая картина изменений всех слоёв сосудистой стенки. Оболочки сосудов хорошо различимы, наблюдается неравномерные утолщения за счёт соединительной ткани, часто содержат тонкие пучки мышечных волокон, толщина которых в начальной и средней части вены одинакова (58,1±4,1 и 58,3±4,7 мкм соответственно). В конечном отделе вены толщина мышечного слоя в среднем составляет 48,95±4,2 мкм. Морфологическое исследование СВ у лиц возрастной группы 18–21 года с ПГ показали, что в большинстве случаев просвет вены во внутренние и средние оболочки был расширен, утолщены за счёт гипертрофии мышечного слоя и гиперплазии эластических волокон.

Независимо от возраста, в условиях нарушенного портального кровообращения во всех наших гистологических исследованиях у лиц в возрастном периоде 22–30 лет отмечалось выраженное в различной степени утолщение оболочек за счёт разрастания в ней нежной волокнистой соединительной ткани и увеличения клеток эндотелия. Следует отметить, что значительное её утолщение наблюдалось в начальной и средней части вены по всей окружности, что нехарактерно для конечного отдела сосуда, толщина внутренней оболочки которой равнялась 40,1±5,5мкм по сравнению с предыдущими отделами (59,0±5,0 и 57,7±6,2 мкм соответственно). В гистологической картине СВ наблюдаются гипертрофированные эластические волокна, концентрировавшиеся на внутренние и наружные оболочки сосуда, образуя слой, напоминающий эластические мембраны артерий. Наряду с этим наблюдалось истончение и даже полное исчезновение эластических волокон не только в конечной, но и в остальных участках венозной стенки. Последние при этом выглядели неравномерными и истончёнными, в отдельных случаях с валикообразными утолщениями. У людей с 22 до 30 лет, как правило, оболочки сосуда в начальном отделе, в сравнении с предыдущим сроком, без особых изменений.

Обсуждение

В работах многих исследователей отмечается закономерность изменения скорости портального кровотока при развитии патологичекого процесса в оболочках вен портальной системы [14 - 17]. При этом раскрывая отдельные звенья патогенеза ПГ, авторы отводят внимание прицельному изменению только во внутренней оболочке ВВП и СВ, что является также малоинформативно [18].   Гистологическое описание строения оболочек вен портальной системы носят больше поверхностный характер с указанием средних цифр, чем непосредственно пользуются практикующие врачи [19, 20]. Основные сведения касаются только определения общей толщины стенки и диаметра сосудов на фиксированном материале [21]. В большинстве случаев у ВВП отмечают чёткую границу между её оболочками, что нехарактерно для СВ [22, 23]. Возрастные изменения вен, главным образом, заключаются в атрофии содержащихся в их стенках мышечных волокон с заменой на соединительную ткань. Количество эластических волокон с возрастом увеличивается, а к старости они образуют грубые пучки. В пожилом возрасте в ней наблюдается более сильное развитие гладких мышечных волокон и некоторое увеличение количества соединительной ткани. Это явление, наряду со значительным развитием соединительной ткани в средней оболочке, обусловливает общее утолщение стенок вен у лиц пожилого возраста [25]. Исследования строения стенки сосудов портальной системы показали, что при нарушении кровообращения во всех оболочках вен обнаруживалось большое количество сосудов [26, 27]. Если в норме они обнаруживались в пределах наружной и средней оболочки, то при нарушениях портального кровообращения vasa vasorum выявлялись иногда даже во внутренней оболочке.

Заключение

Таким образом, гистологическое и морфометрическое исследование стенки воротной вены печени и селезеночной вены в норме и при синдроме портальной гипертензии в различные возрастные периоды выявило не только особенности строения ВВП и СВ, но и закономерности возрастных патоморфологических изменений в отдельных частях их оболочек, что является актуальной проблемой в клинической медицине.  Дальнейшее изучение структур ВВП и СВ поможет сформировать представления средних параметров напряжения, цифровые значения которых имеют различный диапазон по отношению к норме.

×

About the authors

Sergey Viktorovich Minaev

Stavropol State Medical University, Stavropol, Russian Federation

Email: sminaev@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8405-6022
SPIN-code: 3113-6982

MD, PhD, Professor, Head of the Department of Pediatric Surgery

Russian Federation, 355040, Russia, Stavropol, st. Mira, 310

Natalia Getman

Stavropol State Medical University, Stavropol, Russian Federation

Email: ng66@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-3632-7406
SPIN-code: 1664-2670

Candidate of Medical Sciences, Assistant of the Department of Operative and Topographic Anatomy

Russian Federation, 355040, Russia, Stavropol, st. Mira, 310

Alina Grigorova

Stavropol State Medical University, Stavropol, Russian Federation

Author for correspondence.
Email: alina.mashchenko@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5020-232X
SPIN-code: 1762-8310

Candidate of Medical Sciences, Assistant of the Department of Histology

Russian Federation, 355040, Russia, Stavropol, st. Mira, 310

Sergey Serogeevich Dydykin

Sechenov First Moscow State Medical University

Email: dydykin_s_s@staff.sechenov.ru
ORCID iD: 0000-0002-1273-0356
SPIN-code: 7385-3194

PhD, Professor, Head of the Department of Operative surgery and topographic anatomy

Russian Federation, Moscow

Olga Borisovna Sumkina

Stavropol State Medical University, Stavropol, Russian Federation

Email: opsurg@stgmu.ru
ORCID iD: 0000-0002-5460-8308
SPIN-code: 6687-5900

Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Operative and Topographic Anatomy

Russian Federation, 355040, Russia, Stavropol, st. Mira, 310

Sergey Ivanovich Timofeev

Far Eastern State Medical University, Khabarovsk, Russian Federation

Email: timofeev_si@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5808-0686
SPIN-code: 5457-1995

Candidate of Medical Sciences, Associate Professor of the Department of Surgery

Russian Federation

References

  1. Garbuzenko DV Mehanizmy adaptacii sosudistogo rusla k gemodinamicheskim narushenijam pri portal'noj gipertenzii. Vestnik RAMN. 2013; 68(1): 52–57. (In Russ). doi: 10.15690/vramn.v68i1.538
  2. Bulatova IA, Shchekotova AP, Tret’yakova YuI Endothelial dysfunction in chronic diffuse liver diseases. Kazanskiy meditsinskiy zhurnal. 2009; 90 (1): 46-8. (In Russ).
  3. Volynec GV, Evlyuhina NN, Filin AV, et al. The structure and function of the liver and their disorders in chronic diseases of the hepatobiliary system in children. Journal of Anatomy and Histopathology. 2015; 70(2): 203–213. (In Russ).
  4. Getman NV. Age-related histotopography of the portal vein is normal and with portal hypertension. Kuban Scientific Medical Bulletin. 2016; 3: 39–43. (In Russ).
  5. Fandeev EE, Lyubivyj ED, Gonsalves GD, et al. Extrahepatic portal hypertension and portal vein thrombosis. Literature review. Annals of HPB Surgery. 2015; 20(1): 45–58. (In Russ).
  6. Belik OV, Katerenyuk IM, Spinej L. Variants of branching of the splenic artery in the area of the gates of the organ in age and sexual aspects. Journal of Anatomy and Histopathology. 2015; 4(3): 26–27. (In Russ).
  7. Anisimov AYU. Improving the diagnosis and surgical treatment of patients with portal hypertension. Annaly hirurgicheskoj gepatologii. 2015; 20(2): 59–65. (In Russ).
  8. Tsai MH. Splanchnic and systemic vasodilatation: the patient. J Clin Gastroenterol. 2007; 41: 266–271. doi: 10.1097/MCG.0b013e3181576d1a
  9. Wen B, Liang J, Deng X, et al. Effect of Fluid Shear Stress on Portal Vein Remodeling in a Rat Model of Portal Hypertension. Gastroenterology research and practice. 2015; 545018. doi: 10.1155/2015/545018
  10. Yasuko I. Pathophysiology of portal hypertension. Clinics for liver diseases. 2014; 18(2): 281. doi: 10.1016/j.cld.2013.12.001
  11. Abdurahmanov BA. X-ray endovascular surgery in the correction of portal hypertension in patients with cirrhosis of the liver. Palliative medicine and rehabilitation. 2013; 4: 34–39. (In Russ).
  12. Kim MY, Baik SK, Lee SS. Hemodynamic alterations in cirrhosis and portal hypertension. Korean J Hepatol. 2010; 16: 347–352. doi: 10.3350/kjhep.2010.16.4.347
  13. Michiels C, Bouaziz N, Remacle J. Role of the endothelium and blood stasis in the development of varicose veins. Int Angiol. 2002; 21: 18–25.
  14. Bosin VY, Bondar ZM, Kosyreva NB. Anthological characteristics of pathological portal vein changes in extrahepatic portal hypertension in children. Russian Bulletin of Perinatology and Pediatrics. 2013; 1: 80–84. (In Russ).
  15. Garbuzenko DV. Morphofunctional restructuring of the hepatic vascular bed in the pathogenesis of portal hypertension in cirrhosis. Terapevticheskij arhiv. 2014; 2: 90–95. (In Russ).
  16. Biecker E. Portal hypertension and gastrointestinal bleeding: diagnosis, prevention and management. World J. Gastroenterol. 2013;19(31):5035–50. doi: 10.3748/wjg.v19.i31.5035
  17. Hao Zh, Bo Li. Pathological changes and iNOS expression in portal vein and hepatic artery of patients with liver cirrhosis and portal hypertension. International journal of clinical and experimental pathology. 2016; 9(12): 12188–196.
  18. Stamm ER, Meier JM, Pokharel S., et al. Normal main portal vein diameter measured on CT is larger than the widely referenced upper limit of 13 mm. Abdom. Radiol. 2016; 41(0): 1931–36. doi: 10.1007/s00261-016-0785-9
  19. Somers P, Knaapen M. The histopathology of varicose vein disease. Angiology. 2006; 57: 546–555. doi: 10.1177/0003319706293115
  20. Stein JH, Tattersall MC. Carotid Intima – Media Thickness and Cardiovascular Disease Risk Prediction. J. Am. Coll. Cardiol. 2014;63(21):2301–02. doi: 10.1016/j.jacc.2014.02.528
  21. Rodriguez‐Diaz E, Baffy G, Singh SK. Probe‐based confocal laser endomicroscopy quantitative morphometric markers associated with portal hypertension in duodenal mucosa. Liver international. 2016;36(2):223–231. doi: 10.1111/liv.12906
  22. Volynec GV, Evlyuhina NN, Filin AV, et al. Determining the degree of violation of the liver structure and the severity of portal hypertension in children. Experimental and Clinical Gastroenterology. 2015; 1: 28–35. (In Russ).
  23. Roussis PC, Giannakopoulos AE, Charalambous HP. Suture Line Response of End-to-Side Anastomossis: A Stress Concentration Methodology. Cardiovasc. Eng Technol. 2015;6(1):36–48. doi: 10.1007/s13239-014-0206-6
  24. Somers P, Knaapen M. The histopathology of varicose vein disease. Angiology. 2006; 57: 546–555. doi: 10.1177/0003319706293115
  25. Rosmorduc O. Antiangiogenic therapies in portal hypertension: a breakthrough in hepatology. Gastroenterol Clin Biol. 2010; 34: 8–9. doi: 10.1016/j.gcb.2010.05.007
  26. Zeng JH, Yang Z, Xu J. Extrahepatic vascular smooth muscle cell apoptosis and apoptosis-related-gene expression in patients with portal hypertension. Chin J Exp Surg. 2003; 20: 749–750.
  27. Stamm ER, Meier JM, Pokharel SS, et al. Normal main portal vein diameter measured on CT is larger than the widely referenced upper limit of 13 mm. Abdom. Radiol. 2016;41(10):1931–36. doi: 10.1007/s00261-016-0785-9

Supplementary files

There are no supplementary files to display.


Copyright (c) Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: № 0110212 от 08.02.1993.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies