REGULATORY STRUCTURES OF THE FETAL PULMONARY ARTERY BRANCHES

Full Text

Изучение закономерностей структурно-функциональной организации внутриорганных кровеносных сосудов в антенатальном онтогенезе человека является одной из актуальных задач современной морфологии и патоморфологии [3, 11]. Легкие имеют только им присущие особенности морфофункционального пренатального становления [8]. Их анатомической особенностью является васкуляризация из малого круга кровообращения легочными артериями (ЛА) и большого круга - ветвями бронхиальных артерий, отходящих от аорты [12], при этом они с начала своего развития постоянно находятся в активном состоянии [4]. В течение внутриутробного развития основной объем крови, минуя малый круг, проходит через артериальный (боталлов) проток и овальное отверстие в левые отделы сердца и большой круг; после рождения ребенка с первым вздохом ветви ЛА начинают играть главную роль в кровоснабжении легких [4, 12]. Для неонатологов важны морфологические критерии готовности органов, в частности легких, к рождению и выходу плода в новую окружающую среду; патологоанатомы получают важную информацию о строении органов, необходимую для анализа причин смертности плодов [3]. В доступной литературе сведения об адаптационных образованиях в стенке внутриорганных ветвей ЛА в пренатальном периоде развития человека отсутствуют (согласно проведенному поиску по электронным ресурсам Российской национальной библиотеки и PubMed NCBI за период с 1990 по 2014 г.). Цель настоящей работы - выявление закономерностей локализации и особенностей строения регуляторных структур интимы внутриорганных ветвей ЛА в позднем фетальном периоде развития человека. Материал и методы. Изучены легкие 17 плодов человека обоего пола 29-39 нед развития, гибель которых была вызвана хронической плацентарной недостаточностью. Материал получен из родильных домов г. Ярославля. Патоморфологическое исследование выполнено в Клинической больнице скорой помощи им. Н. В. Соловьева г. Ярославля. Срок развития плодов в соответствии с классификацией А. П. Милованова и С. В. Савельева [3] был отнесен к позднефетальному периоду раннего развития человека. Исследование получило одобрение этического комитета Ярославской государственной медицинской академии (протокол № 6 от 4 марта 2014 г.). Кусочки легкого фиксировали в 10% нейтральном формалине или смеси Карнуа. Парафиновые серийные срезы толщиной 4-5 мкм окрашивали гематоксилином-эозином, по ВанГизону, Массону, Харту, реактивом Шиффа по МакМанусу. Содержание гликогена в гладких миоцитах (ГМ) артерий анализировали на цитофотометре «МИФ-К» (МГУ) при длине волны 518 нм. Определяли, на каком уровне ветвления бронхов встречаются ЛА, имеющие в интиме добавочные гладкомышечные структуры. С помощью винтового окулярного-микрометра МОВ-1-15× измеряли внутренний и наружный диаметр, толщину средней оболочки ветвей ЛА. Количественные данные обрабатывали методом вариационной статистики. О значимости различий судили по величине t-критерия Стьюдента. Результаты исследования. Крупные внутриорганные ЛА являются артериями смешанного мышечно-эластического типа более 1 мм в диаметре; в них на толщину средней оболочки приходится 8-17% от величины внутреннего диаметра. Мелкие артерии мышечного типа имеют диаметр меньше 1 мм, узкий просвет; толщина их средней оболочки составляет 12-35% от наружного диаметра. По порядку ветвления бронхиального дерева, которое сопровождают ветви ЛА, артерии мышечного типа соответствуют мелким бронхам, терминальным и респираторным бронхиолам. Мышечно-эластические сфинктеры (МЭС) обнаружены преимущественно в артериальных сосудах на уровне средних (субсегментарных) бронхов, гистологической особенностью которых является расположение эластического хряща в виде «распорок» на месте их разветвления. МЭС встречаются также в сосудах на уровне мелких бронхов (рис. 1). Изучение пространственной организации МЭС на серийных срезах позволило выявить 2 варианта их строения. Сфинктеры первого типа в поперечном срезе устья отходящих артериальных ветвей имеют вид замкнутого гладкомышечного кольца в интиме, а в продольном - представляют собой 2 клапана, расположенных под углом друг к другу (см. рис.1, а). В субэндотелиальном слое этих участков сосудов расположены пучки ГМ, окруженные сетью эластических волокон (рис. 2). Сфинктеры второго типа представляют собой валик ГМ в интиме, частично охватывающий сосуд и в продольном сечении формирующий один клапан (см. рис. 1, б). Отдельные миоциты в интиме заключены в слабо выраженный эластический каркас. Сфинктеры первого типа обнаруживаются в артериальных сосудах на уровне средних бронхов, а второго - чаще встречаются в ЛА, сопровождающих мелкие бронхи. Как правило, место локализации МЭС - сосудистые разветвления. ГМ в интиме (интимальная мышечная ткань - ИМТ) выявляется в ЛА только на уровне мелких бронхов. В одних случаях ИМТ представлена отдельными ГМ, расположенными продольно и косопродольно, а в других - образована пучками ГМ и имеет вид валиков, выступающих в просвет сосуда (см. рис.1, в, г). В отличие от локализации МЭС ИМТ чаще встречается вне делителей потока в артериальном русле. В ГМ ИМТ обнаруживается высокая концентрация гликогена (см. рис. 1, г). Цитофотометрическое исследование показало большее количество (на 38%) гликогена в ИМТ, в том числе и сфинктерах (Р<0,05), по сравнению с таковым в ГМ средней оболочки. Обсуждение полученных данных. Установлено, что в малом круге кровообращения легких у плода человека ветви ЛА характеризуются узким просветом и сравнительно толстыми стенками из-за значительного развития мышечной ткани. Это согласуется с данными ряда исследований [2, 8]. Указывается [14], что в крупных ЛА у взрослых животных (быков, мышей) популяция ГМ средней оболочки неоднородна. В частности, ГМ в средней оболочке у границы с интимой не воспринимают типичные маркеры ГМ и имеют низкую плотность расположения миофибрилл, в то время как в ее наружной части иммуноцитохимическая реакция с антителами к α-актину в ГМ - положительна. На развитие ветвей ЛА влияют рост, интенсивность обмена в респираторной части легкого, а также гемодинамические факторы и дыхательные движения плода [2, 4]. Становление внутриорганных кровеносных сосудов обеспечивает нормальный органо-и гистогенез [2, 13]. К моменту рождения все структурные компоненты легких у человека сформированы [8]. В позднем фетальном периоде развития, когда завершены дифференцировка и созревание внутренних органов плода [3], в нефункционирующих ветвях ЛА нами обнаружены дополнительные продольно ориентированные ГМ в виде МЭС и значительный интерес для патологов и клиницистов, так как отличаются повышенной проницаемостью эндотелия [5] и максимальным влиянием последнего на ГМ [1]. При анализе межклеточных коммуникаций следует учитывать, что внутренняя эластическая мембрана ЛА у крыс и мышей имеет «координационные разрывы», позволяющие обеспечивать двунаправленную передачу сигналов между эндотелиоцитами и ГМ [14]. Известно, что внутриутробное развитие млекопитающих, в том числе и человека, протекает в условиях гипоксической среды [3]. В настоящем наблюдении гипоксия плода отягощалась плацентарной недостаточностью (в анамнезе беременных). Рано возникающие адаптивные реакции к гипоксии одновременно служат мощным стимулом морфогенеза [3]. Гипоксия стимулирует пролиферацию и миграцию ГМ [15] и, таким образом, инициирует образование и дифференцировку приспособительных гладкомышечных комплексов интимы. Механизмы, поддерживающие сердечный баланс в течение внутриутробного периода развития, оказываются полностью приспособленными к новому уравновешиванию нагрузки на иной - постнатальной основе, без внезапного изменения загрузки до того неактивных частей сосудистой системы [9]. Одним из наиболее ярких явлений в эмбриологии является полная готовность организма к внезапному прекращению плацентарного кровообращения и немедленное принятие на себя легочным кругом функции газообмена. На основании проведенных исследований, можно сделать вывод о том, что выявленные в нефункционирующих ветвях ЛА у плода человека МЭС и ИМТ, вероятно, являются генетически детерминированными образованиями, готовыми после рождения ребенка активно влиять на регионарный кровоток в органе.

About the authors

A. N. Gansburgskiy

Yaroslavl’ State Medical Academy

Email: profang@mail.ru

A. V. Yal’tsev

Yaroslavl’ State Medical Academy

References

Supplementary files