MORPHOLOGICAL CHANGES OF THE VASCULAR BED AND OTHER RENAL TISSUE COMPONENTS IN PULMONARY TRUNK STENOSIS AND AFTER ITS ELIMINATION (AN EXPERIMENTAL STUDY)

Full Text

Вопросы структурного ремоделирования жизненно важных органов при расстройствах кровообращения и после их коррекции всегда привлекали внимание морфологов [7, 8, 12]. Особенно большие перспективы их решения открываются при экспериментальном воспроизведении и последующей ликвидации врожденных пороков сердца. Одним из наиболее распространенных их видов является стеноз легочного ствола, встречающийся как в изолированном виде, так и в сочетании с другими аномалиями [15]. При нем в связи с гемодинамической перегрузкой правых отделов сердца нарушен отток венозной крови из нижней полой вены и ее ветвей, в частности, от почек. Установить закономерности структурной перестройки этих органов в условиях венозной гипертензии и проследить за возможностью ее обратимости реально лишь при широком использовании морфометрических методик. Цель настоящей работы - выявление характера морфологических изменений различных тканевых компонентов почек при искусственно созданном стенозе легочного ствола и после его устранения Материал и методы. Обратимую гемодинамическую модель стеноза легочного ствола создавали в опытах на 34 щенках в возрасте от 1,5 до 6 мес по разработанной методике [10], затем 12 из них подвергали корригирующей операции. Устранение стеноза осуществляли у 3 щенков через 6, у 3 через 8, у 4 через 10 иу 2 через 12 мес. Животных обеих групп наблюдали в сроки 6-12 мес с проведением комплекса функциональных обследований. В качестве контроля использовали 12 интактных собак соответствующего возраста. Все этапы исследований осуществляли в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных». Выведение их из опыта проводили путем кровопускания под наркозом. Из верхней, нижней и средней частей почек в трех плоскостях вырезали кусочки, в которые входило корковое и мозговое вещество, что создавало оптимальные условия для последующей количественной оценки исследуемой ткани [3]. Материал фиксировали в 10% нейтральном формалине и заливали в парафин. Гистологические срезы окрашивали гематоксилином-эозином, по Ван-Гизону, Массону, Харту, импрегнировали нитратом серебра по Гомори. Морфометрию почек осуществляли с помощью винтового окулярного микрометра МОВ-1-15×. В междолевых (МДЛА), дуговых (ДА) и междольковых (МДА) артериях почки (АП), а также артериолах (АРТ) определяли наружный (D) и внутренний (d) диаметр. Толщину стенки этих сосудов (m) рассчитывали по формуле: m=(D-d)/2, а площадь поперечного сечения (S) по формуле: S=πm × (D-m) [1]. В средней оболочке МДА подсчитывали число гладких миоцитов (ГМ), о размере их судили по величине ядер [6]. Площадь (Sя) и объем (Vя) последних вычисляли по формулам: Sя=0,785ch и Vя=0,523ch2 , где с - продольный и h - поперечный размеры ядра, мкм [6]. Определяли также долю артерий различного уровня ветвления, имеющих в интиме косо и продольно ориентированные ГМ. Толщину стенки вен почек (ВП) определяли как частное от деления результатов двух измерений: в наиболее тонком и толстом участках. Наряду с отмеченным выше, подсчитывали количество сосудистых клубочков в поле зрения микроскопа (об. 8, ок. 10) в средней зоне коркового вещества почки, измеряли их диаметр и определяли количество клеток на их поперечном срезе. По формулам Sкл=0,785D2 и Vкл=0,525D3 определяли площадь и объем клубочков. Стереометрическое исследование почек с установлением удельной площади их тканевых компонентов проводили методом точечного счета [1]. Для этого использовали окулярную сетку со 100 равноудаленными точками. Исследование проводили в средней части коркового вещества. В каждом случае, используя окуляр с 10-кратным увеличением, выбирали 5 случайных положений микропрепаратов, при этом подсчитывали количество точек, попавших на клубочки, канальцы, строму органа, АП и ВП. Весь цифровой материала подвергали статистической обработке на IBM PC с помощью программ Statistica 7.0. Результаты считали значимыми при P<0,05. Результаты исследования. Моделирование порока сопровождается расширением ВП и возрастанием их удельной площади в 2,3 раза (рис. 1, а). В этих сосудах гипертрофируются ГМ, увеличивается количество коллагеновых, эластических и ретикулярных волокон (рис. 2, а, б). Толщина их стенок возрастает с 3,0±0,5 до 5,0±0,5 мкм (P<0,01). Клубочки в почках характеризуются мозаичностью: одни из них выглядят увеличенными за счет полнокровия (см. рис. 2, в), другие - спавшимися и малокровными (рис. 2, г). Нередко в них определяются признаки склероза (см. рис. 2, г). Удельная площадь этих структур снижается в 1,1 раза (см. рис. 1, а). Количество клубочков на стандартной площади препарата практически не меняется, в то же время их диаметр уменьшается в 1,1 раза, площадь и объем снижаются в 1,2 и 1,3 раза, а количество клеток на их поперечном срезе сокращается в 1,1 раза (таблица). В АП обращают на себя внимание признаки гипертонуса, на что указывают утолщение их стенки с сужением просвета, усиление складчатости интимы (см. рис. 2, д) с резким гофрированием внутренней эластической мембраны (см. рис. 2, е), а также снижение удельной площади в 1,2 раза (см. рис. 1, а). Кроме того, в средней оболочке этих сосудов отмечается увеличение количества аргирофильных волокон (см. рис. 2, ж), а в некоторых - склеротические изменения стенок. Измерения и расчеты показали, что площадь поперечного сечения МДЛА возрастает в 2,8 раза, ДА - в 1,6 раза, МДА - в 1,3 раза и АРТ - в 1,4 раза (см. таблицу). Площадь и объем ядер ГМ в средней оболочке МДА повышаются соответственно с 29,0±0,5 до 38,0±0,6 мкм2 (P<0,001) ис 68,0±1,8 до 102,0±2,0 мкм3 (P<0,001). Количество ГМ увеличивается с 12,0±0,20 до 17,0±0,4 (P<0,001). Среди артерий почечного бассейна увеличивается доля сосудов, имеющих в интиме пучки косо и продольно ориентированных ГМ. На уровне ДА число их возрастает с 2,3 до 4,5%, повышаясь почти в 2 раза, а на уровне МДА - с 2,5 до 34%, т.е. в 13,6 раза. Подобные сосуды (5,5%) появляются и среди АРЛ, хотя у контрольных животных их нет. Меняются при нарушенной гемоциркуляции и другие тканевые компоненты почек: удельная площадь канальцев сокращается почти в 1,2 раза, в то же время площадь стромы возрастает в 1,4 раза (см. рис. 1, б). Устранение стеноза легочного ствола приводит к уменьшению полнокровия ВП. Удельная площадь их снижается в 1,8 раза (см. рис. 1), а толщина стенок - до 3,6±0,5 мкм (P<0,05) за счет атрофии ГМ и волокнистых структур. После выполнения корригирующей операции повышается кровенаполнение клубочков, склерозированные клубочки встречаются реже. Удельная площадь данных образований значимо не меняется (см. рис. 1, а), так же как и количество их на стандартной площади (см. таблицу). При этом средний размер клубочков: диаметр, площадь и объем практически восстанавливаются; имеет тенденцию к нормализации и количество клеток на их поперечном срезе (см. таблицу). Ликвидация стеноза легочного ствола вызывает снижение тонуса и расширение просвета АП (см. рис. 2, з), удельная площадь их возрастает в 1,2 раза (см. рис. 1, а), возвращаясь к контрольным цифрам. Склеротические изменения данных сосудов становятся менее выраженными. Стенки АП истончаются, в связи с чем площадь их сечения на уровне МДЛА снижается в 1,3 раза, а на уровне ДА, МДА и АРТ - в 1,4, 1,2 и 1,3 раза соответственно (см. таблицу). Площадь ядер ГМ в средней оболочке МДА уменьшается до 32,0±1,1 мкм2 (P<0,001), а их объем - до 78±5 мкм3 (P<0,001); количество ГМ снижается до 14,0±0,20 (P<0,001). Меняется и численность АП, имеющих в стенке косо и продольно расположенные ГМ. На уровне ДА доля их снижается до 2,8%, среди МДА - до 6,6%, а среди АРТ - до 2,5%. Восстановление режима оттока крови от почек приводит к увеличению удельной площади канальцев в 1,1 раза, а площади СТР, напротив, - снижению в 1,3 раза (см. рис. 1, б). Обсуждение полученных данных. Исследования показали, что стенозирование легочного ствола в связи с функциональной перегрузкой правого желудочка сердца и нарушением оттока крови от почек [5, 14] сопровождается глубокой структурной перестройкой различных звеньев их сосудистой системы. Первичное гемодинамическое воздействие после моделирования порока приходится на венозный отдел почечного бассейна, емкость которого резко возрастает, а стенки сосудов подвергаются реактивным изменениям в виде гипертрофии гладкой мышечной ткани, а также гиперплазии коллагеновых, эластических и аргирофильных волокон. Затруднение оттока крови от почек создает угрозу нарушения движения ее по капиллярной системе клубочков с последующим расстройством фильтрации. В порядке адаптации к новой гемодинамической ситуации происходит рефлекторное сокращение стенок сосудов артериального звена почечного кровеносного русла. Значение этого рефлекса или веноартериальной реакции [4] заключается в том, что при повышении тонуса артерий сопротивление их возрастает [2, 11]. Это способствует понижению давления крови, поступающей в капиллярную систему клубочков, и существенного нарушения их функции не происходит [9]. В условиях гипертонуса степень развития циркулярной мускулатуры АП различного уровня ветвления приходит в соответствие с функциональной нагрузкой, и стенки их в значительной мере утолщаются за счет гипертрофии и гиперплазии ГМ средней оболочки. Однако, как показали наши исследования, одной этой адаптационной реакции оказывается недостаточно для эффективной защиты микроциркуляторного русла почек. Поэтому включается еще один механизм компенсации в виде формирования в интиме АП пучков косопродольно расположенных ГМ, появляющихся здесь путем миграции из средней оболочки [13]. Перестроенные таким образом сосуды способны за счет гофрирования стенки и выбухания в их просвет мышечных подушек резко сокращать свой просвет, вплоть до полного закрытия, что дало основание назвать их замыкающими или запирающими [4]. Данные артерии обеспечивают переключение потоков крови внутри кровеносного русла почек, поддерживая необходимое для функционирования этих органов кровенаполнение части клубочков. Следовательно, сужение легочного ствола у животных, приводя к нарушению почечной гемодинамики, влечет за собой включение ряда защитных механизмов со стороны сосудистой системы почек. Однако, несмотря на их деятельность, они не могут полностью нормализовать гемоциркуляцию в почке, и длительная венозная гиперемия почек, сопровождаясь тканевой гипоксией, приводит к атрофии паренхимы, склерозу стромы и некоторых клубочков этих органов. Подобные патологические изменения в виде склероза стенки возникают и в части АП и ВП, что является своего рода «расплатой» за адаптацию. В конечном итоге, в связи с морфологической перестройкой большинства тканевых компонентов почек, в условиях длительно существующего стеноза легочного ствола развивается структурное ремоделирование этих органов. Устранение искусственно созданного порока приводит к восстановлению режима оттока крови от почек [9, 12] и является стимулом к началу «обратного» развития ранее возникших морфологических изменений. В первую очередь разгружается от крови венозный отдел почечного кровеносного русла. Емкость его в значительной мере снижается, а стенки сосудов истончаются, хотя упомянутые показатели за время наблюдения не достигают контрольных величин. Ослабление кровенаполнения венозных коллекторов почек, с одной стороны, сопровождается облегчением оттока крови от клубочков, а с другой - приводит к ослаблению веноартериальной реакции и снижению тонуса АП и АРТ. Функциональная разгрузка этих сосудов сопровождается атрофией ранее гипертрофированной циркулярной мускулатуры их средней оболочки и истончением стенок. Меняется в сторону ослабления и степень развития косопродольно расположенных ГМ в интиме артериальных ветвей. Наряду с уменьшением выраженности гипертрофическигиперпластических изменений стенок АП и ВП, в них снижается степень склеротических изменений. Все это способствует нормализации гемоциркуляции в клубочках почек и существенному восстановлению их структуры. Последнее касается также паренхимы и стромы почек. Таким образом, корригирующая операция при стенозе легочного ствола прерывает адаптационную и патологическую перестройку кровеносного русла почек и является стимулом к началу репаративных изменений данного органа в целом.

About the authors

Yu. V. Novikov

Yaroslavl’ State Medical Academy

Email: president@yma.ac.ru

S. V. Shormanov

Yaroslavl’ State Medical Academy

Email: S_V_Shormanov@rambler.ru

I. S. Shormanov

Yaroslavl’ State Medical Academy

Email: I_S_Shormanov@rambler.ru

References

Supplementary files