STRUCTURAL CHANGES OF THE LIVER IN EXPERIMENTAL AORTIC COARCTATION AND PULMONARY TRUNK STENOSIS

Full Text

Коарктация аорты и стеноз легочного ствола относятся к распространенным врожденным порокам сердечно-сосудистой системы [5, 8, 13]. Они сопровождаются грубыми расстройствами кровообращения в организме больных и без оперативного лечения неизбежно приводят их к смерти [4, 7]. Тяжесть состояния больных с этой патологией определяется структурными изменениями не только порочно развитого сердца, но также ряда других органов, и в первую очередь печени, поскольку она, мобилизуя весь комплекс своих сосудистых реакций, активно влияет на состояние общей гемодинамики [3]. В опубликованных работах недостаточно освещены вопросы, касающиеся строения паренхимы, стромы и сосудистой системы печени при качественно различных расстройствах кровообращения, свойственных коарктации аорты и стенозу легочного ствола [12]. Цель настоящего исследования - сравнительный анализ структурной перестройки различных тканевых компонентов печени при моделировании на животных коарктации аорты и стеноза легочного ствола. Материал и методы. Для достижения поставленной цели в эксперименте на 35 беспородных щенках обоего пола по ранее разработанным методикам [9, 10] создавали гемодинамические модели коарктации аорты и стеноза легочного ствола. Животных наблюдали от 6 до 12 мес. В качестве контроля использовали материал от 10 интактных собак соответствующего возраста и пола. Всех животных выводили из эксперимента кровопусканием из бедренной артерии под эфирным наркозом в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных». Кусочки печени фиксировали в 10% нейтральном формалине и заливали в парафин. Гистологические срезы окрашивали гематоксилином-эозином, по Масcону, Харту, Ван-Гизону и импрегнировали нитратом серебра по Футу. Для иммуногистохимических реакций использовали моноклональные антитела к α-актину гладких миоцитов - ГМ (α-SMA), ферментные авидино-биотиновые системы детекции и хромогенные субстраты (DAB - диаминобензидин и Nikel-DAB) (Novocastra, Великобритания). Стереометрию осуществляли методом точечного счета, определяя удельную площадь гепатоцитов, синусоидов и стромы. Морфометрию артерий, воротной и печеночной вен выполняли с помощью винтового окулярного микрометра типа МОВ-1-15×, измеряя наружный диаметр и толщину их средней оболочки. Для определения уровня их ветвления использовали ранее разработанную нами методику [9, 10]. В соответствии с ней артерии печени были условно разделены на 4 группы: крупные (диаметром 125 мкм и более), средние (124-51 мкм), мелкие (50-21 мкм) и артериолы (20 мкм и менее). Ветви воротной вены в зависимости от калибра сопровождаемых ими артерий также разделяли на вены уровня крупных артерий (190 мкм и более), средних артерий (189-110 мкм), мелких артерий (109-51 мкм) и артериол (50 мкм и менее). На 4 группы (крупные, средние, мелкие, венулы) были разделены и сосу ды системы печеночной вены: за основу был принят диаметр соответствующих ветвей воротной вены. На уровне крупных вен, относящихся к системе печеночных, имеющих у собак мышечные валики, измеряли толщину последних. Цифровой материал обрабатывали с помощью программы Statistica с использованием t-критерия Стьюдента с поправкой Бонферони для множественных сравнений. Полученные данные считали значимыми, если ошибка среднего не превышала 5% (Р<0,05). Результаты исследования. Обнаружено, что коарктация аорты, вызывая нарушение притока крови к печени, приводит к снижению тонуса ее артерий, что сопровождается расширением их просвета и ослаблением складчатости внутренней эластической мембраны (рисунок, а, б). Согласно данным морфометрии, толщина средней оболочки в крупных и средних артериях уменьшается в 1,4 раза, а в мелких артериях и артериолах - в 1,5 раза (таблица). В средней оболочке этих сосудов происходит умеренное увеличение экспрессии α-актина ГМ (см. рисунок, в, г). Ветви воротной вены расширяются, стенки их истончаются, а эластический и аргирофильный каркас характеризуется неравномерным содержанием соответствующих волокон в пределах средней оболочки. Ее толщина в ветвях воротных вен уровня крупных и средних артерий уменьшается в 1,7 раза, уровня средних и мелких артерий - в 1,6 раза, а уровня артериол - в 1,3 раза (см. таблицу). В венах, относящихся к системе печеночной вены, также происходит снижение тонуса и истончение их средней оболочки. В крупных ветвях ее толщина снижается в 1,6 раза, в средних - в 1,5 раза, а в мелких венах и венулах - в 1,3 раза (см. таблицу) Синусоиды печеночных долек у животных этой серии опытов представляются расширенными, а перисинусоидальные пространства отчетливо не видны. Перестройка сосудов печени сопровождается изменениями и других тканевых компонентов этого органа. Так, в цитоплазме гепатоцитов выявляются ацидофильные зерна и вакуоли. Удельная площадь паренхимы печени уменьшается в 1,2 раза (Р<0,001). Площадь синусоидов увеличивается в 1,3 раза (Р<0,001), а стромы - в 1,2 раза (P<0,05). Моделирование стеноза легочного ствола приводит к затруднению оттока крови от печени. Морфологическим отражением венозной гиперемии этого органа является полнокровие вен разного калибра, относящихся к системе печеночной вены, с резким утолщением стенки этих сосудов. Так, толщина средней оболочки крупных вен возрастает в 5 раз, средних - в 2,1 раза, мелких - в 1,6 раза, а венул - в 1,7 раза (см. таблицу). Развитие венозного полнокровия печени сопровождается повышением тонуса ветвей артерий этого органа с уменьшением их просвета, утолщением стенки и усилением гофрированности внутренней эластической мембраны (см. рисунок, д). При этом толщина средней оболочки крупных артерий увеличивается в 1,7 раза, средних и мелких артерий - в 1,2 раза; в артериолах - в 1,1 раза (см. таблицу). В средней оболочке рассматриваемых сосудов происходит увеличение экспрессии α-SMA. В ветвях воротной вены определяются увеличение концентрации эластических и аргирофильных волокон и утолщение стенок. В частности, в ветвях, сопровождающих крупные артерии, толщина средней оболочки увеличивается в 2,3 раза, в венах на уровне средних и мелких артерий - в 1,4 и 1,2 раза соответственно, в венах, сопровождающих артериолы, стенки утолщаются в 1,5 раза (см. таблицу) Синусоиды печени у собак с экспериментальным стенозом легочного ствола имеют нормальный просвет, а перисинусоидальные пространства не определяются. В гепатоцитах выявляются зерна белка и вакуоли. Стереометрия позволила выявить уменьшение удельной площади гепатоцитов в 1,1 раза (P<0,05). Площадь синусоидов не изменилась, а стромы - увеличилась в 1,2 раза (P<0,05). В сосудистом бассейне печени у собак контрольной группы, а также у животных с гемодинамическими моделями коарктации аорты и стеноза легочного ствола выявлены ряд адаптационных образований. В приносящих сосудах они представлены мышечной тканью интимы печеночных артерий и клапанами ветвей воротной вены, в выносящих - мышечными валиками вен, относящихся к системе печеночной вены. ГМ интимы в виде подушковидных или сфинктерных структур обычно локализуются в области сосудистых развилок. Клапаны ветвей воротной вены имеют вид тонких пластинчатых структур, выступающих в просвет сосуда, и содержат в основании ГМ. В связи с наличием в стенке гладкомышечных валиков вены, относящиеся к системе печеночной вены, на продольном срезе имеют зубчатообразные внутренние контуры. Если срез проходит через вену поперечно в месте локализации валиков, то часто по степени выраженности мышечной оболочки эти сосуды напоминают артерии. Строма валиков представлена коллагеновыми волокнами и мощным аргирофильным каркасом (см. рисунок, е). Визуально и с помощью морфометрии удалось установить, что средняя толщина мышечных валиков при коарктации аорты уменьшается в 1,9 (Р<0,001) раза (см. рисунок, ж). В условиях стеноза легочного ствола она, наоборот, увеличивается в 1,5 раза (Р<0,001) (см. рисунок, з). Обсуждение полученных данных. Проведенные исследования показали, что в условиях коарктации аорты в результате снижения давления крови, поступающей к печени [10], уменьшается тонус артерий и ветвей воротной вены. Стенки этих сосудов подвергаются атрофии. Результатом гипотензии и сокращения притока крови к органу является развитие атрофических изменений в гепатоцитах. Гипотония при коарктации аорты возникает не только в русле притока, но и в русле оттока крови от печени, что ведет к истончению стенок вен, относящихся к системе печеночной вены. В условиях стеноза легочного ствола происходит затруднение оттока крови от печени с расширением последних и утолщением их стенок [9]. Нами показано, что при этом происходит сокращение гладкой мышечной ткани артерий печени с гипертрофией их средней оболочки. Данный феномен описан в литературе как веноартериальная реакция [1]. При этом оказалось, что утолщаются также и стенки ветвей воротной вены, что определено нами как веновенозная реакция [9]. Несмотря на существенное различие в расстройствах печеночной гемодинамики в виде артериальной гипотензии при коарктации аорты и венозного застоя при стенозе легочного ствола, наблюдается увеличение количества и степени развития адаптационных мышечных структур в приносящем сосудистом русле печени. Речь идет о различных формах мышечных элементов интимы: пучков ГМ, сфинктеров и подушек в артериях, а также клапанах в ветвях воротной вены. Все эти образования были подробно описаны в свете структурной организации, происхождения, локализации на разных уровнях гемоциркуляции и особенностей функционирования [11]. Сокращение их мышечной ткани приводит к блокаде кровотока в пределах контролируемого сосудистого региона и перераспределению крови в зависимости от потребности структурно-функциональных единиц печени, что согласуется с принципом функциональной гетерогенности [6]. В выносящем сосудистом русле печеночной вены мышечные валики играют значительно большую роль в депонировании крови, оказывая системное воздействие на гемодинамику [9, 10]. Так, при коарктации аорты в условиях гипотензии происходят расслабление и атрофия валиков в венах, что сопровождается уменьшением депонирования крови в печени и быстрой доставке ее к сердцу. В отличие от коарктации аорты, при стенозе легочного ствола для предотвращения венозного застоя, наряду с веноартериальной и вено-венозной реакциями, происходит резкая гипертрофия мышечных валиков в венах, относящихся к системе печеночной вены. Данные гипертрофированные структуры способствуют сдерживанию венозного застоя и сохраняют нормальный метаболизм на уровне синусоидов. Со временем в сосудах печени при рассматриваемых пороках начинают выявляться склеротические изменения, что подтверждается пролиферацией в их стенках миофибробластов [2], в которых фибропластика доминирует над контрактильной функцией [9, 10]. Следствием ангиосклероза, отражающего срыв компенсации, является тканевая гипоксия, которая инициирует развитие склероза стромы и дегенеративных изменений паренхимы в виде атрофии или дистрофии.

About the authors

S. V. Shormanov

Yaroslavl’ State Medical Academy

Email: S_V_Shormanov@rambler.ru

Yu. V. Novikov

Yaroslavl’ State Medical Academy

S. V. Kulikov

Yaroslavl’ State Medical Academy

Email: kulikov268@rambler.ru

References

Supplementary files