Диссертация (Влияние среднеинтенсивного лазерного облучения зон локализации красного костного мозга на репарацию поврежденного миокарда)

На правах рукописиРейдман Виталина РинатовнаВлияние среднеинтенсивного лазерного облучения зонлокализации красного костного мозга на репарацию поврежденногомиокарда.диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинскихнаук14.03.03 -патологическая физиологияНаучный руководитель:д.м.н. Головнева Елена СтаниславовнаЧелябинск 20161ОГЛАВЛЕНИЕСписок сокращений……………………………………………………….…5ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………..…..…..……6Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………….121.1Физиологические основы лазерной терапии в кардиологии……..121.2Влияние лазерного излучения на костный мозг…………………..171.3Тучные клетки в регуляции репарации имикроциркуляции……………………………………………………191.4Клеточная терапия заболеваний сердца…………………………....26Глава 2.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ…………...…322.1. Материалы исследования…………………………………….…….…322.1.1. Экспериментальный раздел…………………………….......... 322.1.2. Клинический раздел…………………………………………...332.2.Моделированиелокальногоочагаповреждениямиокардакрыс………………………………………………………………………….342.3. Моделирование диффузных ишемических изменений миокардакрыс……………………………………………………………………….…352.4 Лазерное воздействие на зоны локализации красного костногомозга………………………………………………………………………....352.5 Морфологические и морфометрические методы исследованиямиокарда…………………………………………..……………………...…362.6 Морфофункциональная оценка сосудистого русла…………..……...372.7Оценка желатиназной активности (зимография матриксныхметаллопротеиназ вагарозномгелесвнедренным субстратом)…………………………………………………………………………….…382.8 Оценка показателей периферической крови …………………..…......3922.9 Определение содержания CD 34+ клеток периферической кровичеловека методом проточной цитометрии……………………………..…402.10 Методы статистической обработки результатов……………….…...40Глава 3.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ…...413.1 Изменения в поврежденном миокарде после лазерного облучениязон локализации костного мозга…………………………………….….…413.2 Реакция сосудов микроциркуляторного русла миокарда на лазерноеоблучение зон локализации костного мозга………………………….….513.2.1 Реакция сосудов микроциркуляторного русла миокарда через1 сутки после лазерного воздействия………………………………….…513.2.2 Реакция сосудов микроциркуляторного русла миокарда через10 суток после лазерного воздействия……………………………………583.3 Динамика показателей лазерной доплер-флуометрии миокарда послелазерноговоздействиянакрасныйкостныймозг………………………………………………………………………….653.4 Реакция тучных клеток миокарда на лазерное системное облучениекрасного костного мозга………………………………………………..….713.4.1.

Реакция тучных клеток миокарда через 1 сутки послелазерногооблучения…………………………………………………………………...713.4.2. Реакция тучных клеток миокарда через 10 суток послеокончания лазерного облучения………………………………………….753.5. Динамика экспресcии фактора роста сосудистого эндотелия (VEGF)в миокарде после лазерного воздействия на красный костныймозг..………………………………………………………………………...823.6.

Динамика активности матриксных металлопротеиназ в миокардепослелазерноговоздействиянакрасныйкостныймозг………………………………………………………………………….8733.7. Динамика содержания CD34+/45+ клеток в пробах периферическойкрови больных с инфарктом миокарда после лазерного облучения зонлокализации красного костного мозга………………………………...…913.8 Динамика некоторых показателей периферической крови у крыс слокальным повреждением миокарда после лазерного воздействия накрасный костный мозг……………………………………………………..95ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………..….101ВЫВОДЫ…………………………………………………………………104СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………………...1064СПИСОК СОКРАЩЕНИЙВИЛИ – высокоинтенсивное лазерное излучениеНИЛИ- низкоинтенсивное лазерное излучениеОИМ – острый инфаркт миокардаСК - стволовые клеткиИБС – ишемическая болезнь сердцаХСН – хроническая сердечная недостаточностьГ-КСФ - гранулоцитарный колониестимулирующий факторМСК – мезенхимальные стволовые клеткиКМ – костный мозгТК – тучные клеткиИК – инфракрасныйИЛ - интерлейкинГМ-КСФ-гранулоцитарно-макрофагальныйколониестимулирующийфакторФНО- фактор некроза опухолиФРСЭ (VEGF) – фактор роста сосудистого эндотелияФРФ (FGF) - фактор роста фибробластовЭПО- эритропоэтинCO2-лазер – углекислотный лазер.ФРГ (HGF) - фактор роста гепатоцитовNd:YAG-лазер – неодимовый лазер, лазер на алюмоиттриевом гранате снеодимомВЛОК- внутривенное лазерное облучение кровиЦСК- циркулирующие стволовые клеткиГОФПК – окраска гематоксилин -основной фуксин –пикриновая кислотаИД – индекс дегрануляцииЛДФ- лазерная допплер флуометрияММП – матриксные металлопротеиназы5ВВЕДЕНИЕАктуальностьтемыисследованияистепеньееразработанностиВ России, как и во всех развитых странах мира, первое местосреди причин смертности занимают сердечно-сосудистые заболевания(ССЗ).

По оценкам ВОЗ от ССЗ умирает 17,5 миллиона человекежегодно, что составляет 30% всех случаев смерти в мире [Global statusreport on noncommunicable diseases 2014, WHO, 2014; Всемирный атласпрофилактики сердечно-сосудистых заболеваний и борьбы с ними.

Подред.: Mendis S, Puska P, Norrving B., 2013].В последнее десятилетие в кардиологии при инфаркте миокарда,хронической сердечной недостаточности, кардиомиопатии и другихтяжелых поражениях сердца успешно начато применение методовкардиомиопластики с использованием различных популяций стволовыхклеток (СК) [Повещенко О.В. и др., 2014;Fischer-Rasokat U. et al., 2009;Vrtovec B. et al., 2013]. Один из важных источников СК - кровь человека.В циркулирующих стволовых клетках (ЦСК) в настоящее времявыявлено более 30 цитокинов и факторов роста, паракринно влияющихнавосстановлениеповрежденныхтканейизаживлениеран,ингибирующих апоптоз, являющихся хемоаттрактантами для других СКи стимулирующих пролиферацию эндотелиальных клеток [Majka M. etal., 2001; Mintz P.G.

et.al, 2014]. Показано, что при ишемическихсиндромах и тяжелых повреждениях тканей наблюдается дефицит ЦСК,усугубляющийся в процессе старения организма [Шурыгин М.Г. и др.,2014; Haddad F. et.al., 2015].Одним из направлений повышения концентрации ЦСК, являетсяиспользование различных физических и биологических воздействийстимулирующих их выход из костного мозга в периферическую кровь.Установлено, что воздействие среднеинтенсивного лазерного излученияв инфракрасном и красном диапазоне длин волн на кроветворные6органы способствует выходу циркулирующих стволовых клеток изкостного мозга в периферическое кровяное русло, где их содержаниеувеличивается в 6-10 раз.

На основании этого был разработан и успешноапробированвклиникеспособлечениякритическойишемииконечностей [Головнева Е.С. и др., 2004, 2012]. Очевидно, чтоповышение концентрации ЦСК может быть использовано для активацииразнообразных восстановительных процессов в организме.

Остаетсянеизученным воздействие среднеинтенсивного лазерного облучения зонлокализации красного костного мозга на стимуляцию репарации имикроциркуляциивповрежденноммиокарде.Непроводилосьсравнительной оценки эффективности репарации миокарда послевоздействия лазеров, генерирующих излучение в инфракрасной икрасной областях спектра.Цель исследованияИзучить влияние среднеинтенсивного лазерного облучения зонлокализации красного костного мозга на репарацию поврежденногомиокарда крыс.Задачи исследования1.

Оценить динамику зон ишемии кардиомиоцитов и сформировавшейсясоединительнойтканивмиокардесдиффузнымиочаговымповреждением после среднеинтенсивного лазерного воздействия накрасный костный мозг.2. Изучить морфофункциональные особенности микроциркуляции вповрежденноммиокардепослесреднеинтенсивноголазерноговоздействия на красный костный мозг.3. Изучить морфофункциональные характеристики тучных клеток вповрежденноммиокардепослесреднеинтенсивноголазерноговоздействия на красный костный мозг.4. Определить особенности экспрессии фактора роста сосудистогоэндотелияв поврежденном миокарде послесреднеинтенсивного7лазерного воздействия на красный костный мозг.5.

Определить особенности активности желатиназ в поврежденноммиокарде после среднеинтенсивного лазерного воздействия на красныйкостный мозг.6. Провести сравнение репарации миокарда при использовании дляоблучения зон локализации костного мозга лазеров с длиной волны 980и 670 нм.7. Определить динамику содержания CD34+/45+ клеток и некоторыхпоказателей периферической крови после среднеинтенсивного лазерногооблучения зон локализации костного мозга.Научная новизнаВпервые в эксперименте показана возможность стимуляциирепаративных процессов в поврежденном миокарде животных послесреднеинтенсивного лазерного воздействия на красный костный мозг.Наблюдаемаянормализациямикроциркуляциивповрежденноммиокарде происходит на фоне активации тучных клеток, повышенияэкспрессии фактора роста сосудистого эндотелия и активностижелатиназ, что сопровождается увеличением относительной площадисосудистого русла, снижением индекса Керногана артериальныхсосудов, нормализацией микроциркуляции, уменьшением площади зонишемии кардиомиоцитов и сформированной соединительной ткани посравнению с животными без воздействия лазера на костный мозг.Впервые показано, что использование длин волн лазерного воздействия670 и 980 нм вызывает сходные репаративные изменения в миокардепослеоблучениязонлокализациикрасногокостногомозга.Установлено повышение содержания эритроцитов, гемоглобина илейкоцитов в периферической крови животных с повреждениеммиокарда после лазерного воздействия на красный костный мозг.ВпервыеописаноповышениесодержанияCD34+/45+клетоквпериферической крови у больных с инфарктом миокарда после8лазерного облучения красного костного мозга.Теоретическая и практическая значимость работыРезультаты исследования расширяют представления об эффектахлазерного воздействия на красный костный мозг и влиянии повышенияконцентрации циркулирующих стволовых клеток в крови на процессырепарации в поврежденном миокарде, что проявляется в уменьшенииплощади ишемических, некротических изменений и коллагеновыхволокон соединительной ткани.