Диссертация (1140411), страница 20
Текст из файла (страница 20)
При этом четкаяграница между нативным матриксом и «тонковолокнистым» типом условна:между ними матрикс хряща имеет переходное строение и в нем обнаруживаютсяединичные, тонкие волоконца, едва видимые при световой микроскопии.В отличие от других типов АТ, в «тонковолокнистом» типе, также, как и внативном матриксе реберного хряща, очаги «коллагенолиза» отсутствуют.Наиболее вероятно, подобная устойчивость АТ этого типа к «коллагенолизу»связана со структурой ЭЦМ, идентичной таковой в нативном матриксе(экранирование фибрилл коллагена протеогликановыми агрегатами от ферментов– см.
стр. 27). Кроме того, в этом типе АТ отсутствует разрушение хрящевых155лакун с хондроцитами, что характерно для «канонического» и «переплетенного»типов (см. стр. 152).Можно предположить, что одинаковая трехмерная структура коллагеновогокаркаса в «тонковолокнистом» типе АТ и в нативном матриксе отражает иходинаковое функциональное значение – обеспечение упругости ЭЦМ реберныххрящей; при этом латеральная агрегация фибрилл коллагена II типа сформированием более толстых фибрилл (АВ) в «тонковолокнистом» типе АТприводит к значительному усилению упругости (ригидности) ЭЦМ, что, по сути,являетсяпроцессомадаптациинативногоматриксаквозрастающиммеханическим нагрузкам. Результаты корреляционного анализа указывают на то,что увеличение площади «тонковолокнистого» типа АТ не является возрастнымизменением и не приводит к снижению метаболизма ЭЦМ во всех исследуемыхгруппах, что выражается в отсутствии положительных корреляций его площади свозрастом и отрицательных – с общим количеством хрящевых лакун.На основании того, что и нативный матрикс, и очаги АТ всех типов имеютобщий коллагеновый состав (наличие коллагена II типа при отсутствииколлагенов I и III типов), а также наличия зон перехода между, можноутверждать, что АТ нативного матрикса является единым, непрерывнымпроцессом, а различные ее типы – стадиями этого процесса.
Точныемолекулярные механизмы, обеспечивающие морфогенез АТ и лизис АВ неописаны в литературе. Возможная схема этого процесса, разработанная наосновании полученных нами результатов, приведена на рисунке 93.Так, хондроциты синтезируют нативный матрикс, в состав которого входятразнонаправленные коллагеновые фибриллы коллагена II типа. Эти фибриллы засчет латеральной агрегации формируют фокусы АТ «тонковолокнистого» типа сболее толстыми, чем в нативном матриксе фибриллами и волокнами (АВ).
Нельзяисключить, что инициирующая роль трансформации нативного матрикса в«тонковолокнистый»типАТпринадлежитмеханическойнагрузке,воздействующей на реберный хрящ, при функционировании грудной клетки.Далее, механические нагрузкии латеральнаяагрегацияАВ в составе156«тонковолокнистого» типа АТ приводит к однонаправленному ходу АВ в ЭЦМ сформированием «канонического» и/или «переплетенного» типов АТ. При этом«переплетенный» тип может быть предшественником «канонического» типа илиже«канонический»типпереходитв«переплетенный»врезультатеферментативного разрушения.Рисунок 93 – Возможная схема реорганизации нативного матрикса реберногохряща при АТ.Вобласти«канонического»и«переплетенного»типовАТчастьхондроцитов начинает синтезировать коллаген II типа внутри хрящевых лакун сформированием «внутрилакунарного» типа АТ и, в дальнейшем, эти хондроцитыпогибают.
Другие хондроциты подвергаются гиперплазии с формированиемгигантских лакун, в их цитоплазме нарастают явления вакуолизации споследующим разрушением клеток и заполнением хрящевой лакуны клеточнымдетритом. Разрушение стенок таких хрящевых лакун приводит к выходу ихсодержимого н, что сопровождается либо слиянием «внутрилакунарного» типаАТс«переплетенным»и«каноническим»(еслилакунасодержала«внутрилакунарный» тип), либо, если лакуна была заполнена клеточным157детритом, к выходу ферментов в его составе и лизису АВ – «коллагенолизу». Врезультате«коллагенолиза»,всетипыАТ,кроме«тонковолокнистого»,подвергаются разрушению, а продукты распада АВ могут служить индукторомсинтеза новых фибрилл коллагена II типа.Таким образом, формирование и разрушение участков АТ –динамическийпроцесс, необходимый для роста и ремоделирования хрящевой ткани, чтообеспечивает выполнение ею механических функций.
Так, «тонковолокнистый»типобеспечиваютупругостьхрящевойткани,однакоонустойчивкферментативному разрушению, что препятствует ее ремоделированию в ходероста ребенка. Трансформация в «канонический» и «переплетенный» типы АТнеобходима для последующей ферментативной деструкции ЭЦМ реберногохряща; кроме того, «канонический» тип также обеспечивает локальную прочностьхрящевой ткани на разрыв.
Роль «внутрилакунарного» типа АТ остается неясна,однако можно предположить, что он необходим для сцепления пучков АВ всоставе очагов АТ «канонического» и «переплетенного» типа, что придаетдополнительную прочность хрящевой ткани в этих участках.По данным статистического анализа, увеличение частоты встречаемости иплощади очагов АТ «тонковолокнистого» типа наиболее выражено у детей,страдающих ВД и, особенно, КД грудной клетки, по сравнению с группойконтроля. В то же время, увеличение частоты встречаемости и площади очаговАТ других типов при деформациях выражено слабее или отсутствует (см. рисунки91 и 92).
Важно отметить, что при ВД и КД грудной клетки такжеобнаруживаютсяотрицательныекорреляциимеждуплощадями«тонковолокнистого» и «канонического» типов АТ (то есть, при увеличенииплощади одного из типов уменьшается площадь другого). Кроме того, только приВД грудной клетки выявляются отрицательные корреляции между площадью«тонковолокнистого» и «переплетенного» типов АТ. В то же время, в контролетакие корреляции отсутствуют.
Помимо этого, корреляционный анализ выявилособенности возрастной динамики АТ при ВД и КД грудной клетки. Полученныерезультаты отражают глубокие нарушения молекулярных процессов, лежащих в158основеАТматриксареберныххрящей,чтоприводиткнарушениямбиомеханических свойств ЭЦМ хрящевой ткани, что лежит в основе развития ВДи КД грудной клетки.Биомеханическая несостоятельность реберных хрящей при ВД груднойклетки показана в работе Feng J. и соавторов [105]. Следует подчеркнуть, что рядеклинических случаев у людей с ВД грудной клетки была описана механическаянесостоятельностьдругихгиалиновыххрящей(например,ввидетрахеобронхомаляции) [115; 116], однако у людей с КД грудной клетки подобныеизменения обнаружены не были. Таким образом, при ВД имеет место системнаямеханическая несостоятельность гиалиновой хрящевой ткани и, в частности,коллагена II типа, вызванная дисплазией соединительной ткани (ДСТ).Механическая несостоятельность коллагена II типа при ВД грудной клетки,вероятно, компенсируется повышением его синтеза хондроцитами, а такжеувеличением экспрессии генов коллагена IX типа, который необходим длявзаимодействия фибрилл коллагена II типа друг с другом и с протеогликанами[50; 78].
Поскольку все типы АТ состоят из коллагена II типа, очевидно, чтоизбыточная АТ матрикса реберных хрящей при ВД, является морфологическимпроявлением этих компенсаторно-приспособительных процессов и выражается ввиде увеличения частоты встречаемости и площади «тонковолокнистого» типаАТ, что необходимо для обеспечения упругости матрикса.Выявленные в группе с ВД грудной клетки отрицательные корреляциимежду площадью «тонковолокнистого» и «переплетенного» типов АТ, всочетании со статистически достоверным увеличением частоты встречаемости иплощади «переплетенного» типа (см. рисунки 91 и 92), указывают на избыточныйлокальный переход «тонковолокнистого» типа АТ в «переплетенный», что нехарактерно для группы контроля и группы с КД грудной клетки.
В то же время,локальный переход «тонковолокнистого» типа АТ в «канонический» выраженслабо. Об этом свидетельствует сочетание отрицательной корреляции междуплощадью этих типов АТ с незначительным увеличением частоты встречаемости«канонического» типа в группе с ВД (см. рисунки 91 и 92). Таким образом,159избыточный переход «тонковолокнистого» типа АТ в «переплетенный» принезначительном переходе в «канонический» не позволяет матриксу реберныххрящей адекватно обеспечивать их механические свойства, а компенсаторнаяреакцияввидеувеличениячастотывстречаемостииплощади«тонковолокнистого» типа не достаточна для противодействия локальныммеханическим нагрузкам.
Кроме того, в условиях более редкого расположенияхрящевых лакун в матриксе при ВД грудной клетки (см. выше), на сохранныехондроциты ложится значительно большая нагрузка по метаболизму компонентовЭЦМ, что, вероятно, приводит к их гиперфункции и гибели, сопровождаясьнекоторым увеличением доли пустых лакун. В результате механическойнедостаточности реберных хрящей постоянные нагрузки (например, придыхании) приводят к западению передней грудной стенки и у ребенкаформируется ВД грудной клетки.При КД грудной клетки отмечается обратная ситуация – снижениеэкспрессии коллагена II типа [117].
Однако, в нашем исследовании при КДгрудной клетки было выявлено статистически достоверное увеличение частотывстречаемости и площади очагов АТ, которые состоят из этого типа коллагена.Слабая экспрессия коллагена II типа у детей с КД грудной клетки при наличиизначительного количества его молекул в матриксе хрящей указывает на общеснижение катаболизма ЭЦМ, что приводит к накоплению коллагена в виде очаговАТ.
Причиной низкого метаболизма хрящевой ткани у детей с КД является нетолько снижение частоты встречаемости хрящевых лакун в матриксе, но инаиболее низкое число хрящевых каналов среди всех исследуемых групп (см.выше). Также, важно отметить, что, в отличие от других групп, у детей с КДгрудной клетки отрицательные корреляции между средним числом лакун иплощадью «переплетенного» и «канонического» типов отсутствуют. Такимобразом, можно утверждать, что при КД грудной клетки очаги АТ этих типов(прежде всего, «канонического») не являются причиной уменьшения общегочисла хрящевых лакун с хондроцитами, а значит, первопричиной более редкого160расположения хрящевых лакун в матриксе хрящей при КД грудной клетки служитболее редкое расположение хрящевых каналов, что препятствует их трофике.В результате этих изменений в матриксе реберных хрящей у детей с КДгруднойклеткинакапливается«тонковолокнистый»тип,наиболеераспространенный и занимающий наибольшую площадь по сравнению состальными группами (см.
рисунки 91 и 92). Другим наиболее распространеннымтипом АТ при КД грудной клетки является «канонический» тип. Увеличениеотносительной площади участков «переплетенного типа» с возрастом, котороенаблюдается в группе с ВД грудной клетки и в контроле, для детей с КД груднойклетки нехарактерно, на что указывают результаты корреляционного анализа.Также, они указывают на тенденцию к переходу «тонковолокнистого» типа АТ в«канонический», а не в «переплетенный» как при ВД грудной клетки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
