92283 (680557), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Матеріалом для електронномікроскопічного дослідження були ділянки міокарду правих передсердь та лівих шлуночків щурів. Фрагменти міокарду фіксували в 2,5% розчині глютарового альдегіду на какодилатному буфері з дофіксацією в 1% розчині осмієвої кислоти. Зневоднювали у спиртах 70%, 80%, 90%, 100% концентрації та ацетоні. Заливали в суміш епон – аралдит, згідно загальноприйнятій методиці [Карупу В. Я., 1984]. Напівтонкі та ультратонкі зрізи з блоків отримували на ультратомах LKB III (Швеція) та Reihart (Швеція). Напівтонкі зрізи забарвлювали метиленовим синім та за Hayat [Hayat М., 1986] і досліджували за допомогою фотооптичної системи „Olympus”. Ультратонкі зрізи контрастували насиченим розчином 2% уранілацетату та цитрату свинцю. Препарати досліджували під електронними мікроскопами ЕМ-100 та ПЕМ – 125К.
Для морфометричних досліджень використовували програму «Органела», розроблену на базі лабораторії електронної мікроскопії Інституту проблем патології. В передсердних кардіоміоцитах підраховували співвідношення різних типів гранул [Коростишевская И. М., 1989]. І тип представляє собою популяцію гранул, що формуються. ІІ тип гранул представляє зрілі форми органел, які депоновані в передсердних кардіоміоцитах. ІІІ тип гранул складається з органел, вміст яких виводиться з клітини. Різні типи гранул підраховували на негативах, отриманих при однаковому збільшенні, які містили фрагменти передсердних кардіоміоцитів, зріз яких пройшов через центр клітини.
В кардіоміоцитах лівого шлуночка визначали об’ємну і числову щільність мітохондрій, середню площу мітохондрій, фактор форми мітохондрій, об’ємну щільність міофібрил та співвідношення об’ємних щільностей мітохондрій і міофібрил, згідно принципам стереометричного аналізу [Автанділов Г. Г., 2007].
Трансплантацію фетальної щитоподібної залози експериментальним тваринам здійснювали в день тиреоїдектомії. Донорський матеріал брали від плодів щурів на 9-10 добу гестації. Трансплантували заготовлені фетальні щитоподібні залози в дуплікатору очеревини здухвинної кишки.
Статистична обробка здійснювалась методами варіаційноі статистики, за допомогою програмного забезпечення Statistica for Windiws 6.0 (Microsoft Corporation, USA). Обраховувались дані морфометричного та біохімічних досліджень. По кожному з показників обчислювалося середнє значення та стандартна похибка для кожної з піддослідних тварин. Вірогідність отриманих даних оцінювали за параметричними і непараметричними критеріями достовірності.
Результати досліджень та їх обговорення. Морфофункціональний стан міокарду щурів в динаміці експериментального гіпотиреозу. В результаті тиреоїдектомії у щурів формується стан стійкого гіпотиреозу, про що свідчить достовірне зниження концентрації вільного тироксину плазми крові більше, ніж вдвічі, порівняно з контролем (рис. 1). Встановлене зниження концентрації загального кальцію в плазмі крові впродовж всіх 100 діб дослідження, проте, рівень іонізованого кальцію в крові залишався в межах норми, визначеної для інтактних тварин, що свідчить про відсутність гіпопаратиреозу у досліджуваних тварин [Федоров С. В., 2006; Jacobs D., 2004].
Рис. 1. Графік змін концентрації вільного тироксину в плазмі крові в динаміці експерименту. По осі абсцис – терміни досліджень та контрольне значення, по осі ординат – концентрація вільного тироксину в плазмі крові (нмоль/л).
Аналіз отриманих результатів комплексного дослідження функціонального стану та структури міокарду дозволив виявити стадійність формування патоморфологічних змін в ньому. Ці зміни мали однаковий характер та спрямованість як в міокарді правого передсердя, так і лівого шлуночка, проте їх виразність була більшою в міокарді правого передсердя. За характером виявлені процеси в міокарді можна розділити на три основні стадії: реактивних змін, компенсаторно-пристосувальних процесів та декомпенсації.
Реактивні зміни в міокарді набувають свого розвитку в ранньому післяопераційному періоді (через 14 та 35 діб після операції). Вже на цій стадії активувались процеси як спонтанного, так і НАДФН+-індукованого механізмів перекисного окислення ліпідів (концентрація малонового діальдегіду в гомогенаті міокарда в першому випадку виросла на 116%, а у другому – на 56%). Тобто, реактивні зміни в міокарді характеризувались активацією переважно процесів спонтанного утворення вільних радикалів. Ці дані узгоджуються даними інших авторів [Ланкин В. З., 2000; Реброва Т. Ю., 2007; Сомова О. В., 1999; Ткаченко О. Р., 1994]. Ймовірною причиною ланцюгової активації вільнорадикального окислення ліпідів є розмежування окисно-відновних процесів в мітохондріях.
Одними з перших в процес перекисного окислення ліпідів включаються поліненасичені жирні кислоти за рахунок наявності в них нестійких зв’язків [Савицький И. В., 1982]. Отримані нами результати визначення жирнокислотного спектру ліпідів міокарда дають право вважати, що для періоду реактивних змін характерним є перекисне окислення саме поліненасичених жирних кислот, вміст яких зменшився на 10%. Поліненасичені жирні кислоти в структурі фосфоліпідів беруть участь у формуванні мембран клітин. Причому, чим більший вміст цих жирних кислот в мембрані, тим нижче її в’язкість та тим вищою є активність рецепторних, транспортних та сигнальних систем [Галявич А. С., 2006]. Зниження вмісту поліненасичених жирних кислот в мембранах організму сприяє підвищенню їх проникності та зменшенню міцності. Ми спостерігали це на прикладі мембран еритроцитів тиреоїдектомованих щурів. Виявилось, що через 14 діб рівень нестійких форм еритроцитів в 0,45% NaCl підвищилась на 95,8% порівняно з контролем.
Описані біохімічні та патофізіологічні процеси мали своє морфологічне відображення в міокарді. В патологічний процес включаються обмінні мікросудини, компоненти інтерстиційного простору та самі кардіоміоцити. Виявлений гетеротипізм змінених кардіоміоцитів відображає грубі механізми їх селекції в умовах різкого дефіциту гормонів щитоподібної залози. Найбільш чутливими до дії патогенного чинника виявляються найбільш активні з функціональної точки зору клітини [Непомнящих Л. М., 1981; Твердохліб І. В., 1996].
Характерною ознакою реактивних процесів в міокарді через 14 діб була поява ділянок апоптозно змінених клітин, які втрачають контакти з сусідніми кардіоміоцитами, мають пікноморфні ядра, ущільнену цитоплазму з деструктурованими міофібрилами, розширеними канальцями саркоплазматичної сітки, які не утворюють тріади, активними мітохондріями з дещо ущільненими кристами. Окрім кардіоміоцитів, спостерігались апоптозно змінені ендотеліоцити.
Вважають, що специфічним для кардіоміоцитів є мітохондріальний шлях запуску апоптозу [Cook S. A., 1999; Стеченко Л. А., 2006]. Разом з тим, не можна заперечувати і участь цитоплазматичних кальцієвих механізмів. Очевидно, вони доповнюють висунуту концепцію кальцієвих пошкоджень кардіоміоцитів [Меерсон Ф. З., 1980; Ейлер В. Г., 1990; Kranias E. G., 2007]. Цілком можлива комбінація цих двох механізмів.
Іншою важливою ознакою реактивних процесів в міокарді як через 14, так і через 35 діб була поява значної кількості „світлих” кардіоміоцитів, із вираженими набряковими процесами в саркоплазмі, розвитком альтеративних змін з боку скоротливого та енергетичного апаратів та недостатністю репаративних процесів. Набряк саркоплазми, очевидно, пов’язаний із порушенням функції транспортних білків в складі сарколеми та виявленим зниженням вмісту поліненасичених жирних кислот в структурі фосфоліпідів мембран. Він відображає описане нами підвищення проникності клітинних мембран за умови гіпотиреозу. Згідно даних літератури, тиреоїдині гормони індукують синтез Na/K-АТФази, білків іонних каналів в кардіоміоцитах, що за умови гіпотиреозу спричиняє підвищену її проникність для іонів Na+, яка стає причиною набрякових процесів в кардіоміоцитах [Сыч Ю. П., 2003; Dillman W. H., 1990; Kahaly G. R., 2005].
Реактивні процеси в цей період встановлені і в більшості капілярів, де вони проявлялись активацією мікровезикулярного транспорту та білоксинтетичних процесів, появою мікроклазматозних виростів, які збільшують площу дифузійної поверхні. В цій стадії до 35 доби наростали ознаки порушення гемомікроциркуляції із формуванням мікрогеморагій, сладжу еритроцитів. Такі зміни структур гістогематичного бар’єру посилюють дистрофічні зміни в міокарді.
Перші ознаки включення компенсаторно-пристосувальних процесів в міокарді спостерігаються вже через 35 діб після тиреоїдектомії, проте на цьому етапі вони існують разом із реактивними, а часто і деструктивними процесами, що свідчить про їх невисоку ефективність. Найбільш вираженими процеси адаптації стають через 50 діб після операції. Причому, виразність цих процесів була більшою в міокарді правого передсердя, в той час як в міокарді лівого шлуночка поряд з компенсаторно-пристосувальними, все ще спостерігались і деструктивні ознаки. В цей час відбувається посилення активності НАДФН+-залежного шляху перекисного окислення ліпідів (концентрація малонового діальдегіду становила (125,5 ± 3,4) ммоль/г при (54+6,9) – у контролі). Це опосередковано свідчить про збільшення вмісту в кардіоміоцитах відновленої форми НАДФ, а отже і про посилення її утворення в дихальному ланцюгу мітохондрій [Афонина Г. Б., 2000]. Разом з тим, в структурі ліпідів міокарда підвищується вміст поліненасичених жирних кислот, що збільшує стійкість мембран кардіоміоцитів та сприятливо впливає на процеси трансмембранного транспорту і рецепції. З іншого боку, на 9,23% зменшився вміст насичених жирних кислот в складі ліпідів міокарда. Причиною таких змін може бути посилене їх використання для процесів окислення в мітохондріях кардіоміоцитів, де вони є основним джерелом АТФ [Хехт А., 1975; Галявич А. С., 2006]. Варто зазначити, що показник осмотичної резистентності еритроцитів в цій стадії залишається низьким.
В ендотелії капілярів виявлені ознаки помірної активності як транспортних, так і біосинтетичних процесів. Це сприяє відновленню мікроциркуляції в них, оптимізації обмінних процесів, що разом із зменшенням ітерстиційного набряку покращує трофіку кардіоміоцитів, без чого неможливим є становлення компенсаторних механізмів в них.
В кардіоміоцитах найбільш вираженими виявились компенсаторні реакції білоксинтетичного апарату. Вони були типовими для міокарда [Меерсон Ф. З., 1980; Непомнящих Л. М., 1991; Пауков В. С., 1982] та полягали в гіпертрофії ядер, збільшенні кількості вільних рибосом, полісом та зв’язаних з мембранами гранулярної ендоплазматичної сітки форм. Показник об’ємної щільності міофібрил не змінився, проте їх якісні характеристики відображали активні репаративні процеси. Ознакою останніх є наявність довгих ланцюжків полісом, на яких синтезуються актинові та міозинові міофіламенти. Проте, як відомо, за умови гіпотиреозу переважно синтезуються в-ізоформа важкого ланцюга міозину, потужність та швидкість скорочення для якої нижча, порівняно з б-ізоформою [Morkin Е., 1993; Ojamaa K., 1996; Ladenson P. W., 1992]. Компенсаторно-пристосувальні процеси мітохондрій полягали переважно у вираженій їх гіперплазії, внаслідок якої утворювались молоді форми органел (рис. 2). А в міокарді правого передсердя, спостерігалась і гіпертрофія окремих мітохондрій. Разом з тим, їх ультраструктури відновлюються лише частково. На цьому етапі відбувається компенсація енергетичного дефіциту в кардіоміоцитах як за рахунок мітохондріальних механізмів, так і за рахунок активізації процесів гліколізу. Це узгоджується з даними гістохімічних досліджень в динаміці гіпотиреозу [Павлюк В. Г., 1977; Колесова Н. А., 2007]. Клітини, які не змогли переключитись на гліколітичний шлях отримання енергії, зазнають загибелі. Про це свідчить наявність значної кількості гранул глікогену в поодиноких змінених за „темним” типом кардіоміоцитах. В кардіоміоцитах все більше виникає ознак порушення інтрацелюлярного обміну кальцію, що відображено в особливостях будови саркоплазматичної сітки, накопиченні електронно-щільних депозитів в матриксі мітохондрій, контрактурних змінах міофібрил.
Рис. 2. Розподіл мітохондрій в кардіоміоцитах лівого шлуночка міокарду інтактних щурів та в динаміці експериментального гіпотиреозу. По осі абсцис - групи досліджень, по осі ординат – кількість досліджених об’єктів в %.
Ймовірно, ця стадія розвитку міокардіопатії є ще оборотною та сприятлива для будь-якої медикаментозної корекції (етіопатогенетичного лікування гіпотиреозу або симптоматичної терапії проявів міокардіопатії). Після неї формується стадія декомпенсації міокарда з ознаками розвитку хронічної серцевої недостатності, які є необоротними. В нашому дослідженні ці зміни спостерігались через 100 діб після тиреоїдектомії. Вони супроводжувались зниженням активності НАДФН+-індукованого перекисного окислення ліпідів. Це опосередковано вказує на вторинне порушення окисно-відновних процесів в мітохондріях. Активність спонтанного утворення продуктів перекисного окислення ліпідів все ще залишалась стабільно високою і становила (56,0 ± 10,0) ммоль/г при контрольному значенні - (26+4,2) ммоль/г. З ними, очевидно, пов’язані зміни в жирнокислотному спектрі ліпідів міокарду. На фоні відновлення співвідношення насичених і ненасичених жирних кислот, в структурі останніх зменшується вміст поліненасичених жирних кислот, які, як відомо, першими включаються в процес перекисного окислення. Як наслідок - знову, вторинно, порушуються проникність, трансдукція та ригідність мембран кардіоміоцитів. Подібне співвідношення жирних кислот в структурі ліпідів крові спостерігали і при інших хронічних захворюваннях міокарду у людини [Алимова Е. К., 1970; Pirro М., 2002]. Структурна перебудова клітинних мембран сприяє зменшенню її міцності та проникності, що корелює із зниженням осмотичної резистентності еритроцитів більше, ніж на 200%.
Зрив адаптаційних процесів проявився посиленням деструктивних змін в першу чергу з боку скоротливого та енергетичного апаратів на фоні вираженої недостатності репаративних процесів, що проявляється утворенням глибоких інвагінацій каріолеми з формуванням сегментованих ядер; розширенням перинуклеарного простору, зменшенням вмісту вільних рибосом, полісом та канальців гранулярної ендоплазматичної сітки. Наслідком гіпопластичних та активації деструктивних процесів в міокарді є зменшення вмісту міофібрил, структурна цілісність яких в різній мірі порушена, гетерогенність змін в мітохондріях.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
