CC BY
9гипертрофией миокарда, усилением ПОЛ, с сохранением активности ферментов АОЗ, гипокоагуля-ционной направленностью изменений в системе 3. свертывания крови.
При катехоламиновом кардионекрозе у адаптированных в течение 45 дней к высокогорью крыс явления гипертрофии и ишемии были менее выражены по сравнению с низкогорными и неадаптированными животными, активация ПОЛ в 4. миокарде более выражена с разнонаправленным изменением супероксидисмутазы (СОД) и ката-лазы, а умеренная гиперкоагуляция сопровождалась усилением функции фибринолитической системы. 5.
Полученные нами данные подтверждают концепцию о протективном эффекте адаптации к высокогорью на развитие стрессорной патологии, 6. и свидетельствуют о важной роли при этом процессов свободно радикального окисления, активности ферментов антиоксидантной защиты и системы гемостаза.
ных состояний в горах: Автореф. дисс. докт. биол. наук.
- Бишкек, 2002. - 34 с.
Захаров Г.А., Горохова Г.И., Убашева Ч.А. Влияние адаптации к средне- и высокогорью на процессы свободнора-дикального окисления при экспериментальном инфаркте миокарда и катехоламиновом кардиосклерозе //Актуальные проблемы кардиологии: Тез. докл. X конф. - Тюмень, 2003. - С. 54.
Серов Р.А., Соколова Н.Н. Реакция симпато-адреноме-дуллярной системы крысят различного возраста на подкожное введение кардиотоксической дозы норадреналина //Арх. анат., гистол. и эмбриологии. - 1991. - № 1. - С. 9-14.
Chilian W.M. Adrenergic vasomotion in the coronary microcirculation //Basic Res. Cardiol. - 1990. - Vol. 85.
- Suppl. № 1. - P. 111-120.
Larson P.T., Hyemdahl P., Olsson G. Mental stress and adrenaline infusion increase platelet aggregability in vivo but reduce and induced platelet aggregability in vitro: Abstr. 4 World conf. Clin Pharmacol. and Ther. Eur. //J. Clin. Pharmacol. - 1990. - Vol. 36. - P. 53-64.
Литература
Закиров Д.З., Садыкова Г.С. Изучение функционального состояния эндокринных желез у постоянных жителей высокогорья //Вестник КНУ. - 2003. - Серия 5. - Т. 2. - Биол. науки. - С. 132-136.
Бекболотова А.К. Роль системных и метаболических компонентов адаптации в развитии и течении стрессор-
Сведения об авторе:
Чолпон Азизовна Убашева - кандидат мед. наук, доцент, медицинский факультет Кыргызско-Российского Славянского университета, г. Бишкек, Кыргызстан,
тел. 31-60-01, e-mail: [email protected]
ЭЛЕКТРОЛИТНЫМ БАЛАНС И МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТИНА СЕРДЦА ПРИ РАЗВИТИИ КОМПЕНСАТОРНОЙ ГИПЕРТРОФИИ МИОКАРДА ПРИ АДАПТАЦИИ В ВЫСОКОГОРЬЕ И В ПРОЦЕССЕ РЕАДАПТАЦИИ
Е.Г. Филипченко, Г.А. Захаров
КРСУ, г. Бишкек, Тамбовский Государственный университет им. Г. Державина, г. Тамбов.
Резюме: В работе показано, что возникновение нарушений сердечной деятельности при гипертрофии миокарда в условиях высокогорья и при реадаптации может быть обусловлено изменениями электролитного обмена из-за гипоксии и стрессорных воздействий на него других факторов внешней среды, сопровождаясь структурными изменениями в сердечной мышце.
Бийик тоого кенугуу убагында жана реадаптация процессинде миокарддын компенсотордук гипертрофиясы енуккен учурдагы электролиттик баланс жана морфологиялык керунуш
Е.Г Филипченко, Г.А. Захаров Корутунду: Кан жYГYртYY системасында, жYрeктYн сол жагынын миокарддынын гипертрофиясы, бийикти-кке кeнбeгeндYктeн, электролитик алмашуу, аба жетпегендктен жана стресс YЧYн жYрeктeгY структуракалык eзгeрYлeрдY алып келет.
Electrolyte balance and morphological picture of the heart during the development of compensatory hypertrophy during adaptation in the highlands and in the process of readaptation
E.G. Filipchenko, G.A. Zakharov Abstract: It is shown that the occurrence of cardiac activity during myocardial hypertrophy in the high altitude and de adaptation to it may be due to changes in electrolyte metabolism due to hypoxia and stress effects on it of other environmental factors, accompanied by structural changes in the heart muscle.
Проблема изучения влияния факторов горного климата на функциональные системы человека является актуальной, в особенности для Централь-
но-Азиатского региона, и это связано с интенсивным развитием горнодобывающих, туристических отраслей народного хозяйства. В Кыргызстане
данная проблема является особенно актуальной, так как 94% территории республики занимают горы, где постоянно трудится определенная часть населения (чабаны, животноводы, гидростроители, горнорабочие и другие), среди которых некоторые из них могут страдать соматическими заболеваниями, в том числе сердечно-сосудистыми. К настоящему времени в литературе накоплено большое количество работ по влиянию комплекса факторов высокогорья на различные органы и системы человека и животных [1-3], но все же малоизученными остаются вопросы развития и течения патологических процессов при реадаптации в горах.
Гипертрофия миокарда является патогенетически неоднозначным процессом, в котором участвуют все структурные компоненты ткани сердца. Этот процесс включает, по меньшей мере, две фазы: реактивно-адаптационную гипертрофию вентри-кулярных кардиомиоцитов (КМЦ) и стромальных структур. Развитие гипертрофии левого желудочка (ГЛЖ) сопровождается морфологическими, структурно-функциональными и цито-биохимически-ми изменениями в миокарде [4]. К серьезным расстройствам функций организма и миокарда в частности, приводит нарушение электролитного обмена, однако данных по изменению электролитного гомеостаза и его влиянию на нарушения в структуре миокарда в процессе реадаптации противоречивы.
целью настоящего исследования явилось изучение электролитного обмена в различных органах и тканях крыс и определение морфологической картины сердца через 9 месяцев после моделирования ГЛЖ в условиях низкогорья и на 15 сутки деадаптации после их 30-ти дневного пребывания в условиях высокогорья.
Материалы и методы исследования
Гипертрофию левого желудочка (ГЛЖ) моделировали на растущих животных путём дозированной констрикции брюшной аорты в 2,5-2,7 раза [5]. Животные были поделены на группы: 9 месяцев развития ГЛЖ, находящихся в г. Бишкек (760 м над уровнем моря) - I группа, и аналогичные животные с ГЛЖ после 30-ти дневного пребывания их в условиях высокогорья (перевал Туя-Ашу, 3200 м) с последующей 15-ти дневной реадаптацией в г. Бишкек - II группа. Контролем служили здоровые низкогорные животные. Содержание электролитов и К+) определяли методом пламенной фотометрии на пламенном фотометре ПФМ-УХЛ в правом и левом желудочках миокарда, печени, почке и скелетной мышце [6]. Результаты обработаны статистически. Исследование сердца проверили общепринятыми морфологическими и гистологическими методами. Фиксацию материала в 10% нейтральном формалине, проводку и изготовление срезов производили по общепринятой методике. Гистологические срезы окрашивали гематоксилином - эозином и пикрофуксином по Ван-Гизон. Эксперименты на животных проводились в
соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» (приложение к приказу МЗ СССР от 12.08.1977 г. № 755).
результаты исследования и их обсуждение
Исследования электролитов показали (табл.1 и 2), что в условиях низкогорья отмечалось достоверное снижение содержания калия в левом желудочке по сравнению с контролем на 5,8 ммоль/л (Р <0,05), содержание натрия при этом уменьшилось на 1,7 ммоль/л (Р <0,05). В правом желудочке также отмечаются снижение содержания калия на 6,1 ммоль/л (Р <0,02) и снижение натрия на 1,4 ммоль/л (Р <0,05).
У опытных животных после пребывания в условиях высокогорья в стенке левого желудочка отмечалось снижение калия на 4,5 ммоль/л (Р <0,05), при этом содержание натрия, повышалось на 0,8 ммоль/л (Р <0,05). В правом желудочке отмечалась тенденция к снижению содержания калия на 3,6 ммоль/л и повышению натрия на 0,7 ммоль/л. После возвращения животных из высокогорья в низкогорье содержание калия несколько увеличилось, но не достигло исходного значения.
При сравнении содержания электролитов в органах и тканях низкогорных животных с ГЛЖ и реадаптированных к высокогорью, выяснилось, что содержание натрия в левом желудочке крыс с ГЛЖ при деадаптации достоверно выше на 2,5 ммоль/л (Р <0,02), а в правом желудочке - на 2,1 ммоль/л (Р <0,05).
При гистоморфологическом исследовании миокарда левого желудочка выявлены группы мышечных волокон неравномерной толщины с тенденцией к гипертрофии и мелкозернистой дистрофией кардиомиоцитов. Наряду с участками умеренной гипертрофии мышечных волокон, встречались отдельные локусы истонченных и, как бы, вытянутых мышечных волокон. Отмечалась дисхромия ядер и цитоплазмы кардиомиоцитов. Иногда мышечные пучки были волнисто извиты, между ними можно было видеть скудное разрастание соединительной ткани (сетчатый интерстициальный склероз). Стенки интрамуральных сосудов умеренно утолщены, за счёт среднего слоя, просветы сосудов сужены. Вокруг интрамуральных сосудов разрастание зрелой соединительной ткани, что подтверждается окраской пикрофуксином по Ван-Гизон. Отмечается снижение количества микрососудов на единицу площади среза миокарда. Подобные изменения выявлены в обеих исследуемых группах с ГЛЖ. При морфологическом исследовании сердца во 1-ой группе (рис. 1) местами отмечается очаговая инфильтрация ткани круглыми клетками - мононук-леарные инфильтраты, среди которых встречаются единичные гистиоциты, фибробласты. Местами эти клетки окружают кардиомиоциты, ядра которых с нечёткими контурами. Скорее всего, это обусловлено реакцией на зернистую дистрофию и миоци-толиз кардиомиоцитов. В сердце животных из 1-ой
рис 1. Морфологическая картина изменений в сердечной мышце крыс.
ГЛЖ+Туя-Ашу+Бишкек. Гематоксилин - эозин. Миокард представлен типичными кардиомиоцитами, мышечные волокна утолщены, ядра их умеренно увеличены в размерах. Дисхромия ядер и цитоплазмы. Очаговый инфильтрат из лейкоцитов, лимфоцитов, единичных гистиоцитов и макрофагов. (Х 160).
группы подобных изменений не было выявлено.
Учитывая наличие гипертрофии мышечных волокон, интересным представляется вопрос о патогенезе этого процесса. В настоящее время основными факторами, приводящими к развитию гипертрофии левого желудочка считают гемоди-намическую нагрузку, механическое напряжение и активизацию нейрогуморальных факторов. Степень вклада каждого из этих компонентов различна и специфична. Очень важна связь напряжения, возникающего в миокарде и стимуляции ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (РААС). Миоциты желудочков содержа около 75% белковой массы миокарда, обеспечивая значительный вклад в формирование гипертрофии. Наряду с миоцитами в миокарде имеются и другие активные клетки - фибробласты, клетки гладкой мускулатуры сосудов, эндотелиальные клетки. Все они также принимают участие в развитии этой патологии миокарда, выделяя активные вещества, способные стимулировать гипертрофию миоцитов (эндоте-лины, норадреналин, ангиотензин II, выделяемый фибробластами, фактор некроза опухоли, ростовые факторы и др).
Норадреналину (НА), как стимулятору гипертрофии миокарда и веществе, вызывающем цито-патическое действие на кардиомиоциты, придают особое значение. В экспериментах на животных [7, 8] показано, что НА оказывает прямое гипертрофическое воздействие на миоциты, причем, повышение его уровня при адаптации в высокогорье и деадаптации оказывает непосредственное воздействие на миокард, способствуя формированию порочного круга: гипертрофия миокарда, усиление сердечного выброса, повышение напряжения трения на стенку центральных и периферических сосудов, активизация ростовых факторов, повышение выработки вазоконстрикторных факторов, рост периферического сопротивления сосудов и артериального давления, повышение нагрузки на миокард, дальнейшее увеличение гипертрофии.
В представленном исследовании наше внима-
ние привлёк ещё ряд фактов. Прежде всего - изменение стенок артериол (их утолщение, развитие периваскулярного склероза, сужение просвета), что свидетельствует о нарушении функции сосудов обменного звена, способствующих нарушению трофики кардиомиоцитов, повреждению обменных процессов и быстрому прогрессированию исследуемого патологического процесса. Особую роль в формировании гипертрофии сосудистой стенки может играть эндотелий. По мнению некоторых авторов, пока эндотелий не поврежден, он синтезирует главным образом факторы противо-свертывания [9], являющиеся также вазодилатато-рами. Эти биологически активные вещества (БАВ) препятствуют росту гладких мышц - стенки сосуда не утолщаются, диаметр его не меняется. Но при повреждении эндотелия он и начинает играть ключевую роль в патогенезе ряда системных патологий (атеросклероз, гипертония, инсульты, инфаркты и др.). Это связано с участием БАВ в активизации РААС и переключением активности эндотелия на синтез оксидантов, вазоконстрикторов, агрегантов и тромбогенных факторов, а также уменьшением деактивации эндотелиальных биологически активных веществ.
В наших исследованиях предпосылкой к возникновению очагов альтерации в миокарде при реадаптации может быть совокупность ряда неблагоприятных внешних условий: стресс, гипоксия и др. Эти состояния, как известно, инициируют целый каскад метаболических и нейрогуморальных реакций при участии НА, которые усугубляют нарушение трофики миокарда [10, 11], нарушают целостность сосудистой стенки. В условиях стресс-реакции катехоламины и продукты их окисления оказывают прямой токсический эффект на кардиомиоциты. В научной литературе имеются сведения, что при биопсии миокарда у больных с феохромоцитомой, с кардиомиопатией Такотсубо имеются схожие с обнаруженными нами изменения: миоцитолиз, мононуклеарные инфильтраты и соединительнотканный фиброз [12].
Установленные нами морфологические изменения сочетаются с нарушением калиево-натриевого обменного механизма. Изменение электролитного баланса в сторону увеличения содержания натрия и уменьшения калия может свидетельствовать о нарушении осмотического состояния клеток миокарда и его сосудов, как следствие стрессорных влияний на гипертрофированный миокард.
Таким образом, моделируемая у животных гипертрофия миокарда в условиях низкогорья сопровождается снижением содержания калия и натрия в исследуемых тканях, а тридцатидневное пребывание животных с 9-ти месячной ГЛЖ в условиях высокогорья с последующей реадаптацией вызывала, напротив, в органах и тканях увеличение содержания натрия и снижение калия, что может свидетельствовать о повышении проницаемости клеточных мембран, а также альтератив-ных изменениях в миокарде. Морфологически это подтверждается прогрессированием процессов гипертрофии миокарда с развитием периваскуляр-ного кардиосклероза в обеих исследуемых группах, а также формированием очагов паренхиматозной дистрофии.
список литературы:
1. Данияров С.Б. Работа сердца в условиях высокогорья. Л.: Медицина, 1979. - 152 с.
2. Миррахимов М.М., Гольдберг П.Н. Высокогорная диза-даптация человека (Клиника, лечение, профилактика) // Метод. рекоменд. -М., 1981. - 26 с.
3. Сиротинин Н.Н. Повышенная резистентность организма как следствие изменений, вызванных адаптацией к гипок-сии//Мат. 2-гомеждународ. Конгресса по патологической физиологии. - Прага, 1975. - С.373.
4. Kannel W.B. Left ventricular hypertrophy as a risk factor in
arterial hypertension //Eur. Heart. J. 1996; 13: Suppl D: 8288.
5. Меерсон, Ф. З. Гиперфункция, гипертрофия, недостаточность сердца. - М. : Медицина, 1968. - 388 с.
6. Руммель А.Г., Баженова А. Ф. Методика определения натрия, калия и хлора в биологических жидкостях и тканях //Кортикостероидная регуляция вводно-солевого гомеостаза. — Новосибирск, 1967. С. 234-237.
7. Горохова Г.И. Течение катехоламинового кардионекрозау собак-«аборигенов» среднегорья: Автореф. дисс. ... канд. биол. наук. - Бишкек, 1993. - 20 с.
8. Капелько В.И., Попович М.И. Метаболические и функциональные основы экспериментальных кардиомиопатий. - Кишинев: Штиница, 1990. - 208 с.
9. Лупинская З.А. Эндотелий сосудов - основной регулятор местного кровотока //Вестник КРСУ. - 2003. - №7. -. С. 89-75.
10. Lemaitre RN, King IB, Mozaffarian D et al. Plasmaphospholipid trans fatty acids, fatal ischemic heart disease, and sudden cardiac death in older adults: the cardiovascular health study. /Circulation; № 114(3). - 2006. - Р. 209-215.
11. Muller D., Agrawal R., Arntz H.R. How sudden is sudden cardiac death? //Circulation. № 114(11). - 2006. - Р. 11346.
12. Kassim T.A., ClarkeD.D., Mai V.Qatal. Catecholamineinducet cardiomyopathy //Endocr. Pract., № 14 (9). - 2008. - Р. 11371149.
сведения об авторах:
Елена Григорьевна Филипченко - кандидат мед.наук,, доцент кафедры нормальной и патологической анатомии КРСУ, г. Бишкек,
Геннадий Алексеевич Захаров - доктор мед. наук, профессор, Тамбовский Государственный университет им. Г. Державина, г. Тамбов. E-mail: [email protected]
