CC BY
22
ИЗМЕНЕНИЯ В СТРУКТУРЕ МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ ЯЗЫКА ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МАКРОГЛОССИИ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА СЕРДЦЕ
Р.С. Матвеев
Кафедра стоматологии ГОУ «Институт усовершенствования врачей» Минздравсоцразвития ЧР Красная площадь, 3, Чебоксары, Россия, 428003
И.Г. Ямашев
Кафедра ЧЛХ и хирургической стоматологии ГОУ ДПО «КГМА Росздрава» ул. Муштари, 11, Казань, Россия, 420012
В связи с тем, что большинство ортогнатных операций на нижней челюсти сопровождается глоссотомией, а в литературе имеются данные о генетически обусловленных связях и схожести мышечных волокон языка и миокарда, был проведен эксперимент на животных, в результате которого установлены морфофункциональные связи между кардиомиоцитами и мышечными волокнами языка, подвергшимися резекции или искусственному увеличению.
Причину рецидивов после ортогнатных операций большинство исследователей связывают с избыточным давлением языка на передний отдел альвеолярного отростка. В этой связи авторы рекомендуют производить глоссотомию для предупреждения рецидивов после хирургического лечения макрогении [2].
В литературе имеются данные о схожести строения мышечной ткани определенных органов организма. Однако они носят фрагментарный характер и крайне немногочисленны. В этой связи следует отметить публикацию [1], в которой указывается на генетически обусловленные связи мышечной ткани языка и сердца в пре- и постнатальном периодах жизни. Автор публикации описала в языке человека мышечные волокна с центральным расположением ядер, разветвляющиеся в области желез при подходе к слизистой оболочке, что позволило ей отметить их аналогию с сердечными мышечными волокнами. В литературе описаны также особые структуры в мышцах языка, названные нервно-мышечными веретенами, аналогичные структурам, присутствующим и в миокарде.
Цель исследования — изучение морфофункциональных изменений в мышечной ткани языка и миокарда при экспериментальной макроглоссии.
Материалы и методы. Для достижения поставленной цели нами был проведен эксперимент на 72 беспородных крысах-самцах массой 60—120 грамм, тридцати двум из которых однократно с двух сторон от средней линии языка в толщу мышцы вводилось по 0,05 мл полиакриламидного гидрофобного геля. В течение 2 месяцев животные содержались на стандартном корме вивария при свободном доступе к воде «Сестрица» с общей минерализацией и жесткостью 120 мг/дм3
и 3,8 мг/дм3 соответственно и следующим химическим составом: сульфаты — 8,8 мг/дм3, фториды — 0,23 мг/дм3, хлориды — 3,95 мг/дм3 и активированная кремневая кислота (по кремнию) — 2,1 мг/дм3.
По истечении указанных сроков животных забивали методом декапитации. При забое язык и сердце извлекались целиком. Язык делился по средней линии, сердце пополам во фронтальной плоскости. Половины указанных органов фиксировались в 10% растворе забуференного формалина с последующей заливкой в парафин по стандартной методике. Другие половины органов замораживались и из них изготовлялись криостатные срезы толщиной 10 мкм для последующих гистоферментных исследований. Из залитых в парафин блоков изготавливались срезы толщиной 5 мкм, которые окрашивались гематоксилином и эозином для морфометрической и описательной оценки. Морфометрию проводили с помощью программы SigmaScanPro.
На замороженных срезах выявлялась активность сукцинатдегидрогеназы (СДГ), NADH-диафоразы методом Z. Lojda [17] и неспецифической эстеразы (НЭ) методом Gomori [6].
Оценку активности ферментов осуществляли фотометрированием в проходящем свете на микроскопе «Микмед-2» с использованием фотоэлектронасадки ФМЭЛ-1 с ФЭУ-79 и выходным напряжением усилителя 1200 В. Регистрацию светопропускания через интерференционный светофильтр с максимумом свето-пропускания на длине волны 620 нм осуществляли с помощью цифрового вольтметра Щ 4300, после чего, путем отрицательного десятичного логарифмирования, уровень светопропускания трансформировали в светопоглощение, которое выражалось в условных единицах (УЕ) оптической плотности.
Уровень гистамина в тканях определяли люминесцентно-гистохимическим методом Кросса-Эвана-Роста [3]. Содержание в тканях серотонина и катехола-минов определяли люминесцентно-гистохимическим методом Фалька-Хиллар-па [5] в модификации Е.М. Крохиной (1969). Определение содержания гепарина в тканях производили люминесцентно-гистохимическим методом Энербек [4]. Люминесцентно-гистохимический анализ препаратов производили с использованием люминесцентного микроскопа ЛЮМАМ И-2 с микроспектрофлуоримет-рической насадкой ФМЭЛ-1А.
Полученный цифровой массив обрабатывали общепринятыми статистическими методами с использованием программ Microsoft Office Excel 2003 и Sta-tistica 6.0.
Результаты исследования. Относительная масса сердца животных с макро-глоссией не имела достоверных отличий от контрольных животных, но у них достоверно уменьшилась относительная площадь (в %) кардиомиоцитов относительно контроля (58,09 ± 1,10 и 67,73 ± 1,09 соответственно). Сочетанное с макро-глоссией употребление животными питьевой воды с высокими концентрациями кремния и кальция привело к таким же результатам (57,82 ± 1,53 и 58,91 ± 4,10 соответственно). Достоверно наибольшая, в сравнении с контролем, относительная площадь мышечных волокон в языке была выявлена в группе животных с резецированным языком (56,09 ± 1,61 и 51,41 ± 0,75 соответственно).
Оценивая активность СДГ в мышечных волокнах, можно констатировать тот факт, что у животных с макроглоссией (1-я группа) наблюдается тенденция к повышению активности фермента в мышечной ткани языка. При добавлении к питьевой воде микроэлементов животным с макроглоссией в кардиомиоцитах активность СДГ в миокарде достоверно снижается, а в мышцах языка еще больше повышается в сравнении с контрольной группой.
При сравнении данных, полученных в результате изучения активности NADH-дегидрогеназы и НЭ в мышечных волокнах языка и кардиомиоцитах, можно сказать, что существенных их изменений не произошло.
При исследовании интенсивности люминесценции гистамина в красных мышечных волокнах (тонические быстрые и медленные) наибольшая интенсивность люминесценции, которая наблюдалась у животных, употреблявших с питьевой водой кремний (37,03 ± 3,32), достоверно отличалась от значений, полученных у контрольных животных. Наименьшие уровни свечения гистамина были обнаружены в красных мышечных волокнах у животных с резецированным языком. У животных с макроглоссией, употреблявших высокие концентрации микроэлементов (пятая, седьмая и девятая группы), также произошло снижение интенсивности свечения гистамина в красных мышечных волокнах в сравнении с контрольными животными.
Аналогичные изменения были обнаружены при определении уровней люминесценции гепарина.
Известно, что абсолютные значения биогенных аминов мало информативны при оценке роли биоаминов в изменении функции органов. В данном эксперименте, учитывая то, что гистамин во внутренних средах организма образует комплексы с сульфомукополисахаридами, АТФ и нуклеиновыми кислотами, нами был рассчитан коэффициент гистамин/гепарин (табл. 2).
Таблица 2
Соотношение гистамин/гепарин в мышечных волокнах миокарда и языка
№ Группа Миокард Язык
красные белые
1 (+ язык) 0,35 ± 0,04 0,47 ± 0,06 0,49 ± 0,13
2 контроль 0,45 ± 0,06 0,54 ± 0,04 0,59 ± 0,03
3 (- язык) 0,34 ± 0,04 0,25 ± 0,04*Х11 0,28 ± 0,04*
4 Б1 (контр.) 0,44 ± 0,03 0,64 ± 0,04<61 0,55 ± 0,04
5 Б1 (+ язык) 0,34 ± 0,04 0,56 ± 0,12 0,61 ± 0,13
6 Са (контр.) 0,41 ± 0,21 0,43 ± 0,07 0,46 ± 0,14
7 Са (+ язык) 0,45 ± 0,06 0,61 ± 0,09 0,58 ± 0,11
8 Б1 + Са (контр.) 0,59 ± 0,06 0,50 ± 0,07 0,52 ± 0,11
9 Б1 + Са (+ язык) 0,46 ± 0,04 0,44 ± 0,04 0,46 ± 0,03*
Примечание: * — различия достоверны с контролем; ** — различия достоверны с внутренним контролем; (2) — различия достоверны с противоположной группой.
Данные свидетельствуют об относительном увеличении в кардиомиоцитах гепарина при изменении объема языка. Употребление с водой кремния не изме-
няет коэффициент (0,44 ± 0,03) в сравнении с контролем, а введение в язык геля вновь увеличивает преобладание гепарина (0,34 ± 0,04) преимущественно за счет резкого снижения уровней свечения гистамина. Употребление с водой кремния и кальция приводит к преобладанию гистамина (0,59 ± 0,06), а введение геля опять увеличивает содержание гепарина (0,46 ± 0,04).
В красных мышечных волокнах языка соотношения гистамин/гепарин имели такую же направленность. Однако в группах, употреблявших кальций, соотношение гистамин/гепарин имело противоположную направленность, а именно: как в кардиомиоцитах, так и в красных волокнах языка при употреблении кальция с питьевой водой (шестая группа) оно было незначительно снижено относительно контроля (0,41 ± 0,21 и 0,43 ± 0,07 соответственно), а при введении геля наблюдается преобладание гистамина над гепарином особенно в красных волокнах языка (0,61 ± 0,09).
Таким образом, можно отметить, что как при экспериментальной макроглос-сии, так и при резекции языка в кардиомиоцитах, красных и белых мышечных волокнах языка происходит относительное увеличение количества гепарина относительно гистамина, что вероятно приводит к связыванию и инактивации последнего.
Уровни люминесценции катехоламинов в кардиомиоцитах животных экспериментальных и контрольной групп представлены в табл. 3.
Таблица 3
Уровень люминесценции катехоламинов в мышечных волокнах миокарда и языка
(в условных единицах)
№ п/п Группы Миокард Язык
красные белые
1 (+ язык) 25,96 ± 3,76<41 29,57 ± 2,24й9 19,75 ± 0,43(4,9)
2 контроль 19,24 ± 1,95 22,69 ± 2,45 21,29 ± 2,01
3 (- язык) 24,41 ± 1,89(4) 26,01 ± 1,53(9) 20,43 ± 0,99(4,9)
4 Б1 (контр.) 12,00 ± 1,41* 20,54 ± 1,90 11,93 ± 2,79*
5 Б1 (+ язык) 14,04 ± 3,90(4) 22,03 ± 2,31 15,26 ± 3,52(6)
6 Са (контр.) 27,97 ± 2,28*,(4) 31,14 ± 3,24й9 24,98 ± 1,08(1,4,9)
7 Са (+ язык) 23,19 ± 1,42(4) 25,13 ± 1,74(9) 22,14 ± 3,40(9)
8 Б1 + Са (контр.) 19,12 ± 4,79 24,50 ± 4,16 18,37 ± 7,21
9 Б1 + Са (+ язык) 16,43 ± 4,28 17,01 ± 1,06 10,43 ± 1,74*
Примечание: * — различия достоверны с контролем; ** — различия достоверны с внутренним контролем; (2) — различия достоверны с противоположной группой.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что при искусственной мак-роглоссии и резекции языка наблюдается тенденция к увеличению уровней кате-холаминов в кардиомиоцитах. Вместе с тем их уровень меняется и при приеме животными микроэлементов. Так, при употреблении кремния их содержание достоверно снижается, а употребление с водой кальция достоверно повысило их концентрацию в кардиомиоцитах относительно контрольной группы. При макро-глоссии аналогичные сдвиги наблюдались только в красных мышечных волокнах языка.
Содержание серотонина изменялось менее значительно. Тем не менее следует отметить, что прием с водой кальция на фоне макроглоссии привел к достоверному снижению данного биоамина в кардиомиоцитах при сравнении с контрольными животными. В мышцах языка уровни люминесценции катехоламинов достоверно отличались от контроля лишь в группе животных, употреблявших кремний (49,75 ± 2,24 и 64,57 ± 4,91 соответственно).
Определение уровней люминесценции катехоламинов и серотонина позволило нам рассчитать их соотношение (катехоламины/серотонин), показывающее превалирование того или иного биоамина в их реципрокных взаимоотношениях (табл. 4).
Таблица 4
Соотношение катехоламины/серотонин в мышечных волокнах миокарда и языка
№ Группа Сердце Язык
п/п красные белые
1 (+ язык) 1,04 ± 0,20 0,54 ± 0,06 0,75 ± 0,25
2 контроль 0,68 ± 0,03 0,45 ± 0,03 0,76 ± 0,03
3 (- язык) 1,07 ± 0,13* 0,56 ± 0,06 0,89 ± 0,12
4 Б1 (контр.) 0,57 ± 0,11(3,6,7) 0,32 ± 0,04*<3,5А9) 0,42 ± 0,11*<3,5А9)
5 Б1 (+ язык) 0,62 ± 0,19(6) 0,43 ± 0,05(5) 0,65 ± 0,18(7)
6 Са (контр.) 1,18 ± 0,10* 0,61 ± 0,07 0,98 ± 0,16
7 Са (+ язык) 1,10 ± 0,05* 0,61 ± 0,04* 1,12 ± 0,07*,(5)
8 Б1 + Са (контр.) 0,78 ± 0,18 0,46 ± 0,07 0,72 ± 0,24
9 Б1 + Са (+ язык) 0,65 ± 0,11(5,6) 0,34 ± 0,03*<3,5А9) 0,52 ± 0,11(3)
Примечание: * — различия достоверны с контролем; ** — различия достоверны с внутренним контролем; (2) — различия достоверны с противоположной группой.
Рассчитанный коэффициент дал возможность утверждать, что во всех мышечных волокнах при макро- и микроглоссии, в сравнении с контролем, преобладают катехоламины, о чем свидетельствует более высокий коэффициент катехолами-ны/серотонин в сравнении с контролем. Такие же изменения наблюдаются в группах, употреблявших кальций (6-я и 7-я группа). Кремний, поступающий с питьевой водой, приводит к преобладанию серотонина над катехоламинами, а в группе кремний + макроглоссия данное проявление нивелируется и коэффициент соответствует рассчитанному соотношению в контрольной группе.
Таким образом, можно заключить, что макроглоссия приводит к преобладанию гепарина над гистамином и катехоламинов над серотонином как в мышцах языка, так и в сердечной мышце. Употребление животными с макроглосси-ей высоких концентраций кальция усиливает преобладание катехоламинов над серотонином.
Однако, оценивая результаты проведенного эксперимента, можно заметить определенные закономерности во взаимозависимости между оцениваемыми показателями как внутри отдельно взятого органа, так и между мышечной тканью
языка и сердца. Это подтверждается рассчитанным нами коэффициентом парной корреляции. Так, в красных мышечных волокнах языка обнаружены достоверные связи уровней свечения гистамина с катехоламинами (-0,71), серотонином (0,57), активностью СДГ (0,49). В свою очередь интенсивность свечения катехоламинов имели отрицательные достоверные связи с активностью СДГ (-0,38), НЭ (-0,52) и NADH-дегидрогеназы (-0,53). В кардиомиоцитах также были установлены корреляционные связи между катехоламинами и активностью СДГ (0,99), НЭ (0,88) и NADH-дегидрогеназой (0,85), что свидетельствует о биологически значимых взаимовлияниях между данными показателями.
В то же время установлена прямая сильная связь между относительными площадями мышечных волокон языка и сердца у животных с макроглоссией. Уровни люминесценции гистамина в кардиомиоцитах обнаружили прямые связи с красными и белыми волокнами языка (коэффициенты 0,57 и 0,75 соответственно) и се-ротонина в белых волокнах (0,53). Катехоламины кардиомиоцитов имели связь с катехоламинами белых мышечных волокон языка (0,51) и активностью НЭ (0,58). Активность НЭ сердечной мышцы с активностью этого же фермента в светлых волокнах языка с коэффициентом 0,70, а активность NADH-дегидрогеназы сердечной мышцы с ее активностью в белых и красных волокнах языка (коэффициенты 0,70 и 0,99 соответственно).
Таким образом, макроглоссия у экспериментальных животных приводит к снижению относительной площади кардиомиоцитов при достоверном повышении активности окислительно-восстановительных ферментов в кардиомиоцитах и тонических (красных) мышечных волокнах языка. В свою очередь резекция языка приводит к снижению уровней гистамина и значительному подъему гепарина, а также превалированию катехоламинов над серотонином. При сочетанном воздействии макроглоссии и химического состава питьевых вод обнаружена разнонаправленная реакция мышечной ткани. Так, макроглоссия приводит к преобладанию гепарина над гистамином и катехоламинов над серотонином как в мышцах языка, так и в сердечной мышцах, а употребление животными с макроглосси-ей высоких концентраций кальция усиливает лишь преобладание катехоламинов над серотонином. Обнаружена достоверная зависимость между катехоламинами и активностью СДГ, НЭ и NADH-дегидрогеназы в кардиомиоцитах — прямая, а в тонических мышцах языка — обратная. Выявлены достоверные прямые связи между уровнями свечения гистамина и катехоламинов в сердечной мышце и в мышцах языка у животных с макроглоссией.
Таким образом, экспериментально установленные связи свидетельствуют о наличии функциональных связей между кардиомиоцитами и мышцами языка, подвергшимися резекции или искусственному увеличению. Следовательно, можно предположить, что любое хирургическое вмешательство на языке вследствие указанных ранее в литературе [1] генетически обусловленных связей приводит к изменениям не только в мышечной ткани самого языка, но и в миокарде, причем эти изменения подвержены фенотипическому влиянию.
ЛИТЕРАТУРА
[1] БерезенцеваГ.Ф. К морфологии и гистогенезу мышечных волокон языка человека и млекопитающих // Арх. анат., гист. и эмбр. — 1953. — Т. 30. — № 4. — С. 3—9.
[2] Богацкий В.А. Клиника и хирургическое лечение истинной прогении. — М.: Медицина, 1971. — С. 17—23.
[3] Cross S., Ewan S., RostF.W. Study of the method available for cytochemical localization of histamine by fluorescence indenced with ophtaldehyde or acetaldehyde // J. Histochem. Cy-tochem. — 1971. — V. 3. — P. 471—476.
[4] Enerback L. Bereberine sulphate dinding to mast cell polyanions: a cytofluorometric method for the guantiotationof heparin // Histochemistry. — 1974. — V. 42. — P. 301—309.
[5] Falck B., Hillarp N.A., Theme G. at al. Fluorescence of catecholamines and related compounds with formaldehyde // J. Histochem. Cytochem. — 1962. — V. 10. — P. 348—354.
[6] Gomori G. Microscopic histochemistry. Principles and practice // The University of Chicago Press. — Chicago. — 1952. — P. 22—26.
[7] Lojda Z. Remarks on histochemical detection of dehydrogenases // Intracellular localization. — Folia Morphol. (Praha). — 1965. — Vol. 13. — P. 84—96.
CHANGES OF MUSCLE STRUCTURE OF A TONGUE CAUSED BY EXPERIMENTAL MACROGLOSSY AND ITS INFLUENCE ON HEART
R.S. Matveev
Department of stomatology SEI «Postgraduate Doctors' Training Institute» of the Chuvash Republic
Red square, 3, Cheboksary, Russia, 428003
I.G. Yamashev
Department of facial surgery Kazan's State Medical Academy Mushtary str., 11, Kazan, Russia, 420012
It is stated that most types of surgery on lower jaw are followed by glossotomy. There is also data on genetic-based connection and similarity of muscles of a tongue and myocardium. Two experiments on animals have been carried out and they demonstrated links between cardiummyocites and muscles of a tongue subjected to resection or enlargement.
Key words: macroglossy, muscles of a tongue, surgery on lower jaw, myocardium.
