CC BY
19
Оф
Клш1чна пед1атрт
УДК 616.248:616.12:616.08:59.082:616-092.4
КАЛААЗЕ H.H., ЗАГОРУЛЬКО А.К., АМИТРИЕВСКАЯ М.И. Крымский государственный медицинский университет им. С.И. Георгиевского
МЕТАБОЛИЧЕСКАЯ КОРРЕКЦИЯ ИЗМЕНЕНИЙ СО СТОРОНЫ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ
У ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ С МОДЕЛИРОВАННОЙ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ
Резюме. Проведено морфологическое исследование сердца 24 морских свинок с моделированной бронхиальной астмой, 6 из них получали метаболическую терапию. Стойкий характер морфологических изменений в условиях данного эксперимента свидетельствует о необходимости метаболической коррекции в период клинической ремиссии.
Ключевые слова: бронхиальная астма, сердечно-сосудистая система, эксперимент, морские свинки, лечение.
Для изучения механизмов аллергического воспаления и гиперреактивности дыхательных путей, лежащих в основе бронхиальной астмы (БА), проводятся эксперименты на животных [2, 4], которые позволяют глубже понять механизмы этих процессов у человека. Модели используются для изучения различных аспектов патогенеза и апробации новых способов лечения. Наиболее адекватной бронхиальной астме у человека и весьма информативной является модель аллергического воспаления легких у морских свинок. Основу этого аллергического процесса, индуцируемого аэрозольным введением антигена (овальбумина), составляет эозино-фильное воспаление, характеризующееся инфильтрацией паренхимы легких эозинофилами, повышением цитоза в бронхоальвеолярном смыве (БАС), а также резким увеличением количества эозинофилов и нейтрофилов в бронхоаль-веолярном лаваже [1].
В доступной литературе мы не обнаружили исследований, направленных на изучение состояния сердечнососудистой системы (ССС) при экспериментальной БА у животных.
Целью нашей работы было выявление и изучение изменений в миокарде и сосудах у лабораторных животных с моделированной БА на фоне базисной терапии и метаболической коррекции.
Материалы и методы исследования
Исследование проведено на 24 морских свинках половозрелого возраста со средней массой 500—700 г.
Животные были разделены на 4 группы, в каждой по 6 морских свинок:
1-я группа животных с моделированной БА, которым не проводилось лечение;
2-я группа животных с моделированной БА получала фликсотид;
54
3-я группа животных с моделированной БА получала фликсотид и кардонат;
4-я группа — интактные животные.
Для моделирования БА использовали модифицированную методику экспериментальной БА у морских свинок по J.J. Bie. Половозрелым морским свинкам через день в течение 20 суток вводили внутрибрюшинно овальбумин из расчета 10 мг на 100 г массы, растворенный в 0,5 мл стерильной апирогенной воды для инъекций. После чего в течение месяца морским свинкам моделировались приступы БА распылением овальбумина в дозе 4 мг на 1 мл дистиллированной воды в течение 10 минут один раз в два дня при помощи ультразвукового ингалятора «Муссон-2» [3]. После получения экспериментальной модели БА животным основной группы в течение 3 месяцев на фоне продолжающихся ингаляций аллергена (3 раза в неделю по 10—12 минут) проводилась ежедневная базисная терапия.
Забор материала проводили через 3 месяца с момента начала моделирования БА и лечения препаратами базисной терапии. Метаболическую коррекцию проводили препаратом кардонат в течение 21 дня.
Результаты и их обсуждение
Полученные при электронной микроскопии результаты свидетельствовали о том, что в ходе эксперимента удалось смоделировать хроническое аллергическое воспаление в ткани легкого, характерное для БА, а также выявить изменения в ССС у экспериментальных животных.
При БА в компонентах аэрогематического барьера (АГБ) происходил целый ряд существенных изменений. Прежде всего отмечались нарушения кровообращения в капиллярах межальвеолярных перегородок. При этом просвет сосудов часто выглядел расширенным, а в нем содержались форменные элементы крови, в первую очередь эритроциты (рис. 1).
4(25) • 2010
Клтт'чна пед!атр!я
Часто отмечались явления сладж-синдрома в виде агрегации многочисленных эритроцитов в просвете капилляров. Со стороны эндотелиальных клеток обращало на себя внимание резкое увеличение количества микропиноцитозных везикул в цитоплазматических отростках. Межклеточные контакты между эндотелиальными клетками выглядели расширенными, становились рыхлыми и принимали вид каналов или щелей, свидетельствуя о более или менее резком повышении проницаемости сосудистой стенки. В ряде случаев центральная, ядросодержащая, часть эндотелиоцитов увеличивалась и выступала в просвет капилляра, суживая его просвет.
Интерстиций на значительном протяжении расширялся и принимал вид гомогенной средней электронной плотности ленты, что, по-видимому, являлось следствием нарушения транскапиллярного газообмена и отека эндотелиальной и эпителиальной базальных мембран.
Особое внимание обращали на себя изменения со стороны осмиофильных пластинчатых телец (ОПТ), в части которых отмечались явления снижения осмиофильности би-мембранных пластин с их гомогенизацией, фрагментацией и вакуолизацией (рис. 2), что, по-видимому, существенным образом отражалось на функции синтеза и секреции этими клетками легочного сурфактанта.
На фоне базисной терапии фликсотидом отмечались выраженные в значительно меньшей степени явления полнокровия капилляров межальвеолярных перегородок, расширения интерстициального пространства и признаков интрацеллюлярного отека в альвеолоцитах 2-го типа в первую очередь в виде вакуолизации ОПТ с разволокнением и фрагментацией осмиофильных пластин (рис. 3).
Применение кардоната смягчало описанные изменения и сопровождалось тенденцией к нормализации строения компонентов аэрогематического барьера, отмечалось восстановление высокой пиноцитозной активности в «рабочих» участках АГБ (рис. 4). Это обстоятельство говорило в пользу нормализации транскапиллярного газообмена.
Большое количество ОПТ в цитоплазме альвеолоцитов 2-го типа и сохранение на апикальной поверхности клеток большого количества микроворсин свидетельствовало о сохраненной синтетически-секреторной активности клеток. Отсутствие существенных изменений со стороны альвеолоцитов 1-го типа сопровождалось сохранением целостности эпителиального покрова на внутриальвео-лярной поверхности. Кроме того, обращало на себя внимание отсутствие в просвете альвеол отечной жидкости и снижение количества альвеолярных макрофагов (АМ),
Рисунок 1. БА — легкие. Эритроциты (Э) с явлениями сладж-синдрома в капиллярах межальвеолярных перегородок. ПА — просвет альвеолы. Электронная микрофотография 1213. Увеличение 3200
Рисунок 2. БА — легкие. Изменения формы и строения осмиофильного пластинчатого тельца (ОПТ) в альвеолоците 2-го типа (пояснения в тексте). Я — ядро, ПА — просвет альвеолы. Электронная микрофотография 1217. Увеличение 8000
Рисунок 3. Фликсотид — легкие. Изменение осмиофильного пластинчатого тельца альвеоло-цита 2-го типа (пояснение в тексте). ПА — просвет
альвеолы, Я — ядро, ОПТ — осмиофильное пластинчатое тельце. Электронная микрофотография 1087. Увеличение 6400
Рисунок 4. Кардонат — легкие. Высокая пиноци-тозная активность в «рабочих» участках аэроге-матического барьера (стрелки). Э — эритроцит, Эн — эндотелиоцит, ПА — просвет альвеолы. Электронная микрофотография 1221. Увеличение 6400
Клтт'чна педтатр!я
4(25) • 2010
пул которых практически полностью состоял из нормально функционирующих клеток без признаков повышения фагоцитоза.
При моделированной БА в левом желудочке отмечались незначительные изменения, сводящиеся в основном к явлениям перимизиального отека с незначительными разрыхлениями в области вставочных дисков, частичной фрагментации миофибрилл на отдельных участках (рис. 5) и более или менее выраженным расширениям профилей канальцев цитоплазматической сети.
Митохондрии сохраняли характерную для них конфигурацию с плотно упакованными кристами, хотя во многих органеллах между кристами появлялись очаговые просветления, что свидетельствовало об их разрыхлении, также признаки дезориентации и дискомплексации крист. Со стороны ядер почти повсеместно отмечалось изменение формы с перераспределением хроматина и его последующая конденсация вблизи ядерной мембраны в виде глыбок. В сосудах микроциркуляторного русла отмечалось разрыхление межклеточных контактов с возникновением слабовы-раженного периваскулярного отека.
В правом желудочке имели место сходные изменения. Однако следует отметить, что описанные явления перими-зиального отека, нарушения целостности отдельных мио-
Рисунок 5. БА — левый желудочек. Частичная фрагментация миофибрилл (стрелки) в миокарде левого желудочка при БА. М — диск, Z—диск. Электронная микрофотография 1107. Увеличение 12 000
Рисунок 6. БА — правый желудочек. Состояние сосудов микроциркуляторного русла миокарда правого желудочка при БА. Эн — эндотелий, ПК — просвет капилляра. Электронная микрофотография 1081. Увеличение 6400
фибрилл, изменения матрикса митохондрий с его просветлением и нарушением правильности ориентации крист и их организации носили более распространенный характер, что являлось следствием изменений, развивающихся в сосудах микроциркуляторного русла. В последних отмечалось нарушение целостности эндотелиальной выстилки базальной мембраны, которое сопровождалось резким расширением просвета сосудов и выраженным повышением проницаемости сосудистой стенки, что документировалось развитием периваскулярного отека (рис. 6).
В цитоплазматических отростках эндотелиоцитов было выявлено большое количество микропиноцитозных везикул, местами сливающихся между собой в вакуоли различных размеров. Во множестве ядер миокардиоцитов было отмечено большое количество выростов и выпячиваний кариоплазмы с повсеместной конденсацией глыбок гетеро-хроматина в зоне ядерной мембраны. Почти повсеместно в таких участках имели место явления перинуклеарного отека.
Применение фликсотида сопровождалось следующими изменениями в миокарде левого желудочка. Общий план строения миокардиоцитов сохранялся. При этом по-прежнему отмечались явления нарушения кровообращения в сосудах микроциркуляторного русла: их просвет был умеренно расширен, ядросодержащая часть эндотелиоцитов выступала в просвет капилляров, а в самих ядрах эндотелиаль-ных клеток происходило перераспределение хроматина с его конденсацией в виде глыбок вблизи кариолеммы (рис. 7).
В ядрах самих кардиомиоцитов отмечалось сохраняющееся просветление центральной части за счет разрежения хроматина с его частичной конденсацией вблизи кариолеммы, а также появление в ядрах выростов и выпячиваний различной величины. Нарушения целостности миофибрилл практически не встречались, а такие изменения со стороны митохондрий, как просветление матрикса с дискомплек-сацией и дезориентацией крист с их частичной фрагментацией, встречались редко. Кое-где сохранялись слабо выраженные явления перимизиального отека без изменений со стороны М- и Z-линий.
В правом желудочке применение фликсотида сопровождалось сохранением разнонаправленных очаговых изменений. С одной стороны, общий план строения миофибрилл и миокардиоцитов в целом сохранялся, что выражалось в
Рисунок 7. Фликсотид — левый желудочек. Перераспределение хроматина в ядрах (Я) эндотелиоцитов капилляров (Кап) миокарда левого желудочка при использовании фликсотида. Электронная микрофотография 1208. Увеличение 4800
оороЬёе ^ОГТрЗЮвна
4(25) • 2010
Рисунок 8. Фликсотид — правый желудочек. Строение миокардиоцитов правого желудочка при
использовании фликсотида в лечении БА. Электронная микрофотография 1104. Увеличение 6400
обычной структуре ядер, имеющих более или менее правильную вытянутую форму и содержащих большое количество как эу-, так и гетерохроматина, а также в сохранности ультраструктурной организации митохондрий с плотно упакованными кристами, плотным матриксом и без признаков деструкции мембран. С другой стороны, почти повсеместно встречались участки сохранившегося перимизиального отека с просветлениями матрикса митохондрий, а также разрыхлением зон М- и Z-дисков (рис. 8).
Применение кардоната не сопровождалось полным восстановлением структуры миокардиоцитов правого желудочка, но при этом строение вставочных дисков почти полностью нормализовалось (рис. 9), а структура миокардиоцитов выглядела нормальной на значительном протяжении мышечных волокон.
Полученные результаты свидетельствовали о стойких морфологических изменениях в легких, сохраняющихся на фоне 3-месячного лечения. Целесообразным является продолжение дальнейших исследований по изучению оптимальной длительности базисной терапии, а также патогенетически обоснованных методов метаболической коррекции в период ремиссии БА.
Выводы
1. Для воспроизведения бронхиальной астмы в эксперименте оптимальной моделью являются морские свинки.
2. Полученные при электронно-микроскопическом исследовании данные свидетельствуют о том, что значи-
Каладзе М.М., Загорулько O.K., Дмитр!евська M.I. Кримський державний медичний унверситет 1м. C.I. Георпевського
METABOAiHHA КОРЕЩЯ 3MiH 3 БОКУ СЕРЦЕВО-СУДИННОТ СИСТЕМИ
В ЕКСПЕРИМЕНТААЬНИХ ТВАРИН i3 МОДЕАЬОВАНОЮ БРOHXiAAЬHOЮ АСТМОЮ
Резюме. Проведено морфолопчне дослщження серця 24 морських свинок i3 модельованою брониальною астмою, 6 i3 них одержували метаболiчну корекцю. Стшкий характер мор-фологiчних змш в умовах даного експерименту свщчить про необхiднiсть метаболiчноi корекцй в перюд клiнiчноi ремiсii.
Ключовi слова: брош!альна астма, серцево-судинна система, експеримент, морсьш свинки, лiкування.
Клтт'чна педтатр!я
Рисунок 9. Кардонат — правый желудочек. Ультраструктура миокардиоцитов правого желудочка при использовании кардоната в лечении БА. Электронная микрофотография 1083. Увеличение 12 000
тельные изменения, возникающие при БА в компонентах аэрогематического барьера, в значительной степени нивелируются применением фликсотида и кардоната, что способствует восстановлению нормального транскапиллярного газообмена в респираторном отделе легкого.
3. На основании электронно-микроскопических исследований можно сделать заключение, что возникающие в сердце при экспериментальной бронхиальной астме изменения более выражены в правом желудочке.
4. Отмечена положительная динамика от применения базисной терапии препаратом фликсотид и метаболической коррекции препаратом кардонат.
Список литературы
1. Ковалева В.Л. Методические указания по изучению фармакологических веществ, предназначенных для терапии бронхиальной астмы и других обструктивных заболеваний дыхательных путей // Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. — Москва, 2000. — С. 242-249.
2. Митина Т.В., Регеда М.С. Показатели основного обмена при модели бронхиальной астмы и ее терапии церулоплазмином//Проблемы патологии в эксперименте и клинике. — Львов, 1986. — С. 35-36.
3. Каладзе Н.Н., Абугазлех Е.Н., Юрьева A.B. и др. Динамика морфологических признаков моделированной бронхиальной астмы под влиянием базисной терапии в условиях эксперимента // Таврический медико-биологический вестник. — 2006. — Том 9, № 6. — С. 151-156.
4. Sato Y, Kishi T, Umemura T. Histopathological and immunohistochemical studies on experimental asthmatic model induced by aerosolized ovalbumin inhalation in guinea pigs// J. Toxicol. Sci. —1998. — 1. — P. 69-75.
Получено 05.02.10 □
Kaladze N.N., Zagorul'ko A.K., Dmitrievsky M.I.
Crimean State Medical University named after S.I. Georgievsky,
Simferopol, Ukraine
METABOLIC CORRECTION OF CARDIOVASCULAR CHANGES
IN EXPERIMENTAL ANIMALS WITH BRONCHIAL ASTHMA MODEL
Summary. It is carried out morphological research of hearts of 24 cavies with experimental bronchial asthma, 6 ones received metabolic therapy. Stable character of morphological changes in this experiment suggests the necessity of metabolic correction in the clinical remission period.
Key words: bronchial asthma, cardiovascular system, experiment, cavues, treatment.
