CC BY
23
МИКРОМОРФОЛОГИЯ, СОСТАВ, ОСОБЕННОСТИ ЛОКАЛИЗАЦИИ МИНЕРАЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ СТВОРОК АОРТАЛЬНЫХ КЛАПАНОВ ПО ДАННЫМ СКАНИРУЮЩЕЙ ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ И РЕНТГЕНОДИФРАКЦИОННОГО АНАЛИЗА
Пухов Д.Э.1, Васильев С.В.1, Зотов А.С.3, УДК: 616.126.56
Ильин М.В.3, Рудый А.С.1 2
1 Центр коллективного пользования «Диагностика микро-и наноструктур», Ярославский Филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Физико-технологического института Российской академии наук
2 Кафедра микроэлектроники Ярославского государственного университета им. П.Г. Демидова
3 Отделение кардиохирургии, Государственное бюджетное учреждение здравоохранения Ярославской области «Областная клиническая больница»
Резюме
Цель исследования - подробное исследование морфологии, локализации и состава кальцификатов для выявления особенностей поражения кальцинозом створок аортального клапана.
Объекты и методы. Образцы для исследования представляют собой створки измененных кальцинозом аортальных клапанов, полученные от двух пациентов при протезировании аортального клапана механическим протезом. Методом сканирующей электронной микроскопии изучена микроморфология и локализация минеральных отложений. Элементный и фазовый состав кальцификатов идентифицирован энергодисперсионным и рентгенодифракционным анализами.
Основные результаты. Выявлены только количественные различия в степени поражения кальцинозом створок клапанов пациентов. Исходя из особенностей морфологии и локализации, можно выделить две группы кальцификатов. Крупные слоистые отложения гидроксиапатита, берущие начало от границ губчатого и внешних слоев створок клапана, играют основную роль в их деформации. Формирование рыхлых отложений на участках поверхности створок с признаками атероматозного процесса происходит независимо от формирования кальцификатов первого типа. Обнаружены также микро- и наночастицы гидроксиапатита в интерстициальных клетках и внеклеточном матриксе губчатого слоя.
Заключение. Предполагается, что начальный этап формирования отложений гидроксиапатита, деформирующих створки аортальных клапанов, локализован в их губчатом слое. Массивные кальцификаты образуются неконтролируемо на границе этого слоя с фиброзным и желудочковыми слоями.
Ключевые понятия: створка аортального клапана, кальцификация, гидроксиапатит, интерстициальные клетки.
MICROMORPHOLOGY, COMPOSITION AND LOCALIZATION HABITS OF MINERAL DEPOSITS OF AORTAL VALVES CUSPS ACCORDING TO THE SCANNING ELECTRON MICROSCOPY AND X-RAY DIFFRACTOMETRY
Pukhov D.E., Vasilev S.V., Zotov A.S., Ilin M.V., Rudy A.S.
The research objective is the detailed examination of morphology, localization and a composition of calcific deposits for detection of calcification lesion features within aortal valve cusps.
Materials and methods. Samples for examination were the aortal valves cusps changed by the calcification lesion. They have been explanted from two patients during a prosthetic repair of the aortal valve by a mechanical prosthesis. In order to reveal the micromorphology and localization of mineral deposits within the explanted valve cusps, scanning electron microscopy was performed. The element content and the phase composition of calcificats were determined by energy dispersive X-ray microanalyses and X-ray diffractometry.
Main results. Only the quantitative distinction of an extent of injury by the calcification have been taped for valve cusps of two patients. Basing on habits of morphology and localization, it is possible to distinguish two kinds of calcificats. Large layered hydroxyapatite deposits, which are originating from boundaries of tunica spongiosa and external layers of valve cusps, play the basic role in their deformation. Formation of quaggy deposits on cusp surface sites, which have atheromatosis lesion attributes, perfoms independently of the first kind calcificats formation. Hydroxyapatite micro- and nanoparticles also have been found in intersticial cells and an extracellular matrix of tunica spongiosa.
Conclusion. It is supposed, that the initial stage of formation of valve cusps deforming hydroxy-apatite deposits is localized in tunica spongiosa cusp layer. Massive calcificats are formed incontrollably on border of this layer and fibrous or ventricular layer.
Keywords: aortic valve cusp, calcification, hydroxiapatite, intersticial
cells.
Введение
Кальцификация - наиболее часто наблюдаемый результат патологических процессов в сердечных клапанах. Несмотря на достаточно давнюю историю исследований формирования тканевых кальцификатов in vitro и in vivo с привлечением различных методов механизм накопления фосфатов кальция в мягких тканях остается до конца неизвестным. Главной причиной этого является отсутствие возможности детального изучения in situ в динамике, от начальной фазы образования минеральных
или органоминеральных наночастиц до критических патологических стадий. Тем не менее, обширные гистологические и клинические данные [5, 6, 8, 14] позволяют рассматривать кальцификацию сердечных клапанов как активный процесс, имеющий много общего с атероскле-ротическим поражением артерий. С другой стороны, имеются и различия в факторах риска, основных клинических проявлениях и выраженности воспалительного процесса при атеросклерозе и поражении сердечных клапанов [1, 2, 7].
Пухов Д.Э., Васильев С.В., Зотов А.С., Ильин М.В., Рудый А.С.
МИКРОМОРФОЛОГИЯ, СОСТАВ, ОСОБЕННОСТИ ЛОКАЛИЗАЦИИ МИНЕРАЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ СТВОРОК АОРТАЛЬНЫХ КЛАПАНОВ ПО ДАННЫМ СКАНИРУЮЩЕЙ ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ И РЕНТГЕНОДИФРАКЦИОННОГО АНАЛИЗА
Динамика кальцификации створок сердечных клапанов животных на гистохимическом и микроморфологическом уровнях лучше изучена в опытах по подкожной имплантации. Первые признаки процесса накопления солей кальция могут появляться на вторые сутки экспонирования [9], начальные стадии осаждения минеральной фазы наблюдаются в деградирующих митохондриях, вакуолизированных участках цитоплазмы, на клеточных мембранах. Кальцификация эластиновых и коллагеновых волокон - более поздняя фаза, центры для минерализации этих внеклеточных структур доставляются к ним матричными везикулами апоптирующих клеток [9, 10, 11]. В целом сходные результаты получены в экспериментах, направленных на поиск способов обработки биопротезных клапанов с целью предотвращения их минерализации. Здесь также отмечена роль митохондрий в первичном накоплении фосфатов кальция [3]; указывается, что независимо кальцификация может развиваться на поврежденных химической обработкой участках коллагеновых и эластиновых волокнах [15].
Есть основания полагать, что механизмы кальцифи-цирования в модельных экспериментах, механизмы минерализации биопротезных клапанов могут отличаться от таковых в нативных условиях. Так кальцификация in situ является гораздо более медленным процессом при длительном сохранении клеточного гомеостаза, а каль-цификационной деградации биопротезных клапанов в большей степени подвержены относительно молодые пациенты.
Целью работы является подробное исследование морфологии, локализации и состава кальцификатов для выявления особенностей поражения кальцинозом створок аортального клапана.
Материалы и методы
Образцы дегенеративно измененных кальцинозом створок аортальных клапанов (САК) получены от двух пациентов, которым выполнено протезирование аортального клапана механическим протезом. Операции выполнялись в отделении кардиохирургии Государственного
бюджетного учреждения здравоохранения Ярославской области «Областная клиническая больница». Возраст пациентов: 61 год и 57 лет. В одном случае диагностирован критический стеноз аортального клапана, во втором случае - сочетанный порок аортального клапана с преобладанием стеноза. Структура сопутствующих заболеваний и данные ЭхоКГ представлены в таблице 1.
При ревизии клапана у пациента № 1 отмечены утолщение и уплотнение САК, практически полная спаянность левой и правой створок по комиссурам, выраженный кальциноз, переходящий на зону митрально-аортального контакта. У пациента № 2 наблюдается сращение САК по всем комиссурам, деформация каль-цинозом, переходящим на фиброзное кольцо и зону митрально-аортального контакта.
От момента изъятия САК до момента исследования материал фиксировали в растворе формальдегида в физиологическом растворе, перед исследованиями отмывался в дистиллированной воде. Пробоподготовка для изучения на сканирующем электронном микроскопе заключалась в получении сколов образцов, замороженных в жидком азоте 15-20 минут. Участки поверхности САК отсекали скальпелем и переносили в камеру микроскопа сразу после отмывки.
Изображения поверхности образцов и сколов внутренних областей получали на двулучевой системе Quanta 3D 200 I (FEITM, Нидерланды). Комплектация микроскопа позволяет получать изображения и проводить элементный анализ в атмосфере паров воды под давлением до 2000 Па. Этот режим предпочтителен для биологических объектов, поскольку не происходит быстрого обезвоживания и деформации образцов. При получении изображений использовали ускоряющие напряжения 10 и 25 кВ.
Минеральные отложения кальция и фосфора выявляли при помощи элементного картирования. Данные микрорентгеноспектрального анализа были получены с помощью энергодисперсионного дрейфового детектора Apollo-X (Ametek Inc., США) при ускоряющем напряжении электронного пучка 25 кВ.
Табл. 1. Сопутствующие заболевания и данные ЭхоКГ
Сопутствующие Пациент № 1 (образец № 1) Пациент № 2 (образец № 2)
заболевания Артериальная гипертензия Артериальная гипертензия
Атеросклероз артерий н/к, посттромботическая окклюзия АББШ, ампутационная культя правой голени Атеросклероз брахиоцефальных артерий
Хронический калькулезный холецистит Мерцательная аритмия, нормоформа
Данные ЭхоКГ:
Морфологическая картина Клапан 3-х створчатый, выраженный кальциноз Клапан 3-х створчатый, умеренный кальциноз
Пиковый градиент давления 85 мм.рт.ст. 50 мм.рт.ст.
Степень аортальной недостаточности 1 ст 2-3 ст
КДР ЛЖ 60 мм 73 мм
КСР ЛЖ 37 мм 48 мм
Давление в легочной артерии 40 мм.рт.ст. 60 мм.рт.ст.
Дифрактограммы получены на рентгеновском диф-рактометре ARL X'TRA (Thermo Scientific, Швейцария) при следующих режимах: Cu Ka - излучение; ускоряющие напряжение 30 кВ; ток пучка 30 мА; диапазон по углам 5-100°; шаг по углу 0,02°. Минерализованные участки САК отбирали после высушивания образца в вакуумной камере и измельчали до порошкообразного состояния. При идентификации соединений использовалась база данных PDF-2 Международного центра дифракционных данных ICDD (International Centre for Diffraction Data). В качестве внутреннего стандарта в исследуемое вещество добавлялся ультрадисперсный порошок серебра.
Подбор формы распределения кальцифицировавн-ных частиц по размерам проводили в программном пакете STATISTICA 7.0.
Результаты
Микроскопическое исследование поверхности САК выявило различные степени поражения эндотелиального слоя. Аортальная поверхность створок у представленных
образцов оказалась лишена эндотелиоцитов на всех просмотренных участках (10-15 областей 1 х 1 мм2). На желудочковой поверхности эндотелий сохранился на 10-20% площади образца № 1 и 30-40% - образца № 2. При этом более половины эндотелиоцитов потеряли межклеточный контакт, на их поверхности обнаруживаются адгезированные эритроциты, а также внедряющиеся более крупные клетки, по-видимому, моноциты и/или лимфоциты (рис. 1 a, б). В единичных случаях на желудочковой поверхности створки № 2 обнаруживались остатки базальной мембраны (рис 1 в), которая приобрела здесь разрыхленную ячеистую структуру.
Картина свободной от кальцификатов аортальной поверхности представлена тремя основными видами (рис. 1 г-е). Обнаженные коллагеновые волокна, часто с адгезированными эритроцитами, занимают 20-30% некальцинированной аортальной поверхности первой створки и 60-70% второй, тяготея в своем расположении к краям створок. Бесструктурная или мелкозернистая аортальная поверхность, покрытая эритроцитами и
Рис. 1. Изображения некальцинированной поверхности створок аортальных клапанов: а, б, в - желудочковая поверхность, образец № 1; г, д, е - аортальная поверхность, образец № 2. Длина масштабного отрезка 20 мкм
Пухов Д.Э., Васильев С.В., Зотов А.С., Ильин М.В., Рудый А.С.
МИКРОМОРФОЛОГИЯ, СОСТАВ, ОСОБЕННОСТИ ЛОКАЛИЗАЦИИ МИНЕРАЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ СТВОРОК АОРТАЛЬНЫХ КЛАПАНОВ ПО ДАННЫМ СКАНИРУЮЩЕЙ ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ И РЕНТГЕНОДИФРАКЦИОННОГО АНАЛИЗА
внедряющимися крупными клетками (рис. 1 е, показаны стрелками), занимает до 50% в образце № 1 и до 20% в образце № 2. Подобная картина наблюдается на внешней поверхности интимы коронарной артерии при атероматозе. Свидетельством накопления жиров и их дальнейшего окисления являются характерные по морфологии [4] кристаллы холестерина, легко деградирующие под электронным лучом. Поля таких кристаллов расположены на обесструктуренных участках и в основном слагают оставшуюся область некальцинированной аортальной поверхности САК. Области, показанные на рисунке 1 д, е, визуально представляются как грязно-желтые пятна на поверхности клапана.
Кальцинированные участки поверхности САК (рис. 2) обнаруживаются, как правило, на аортальной стороне. Они могут быть представлены отдельными зернами с размером 0,4-5 мкм, расположенными в зонах с невыраженной волокнистой структурой. Крупные кальцинированные участки с площадью более 50 х 50 мкм2, занимают около 40-50% аортальной поверхности образца № 1 и 20-30% образца № 2. Участки с площадью более 1 х 1 мм2 расположены ближе к основанию САК. Кальциево-фосфорные образования на желудочковой
поверхности немногочисленны и обычно представляют собой прорывы желудочкового слоя у основания САК (рис. 2 в).
Крупные кальцификаты на поверхности фиброзного слоя могут представлять собой как монолитные образования, так и быть расколоты (рис. 2 б) предположительно в результате механического воздействия при пробоподготовке. Различимо слоистое строение таких кальцификатов, нижняя их граница внедряется в губчатый слой или контактирует с ним. От 20 до 50% поверхности кальцификатов покрыто минерализованными остатками эритроцитов, «вмонтированных» на разную глубину (рис. 2 г). Это свидетельствует о том, что отложение минеральной фазы происходит не только внутри створок клапанов, но и на поверхности раздела минерал - кровь. На границе между минеральными крупными отложениями и коллагеновыми волокнами обнаруживаются зачатки белого тромба из утолщенных нитей, сферических и неправильной формы тромбоцитов с размерами 2-5 мкм (рис. 2 д), деградирующих под пучком электронов. Структуры тромба, прилежащие к кальцийсодержащей фазе минерализованы и устойчивы к воздействию пучка.
Рис. 2. Морфология кальцификатов на поверхности САК: а, б, в - образец № 2; г, д, е - образец № 1. Пунктирная линия - граница кальцификата, длина масштабного отрезка 20 мкм
Ещё одной формой кальцификации аортальной поверхности САК являются участки, встречающиеся в зонах кристаллизации холестерина (рис. 2 е справа). Здесь кальцификат имеет рыхлое строение, повторяющее коллагеновые тяжи, содержит эритроциты, клеточный детрит и относительно большое количество органического углерода. Данные области достигают линейных размеров 200-250 мкм и в обоих образцах занимают 20-30% площади, на которой отмечается отложение холестерина. Изучение сколов САК показало, что данные области кальцификации не внедряются в фиброзный слой на глубину более 0,5-1 мм, не контактируют с губчатым слоем.
Внутри САК кальцинированный материал накапливается преимущественно в центре и в области крепления
к аортальному кольцу. Крупные минеральные включения, прилежащие к фиброзному слою (рис. 3 а), имеют слоисто-полосчатую структуру, раскалываются на отдельные «плиты» с толщиной 5-30 мкм, в прослойках между которыми повышенное содержание органического углерода. Остатков коллагеновых волокон не обнаруживается. В желудочковом слое крупные включения находятся в основном у основания САК, их структура не является монолитной (рис. 3 б). Вплотную к поверхности различимы отдельные агломераты 5-30 мкм со сферической или близкой к сферической формой.
В фиброзном слое отдельные частицы фосфатов кальция с диаметром менее 2 мкм найдены нами только в узком слое, граничащем с крупными кальцификатами.
Рис. 3. Морфология кальцификатов в объеме САК: а, б, в, г - образец № 2; д, е, ж, з - образец № 1. Стрелками указаны частица фосфата кальция в отростке и теле клетки, длина масштабного отрезка 20 мкм
Пухов Д.Э., Васильев С.В., Зотов А.С., Ильин М.В., Рудый А.С.
МИКРОМОРФОЛОГИЯ, СОСТАВ, ОСОБЕННОСТИ ЛОКАЛИЗАЦИИ МИНЕРАЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ СТВОРОК АОРТАЛЬНЫХ КЛАПАНОВ ПО ДАННЫМ СКАНИРУЮЩЕЙ ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ И РЕНТГЕНОДИФРАКЦИОННОГО АНАЛИЗА
Частицы расположены здесь как на поверхности волокон, так и внутри их (рис. 3 в). Губчатый слой характеризуется диффузным распределением мелких сферических кальцифицированных частиц с диаметром 0,1-2 мкм (рис. 3 д). На исследованных сколах образца № 1 области с наличием в губчатом слое таких частиц занимают не менее 50% попавшей в поле зрения площади, в образце № 2 - до 20%. Многочисленные скопления минеральных частиц отмечаются всегда на границе губчатого слоя и минерализованных участков желудочкового слоя (рис. 3 г). Здесь же отмечаются и тонкие кальцифицированные волокна, которые, судя по ориентации по отношению к краям САК, являются эластиновыми. Подобная картина наблюдается на границе губчатого слоя и обширных отложений, прилегающих к фиброзному слою (рис. 3 ж). По мере приближения к сплошному кальцификату мелкие минеральные частицы концентрируются в скопления и часто расположены в общем, относительно прозрачном для электронов, матриксе, насыщенном как кальцием и фосфором, так и углеродом. Сферичность слагающих кальцификат частиц частично сохраняется и в областях сплошного отложения минерала (рис. 3 з).
На клеточном уровне в исследованных образцах кальцификация была обнаружена только в интерсти-циальных клетках губчатого слоя. Минеральные части-
Са
с
InI NaMg Si il ,,t ..L-...J.
О 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
A Г. ki:V
Ca
Б Г.
цы локализуются как в теле клеток, так и в отростках (рис 3 д, е), формируя их утолщения. Минимальный размер внутриклеточных частиц составляет около 100 нм. В окружающем такие клетки внеклеточном веществе минеральные частицы обнаруживаются в единичном количестве. В зонах губчатого слоя, где часто встречаются микро- и наносферы фосфата кальция, четко различимых интерстициальных клеток не было обнаружено. Обращает на себя внимание и тот факт, что в объеме САК ни на участках поражения кальцинозом, ни на участках, свободных от минеральных отложений, нами не были обнаружены клетки, являющиеся маркерами воспалительного процесса.
Результаты идентификации элементного и фазового состава кальцификатов представлены на рисунке 4. Набор дифракционных пиков характерен для гидроксиапатита Са5(Р04)3(0Н), как наиболее часто диагностируемой кристаллической фазы в составе минеральных отложений сердечных клапанов и артерий. Рефлексы проявляются на достаточно интенсивном фоне, практически не разрешены пики по кристаллографическим направлениям 410 (1,77 А) и 402 (1,75 А). Это свидетельствует о значительной концентрации аморфной фазы в составе каль-цификатов. Присутствие в незначительных количествах других элементов не исключает возможности замещений
HiJri
:: I: ■ п as v и ■ то ;,
№. град
Г
Рис. 4. Типичные рентгеновские энергодисперсионные спектры обширных кальцификатов внутри (А) и на поверхности (Б) САК; дифрактограммы кальцификатов образца № 1 (В) и № 2 (Г) с указанием межплоскостных расстояний в ангстремах
в структуре гидроксиапатита. Однако разрешенность двух дифракционных пиков 211 (2,80 А) и 112 (2,78 А), как указывается в работе [12], свидетельствует об отсутствии значимых замещений по крайней мере карбонатными группами.
Основными элементами минеральных отложений являются С, О, Са, Р. Их соотношение может заметно варьироваться даже между разными участками в пределах морфологически однородной области 50 х 50 мкм2. Во внутренних участках массивных кальцификатов рефлекс, соответствующий углероду, по результатам 15 наблюдений для обоих образцов всегда намного интенсивнее по сравнению с поверхностными участками. Относительно большое количество углерода мы относим на счет остаточного органического вещества. Характерно также то, что в поверхностных участках не отмечаются сера и хлор, но всегда присутствует малый рефлекс от фтора в отличие от внутренних областей (рис. 4 а, б). По-видимому, в условиях формирования минеральных отложений в объеме САК и в области контакта минерала с кровью есть различия.
В областях же кристаллизации холестерина на поверхности САК по результатам двух наблюдений в зоне кальцификации на фоне относительно высокого содержания углерода присутствуют все вышеуказанные элементы.
Обсуждение
Наблюдения позволили заключить, что в обоих образцах присутствуют, по крайней мере, две группы областей обширных кальцификаций.
Первая группа - крупные слоистые отложения гидроксиапатита на границе губчатый/фиброзный или губчатый/желудочковый слой. Они могут достигать внешних поверхностей САК в виде прорывов (рис. 2 б, в). Губчатый слой кальцинирован только в виде отдельных сферических частиц минерала в инстерстициальных клетках и во
внеклеточном матриксе (рис. 3 д, е). Поскольку крупные отложения минеральной фазы всегда контактируют с участками, где сконцентрированы сферические микро-и наночастицы, постольку есть основания полагать, что последние являются начальной стадией обширной кальцификации.
Следует отметить, что наночастицы гидроксиапатита схожей морфологии, которые еще недавно некоторыми исследователями рассматривались в качестве так называемых «нанобактерий», образуются в плазме при минерализации, контролируемой белками плазмы крови [13, 16]. Минимальный размер таких частиц составляет менее 40 нм, размерное распределение симметричное и близко к нормальному, что типично для образования минеральных частиц при кристаллизации из гомогенных растворов.
Размер сферических частиц гидроксиапатита в САК хорошо описывается функцией логарифмически нормального распределения (рис. 5). Минимальный размер частиц в губчатом слое и на его границе с массивными отложениями составляет около 80 нм, что соответствует минимальным размерам матричных везикул, образующихся клетками в процессе остеогенеза или при апоптозе. В настоящее время многими исследователями матричным везикулам отводится ведущая роль в формировании костной ткани и инициации минерализации мягких тканей.
Сферические частицы, оказавшиеся заключенными в полостях массивных отложений, проявляют тенденцию к слиянию и укрупнению.
Вторая группа отложений - кальцификаты атеро-матозных участков на поверхности САК (рис. 2 е). Эти области минерализации не обнаруживают морфологического подобия и локализационной связи с первой группой отложений, не распространяются глубоко под поверхность. Можно лишь отметить, что на аортальной поверхности образца № 1 обе группы отложений встречаются существенно чаще.
Chi-Square test = 0,73870, р = 0,98078, N = 171 Chi-Square test = 1,66371, р = 0,97610, N = 275 Chi-Square test = 3,15138, p = 0,87065, N = 320 25-
I „„ /CY
0 150 300 450 600 750 900 Диаметр, нм
0 150 300 450 600 750 900 Диаметр, нм
0 300 600 900 1200 1500 18002100 2400 Диаметр, нм
Рис. 5. Распределение сферических частиц гидроксиапатита по размерам: А - в губчатом слое; Б - на границе губчатого слоя и массивного кальцификата; В - в полостях массивного кальцификата
A
Б
В
Пухов Д.Э., Васильев С.В., Зотов А.С., Ильин М.В., Рудый А.С.
МИКРОМОРФОЛОГИЯ, СОСТАВ, ОСОБЕННОСТИ ЛОКАЛИЗАЦИИ МИНЕРАЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ СТВОРОК АОРТАЛЬНЫХ КЛАПАНОВ ПО ДАННЫМ СКАНИРУЮЩЕЙ ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ И РЕНТГЕНОДИФРАКЦИОННОГО АНАЛИЗА
Исследование морфологии, локализации и состава кальцификатов САК post factum не позволяет установить временную последовательность петрификации различных участков и слоев, соотнести фазы инициализации и развития минерализации со стадиями морфологических изменений поверхности САК. Тем не менее, можно предполагать, что начальный этап формирования отложений гидроксиапатита локализован в губчатом слое и в него вовлечены интерстициальные клетки. На границе губчатого и фиброзного или губчатого и эластического слоев процесс минерализации становится неконтролируемым и возможно относительно быстрым, приводя к формированию массивных отложений гидроксиапатита, в наибольшей степени деформирующих створки сердечных клапанов. Независимо может происходить и каль-цификация поверхностных участков с поврежденным эндотелием и развитым воспалительным процессом, как это происходит при атеросклерозе, диагностированном у обоих пациентов. Исследование САК на более ранних стадиях поражения кальцинозом позволит проверить и уточнить эти наблюдения.
10. Ozaki S., Herijgers P., Flameng W. Influence of blood contact on the calcification of glutaraldehyde-pretreated porcine aortic valves // Ann. Thorac. Cardiovasc. Surg.-2003. - Vol. 9, No. 4. - P. 245-252.
11. Pohle K., Maffert R., Ropers D., et al. Progression of aortic valve calcification: association with coronary atherosclerosis and cardiovascular risk factors // Circulation. - 2001.- Vol. 104. - P. 1927-1932.
12. Prieto R. M., Gomila I., Sohnel O., et al. Study on the structure and composition of aortic valve calcific deposits: Etiological aspects // Journal of Biophysical Chemistry. - 2011. - Vol. 2. - P. 19-25.
13. Raoult D., Drancourt M., Azza S., et al. Nanobacteria are mineralo fetuin complexes // PLoS Pathogens. - 2008. - Vol. 4, Iss. 2, e41. - P. 0001-0008.
14. Schoen F., Levy R.J. Tissue heart halves: hurrent challenges and future research perspectives // J. Biomed. Mater. Res. - 1999. - Vol. 47. - P. 439-465.
15. Simionescu D.T. Prevention of calcification in bioprosthetic heart valves: challenges and perspectives // Expert Opin. Biol. Ther. - 2004. - Vol. 4, № 12. - P. 1971-1985.
16. Wu Ch.-Y., Martel J., Young D., et al. Fetuin-A/Albumin-mineral complexes resembling serum calcium granules and putative nanobacteria: demonstration of a dual inhibition-seeding concept // PLoS One. - 2009. - Vol. 4, Iss. 11, e8058. - P. 1-40.
Благодарности
Работа выполнена в Центре коллективного пользования «Диагностика микро- и наноструктур» при финансовой поддержке Министерства Образования и Науки РФ.
Литература
1. Довголис С.А., Кучерова И.Ю., Козлов Э.А. и др. Кальцификация клапанов сердца у больных ишемической болезнью сердца// Кардиоваскулярная терапия и профилактика. - 2005. - Т. 4(1). - С. 62-65.
2. Назаренко Г.И., Андропова О.В., Анохин В.Н. Дегенеративный (кальцинированный аортальный стеноз, атеросклероз и остеопороз: клинико-морфологи-ческие параллели // Клиницист. - 2006. - № 1. - С. 11-17.
3. Рындина Н.И. Исследование механизма инициации кальциноза трансплантатов клапанов сердца и разработка способов его предотвращения: автореф. дис. канд. биол. наук. - Пущино, 2006. - 22 с.
4. Abela S.G., Aziz K., Vedre A., et al. Effect of cholesterol crystals on plaques and intima in arteries of patients with acute coronary and cerebrovascular syndromes // Am. J. Cardiol. - 2009. - Vol. 103. P. 959-968.
5. Agmon Y., Khandheria B.K., Meissner I., et al. Aortic valve sclerosis and aortic atherosclerois: different manifestations of the same disease? // JACC. - 2001.
- Vol.38. - P. 827-834.
6. lung B., Baron G., Butchart E.G. A prospective survey of patients valvular heart disease in Europe: the Euro heart survey of patients valvular heart disease // Eur. Heart J. - 2003. - Vol. 24. - P. 1231-1243.
7. Lindroos M., Kupari M., Valvanne J., et al. Factors associated with aortic valve degeneration in the elderly // Eur. Heart J. - 1994. - Vol. 15. - P. 865-870.
8. Mirzaie M., Schultz M., Schwartz P., et al. Evidence of woven bone formation in heart valve disease // Ann. Thorac. Cardiovasc. Surg. - 2003. - Vol. 9, № 3. - P. 163-169.
9. Ortolani F., Bonetti A., Tubaro F., et al. Ultrastructural characterization of calcification onset and progression in subdermally implanted aortic valves. Histochemical and spectrometric data // Histol Histopathol. - 2007. - Vol. 22. - P. 261-272.
КОНТАКТНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Пухов Денис Эдуардович
150007, г. Ярославль, ул. Университетская, д. 21
тел.: +7 (4852) 24-65-52, e-mail: Puhov2005@yandex.ru
