CC BY
13
DOI 10.29254/2077-4214-2019-1-2-149-282-285
УДК 611.132.2.018.1.08+[616-053.13-085.357:577.175.5]:611.132.2.018.1]-092.9]:599.324.2 Григор'ева О. А., Чернявський А. В.
МОРФОМЕТРИЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА В1НЦЕВИХ АРТЕР1Й СЕРЦЯ ЩУР1В В ПОСТНАТАЛЬНОМУ ПЕР1ОД1 В НОРМ1 ТА П1СЛЯ ВНУТР1ШНЬОУТРОБНОГО
ВВЕДЕННЯ ГЛЮКОКОРТИКО1Д1В Запорiзький державний медичний ушверситет (м. Запорiжжя)
Зв'язок публшацм з плановими науково-до-слщними роботами. Робота е фрагментом науко-во-дослщницько! роботи кафедри анатоми людини, оперативно! xipypriT та топографГчно! анатоми «Реак-тивнiсть оpганiв новонароджених пiсля дм антигенiв та фактоpiв рГзно! природи у внутршньоутробному перюдЬ>, № державно! реестрацп 0115U003875.
Вступ. За даними ВООЗ, в стpyктypi причин смерт-ностi вiд неiнфекцiйниx захворювань у свт, 44% смертей обумовлено патолопею серцево-судинно!' системи [1]. Серце е органом-мшенню при piзниx захворюваннях сполучно! тканини [2]. Порушення формування сполучно! тканини серця у внутршньо-утробному перюд^ зумовлюе високу iмовipнiсть роз-витку патологiчниx станiв цього органа у майбутньо-му [3]. Таким чином, несприятливий вплив факторГв piзно! природи у внyтpiшньоyтpобномy пеpiодi може сформувати умови для розвитку недиференцшова-но! дисплазп сполучно! тканини (НДСТ), яка у май-бутньому житт формуе схильшсть до розвитку пато-лопчних станiв серця [4].
За наказом МОЗ № 624 вщ 03.11.2008 р. при за-грозГ передчасних полопв або для профтактики pеспipатоpного дистрес-синдрому новонароджених, вагiтним жшкам у третьому тpиместpi рутино при-значаеться синтетичний глюкокортикостеро!дний гормон дексаметазон. Оскшьки дексаметазон втьно проникае через геметоплацентарний бар'ер в ембри ональному перюдГ, вш може негативно впливати на розвиток серцево-судинно! системи [5].
Дослщженнями попередшх рошв було показано, що дексаметазон здатен зменшувати синтез колаге-ну та об'ем екстрацелюлярного матриксу [6]. Таким чином, зважаючи на здатшсть глюкокортико!дних гормошв пригшчувати синтез колагену, викликають ¡нтерес змши, як вщбуваються в ¡нших структурах серця, що мГстять у собГ сполучну тканину, зокрема, у вшцевих артерГях, шсля внутршньоплщного вве-дення дексаметазону. У щурГв розвиток коронарних артерш тривае шсля народження, а формування i дозрГвання коронарних артерюл, в тому числГ по-товщення меди за рахунок ¡нтенсивно! пролГферацп волокон сполучно! тканини, завершуеться протягом першого мкяця шсля народження [7]. За даними Robert D. Roghair та сшвавт. [8] вплив глюкокорти-ко!дГв у внутршньоутробному перюдГ може програ-мувати артерГальну дисфункцш у 4-мкячних ягнят, що призводить до шдвищення артерГального тиску та розвитку коронарогенних захворювань у майбут-ньому. Однак, ям морфолопчш змши вщбуваються у вшцевих артерГях щурГв шсля внутршньоплщного введення дексаметазону, залишаеться невщомим.
Мета дослщження: вивчити морфометричну характеристику вшцевих артерш серця щурГв в постна-
тальному перюдГ в норм! та шсля внутршньоутроб-ного введення глюкокортико!дГв.
Об'ект i методи дослщження. Об'ектом досли дження були серця 144 бших безпородних щурГв з 1-о! по 45-ту добу життя. Тварини були роздтеш на 3 групи: перша - ¡нтактна група, тваринам друго! - екс-периментально! групи - на 18 добу внутршньоутроб-ного розвитку було введено одноразово чрезматко-во, чрезоболонково, внутршньоплщно шдшшрно у мГжлопаткову дшянку 0,05 мл розчину Дексаметазону у розведенш 1:40. Контролем слугували щури тре-тьо! групи, котрим за описаним вище методом було введено фГзюлопчний розчин у кшькосл 0,05 мл. На 1, 3, 5, 9, 14, 21, 30 та 45 добу шсля народження тва-рин серця вилучали для проведення морфолопчного дослщження. Проведення експерименту та утриман-ня лабораторних тварин вщповщало правилам «£в-ропейсько! конвенци про захист хребетних тварин, як використовуються для експериментГв та ¡нших на-укових цшей» (Страсбург, 2005), Закону Укра!ни «Про захист тварин вщ жорстокого поводження» (2006, ст. 26) та «Загальних етичних принцишв експерименлв на тваринах» (Ки!в, 2013).
МатерГал фтсували у 10% нейтральному розчин! формалшу з подальшим зневодненням у висхщних концентрацГях спирлв та заливанням у парафшовГ блоки. ЗрГзи товщиною 4 мкм забарвлювалися орсе-!ном за загальноприйнятим методом. МорфометрГю стшок артерш проводили за допомогою програм-ного забезпечення CarlZeiss (AxioVision 4.8) та вими рювали товщину комплексу ¡нтима-медГа ¡нтраму-ральних гшок вшцевих артерш середнього калГбру (середнш дГаметр дослщжуваних судин - 46,68±7,82 мкм). ВибГрки ктьшсних даних обробляли методами варГацшно! статистики в програмГ MS Excel та Statistica 6.0. РГзницю мГж двома середшми оцшюва-ли за допомогою t-критерГю Стьюдента та вважали статистично достовГрною при p<0,05. ЧисловГ дан результат дослщження представлен! у виглядГ «се-редне ± стандартне вщхилення».
Результати дослщження та ix обговорення. Вш-цевГ артери щурГв вщносяться до артерш м'язового типу, а !х стшка складаеться з трьох оболонок: вну-тршньо! (¡нтими), середньо! (меди) та зовшшньо! (адвентицГ!) (рис. 1).
Внутршня оболонка представлена одним шаром плоских ендотелГальних клГтин, пГдендотелГальний шар у щурГв розвинутий дуже слабо або зовам не спостеркався. На межГ ¡нтими та медГ! розташована внутрГшня еластична мембрана, яка мала вигляд хви-лясто! стрГчки. Середня оболонка представлена пе-реважно гладкими мюцитами з невеликою кГлькГстю еластичних волокон. Зовшшня оболонка складаеться з пухко! волокнисто! тканини, волокна яко! часто продовжувались у оточуючГ тканини. В артерГях мГ-
Таблиця.
Товщина стшки вiнцевих артерш шлуночкiв,
Доба 1нтактна група Експерименталь-на група Контрольна група
1 3,313±0,511 3,129±0,529* 3,455±0,691
3 4,838±0,818 3,749±0,8* 4,945±1,027
5 5,515±1,408 4,816±0,851* 5,655±0,981
9 6,523±1,085 6,473±1,352 6,274±1,207
14 7,504±1,142 6,544±1,131* 7,127±1,485
21 9,310±1,574 7,657±1,705* 9,505±1,619
30 9,711±1,797 8,163±0,959* 9,956±1,366
45 9,785±1,557 8,056±1,237* 9,938±1,623
Рис. 1. Артерiя м'язового типу у мiокардi контрольно! тварини. 21 доба шсля народження. 1 - штима. 2 - внутршня еластична
мембрана. 3 - медiа, що складаеться з гладких м'язових клiтин. 4 - адвентицiя, що представлена пухкою волокнистою тканиною. Забарвлення орсе!ном: х400.
шаного типу м1ж адвентицieю та медieю знаходить-ся зовшшня еластична мембрана, але в коронарних артерiях щурiв TT ознак не було знайдено. Плки вшце-вих артерiй були виявленi переважно у середньому шарi мiокарду шлуночшв та за дiаметром вщповща-ли артерiям середнього калiбру. У просв^ах судин вiдмiчалися форменi елементи кровк
Числовi значення морфометричного дослщжен-ня стшки вiнцевих артерiй вiдображенi в таблиц!.
Примггка: * показники статистично дост^рш порiвняно з контрольною групою (p<0,05).
У новонароджених iнтактних та контрольних щурiв товщина стiнки вшцевих артерiй дорiвнювала 3,313±0,511 та 3,455±0,691 мкм вiдповiдно, поступо-во зб^ьшуючись протягом першого мiсяця постна-тального життя i досягаючи показника 9,785±1,557 мкм в першiй та 9,938±1,623 третiй групi на 45-ту добу тсля народження. Прирiст товщини був рiвно-мiрним до 14-оТ доби. В промiжок мiж 14-ою та 21-ою добою вiдмiчалося найзначуще збтьшення товщини стiнки дослiджуваних судин - на 24% - в штактних, та на 33,3% в контрольних тварин. Наприкшщ першого мкяця товщина комплексу iнтима-медiа досягла свого найбтьшого розвитку, iстотно не змшюючись в подальшому. На загал, з першоТ по 45-ту добу по-стнатального життя товщина стiнки штрамуральних
Рис. 2. Динамiка товщини комплексу iнтима-медiа в експериментальнiй та контрольна групах на 3, 14 та 30 добу шсля народження. В експериментальнш групi помiтно виражене стоншення середньо! оболонки артерiй та внутршньо! еластично! мембрани.
Забарвлення орсе!ном: х400.
артерш шлуночкiв в штактнш та контрольнш трупах тварин збiльшилась в 2,95 та 2,87 рази вщповщно.
Враховуючи отримаш результати, можна зроби-ти висновок, що статистично значущих вiдмiнностей мiж показниками штактно''' та контрольно! труп на вах термшах дослiдження не виявлено, таким чином можна виключити вплив оперативного втручання на отримаш результати в експериментальнш групi.
Пiсля внутрiшньоутробного введення дексамета-зону у новонароджених тварин товщина стiнки коро-нарних артерiй дорiвнювала 3,129±0,529 мкм i також поступово збiльшувалась протягом 45-ти дiб шсля на-родження, досягнувши найбiльшого свого розвитку на 30-ту добу - 9,956±1,366 мкм. Але, звертаючи увагу на динамту приросту товщини стшки, виявлено, що максимальне збiльшення показника товщини комплексу iнтима-медiа - на 34,4% - в експериментальнш груш вщбувалося в промiжок мiж 5-ою та 9-ою добою, на вщмшу вiд штактно''' та контрольно! груп, де анало-гiчнi змши були виявленi мiж 14-ою та 21-ою добою. На загал, протягом перших 45-ти дiб шсля народжен-ня товщина стшки вшцевих артерш шлуночшв в екс-периментальнiй груш збтьшилась у 2,57 рази.
Порiвнюючи морфометричнi данi дослiдження (табл.), було встановлено, що показники товщини артерш експериментальних тварин були дост^р-но меншими на вах термшах, о^м 9-о! доби, нiж у контрольних щурiв (рис. 2). Змiни головним чином вщбувалися у середнiй оболонц судин та характери-зувалися стоншенням шару гладких мiоцитiв та вну-тршньо''' еластично' мембрани.
За даними лп"ератури, постнатальний розвиток вiнцевих артерш у щурiв продовжуеться ще протягом мкяця пiсля народження [7]. Формування i до-зрiвання судин вщбуваеться шляхом потовщення середньо! оболонки за рахунок штенсивно!' пролiфе-рацп сполучно' тканини та гладких мiоцитiв. Результати морфометричного дослiдження в контрольнш та штактнш групах свщчать про те, що поступовий прир^ товщини коронарних артерiй закiнчуeться до 30-о!' доби пiсля народження, що сшвпадае з даними лiтератури. Дост^рне зниження товщини комплексу iнтима-медiа в експериментальнiй групi узгоджу-еться з даними Pires та сшвав. [6] про сильнi анти-пролiферативнi властивостi дексаметазону та його здiбнiсть пригнiчувати пролiферацiю гладко!' м'язово!' мускулатури та зменшувати синтез колагену та об'ем екстрацелюлярного матриксу. Винятком е товщина
вiнцевих артерiй на 9-ту добу пiсля народження в експериментальних тварин, яка доа^рно не вщ-рiзняеться вiд покaзникiв в контрольнш та штактнш групах, що може бути пояснено тим, що саме у цей перюд (5-9 доба) в експериментальнш груш вщбу-ваеться нашнтенсившший прирiст товщини судин, в той час як в контрольнш аналопчш змши вщбувають-ся в термш з 14-о!' по 21-шу. Це може свiдчити про те, що дексаметазон сприяе передчасному дозрiвaнню вшцевих артерш у щурiв.
Таким чином, шсля внутршньоутробного введення дексаметазону спостер^алось достовiрне змен-шення товщини стiнки вiнцевих aртерiй за рахунок пригшчення пролiферaцií гладких м'язових волокон та синтезу волокон сполучно!' тканини, головним чином в середнш оболонц судин. Отримаш дан мо-жуть свiдчити про розвиток aртерiaльноí дисфункцп, а порушення формування та дозрiвaння волокон екстрацелюлярного матриксу судин можуть бути про-явом НДСТ. Ва цi змiни формують сприятливий фон для розвитку патолопчних сташв та можуть стати причиною виникнення як судинних, так i некорона-рогенних захворювань серця в майбутньому житл.
Висновки
1. Вiнцевi артери iнтaктних тварин продовжують розвиватися протягом мкяц шсля народження, а товщина 'х стшки збiльшуеться в 2,95 рази вщ 1-о'| по 45-ту добу.
2. Товщина стшок коронарних артерш поступово збшьшуеться, а перiодом нашнтенсившшого приросту для тварин штактно''' та контрольно''' групи е термш з 14-о'| по 21-шу добу шсля народження (на 24% та 33,3% вщповщно).
3. Пкля внутршньоутробного введення дексаметазону спостерiгaлось достовiрне зменшення товщини стшки артерш на вах термшах, за винятком 9-о'( доби, у пор!внянш ¡з контрольними тваринами.
4. Максимальне збтьшення показника товщини комплексу iнтимa-медia в експериментальнш груш вщбувалося в пром!жок мГж 5-ою та 9-ою добою, що може свщчити про передчасне дозрiвaння вiнцевих aртерiй.
Перспективи подальших дослiджень. В подаль-шому плануеться дослiдження пролiферaтивноí ак-тивност (iмуногiстохiмiчне дослiдження) кардюми оцилв шлуночшв та гладких мюцтчв aртерiй серця щурГв в нормГ та шсля внутршньоутробного введення дексаметазону у ранньому постнатальному перiодi.
flrrepaTypa
1. World health statistics 2018: monitoring health for the SDGs, sustainable development goals. Geneva: World Health Organization; 2018. Available from: https://apps.who.int/iris/rest/bitstreams/1137482/retrieve
2. Kuznetsov VA, Soldatova AM, Fanakov AV. Vzaimosvyaz malyih anomaliy razvitiya soedinitelnoy tkani serdtsa s riskom vnezapnoy serdechnoy smerti. Patologiya krovoobrascheniya i kardiohirurgiya. 2018;22(1):16-21. Dostupno: http://dx.doi.org/10.21688/1681-3472-2018-1-16-21 [in Russian].
3. Voloshin OM, Chumak OYu. Nedyferentsiiovana dysplaziia spoluchnoi tkanyny y respiratorni zakhvoriuvannia v ditei ta pidlitkiv (ohliad literatury). Zdorov'ye rebenka. 2017;12:720-7. DOI: 10.22141/2224-0551.12.6.2017.112842 [in Ukrainian].
4. Galaktionova MYu, Kobeleva EA, Mironova OI. Osobennosti tsentralnoy gemodinamiki detey s sindromom displazii soedinitelnoy tkani serdtsa. Pediatricheskie aspekty displazii soedinitelnoy tkani. Dostizheniya i perspektivy: Rossiyskiy sbornik nauchnykh trudov s mezhdunarodnym uchastiem. 2013;3:225-34. [in Russian].
5. Reznikov AG, Nosenko ID. Eksperimentalnoe izuchenie otdalennyih posledstviy perinatalnogo primeneniya lekarstvennyih sredstv dlya zdorovya potomkov. Klinichna ta eksperymentalna patolohiia. 2013;12(4):3-11. [in Russian].
6. Pires MM, Schepers A, van der Hoeven BL, de Vries MR, Lianne SM, Jukema B, et al. Histopathologic alterations following local delivery of dexamethasone to inhibit restenosis in murine arteries. Cardiovascular Research. 2005;68(3):415-24. DOI: 10.1016/j.cardiores.2005.06.015
7. Hew KW, Keller KA. Postnatal anatomical and functional development of the heart: A species comparison. Birth Defects Research Part B: Developmental and Reproductive Toxicology. 2003;68:309-20. DOI: 10.1002/bdrb.10034
8. Roghair RD, Volk KA, Lamb FS, Segar JL. Impact of maternal dexamethasone on coronary PGE(2) production and prostaglandin-dependent coronary reactivity. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2012;303(5):513-9. DOI: 10.1152/ajpregu.00658.2011
МОРФОМЕТРИЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА В1НЦЕВИХ АРТЕР1Й СЕРЦЯ ЩУР1В В ПОСТНАТАЛЬНОМУ ПЕР1ОД1 В НОРМ1 ТА П1СЛЯ ВНУТР1ШНЬОУТРОБНОГО ВВЕДЕННЯ ГЛЮКОКОРТИКО1Д1В
Григор'ева О. А., Чернявський А. В.
Резюме. Введення дексаметазону у внутршньоутробному перiодi призводить до порушення формуван-ня сполучноУ тканини в серщ, наслiдком чого може стати розвиток недиференцшованоУ дисплазп сполучноУ тканини, яка у майбутньому шдвищуе вiрогiднiсть розвитку патологiчних станiв серця. Метою дослщження було дати морфометричну характеристику вшцевих артерiй серця щурiв в постнатальному перiодi в норм1 та пiсля внутрiшньоутробного введення дексаметазону. В робот використанi морфометричнi та статистичн1 методи. Було встановлено, що пiсля внутрiшньоутробного введення дексаметазону у щурiв спостерiгаeться достовiрне зменшення товщини комплексу iнтима-медiа стiнки вiнцевих артерш на всiх термiнах, за винят-ком 9-оУ доби пiсля народження, у порiвняннi iз контрольними тваринами, а найбшьший прирiст товщини судин вщбувався на тиждень ранiше, шж в контрольнiй групi. Описанi змши можуть свiдчити про передчасне дозрiвання судин та стати тдг"рунтям для розвитку судинноУ дисфункцп у майбутньому.
Ключовi слова: морфологiя, вiнцевi артерп, серце, внутрiшньоутробне введення, глюкокортикоУд.
МОРФОМЕТРИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВЕНЕЧНЫХ АРТЕРИЙ СЕРДЦА КРЫС В ПОСТНАТАЛЬНОМ ПЕРИОДЕ В НОРМЕ И ПОСЛЕ ВНУТРИУТРОБНОГО ВВЕДЕНИЯ ГЛЮКОКОРТИКОИДОВ
Григорьева Е. А., Чернявский А. В.
Резюме. Введение дексаметазона во внутриутробном периоде приводит к нарушению формирования соединительной ткани в сердце, следствием чего может стать развитие недифференцированной дисплазии соединительной ткани, которая в будущем повышает вероятность развития патологических состояний сердца. Целью исследования было дать морфометрическую характеристику венечных артерий сердца крыс в постнатальном периоде в норме и после внутриутробного введения дексаметазона. В работе использованы морфометрические и статистические методы. Было установлено, что после внутриутробного введения дексаметазона у крыс наблюдается достоверное уменьшение толщины комплекса интима-медиа стенки коронарных артерий на всех сроках, за исключением девятых суток после рождения, по сравнению с контрольными животными, а наибольший прирост толщины сосудов происходил на неделю раньше, чем в контрольной группе. Описанные изменения могут свидетельствовать о преждевременном созревании сосудов и стать основой для развития сосудистой дисфункции в будущем.
Ключевые слова: морфология, венечные артерии, сердце, внутриутробное введение, глюкокортикоид.
MORPHOMETRIC CHARACTERISTICS OF RAT'S HEART CORONARY ARTERIES IN THE POSTNATAL PERIOD IN NORMAL CONDITIONS AND AFTER PRENATAL ADMINISTRATION OF GLUCOCORTICOIDS
Hryhorieva O. A., Cherniavskyi A. V.
Abstract. Any disturbance of the formation or organization of connective tissue such as undifferentiated connective tissue disease (UCTD) can cause various pathological conditions of the heart. The synthesized glucocorticosteroid dexamethasone is routinely administered to pregnant women in the third trimester with high risk of preterm delivery or to improve the surfactant system maturation in the fetus. The safety of using synthetic glucocorticoids in pregnant women is the subject of active discussions due to possibilities of dexamethasone to accelerate maturation of cardiomyocytes and leading to disorganisation of the connective tissue fibers. Yet, changes in rats heart coronary arteries caused by intrauterine administration of dexamethasone are still not studied.
Objective. The purpose of this research is to make morphometric characteristic of rat's heart coronary arteries in the postnatal period in normal conditions and after intrauterine administration of glucocorticoids.
Object and methods. 144 hearts of laboratory rats were investigated. All animals were divided into three groups: the first one included intact animals; the second was comprised of experimental animals, who were injected by dexamethasone by intrauterine approach after a median laparotomy of pregnant rat at the 17th day of pregnancy; the third group was formed by control animals, who were injected by saline solution in equal volume, by the same way, at the same day. Rats' hearts were analyzed from birth up to the 45th day of life. Serial sections were stained with orcein. Morphological study of thickness of coronary arteries intima-media complex were performed. Method of variation statistics have been used during the research.
Results and discussion. It was found that thickness of intima-media complex of rat's heart coronary arteries increases gradually from birth to 45 day of postnatal life in and increases 2,95-fold and 2,87-fold in intact and control group respectively. The greatest increasing of thickness of artery wall occurs between 14 and 21 days after birth. After prenatal administration of glucocorticoids, it was observed significant decreasing of thickness of complex intima-media of coronary arteries on 1, 3, 5, 14, 21, 30 and 45 days of postnatal life. The most intensive increasing of thickness of artery wall observed between 5 and 9 days after birth in experimental group. All described changes may be evidences of disturbance of formation of connective tissue fibers and early maturation of coronary arteries.
Conclusions. The prenatal administration of dexamethasone leads to significant thickening of the rat's heart coronary arteries walls on 1, 3, 5, 14, 21, 30 and 45 days of postnatal life in comparison with control group. All described changes may be a manifestation of UCTD and vascular dysfunction and form background for developing of different pathologic conditions of the heart and coronary arteries in adult life.
Key words: morphology, coronary arteries, heart, intrauterine administration, glucocorticoid.
Рецензент - проф. Пронна О. М.
Стаття надшшла 06.02.2019 року
