CC BY
88
УДК [616.127 - 018 - 098 - 005.98 - 053.9 : 577.128] Ярмоленко О. С.
ОСОБЛИВОСТ1 МОРФОЛОГ1ЧНО1 ПЕРЕБУДОВИ М1ОКАРДУ ЩУР1В СТАРЕЧОГО В1КУ ЗА УМОВ ВПЛИВУ Г1ПООСМОЛЯРНО1 Г1ПЕРГ1ДРАТАЩ1
Сумський державний уыверситет.
Тяжка серцево-судинна недостатнсть у лтых nau,ieHmie часто супроводжуеться розладами водно-електролтного балансу. Тому вивчення особливостей перебудови старючого мокарду при порушеннях водно-сольового обману та вибiр шляхв УУ корекцУ та профлактики е актуальним. Метою роботи став аналiз структурноУ перебудови м'юкарду шлуночюв щур'т старечого вку за умов гiпоосмолярноi' г'терг'дратацУУ Дослiдження було проведено на 48 блих щурах-самцях 22-мсячного вку, як склали 2 групи: контрольну та експериментальну, по 24 тварини в кожн/'й. Експериментальнi тварини годувалися знесоленими харчами та тричi на добу через зонд отримували по 10 мл дистильованоУ води. Разом з водою щурам вводився препарат "Mynyrin" (Ferring) у дозi 0,01 мг 2 рази на добу. Тварини контрольноУ сера отримували нормальну питну воду i Ужу, а також Ум вводився "Mynyrin" (Ferring) дв'ч на день в дозi 0,01 мг, зважаючи на потен^йний вплив вазопресину на серцево-судинну систему. Мокард шлуночюв досл'джували за допомогою свтлового мкроскопу "OLIMPUS" на рiзних збльшеннях, комп'ютерно'У програми «Видео Размер 5,0» та скануючого електронного мшроскопу^ЕМ 102". Морфологiчнi перетворення мокарду щур'т старечого вку за умов гiпоосмолярноУ гiпергiдратацiУ проявляються прогресуючим контрактурним пошкодженням та хвилепод'бною деформа^ею м'язових волокон. Первиннсть порушень в позаклтинному секторi спричинюе розвиток стромального набряку, особливо правого шлуночка, на початку експерименту та кл'тинного набряку при продовженнi д'УУ пошкоджувального чинника. При досягненн тваринами тяжкого ступеню гiпергiдратацiУ в стромi практично зникае колаген, що сприяе стр'шкому розширенню камер шлуночюв та погiршенню функци серця в умовах перевантаженняя об'емом. Ключов1 слова: мюкард, старечий в1к, ппоосмолярна пперпдрата^я.
Дана робота е фрагментом НДР "Закономiрностi вжових i конституuiональних морфологiчних перетворень внутрiшнiх органiв i юстковоУ системи за умов впливу ендо- i екзогенних чинниюв i шляхи Ух корещИ", № державноУ реестрацИ' 0013U001347.
Вступ
Останне десятирiччя в свт спостер^аеться тенден^я до "постаршня" населення. За прогнозами, до 2020 року ктькють людей старше 65 рош складе бтьше ыж 20% загальноТ кшькосп населення. Причиною смерт л^ых людей найчаспше стають захворювання серця та судин. У людей вком 85-89 рош смертнють вщ серцево-судинних захворювань у 1000 разiв вища за вщповщний показник серед людей вком 25-29 ромв[6]. Тяжка серцево-судинна недостатнють у л^ых па^ен^в може бути спричинена втратою функци нирок, запаленням, недоТданням i ппертожею[9]. Цей стан супроводжуеться розладами водно-електрол^ного балансу, який, в свою чергу, ускладнюеться вковими порушеннями метаболiзму як передсердного натршуретичного фактору, так i вазопресину[2]. Тому вивчення особливостей перебудови старшчого мюкарду при порушеннях водно-сольового обмшу та вибiр шляхiв ТТ корекци та профтактики е актуальним. В науковш лiтературi достатньо ктычних доповщей щодо порушень функци серцево-судинноТ системи, спричинених розладами водно-сольового обмшу[7,8,10,12]. Але ц науковi прац не мютять морфолопчного пщфунтя для пояснення механiзмiв структурно!' перебудови мюкарду. 1снують лише поодинок експериментальн роботи по вивченню даноТ проблеми. Описан морфофункцюнальш змши мюкарду щурiв за умов загального зневоднення [5], вiковi структуры особливост секреторних та скорочувальних кардюмюци^в щурiв на введення вазопресину[2], вплив хронiчного перевантаження об'емом на мюкард зртих щурiв[11].
Мета роботи
Аналiз структурноТ перебудови мюкарду шлуночюв щурiв старечого вку за умов впливу гiпоосмолярноТ пперпдратаци.
Об'ект i методи дослiджень
Експеримент було виконано на 48 бтих щурах-самцях 22-мюячного вiку, якi склали 2 групи: контрольну та експериментальну, по 24 тварини в кожнш. Утримання та експерименти на тваринах проводилися зпдно «европейськоТ конвенци про захист хребтових тварин, що використовуються для експериментальних та шших наукових цтей" (Страсбург, 1986), "Загальних етичних принцитв щодо експериментiв на тваринах", затверджених Першим Нацюнальним конгресом з бюетики (КиТв, 2001), ГельсiнкськоТ деклараци ГенеральноТ АсамблеТ ВсесвiтньоТ медичноТ асо^ацп(2000). Експериментальнi тварини годувалися знесоленими харчами та тричi на добу через зонд отримували по 10 мл дистильованоТ води. Разом з водою щурам вводився препарат "Mynyrin" (Ferring) у дозi 0,01 мг 2 рази на добу. Тварини виводились з експерименту на 11 -ту, 21-шу та 26-ту добу експерименту вщповщно досягненню ними легкого, середнього та тяжкого ступеню
пперпдратаци [3]. Тварини контрольно! серп отримували нормальну питну воду i !жу в межах щоденних фiзiологiчних потреб, а також !м вводився "Mynyrin" (Ferring) двiчi на день в дозi 0,01 мг, зважаючи на потенцшний вплив вазопресину на серцево-судинну систему. Контрольних щурiв виводили з експерименту одночасно з тваринами, що зазнали впливу водного навантаження. Евтаназiя дослщних тварин здiйснювалась шляхом декаттаци пщ ефiрним наркозом. Мiокард шлуночкiв дослщжували за допомогою свiтловоТ мiкроскопп та скануючо! електронно! мiкроскопп. Для приготування пстолопчних препаратiв шматочки мiокарда стшок лiвого та правого шлуночкiв, мiжшлуночковоТ перегородки фiксували в 10% розчин нейтрального формалiну та пiсля вщповщно! проводки в спиртах заливали в парафш. Гiстологiчнi зрiзи товщиною 10-15 мкм забарвлювали гематоксилiн-еозином та за ван Пзон. Отриманi препарати вивчали за допомогою св^лового мiкроскопа "OLIMPUS" на рiзних збiльшеннях. За допомогою комп'ютерно! програми «Видео Размер 5,0» вираховувались основы морфометричн параметри мюкарду пiддослiдних тварин. Для скануючо! електронно! мiкроскопiТ серця фiксували в 1% глутаральдегд промивали тричi у фосфатному буферi та зневоднювали розчином етанолу у зростаючих концентрацiях. Поперечнi перерiзи серця фiксували на графiтових столиках i висушували на повiтрi. Перед переглядом у скануючому мiкроскопi вони були напилен срiблом у вакуумнш унiверсальнiй установцi "ВУП-5". Зразки розглядали в скануючому електронному мiкроскопi з камерою низького вакууму "SEM 102" i фотографували при збiльшеннях вщ х 12 х до 5000.
Результати дослщження та 1х обговорення
На гiстологiчних зрiзах волокна кардюмюци^в (КМЦ) щурiв контрольно! групи мають однакову спрямованiсть та добре виражену поперечну посмугованють. Цитоплазма КМЦ рiвномiрно забарвлена, ядра овально! форми, нормохромы, розташованi в центрi клiтини. Периваскулярн та стромальнi крововиливи вiдсутнi. В стромi мiокарду вiзуалiзуються колагеновi волокона. На сканограмах стшки серця контрольних тварин мiофiбрили розташованi пухко за рахунок збтьшення об'ему стромального компоненту в старшчому мiокардi( рис.1).
Рис. 1. Сканограма ст1нки серця щура старечого вку контрольноТ серТ Пухке розташування м1оф1брил, волокна колагену в стром¡.
На раншх стадiях пперпдратаци розвиваеться стромальний набряк, а також з'являються КМЦ рiзного розмiру з дтянками хвилеподiбноí деформаци та фрагментацi! м'язових волокон. Продовження дм пошкоджувального чинника призводить до дисбалансу електролтв мiокарду, що на пстопрепаратах проявляеться посиленням хвилеподiбно! деформаци м'язових волокон та !х локальним контрактурним пошкодженням, а також до появи ознак судинних розладiв: поодинок крововиливи, стаз кровi в судинах, периваскулярний набряк. В мiокардi лiвого шлуночка посилюеться поперечна посмугованiсть мiофiбрiл з дiлянками цитолiзу, з'являються поодинок без'ядернi клiтини. При тяжкому ступен гiпергiдратацi! КМЦ набряклi, з дтянками цитолiзу та фрагментаци м'язових волокон, ядра КМЦ полiморфнi, iнтенсивно забарвлен (карiопiкноз). Судиннi розлади проявляються численними крововиливами. Мае мюце стромальний набряк та зменшення кiлькостi колагенових волокон(рис.2).
Рис. 2. М'юкард правого шлуночка щура 22-мсячного вку на 26-ту добу експерименту. Стромальний та клтинний набряк,крововиливи, в1дсутнють колагенових волокон. Забарвлення за Ван Пзон. Збтьшення об.х20,ок.х40.
Скануюча електронна мiкроскопiя при тяжкому ступеш пперпдри демонструе набряк мiофiбрiл, !х дезорiентацiю та хвилеподiбну деформацю Поперечна посмугованють мязових волокон м1сцями ослаблена. М1жклггинж пром1жки розширеж, волокна колагену практично вщсуты (рис.3).
Рис. 2. Сканограма м'юкарду л1вого шлуночка щура 22-мюячного вку на 26-ту добу експерименту. Набряк мюф1брил, хвилепод^бна деформация, стромальний набряк, в1дсутнють колагенових волокон.
Морфометричними вимiрами встановлено збтьшення дiаметру КМЦ (ДКМЦ) лiвого шлуночка на 2,28% (р<0,05) вже при легкому ступен ппергщри та зростання вщносного об'ему його строми на 1,41% (р<0,05). Водночас в правому шлуночку ДКМЦ достовiрно не змiнюеться, а стромальний набряк розвиваеться штенсившше, на що вказуе зменшення вiдносного об'ему КМЦ (ВОКМЦ) на 0,55%(р<0,05) та збтьшення вщносного об'ему строми (ВОСТ) на 3,71%(р<0,05). При досягненн тваринами середнього ступеню ппергщри в лiвому шлуночку продовжуеться збiльшення ДКМЦ на 8,61%(р<0,05), ВОКМЦ зменшуеться на 0,61% (р<0,05), а ВОСТ зростае на 4,64% (р<0,05). У правому шлуночку ДКМЦ збтьшуеться на 8,91% (р<0,05), ВОКМЦ зменшуеться на 0,79%(р<0,05), а ВОСТ е бтьшим за контроль на 5,66% (р<0,05). При тяжкому ступеню пперпдри (рис.6) ДКМЦ лiвого шлуночка зростае на 15,44% (р<0,05), дiаметр ядер(ДЯКМЦ) - на 6,1% (р<0,05), ВОКМЦ е меншим за контроль на 0,56% (р<0,05), вщносний об'ем судин(ВОС) - на 2,22% (р<0,05), ВОСТЛШ збiльшуеться на 5,18% (р<0,05). В той самий час у правому шлуночку в^^чаеться збтьшення ДКМЦ на 15,18% (р<0,05), та ДЯКМЦ - на 5,05%(р<0,05). Вщносний об'ем ВОКМЦ е меншим за контроль на 0,89% (р<0,05), а ВОС - на 2,69% (р<0,05). ВОСТ правого шлуночка зростае на 7,47% (р<0,05). Стромально-паренхiматозне вщношення в обох шлуночках не змшюеться, що пояснюеться розвитком як стромального, так i клiтинного набряку.
Рис. 3. Зм/'ни морфометричних показник/в мокарду шлуночкв щурв старечого вку за умов тяжкого ступеню
гтоосмолярноТ г1перг1дратацИ\
Бтьш CTpiMKe збтьшення вщносного об'ему строми правого шлуночка можна пояснити бтьшою його гщрофтьнютю, що знаходить пщтвердження в лiтературних джерелах [4]. Зниження вщносного об'ему судин в мiокардi обох шлуночмв тварин старечого вку пов'язано 3i зниженням компенсаторних можливостей мiокарду з вiком [1].
Висновки
Морфолопчы перетворення мiокарду щурiв старечого вiку за умов гтоосмолярноТ ппергщратаци в першу чергу спричинен порушеннями електролiтного складу серця i проявляються прогресуючим контрактурним пошкодженням та хвилеподiбною деформацiею м'язових волокон. Первиннють порушень в позаклiтинному секторi спричинюе розвиток стромального набряку, особливо правого шлуночка, на початку експерименту та кттинного набряку при продовженн дм пошкоджувального чинника. При досягненнi тваринами тяжкого ступеню гiпергiдратацiТ в стромi практично зникае колаген, що сприяе стрiмкому розширенню камер шлуночкiв та попршенню функцiТ серця в умовах перевантаженняя об'емом.
Перспективи подальших дослiджень
Плануеться вивчення змiн хiмiчного складу серця щурiв рiзних вiкових груп за умов ппергщратацшних порушень та пошук коректору морфофункцiонального стану мюкарду за умов гiпергiдратацiйних порушень.
Лтература
1. Ахтемiйчук Ю.Т. Макроскопiчна анатс^я артерiальних судин серця людини / Ю.Т. Ахтемiйчук, О.В. Ахтемiйчук, М.В. Ющак // Клiнiчна анатомiя та оперативна хiрургiя. - 2009. - Т. 8, № 1. - С. 88-98
2. Квитницкая-Рыжова Т.Ю. Возрастные структурные особенности реакции секреторных и сократительных кардиомиоцитов на введение вазопрессина / Т.Ю. Квитницкая-Рыжова, А.С. Ступина, Г.В. Хаблак // Проблемы старения и долголетия - 2005. - Т. 14, № 4. - С. 323331.
3. Скора В.З. Методика експериментального вщтворення водно-електролп"них розладiв / В.З. Скора, Г.Ф. Ткач, В.1. Бумейстер [та ш.] / Матерiали науково-практичноТ конференци "Морфолопчний стан тканин i оргашв систем органiзму в нормi та патологи™, Терношль 1011 червня 2009. -С. 160-161.
4. Резник А.Г. Судебно-медицинская оценка гидратации сердца при некоторых причинах смерти / А.Г Резник // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2013. - № 4 - С. 58-61.
5. Творко В.М. Морфофункцюнальш особливост мюкарда при адаптаци оргашзму до загального зневоднення автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. мед. наук: спец. 14.03.01 «Нормальна анатс^я» / В.М. Творко. - Терношль, 2002. - 19 с.
6. Ohaudhary K.R. Mitohondria and the aging heart / K.R. Chaudhary, H. El-Sikhry, J.M. Seubert // Journal of Geriatric Cardiology. - 2011. - Vol. 8. - P. 159-167
7. Ronco C. Diagnosis and management of fluid overload in heart failure and cardio-renal syndrome: the "5B" approach / C. Ronco, M. Kaushik, R. Valle [et al.] // Seminars in nephrology. - 2012. - Vol. 32 (1). - P. 129-141.
8. Fan S. Extracellular volume expansion in peritoneal dialysis patients / S. Fan, R.H., A. Davenport // The International journal of artificial organs.
- 2012. - Vol. 35 (5). - P. 338-345.
9. L^greid I.K. Nutritional problems, overhydration and the association with quality of life in elderly dialysis patients / I.K. L^greid, A. Bye, K. Aasar0d [et al.] // International urology and nephrology. - 2012 - Vol. 44 (6). - P. 1885-1892.
10. Passeron A. Hyponatremia: from physiopathology to practice / A. Passeron, S. Dupeux, A.Blanchard // Rev Med Interne. - 2010. - Vol. 31 (4).
- 277-286. [Hyponatremia: from physiopathology to practice].
11. Du Y. Temporal valuation of cardiac myocyte hypertrophy and hyperplasia in male rats secondary to chronic volume overload / Y. Du, E. Plante, J. S. Janicki, G. L. Brower // The American Jornal of Pathology. - 2010. - Vol. 177 (3). - P. 1155-1163.
12. Wizemann V. The mortality risk of overhydration in haemodialysis patients / V. Wizemann, P. Wabel, P. Chamney [et al.] // Nephrol Dial Transplant. - 2009. - Vol. 24 (5). - P. 1574-1579.
Реферат
ОСОБЕННОСТИ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ МИОКАРДА СТАРЫХ КРЫС В УСЛОВИЯХ ГИПООСМОЛЯРНОЙ ГИПЕРГИДРАТАЦИИ. Ярмоленко О. С.
Ключевые слова: миокард, стареский возраст, гипоосмолярная гипергидратация.
Тяжелая сердечно-сосудистая недостаточность у пожилых пациентов часто сопровождается расстройствами водно-электролитного балланса. Поэтому изучение особенностей перестройки стареющего миокарда при нарушениях водно-солевого обмена и выбор путей его коррекции и профилактики является актуальным. Целью работы стал анализ структурной перестройки миокарда жедудочков старых крыс под воздействием гипоосмолярной гипергидратации.
Исследование было проведено на 48 белых крысах-самцах 22-месячного возраста, которые составили 2 группы: контрольную и экспериментальную, по 24 животных в каждой. Экспериментальных животных кормили обессоленными продуктами и трижды в сутки через зонд они получали по 10 мл дистиллированной воды. Вместе с водой крысам вводился препарат "Mynyrin" (Ferring) в дозе 0,01 мг 2 раза в сутки. Животные контрольной серии получали нормальную питьевую воду и еду, а также им вводился "Mynyrin" (Ferring) дважды в день в дозе 0,01 мг, принимая во внимание потенциальное воздействие вазопрессина на сердечно-сосудистую систему. Миокард желудочков исследовали с помощью светового микроскопа "OLIMPUS" на разных увеличениях, компьютерной программы «Видео Размер 5,0» и сканирующего электронного микроскопа "SEM 102". Морфологические изменения миокарда старых крыс под воздействием гипоосмолярной гипергидратации проявляются прогрессирующим контрактурным повреждением и волнообразной деформацией мышечных волокон. Первичность изменений во внеклеточном секторе обусловливает развитие стромального отека, особенно правого желудочка, в начале эксперимента и клеточного отека при продолжении воздействия повреждающего фактора. При достижении животными тяжелой степени гипергидратации в строме практически исчезает коллаген, что способствует стремительному расширению камер желудочков и ухудшению функции сердца в условиях перегрузки объемом.
Summary
CHARACTERISTIC OF MORPHOLOGICAL TRANSFORMATIONS IN MYOCARDIUM OF OLD RATS UNDER HYPOSMOLAR
HYPERHYDRATION
Yarmolenko O. S.
Keywords: myocardium, hyperhydration, aging, morphological changes.
Severe cardio-vascular insufficiency in elderly patients is often accompanied by disorders of water and electrolyte balance. Therefore, the investigation of the age-related features in the restructuring of the myocardium under disturbances of water-salt metabolism and the choice of ways of its correction and prevention is of great importance. The aim of the work was to analyze the restructuring of aging ventricular myocardiumin old rats under hyposmolar hyperhydration. The study was conducted on 48 white male rats of 22 months of age who were divided into 2 groups: the control and the test groups, 24 animals in each. Experimental animals were kept on desalted diet and three times a day they were given by tube 10 ml of distilled water. Water injected contained a preparation "Mynyrin" (Ferring) in a dose of 0.01 mg (2 times a day). The animals of the control series received normal drinking water and food, and they were introduced "Mynyrin" (Ferring) twice daily in a dose of 0.01 mg as well, taking into account the potential effect of vasopressin on the cardiovascular system. Morphological changes in the myocardium of old rats exposed hyposmolar hyperhydration manifested by progressive contracture damage and wavy deformation of the muscle fibers. Primacy of changes in the extracellular sector causes the development of stromal edema, especially of the right ventricle in the beginning of the experiment, and cellular edema with continued exposure to damaging factors. Upon reaching the animals severe fluid overload the collagen virtually disappears in the stroma that contributes to the rapid expansion of the ventricular chambers and the deterioration of cardiac function in terms of volume overload.
