Научная статья на тему 'Патогенетические механизмы развития морфологических изменений кожи крыс при моделировании термического ожога'

Патогенетические механизмы развития морфологических изменений кожи крыс при моделировании термического ожога Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
140
39
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТЕРМИЧЕСКИЙ ОЖОГ / МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ / ПАТОГЕНЕЗ / THERMAL BURN / MORPHOLOGICAL FEATURES / PATHOGENESIS

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Писарева О. А., Арутюнян А. А., Шаланин В. В., Большакова О. В., Бессалова Евгения Юрьевна

Цель. Провести комплексное изучение динамики активности протеиназ-ингибиторной системы наряду с морфологическим исследованием клеточных и тканевых составляющих регенерации кожи при моделировании термического ожога II степени у крыс. Материалы и методы. Исследования проводили на 40 зрелых крысах-самцах линии Wistar. В супернатантах гомогенатов кожи крыс после моделирования ожоговой травмы энзиматическими методами определяли трипсиноподобную, эластазоподобную, антитриптическую активность и кислотостабильные ингибиторы протеиназ. Течение раневого процесса оценивали на основании макроскопического описания, гистологического исследования при обзорных окрасках гематоксилином и эозином и пикрофуксином по ван Гизон, трансмиссионной электронной микроскопии. Результаты. Комплексный анализ регенерации кожи выявил роль энзимных реакций и воспалительного микроокружения в развитии патогенетических и морфологических изменений в тканях в динамике заживления ожоговых ран. Гомеостаз протеиназ-ингибиторной системы сопровождается как локальными, так и системными нарушениями. В числе медиаторов биохимической альтерации неспецифические протеиназы занимают ключевые позиции. Динамика изменений характеризуется как выраженный протеолиз на фоне прогрессирующего истощения ингибиторного потенциала, что обуславливает развитие вторично-альтеративного процесса. Запуск каскада воспалительных реакций приводит к нарушению микроциркуляции и повреждению гемато-тканевых барьеров, протеолитической деструкции соединительнотканных волокон, развитию отека, нарушению регенераторных способностей повреждённой ткани. В связи с чем, морфологические деструктивные изменения в коже сохраняются до 7-14 суток, снижение регенераторной способности кожи проявляется нарушением пролиферации и дифференцировки эпидермиса. По данным электронной микроскопии явления тканевого и внутриклеточного отека, поражения микроциркуляторного русла, лейкоцитарно-макрофагальная инфильтрация персистируют до 14 суток эксперимента. К 14-м суткам еще заметны нарушения структуры межклеточных контактов между эпидермоцитами, макрофаги в дерме и множество вновь образованных коллагеновых волокон. Заключение. Результаты исследования показывают прогрессивное развитие реакций преимущественно деструктивного характера при моделировании термического ожога II степени. Происходит повышение уровня протеаз на фоне истощения ингибиторного потенциала. Характерна персистенция альтеративных изменений кожи до 7-14 суток и осложнение репаративных процессов нагноением, нарушением пролиферации и дифференцировки эпидермиса. Выполненные исследования важны для дальнейшего определения путей патогенетической коррекции.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Писарева О. А., Арутюнян А. А., Шаланин В. В., Большакова О. В., Бессалова Евгения Юрьевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Pathogenetic mechanisms of the development of morphological changes in the skin of rats in the modelling of a thermal burn

Aim. The study was designed to perform a complex examination of the dynamics of the activity of protease inhibitor system along with the morphological study of cell and tissue components of the skin regeneration in the modelling of the 2nd degree thermal burn in rats. Materials and methods. The studies were conducted on 40 mature male Wistar rats. We determined the trypsin-like, elastase-like, antitrypsin activity and acid-stable inhibitors of proteinases in supernatants of homogenates of the skin of rats after the modelling of a burn injury by the enzymatic methods. The wound healing process was evaluated based on the macroscopic, histological examination with the general staining by hematoxylin and eosin, van Gieson's picrofuchsin, and transmission electron microscopy. Results. The complex analysis of the skin regeneration revealed the role of the enzymatic reactions and the inflammatory microenvironment in the development of pathogenetic and morphological tissue changes in the dynamics of wound healing. The homeostasis of proteinase-inhibitory system was accompanied by both local and systemic disorders. The nonspecific proteinases occupied the key positions among the mediators of the biochemical alteration. The dynamics of changes was characterized by a powerful proteolysis with a progressive depletion of the inhibitory potential, which caused the development of a secondary-alterative process. The launch of the cascade of the inflammatory responses led to the disruption of the microcirculation and the damage of the blood-tissue barriers, the proteolytic destruction of the connective fibers, the formation of an edema and the disruption of the regenerative capacity of a damaged tissue. Morphological destructive changes in the skin remained up to 7-14 days, a decreased regenerative ability of the skin was manifested by a violation of the proliferation and differentiation of the epidermis. According to the electron microscopy, the phenomenon of tissue and intracellular edema, lesions of the microcirculatory bed, leukocyte-macrophage infiltration persisted up to 14 days of the experiment. The disruptions of the structure of the intercellular contacts between epidermocytes, macrophages in the dermis and many newly formed collagen fibers were still noticeable by the 14th day. Conclusion. The results of the study showed the progressive development of the destructive reactions after the modelling of 2nd degree thermal burn. There was an increase in the level of proteolytic activity on the background of depletion of the inhibitory potential. There was the persistence of the alterative changes in the skin up to 7-14 days and the complication of the reparative processes with suppuration, impaired proliferation and differentiation of the epidermis. The performed investigation is important for the determination of further ways of pathogenetic correction.

Текст научной работы на тему «Патогенетические механизмы развития морфологических изменений кожи крыс при моделировании термического ожога»

УДК: 616-092.9+616-001.17

ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

О. А. ПИСАРЕВА, А. А. АРУТЮНЯН, В. В. ШАЛАНИН, О. В. БОЛЬШАКОВА, Е. Ю. БЕССАЛОВА, А. В. КУБЫШКИН, А. Ю. НОМЕРОВСКАЯ, А. Ю. ЕСЬКОВА

ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ РАЗВИТИЯ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ КОЖИ КРЫС ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ТЕРМИЧЕСКОГО ОЖОГА

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского» Медицинская академия имени С.И. Георгиевского (структурное подразделение), бульвар Ленина 5/7, Симферополь, Россия, 295051.

АННОТАЦИЯ

Цель. Провести комплексное изучение динамики активности протеиназ-ингибиторной системы наряду с морфологическим исследованием клеточных и тканевых составляющих регенерации кожи при моделировании термического ожога II степени у крыс.

Материалы и методы. Исследования проводили на 40 зрелых крысах-самцах линии Wistar. В супернатантах го-могенатов кожи крыс после моделирования ожоговой травмы энзиматическими методами определяли трипсино-подобную, эластазоподобную, антитриптическую активность и кислотостабильные ингибиторы протеиназ. Течение раневого процесса оценивали на основании макроскопического описания, гистологического исследования при обзорных окрасках гематоксилином и эозином и пикрофуксином по ван Гизон, трансмиссионной электронной микроскопии.

Результаты. Комплексный анализ регенерации кожи выявил роль энзимных реакций и воспалительного микроокружения в развитии патогенетических и морфологических изменений в тканях в динамике заживления ожоговых ран. Гомеостаз протеиназ-ингибиторной системы сопровождается как локальными, так и системными нарушениями. В числе медиаторов биохимической альтерации неспецифические протеиназы занимают ключевые позиции. Динамика изменений характеризуется как выраженный протеолиз на фоне прогрессирующего истощения ингибиторного потенциала, что обуславливает развитие вторично-альтеративного процесса. Запуск каскада воспалительных реакций приводит к нарушению микроциркуляции и повреждению гемато-тка-невых барьеров, протеолитической деструкции соединительнотканных волокон, развитию отека, нарушению регенераторных способностей повреждённой ткани. В связи с чем, морфологические деструктивные изменения в коже сохраняются до 7-14 суток, снижение регенераторной способности кожи проявляется нарушением пролиферации и дифференцировки эпидермиса. По данным электронной микроскопии явления тканевого и внутриклеточного отека, поражения микроциркуляторного русла, лейкоцитарно-макрофагальная инфильтрация персистируют до 14 суток эксперимента. К 14-м суткам еще заметны нарушения структуры межклеточных контактов между эпидермоцитами, макрофаги в дерме и множество вновь образованных коллагеновых волокон.

Заключение. Результаты исследования показывают прогрессивное развитие реакций преимущественно деструктивного характера при моделировании термического ожога II степени. Происходит повышение уровня протеаз на фоне истощения ингибиторного потенциала. Характерна персистенция альтеративных изменений кожи до 7-14 суток и осложнение репаративных процессов нагноением, нарушением пролиферации и дифференцировки эпидермиса. Выполненные исследования важны для дальнейшего определения путей патогенетической коррекции.

Ключевые слова: термический ожог, морфологические признаки, патогенез

Для цитирования: Писарева О.А., Арутюнян А.А., Шаланин В.В., Большакова О.В., Бессалова Е.Ю., Кубышкин А.В., Номеровская А.Ю., Еськова А.Ю. Патогенетические механизмы развития морфологических изменений кожи крыс при моделировании термического ожога. Кубанский научный медицинский вестник. 2018; 25(6): 135-141. DOI: 10.25207 / 1608-6228-2018-25-6-135-141

For citation: Pisareva O.A., Arutyunyan A.A., Shalanin V.V., Bol'shakova O.V., Bessalova E.Yu. , Kubyshkin A.V., No-merovskaya A.Yu., Yeskova A.Yu. Pathogenetic mechanisms of the development of morphological changes in the skin of rats in the modelling of a thermal burn. Kubanskij nauchnyj medicinskij vestnik. 2018; 25(6): 135-141. (In Russ., English abstract). DOI: 10.25207 / 1608-6228-2018-25-6-135-141

O. A. PISAREVA, A. A. ARUTYUNYAN, V. V. SHALANIN, O. V. BOL'SHAKOVA, E. YU. BESSALOVA, A. V. KUBYSHKIN, A. YU. NOMEROVSKAYA, A. YU. YESKOVA

PATHOGENETIC MECHANISMS OF THE DEVELOPMENT OF MORPHOLOGICAL CHANGES IN THE SKIN OF RATS IN THE MODELLING OF A THERMAL BURN

V.I. Vernadsky Crimean Federal University, Medical Academy Named after S.I. Georgievsky; Lenin Avenue

5/7, Simferopol, Russia, 295051.

ABSTRACT

Aim. The study was designed to perform a complex examination of the dynamics of the activity of protease inhibitor system along with the morphological study of cell and tissue components of the skin regeneration in the modelling of the 2nd degree thermal burn in rats.

Materials and methods. The studies were conducted on 40 mature male Wistar rats. We determined the trypsin-like, elastase-like, antitrypsin activity and acid-stable inhibitors of proteinases in supernatants of homogenates of the skin of rats after the modelling of a burn injury by the enzymatic methods. The wound healing process was evaluated based on the macroscopic, histological examination with the general staining by hematoxylin and eosin, van Gieson's picrofuchsin, and transmission electron microscopy.

Results. The complex analysis of the skin regeneration revealed the role of the enzymatic reactions and the inflammatory microenvironment in the development of pathogenetic and morphological tissue changes in the dynamics of wound healing. The homeostasis of proteinase-inhibitory system was accompanied by both local and systemic disorders. The nonspecific proteinases occupied the key positions among the mediators of the biochemical alteration. The dynamics of changes was characterized by a powerful proteolysis with a progressive depletion of the inhibitory potential, which caused the development of a secondary-alterative process. The launch of the cascade of the inflammatory responses led to the disruption of the microcirculation and the damage of the blood-tissue barriers, the proteolytic destruction of the connective fibers, the formation of an edema and the disruption of the regenerative capacity of a damaged tissue. Morphological destructive changes in the skin remained up to 7-14 days, a decreased regenerative ability of the skin was manifested by a violation of the proliferation and differentiation of the epidermis. According to the electron microscopy, the phenomenon of tissue and intracellular edema, lesions of the microcirculatory bed, leukocyte-macrophage infiltration persisted up to 14 days of the experiment. The disruptions of the structure of the intercellular contacts between epidermocytes, macrophages in the dermis and many newly formed collagen fibers were still noticeable by the 14th day.

Conclusion. The results of the study showed the progressive development of the destructive reactions after the modelling of 2nd degree thermal burn. There was an increase in the level of proteolytic activity on the background of depletion of the inhibitory potential. There was the persistence of the alterative changes in the skin up to 7-14 days and the complication of the reparative processes with suppuration, impaired proliferation and differentiation of the epidermis. The performed investigation is important for the determination of further ways of pathogenetic correction.

Keywords: thermal burn, morphological features, pathogenesis

Введение возможным in vitro), изучить на различных уровнях

Известно, что термические ожоги вызывают па- этапные патоморфологические изменения для со-тофизиологические и морфологические изменения вершенствования лечебной тактики. Данные сов коже и за ее пределами и имеют выраженный временных исследований показывают, что патофи-деструктивный характер. Исходы ожоговых по- зиологические процессы, следующие за местной вреждений сопровождаются развитием осложне- тепловой травмой, являются комплексными и ос-ний, инфицированием, требуют длительного пре- нованы на медиаторных взаимодействиях, которые бывания пациентов в стационаре и увеличивают приводят к выраженным изменениям на локальном летальность [1, 2]. Несмотря на значительный ар- и системном уровнях [7]. Ожоговая рана - не одно сенал средств, используемых в комбустиологии, патофизиологическое событие, а разрушительная ожоговые раны остаются проблемой как для лиц, травма, которая вызывает системный структурный осуществляющих лечение и уход, так и для паци- и функциональный дефицит во множестве органов, ентов [3, 4]. Так, при средней степени тяжести и тя- а также организованный каскад реакций клеточ-желом ожоговом повреждении в сочетании с нера- ных элементов кожи, инициируемых гуморальными циональным подходом к лечению, замедление ре- факторами (хемо- и цитокины, активирующие им-генераторных процессов ухудшает прогноз и исход мунные клетки, нейтрофилы, моноциты и макрофа-[5]. В такой ситуации использование эксперимен- ги), направленный на репарацию [6]. Поиск более тальных моделей животных с ожоговой травмой совершенных, патогенетически обоснованных ме-помогает выявить важные сигнальные показатели тодов терапии, диктует необходимость проведения и новые патогенетические механизмы процессов исследований воспалительного и репаративного деструкции и регенерации (что не представляется патоморфоза при ожогах.

Цель исследования: комплексный анализ регенерации кожи при моделировании термических ожогов II степени для оценки патофизиологических и морфологических изменений в динамике заживления.

Материалы и методы

Эксперимент термического повреждения кожи выполнен на 40 белых крысах-самцах линии Wistar массой 180-200 г. Моделирование ожоговой травмы проведено в чистой операционной вивария, исследование активности ферментов - в лаборатории кафедры общей и клинической патофизиологии, морфологические исследования - в Центральной научно-исследовательской лаборатории Медицинской академии им. С.И. Георгиевского (структурное подразделение) ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И. Вернадского».

Крыс содержали в стандартных условиях вивария (температура 25±1°C и относительная влажность воздуха 60%, 12-часовой световой и 12-часовой ночной циклы) при режиме питания и поения ad libitum, который соответствовал требованиям к корму и воде. Эксперимент одобрен комитетом по этике ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского» (протокол № 2 от 11 сентября 2015 г.).

Для достижения поставленной цели крыс случайным образом разделили на 4 экспериментальные группы:

1 группа (контроль) - 10 интактных животных;

2 группа (опыт, 3 сут) - 10 крыс с моделью ожога, срок наблюдения - 3 суток;

3 группа (опыт, 7 сут) - 10 крыс с моделью ожога, срок наблюдения - 7 суток;

4 группа (опыт, 14 сут) - 10 крыс с моделью ожога, срок наблюдения - 14 суток.

Моделирование термического ожога кожи II степени осуществляли после внутривенной наркотизации тиопенталом натрия в дозировке 20 мг/кг. Ожог воспроизводился путём аппликации к предварительно депилированной области спины экспериментальных животных. Для контроля площади ожога участков кожи применялся деревянный трафарет размером 1,5х1,0 см, само нанесение ожога производилось тонкостенной стеклянной ёмкостью с водой температуры 90°С на 10 сек [8]. Предварительные испытания показали, что данная методика позволяет воспроизводить стандартный по размеру и глубине ожог II степени [9]. На всем протяжении эксперимента рана оставалась открытой. Животных содержали индивидуально (по одному в каждой клетке, для исключения зализывания раны).

Для оценки динамических изменений протеи-наз-ингибиторной системы было проведено экспериментальное исследование в супернатантах гомогенатов кожи крыс без медикаментозной коррекции, где энзиматическими методами определяли трипсиноподобную активность (ТПА), эласта-зоподобную активность (ЭПА), антитриптическую

активность (АТА) и кислотостабильные ингибиторы (КСИ); белок определяли методом Лоури [15].

Применяли комплекс морфологических методов: макроскопическое описание, гистологическое исследование при обзорных окрасках гематоксилином и эозином, пикрофуксином по ван Гизон, а также трансмиссионную электронную микроскопию [10]. Процесс закрытия раны контролировали путем съемки с использованием линейки бумаги в виде шкалы, а скорость закрытия оценивали как процентное уменьшение площади раны с помощью Adobe Photoshop CS3 с гистологическим контролем репарации. На 3, 7, 14-е сутки под тиопен-таловым наркозом производили эвтаназию и взятие образцов размерами 1х1х1 см с последующей фиксацией в 10% растворе формалина. Также выделяли кусочек объемом 1 мм3 для электронной микроскопии и фиксировали в глютаровом альдегиде. Пробоподготовку для световой и электронной микроскопии проводили по стандартным методикам. Для проводки образцов и пропитки парафином использовали гибридный гистологический процессор Logos (Италия), модульный центр для заливки Leica EG 1150 Н (Германия). Из парафиновых блоков на автоматическом ротационном микротоме Leica RM 2255 (Германия), готовили серийные срезы толщиной 4 мкм. Для получения цифровых фотографий гистологических препаратов использовали микроскоп Leica DM2000 и цифровой сканер препаратов Aperio CS2 (Германия), для ультраструктурного исследования - трансмиссионный электронный микроскоп ПЭМ-125 (Украина).

Все измерения и исследования производили с использованием средств измерительной техники, прошедших метрологическую поверку, и вспомогательного оборудования, прошедшего аттестацию на базе Центра коллективного пользования научным оборудованием «Молекулярная биология» Медицинской академии им. С.И. Георгиевского (структурное подразделение) ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского».

Полученные результаты подвергнуты математической обработке с помощью Microsoft Excel. При стандартном анализе определяли среднюю величину, стандартное отклонение и величину доверительных интервалов. При помощи t-критерия Стьюдента определялась достоверность различий сравниваемых величин. Достоверными различия считали при ошибке p<0,05.

Результаты и обсуждение

Проведённые исследования показали, что при моделировании термического ожога кожи II степени гомеостаз протеиназ-ингибиторной системы сопровождается как локальными, так и системными нарушениями. Наибольший интерес представляет состояние протеиназ-ингибиторной системы на местном уровне, в супернатантах гомогенатов

Таблица 1/Table 1

Динамика активности неспецифических протеиназ и их ингибиторов в супернатантах гомогенатов кожи крыс на модели термического ожога

Dynamics of the activity of nonspecific proteinases and their inhibitors in supernatants of rat skin homogenates in the thermal burn model

Исследуемый показатель, единицы измерения Группа крыс

Контроль Опыт, 3 сутки Опыт, 7 сутки Опыт, 14 сутки

Эластазоподобная активность, мкмоль/мг*мин 19,77±0,69 26,67±1,67 24,08±2,77 23,21±0,40

p1<0,001 p1>0,1 p1<0,001

Трипсиноподобная активность, мкмоль/мг*мин 8,14±0,44 15,91±0,58 13,95±0,23 11,38±0,67

p1<0,001 p1<0,001 p1<0,001

Антитриптическая активность, мИЕ/мг 123,54±3,60 74,44±1,79 56,57±2,55 68,80±3,08

p1<0,001 p1<0,001 p1<0,001

Кислотостабильные ингибиторы, мИЕ/ мг 54,57±1,10 36,13±4,06 33,75±3,11 30,30±1,16

p1<0,001 p1<0,001 p1<0,001

Примечание: p1 - достоверность различий по сравнению с контролем.

повреждённых участков кожи. В числе медиаторов биохимической альтерации неспецифические про-теиназы занимают ключевые позиции ввиду своих деструктивных эффектов на структуры кожи.

Установлено, что модель термического ожога приводит к повышению уровня активности трип-синоподобных протеиназ в супернатантах гомогенатов кожи на всех этапах исследования. В сравнении с нормой на 3 сутки после моделирования ожога уровень ТПА достиг максимальных значений за весь период эксперимента, отмечен прирост почти в 2 раза (р<0,001). На 7-е и 14-е сутки рост уровня ТПА чуть менее значителен по отношению к контрольным цифрам и составляет 71,4% (р<0,001) и 39,8% (р<0,001) соответственно.

Следует особенно подчеркнуть роль неспецифических протеиназ на начальных стадиях развития ожоговой травмы. С одной стороны, осуществляя ферментативное разрушение денатурированных белков, они способствуют запуску защитно-приспособительных реакций для восстановления нарушенного гомеостаза проте-иназ-ингибиторной системы в месте термического повреждения кожи. С другой же - длительное повышение уровня активности трипсиноподоб-ных ферментов в поврежденных участках кожи является патогенетическим фактором активации медиаторного каскада, усиливающего вторичную альтерацию, нарушающего процессы микроциркуляции, оказывающего деструктивное действие на белковые компоненты регенерирующих тканей.

В супернатантах гомогенатов кожи крыс после моделирования термического ожога также наблюдается повышение уровня ЭПА. Так, на 3-и сутки ЭПА выросла на 34,9% (р<0,001), на 7-е сутки рост ЭПА статистически незначим, а к 14-м суткам составил 17,4% (р<0,001).

Прогрессивный рост активности неспецифиче-

ских протеиназ на местном уровне сопровождался последовательным истощением локального ин-гибиторного потенциала на протяжении исследования. Так, на 3-и сутки АТА понизилась до 40% (p<0,001) по отношению к контрольным цифрам, а на 7-е сутки - более чем в 2 раза (p<0,001). Снижение уровня АТА через 14 суток составило 44,3% (р<0,001).

Схожая динамика выявлена и в отношении уровня КСИ. Отмечено снижение показателей КСИ на треть уже на 3-и сутки после моделирования ожоговой травмы. В дальнейшем падение уровня КСИ нарастает. К 7-м суткам оно составляет уже 38,2% (р<0,001), а к 14-м - 44,5% (р<0,001) по сравнению с показателями контрольной группы животных (табл.1).

Таким образом, динамика изменений неспецифических протеиназ и их ингибиторов выглядит как выраженный протеолиз на фоне прогрессирующего истощения ингибиторного потенциала, что обуславливает развитие вторично-альтеративного процесса. Далее происходит запуск каскада воспалительных реакций, которые приводят к проте-олитической деструкции коллагеновых волокон, гистогематических барьеров, развитию отека, нарушению процессов микроциркуляции, а также резкому снижению и нарушению регенераторных способностей повреждённой ткани. В данном случае значимым остаётся исследование потенциала фармакологической коррекции динамики изменений протеиназ-ингибиторной системы на местном уровне. Также показатели протеиназ-ингибитор-ной системы могут рассматриваться в качестве критерия эффективности правильно подобранной фармакологической поддержки.

Результаты гистологического исследования кожи после применения экспериментальной модели термического ожога показали, что основные

Рис. 1. Фрагменты кожи крыс в разные периоды наблюдения. Термический ожог. Парафиновые срезы, окраска гематоксилином и эозином. А - 3 суток после ожога, увеличение 40х, В - 7 суток, увеличение 40х, С - 14 суток, увеличение 40х.

Fig. 1. The fragments of the skin of rats at different periods of observation. Thermal burn. Paraffin sections, staining with hematoxylin and eosin. A - 3 days after the burn, magnification x 40, B - 7 days, magnification x 40, C - 14 days, magnification x 40.

морфологические изменения представлены экссу-дативно-некротическими очагами и повреждением микрососудов. При микроскопическом исследовании на 3-и сутки отмечены выраженные признаки воспаления и расстройства микроциркуляции, как непосредственно в области ожогового поражения, так и в близлежащих тканях. В то же время, при удалении от центра зоны повреждения, отмечается уменьшение выраженности этих процессов (рис. 1 А). На 7-е сутки воспаления в составе экссудата преобладают нейтрофильные лейкоциты. Воспалительная инфильтрация распространяется на глубокие слои дермы, на отдельных участках проникая в подкожно-жировую клетчатку. На дне и краях ожоговой раны начинают появляться участки грануляционной ткани. Гемодинамические расстройства в виде выраженного полнокровия, отека, мелких кровоизлияний сохраняются (рис. 1 В). На 14-е сутки гистологическая картина в значительной степени напоминает таковую у животных в предыдущем сроке наблюдения. Струп частично отторгается с формированием пузырей, содержащих экссудат, умеренно выражена клеточная инфильтрация. По краю области ожога имеется зона умеренно выраженного перифокального воспаления, лейкоцитарная инфильтрация на границе со здоровыми близлежащими тканями (рис.1 С). Развитие термического ожога кожи II степени характеризуется длительно персистирующими деструктивными изменениями. Это прослеживается в виде неравномерного созревания грануляционной ткани с наличием очагов воспаления, признаками нарушения пролиферации и дифференцировки эпидермиса. Края раневой поверхности утолщены, с явлениями акантоза и гипер-паракератоза эпидермоцитов.

По данным электронной микроскопии явления отека, поражения микроциркуляторного русла, лейкоцитарно-макрофагальная инфильтрация также персистируют до 14 суток эксперимента (рис. 2).

На 3 сутки после термического воздействия в эпидермисе имеет место вакуолизация кератино-цитов, расширение межклеточных промежутков,

нарушается целостность некоторых участков ба-зальной мембраны (рис. 2 А). Ядра клеток базаль-ного и шиповатого слоев имеют многочисленные инвагинации, перинуклеарное пространство расширено. Ядрышки чаще расположены в центре ядра, маргинальный гетерохроматин прилежит к кариолемме. Цистерны гранулярной эндоплазма-тической сети (ГЭПС) неравномерно расширены, частично разрушены и продолжаются в крупные вакуоли, количество рибосом на них резко снижено. Митохондрии набухают, кристы подвергаются деструкции, но выявляются одиночные мелкие митохондрии с сохранными кристами и плотным матриксом. Они сосредоточены на периферии, в участках, свободных от вакуолей. В сосочковом слое дермы фибробласты вытянутые, длинной осью ориентированы к поверхности кожи. Ядра содержат значительные инвагинации кариолем-мы. Цистерны ГЭПС расширены и продолжаются в вакуоли. Резкое набухание митохондрий сопровождается разрушением крист. В дерме встречаются тучные клетки, которые локализуются по периферии капилляров, имеют разнообразную, часто вытянутую или отростчатую форму. В их цитоплазме определяется небольшое количество электронноплотных гранул, так как основная часть клеток находится в состоянии дегрануляции. Ожог вызывает значительные изменения в микроцир-куляторном русле (рис. 2 В), с явлениями вазоди-лятации, стаза и сладжа эритроцитов. Базальная мембрана гемокапилляров утолщена. Отмечается повышение числа цитоплазматических отростков эндотелиальных клеток. Внутриклеточные изменения в эндотелии капилляров проявляются в виде вакуолизации цитоплазмы, деструкции органелл. В расширенном периваскулярном пространстве и цитоплазме эндотелиоцитов находятся гранулы различного размера и электронной плотности.

На 7 сутки ткани инфильтрированы лимфоцитами, макрофагами и нейтрофильными грануло-цитами. Нейтрофилы дегранулируют (рис. 2 С). Ядра лимфоцитов имеют многочисленные инвагинации, ядрышко расположено в центре ядра, маргинальный гетерохроматин прилежит к кари-

Рис.2. Фрагменты кожи крыс в различные периоды наблюдения. Термический ожог. Ультратонкие срезы. Трансмиссионная электронная микроскопия.

А - Фрагмент эпидермиса и дермы на 3 сутки, увеличение 4000х, В - Микроциркуляторное русло на 3 сутки, увеличение 6400х, С - Нейтрофил, фибробласт, лимфоцит в очаге воспаления на 7 сутки, увеличение 5800х., D - Макрофаг среди кератиноцитов, межклеточный отек, 14 сутки, увеличение 5800х.

Fig. 2. The fragments of the skin of rats at different periods of observation. Thermal burn. Ultrathin sections. Transmission electron microscopy.

A - The fragment of the epidermis and dermis on the 3rd day, magnification x 4000, B - Microcirculatory bed at day 3, magnification x 6400, C - Neutrophil, fibroblast, lymphocyte in the inflammatory focus on the 7th day, magnification * 5800, D - Macrophage among keratinocytes. Intercellular edema, day 14, magnified * 5800.

олемме. В цитоплазме находится большое количество свободных рибосом. Фибробласты имеют удлиненную форму, небольшие отростки. Ядра клеток с инвагинациями, содержат ядрышки, прилежащие к кариолемме, что является признаком функциональной активации. Перинуклеарное пространство в ряде участков продолжается в цистерны ГЭПС, опоясывающие ядро. Гетерохро-матин выявляется в виде небольших кариосом и маргинального хроматина. ГЭПС хорошо развита и содержит цистерны, густо покрытые рибосомами. Местами расширения ГЭПС значительны и приобретают вид мешковидно удлиненных полостей, разделенных тонкими участками цитоплазмы с мелкозернистым содержимым. Митохондрии неправильной полигонально-округлой формы, плотно заполнены ламинарными кристами, имеют темный матрикс. В цитоплазме обнаруживаются незначительные вакуоли. В межклеточном веществе отмечается небольшое количество коллаге-новых волокон.

На 14 сутки десмосомальные межклеточные контакты разрыхлены, сами десмосомы фраг-ментированы, а между клетками отмечаются ще-

левидные и широкие пространства (рис. 2 D). В межклеточных промежутках часто обнаруживаются аморфные массы, гранулы различного размера и электронной плотности. Некоторые кератино-циты имеют пикнотичное ядро и просветленную цитоплазму, в которой находятся расширенные цистерны эндоплазматической сети, вакуолизиро-ванные митохондрии. Тонофиламенты чаще расположены по длиннику клетки, а также образуют комплексы тонофиламент-десмосома. На поздних сроках также заметно активное участие макрофагов в процессах ремоделирования ткани при репарации (рис. 2 D), ядро макрофага крупное, лопастное, с большими вдавлениями кариолеммы. Плаз-молемма образует глубокие складки и микроворсинки, обеспечивающие захват инородных частиц.

Заключение

Моделирование термического ожога кожи II степени у крыс сопровождается изменениями неспецифических протеиназ и их ингибиторов на локальном уровне (в супернатантах гомогенатов); динамика характеризуется повышением уровня проте-аз на фоне истощения ингибиторного потенциала.

Развитие термического ожога кожи II степени характеризуется пролонгацией деструктивных изменений кожи до 7-14 суток и осложнением репа-ративных процессов: нарушением пролиферации и дифференцировки эпидермиса, неравномерным созреванием грануляционной ткани. По данным электронной микроскопии явления отека, поражения микроциркуляторного русла, лейкоцитар-но-макрофагальная инфильтрация персистируют до 14 суток эксперимента. В раннем сроке деструкция в эпидермисе проявляется перинуклеар-ным отеком и крупными сливающимися вакуолями в цитоплазме. Периваскулярный отек, набухание эндотелиоцитов и их слущивание свидетельствуют о глубоких повреждениях сосудистой стенки. На 7 сутки преобладают явления воспаления и инфильтрации нейтрофилами. К 14-м суткам заметны нарушения межклеточных контактов между эпидермоцитами, макрофаги в дерме и множество вновь образованных коллагеновых волокон.

ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES

1. Guillory A.N., Clayton R.P., Herndon D.N. Cardiovascular dysfunction following burn injury: what we have learned from rat and mouse models. International Journal of Molecular Sciences. 2016; 17: 53-53. D0l:10.3390/ijms17010053.

2. Singer A.J., Clark R.A. Cutaneous wound healing. The New England Journal of Medicine. 1999; 341:738-746.

3. Branski L.K., Al-Mousawi A., Rivero H., Jeschke M.G., San-ford A.P., Herndon D.N. Emerging infections in burns. Surgical Infections (Larchmt). 2009; 10(5): 389-397.

4. Алексеев А.А., Бобровников А.Э., Богданов С.Б., Буд-кевич Л.И., Крутиков М.Г., Тюрников Ю.И. Хирургическое лечение пострадавших от ожогов: клинические рекомендации. Общероссийская общественная организация «Объединение

комбустиологов «Мир без ожогов». 2015. 12. [Alekseyev A.A., Bobrovnikov A.E., Bogdanov S.B., Budkevich L.I., Krutikov M.G., Tyurnikov YU.I. Surgical treatment of victims of burns: clinical recommendations. Obshcherossiyskaya obshchestvennaya organi-zatsiya «Ob"yedineniye kombustiologov «Mir bez ozhogov». 2015. 12. (In Russ.)].

5. Singh V., Devgan L., Bhat S., Milner S.M. The pathogenesis of burn wound conversion. Annals of Plastic Surgery. 2007; 59: 109-115.

6. Ward P.A., Till G.O. Pathophysiologic events related to thermal injury of skin. Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 1990; 30: 75-79.

7. Reddy A.S., Abraham A., McClain S.A., Clark R.A., Ralen P., Sandoval S., Singer A.J. The Role of Necroptosis in Burn Injury Progression in a Rat Comb Burn Model. Academic Emergency Medicine. 2015; 22(10): 1181-1186.

9. Суракова Т.В., Жидоморов Н.Ю., Гришина Т.Р, Кодин А.А., Чибисов И.В., Илларионова Е.Э., Коробова О.Р., Торшин И.Ю., Лепахина Л.Э., Громова О.А. Влияние оротата магния на регенерацию кожи. Российский медицинский журнал. 2012; 20(11). 575-581. [Surakova T.V., Zhidomorov N.Ju, Grishina T.R., Kodin A.A., Chibisov I.V., IllarionovE.Je. Effect of magnesium oro-tate on skin regeneration. Russian medical journal. 2012; 11: 575581. (In Russ., English abstract)].

10. Hettiaratchy S, Dziewulski P. ABC of burns: pathophysiology and types of burns. Medicaljournal. 2004; 328: 1427-1429.

11. Миронов А.А., Комиссарчик Я.Ю., Миронов В.А. Методы электронной микроскопии в биологии и медицине: методическое руководство. Санкт-Петербург: Наука. 1994. 990 с. [Mironov A.A., Komissarchik Ya.Yu., Mironov V.A. Metody elektron-noy mikroskopii v biologii i meditsine: metodicheskoye rukovodst-vo. Sankt-Peterburg: Nauka. 1994. 990 p. (In Russ.)].

Поступила / Received 10.10.2018 Принята в печать/Accepted 26.11.2018

Авторы заявили об отсутствии конфликта интересов / The authors declare no conflict of interest.

Контактная информация: Бессалова Евгения Юрьевна; тел.: +7 (978) 743-48-10; e-mail: [email protected]; Россия, 295051, г. Симферополь, бул. Ленина 5/7.

Corresponding author: Evgenia Yu. Bessalova; tel.: +7 (978) 743-48-10; e-mail: [email protected]; 5/7, Lenina boul., Simferopol', Russia, 295051.

Благодарности: Исследования проведены при поддержке научного проекта №17-415-92011 Совета министров Республики Крым и РФФИ, по теме «Патогенетические механизмы реэпителизации и ремоделирования ожоговых ран и оптимизация процессов репарации посредством потенцирования противовоспалительных эффектов наночастиц серебра и апротини-на», код конкурса «р_а».

Acknowledgements: This work was supported by the by the Scientific Project No. 17-415-92011 of the Council of Ministers of the Republic of Crimea and the Russian Foundation for Basic Research «Pathogenetic mechanisms of re-epithelialization and remodeling of burn wounds and optimization of repair processes through the potentiation of the anti-inflammatory effects of silver and aprotinin nanoparticles», code «р_а».

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.