Патоморфологические изменения эндокарда при экспериментальном моделировании ушиба сердца Текст научной статьи по специальности «Прочие медицинские науки»

© В.П. Новоселов, С.В. Савченко, 2005 УДК 340.624.2 : 616.126.1

В.П. Новоселов, С.В. Савченко

ПАТОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЭНДОКАРДА ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ МОДЕЛИРОВАНИИ УШИБА СЕРДЦА

Новосибирское областное бюро судебно-медицинской экспертизы и кафедра судебной медицины с курсом ФУВ

Новосибирской государственной медицинской академии (начальник бюро и зав. кафедрой — профессор В.П. Новоселов)

Выполнено 50 экспериментов на крысах линии «Вистар» массой 180-220 г в возрасте 2-3 месяцев, под эфирным наркозом наносилось ударное травматическое воздействие в области передней поверхности грудной клетки. С помощью сканирующей электронной микроскопии обнаружены изменения и повреждения эндокарда, возникающие при ушибах сердца. Патоморфология эндокарда при экспериментальном ушибе сердца представлена распространенными изменениями рельефа, очагами кровоизлияний, фибриновыми тромбами, десквамацией эндотелия, надрывами, разрывами и разрушениями.

Ключевые слова: экспериментальное моделирование, ушиб сердца, морфология, диагностика.

PATHOMORPHOLOGY OF ENDOCARDIUM CHANGES IN EXPERIMENTAL HEART CONTUSION

V.P. Novoselov, S.V Savchenko

Executed 50 experiments on rats of the line «Vistar» mass 180-220 g, 2-3 months aged, under the ethereal narcosis were imposed a traumatic influence in the field of front surface of the thorax. By means of scanning electronic microscopy discovered endocardium change and damages, appearing of heart contusion. Endocardium pathomorphology under the experimental of the heart represented by wide-spread relief changings, focuses of hemorrhages, fibrinous blood clots, endothelial desquamation, prelacerations, lacerations and destructions.

Key words: experimental modeling, heart contusion, morphology, diagnostics.

С целью изучения различных патологических процессов в биологии и медицине широко используется метод создания экспериментальных моделей, чаще с использованием экспериментальных животных [1, 3, 4, 5]. Учитывая отсутствие надежных критериев морфологической диагностики ушибов сердца нами было выполнено экспериментальное моделирование этого вида травмы с использованием лабораторных животных — крыс.

Для осуществления данной задачи было проведено исследование с использованием в качестве экспериментальных животных белых крыс-самцов линии «Вистар» массой 180-220 г в возрасте 2-3 мес. Животные под легким эфирным наркозом фиксировались на специальном стенде в положении на спине и с помощью игольчатых электродов в стандартных отведениях осуществляли электрокардиографический контроль возникающих электрофи-зиологических изменений деятельности сердца в процессе возникновения его ушиба. Ушиб сердца моделировали путем ударного травматического воздействия грузом массой 100 г при ускорении свободного падения с высоты 50 см. Большая масса груза и высота его падения, как показали экспериментальные исследования, приводили к достаточно выраженной травме грудной клетки, сопровождавшейся наряду с ушибом сердца разрывами легких и массивной кровопотерей, что могло привести к трудно учитываемым и трактуемым результатам. Площадь соударя-ющей поверхности груза составляла 1 см2, что создавало адекватную имитацию площади тупого твердого предмета с ограниченной поверхностью соударения применительно к площади поверхности сердец крыс. Точку приложения травмирующей силы определяли предварительно в области максимального проявления сердечной пульсации на передней поверхности грудной стенки. В качестве контрольной группы использовали животных, которых в состоянии глубокой анестезии декапитировали (5 животных). Всего проведено 50 экспериментов.

Для получения объективной оценки возникающих изменений в деятельности сердца в момент удара и после него

осуществляли электрокардиографическую регистрацию возникающих электрофизиологических изменений деятельности этого органа для объективизации правильности осуществляемого варианта экспериментального моделирования ушиба сердца. У погибших животных быстро вскрывали грудную клетку, аподактильно, захватив пинцетом аорту и легочный ствол, отсекали сердце, которое промывали в охлажденном 0,9% растворе хлорида натрия, затем отсекали предсердия и вертикальным разрезом через желудочки и межжелудочковую перегородку сердце разделяли на две половинки. Полученные таким образом образцы еще раз ополаскивали в охлажденном растворе хлорида натрия и фиксировали в смеси 1% раствора параформа и 1% раствора глютарового альдегида. В последующем фрагменты проходили постфиксацию в 4% растворе четырехокиси осмия. Их последовательно обезвоживали, высушивали и после предварительного просмотра образцов, для обеспечения электропроводности, на них в вакууме наносили золото [2]. Исследование проводили с использованием сканирующего электронного микроскопа JEOL-SM 200 (Japan).

Для оценки патоморфологических изменений эндокарда при экспериментально полученных ушибах сердца исследовали 40 объектов (по 4 образца эндокарда взятых от 10 животных, в контрольной группе животных исследовали 20 объектов (по 4 образца эндокарда от 5 животных).

При макроскопическом исследовании трупов экспериментальных животных во всех наблюдениях были выявлены признаки быстро наступившей смерти в виде выраженного венозного полнокровия исследуемых органов, жидкого состояния крови. Среди повреждений внутренних органов были отмечены кровоизлияния в мягкие ткани грудной клетки и в ткань легких различной распространенности.

Разрывов сердца в экспериментальной группе обнаружено не было. Эпикард в большинстве наблюдений представлял собой тонкую прозрачную пластинку с гладкой блестящей поверхностью. При макроскопическом исследовании сердец в 17 наблюдениях из 50 были выявлены

кровоизлияния на передней поверхности эпикарда округлой или овальной формы с четкими контурами интенсивно красного цвета размерами от 1 до 2 мм. Топографически кровоизлияния чаще всего располагались на передней стенке левого желудочка — 11 случаев, на передней поверхности сердца в области предсердий, на участке непосредственно прилежащем к сосудистому пучку — 7 случаев, на передней стенке правого желудочка — 3 случая, на передней поверхности обоих желудочков также 3 случая.

Эндокард в исследованных случаях был гладким и блестящим, имел однородную интенсивную красную окраску. На поверхности эндокарда наблюдались единичные, легко удаляемые пристеночные темно-красного цвета свертки крови. Каких-либо изменений размеров, массы сердца или других патологических процессов при исследовании отмечено не было.

При макроскопическом исследовании трупов животных контрольной группы каких-либо изменений отмечено не было. Для изучения патоморфологии эндокарда на первом этапе исследования мы провели оценку состояния рельефа поверхности эндокарда левого желудочка сердец крыс контрольной группы, которые в состоянии наркоза этиловым эфиром декапитировались, и сердце, таким образом, оставалось интактным, так как не испытывало ударных воздействий. При сканирующем электронном микроскопическом исследовании эндокард левого желудочка у животных контрольной группы был представлен плоской поверхностью, являющейся внутренней оболочкой сердца эндотелиоцитами. Эн-дотелиоциты эндокарда выглядели удлиненными, уплощенными, распластанными; имели плоскую, удлиненную, полигональную форму. Расположенная периферически уплощенная часть их была относительно ровной. В центральной части на поверхности эндотелиоцитов местами были различимы и просматривались плохо кон-турирующиеся ядросодержащие возвышения. Относительно ровный рельеф поверхности эндокарда имел небольшие продольно выраженные углубления в виде равномерно расположенных западающих участков по типу складок, совпадающих с ходом мышечных волокон су-бэндокардиальных слоев миокарда, которые соответствовали ориентации направленности их хода.

При сканирующем электронно-микроскопическом исследовании эндокарда левого желудочка крыс после экспериментального моделирования ушиба сердца, наблюдались распространенные изменения рельефа поверхности эндокарда. На первых этапах проведения электронной микроскопии для более панорамной оценки рельефа поверхности эндокарда сканирование осуществлялось при 100-кратном увеличении. В отличии от контрольной группы, сканирование позволяло определять неравномерность и большую рельефность поверхности эндокарда в виде волнообразных изменений. Эти изменения рельефа поверхности эндокарда становились более доступны для большей детализации обзора при 1000-м и большем увеличении. Изменения рельефа были обусловлены формированием распространенных контрактурных изменений групп мышечных волокон, которые располагались в наибольшей близости к эндокарду в субэндокардиальных слоях миокарда и, таким образом, локализовались прилегая вплотную к эндокарду. Контрактурно измененные группы кар-диомиоцитов выделялись в виде субэндотелиально локализованных удлиненной формы полукруглых отдельно

расположенных участков по типу «волн», наличие которых и придавало поверхности эндокарда неравномерно выраженный волнообразный вид.

Кроме этого, сканирование эндокарда позволило выявить различной степени выраженности повреждения его структурных элементов. На поверхности эндокарда были обнаружены кровоизлияния, представленные скоплениями большого количества эритроцитов, формирующих пластинчатой формы образования. Кровоизлияния редко были представлены только одними эритроцитами. Чаще кроме эритроцитов в очаге кровоизлияния присутствовали и другие элементы крови. К ним могли прилегать формирующиеся тромбы в виде нитей фибрина или глобулярных комплексов. Во многих наблюдениях при наличии более выраженных повреждений эндокарда, например при разрывах, кровоизлияния располагались непосредственно в проекции или по краю этого повреждения.

Обнаруживаемые при сканирующей микроскопии поверхностные повреждения эндокарда в виде очагов де-эндотелизации были обозначены нами, как десквамация эндотелия. Эти очаговые повреждения распространялись до базальной мембраны при сохранении целостности ее и нижерасположенных слоев эндокарда. Очаги десквама-ции эндотелия имели неправильно-округлую или округло-овальную форму. Размеры их колебались в длину и ширину от нескольких микрон до нескольких десятков микрон. Они распространялись в глубину в пределах повреждения эндотелиоцитов до базальной мембраны. Края очагов десквамации были достаточно неровными. В проекции центральной части повреждений или по краям располагались клетки крови, формирующиеся тромбы и клеточный детрит.

Кроме очагов десквамации при исследовании образцов эндокарда нами были обнаружены более глубокие повреждения эндокарда — «надрывы». Этим видом повреждения эндокарда мы обозначили нарушение его целостности, распространяющееся на глубину до соединительнотканного слоя эндокарда. «Надрывы» эндокарда имели достаточно характерный вид, были щелевидными и располагались в поперечном направлении относительно хода хорошо просматриваемых и контурируемых мышечных волокон. «Надрывы» были обнаружены в области расположения более выраженных контрактур субэндокардиаль-но локализованных мышечных волокон. Они были мелкоочаговыми и имели размеры в длину несколько десятков микрон и ширину от субмикрон до нескольких микрон. Края «надрывов» выглядели относительно ровными, имели умеренно волнистые контуры, были скрыты от обзора расположенными в проекции повреждения или по его краям клетками крови, фибриновыми комплексами и клеточным детритом.

Еще более глубокие повреждения эндокарда, которые распространялись глубже соединительнотканного слоя до субэндокардиальных слоев миокарда, мы рассматривали как разрывы. Как и надрывы, разрывы эндокарда были щелевидными и располагались чаще в поперечном направлении относительно хода визуализированных и выраженных кон-трактурно измененных групп мышечных волокон субэндо-кардиальных слоев миокарда. Разрывы эндокарда, так же как и надрывы, были преимущественно мелкоочаговыми, имели размеры в длину — до нескольких десятков микрон и ширину от субмикрон до нескольких микрон. Г лубина разрывов находилась в пределах повреждения эндотелиоцитов,

базальной мембраны, мышечно-эластического и соединительнотканного слоя эндокарда до субэндокардиальных слоев миокарда. Таким образом, кроме таких же, как и у надрывов размеров и характерной щелевидной формы, разрывы имели большую по уровню распространенности глубину, так как проникали ниже уровня соединительнотканного слоя до мышечных волокон внутреннего слоя миокарда. Часть краев разрывов были доступны для обзора, они выглядели относительно ровными.

В ряде исследуемых случаев отмечались разрушения эндокарда. Это были глубокие распространенные повреждения эндокарда, сопровождающиеся его деструкцией и формированием дефекта всех его слоев, распространяющиеся до субэндокардиальных слоев миокарда и глубже, самой разнообразной формы, имеющие размеры до десятков микрон в ширину. Обнаруживаемые при этом «обнаженные» мышечные волокна субэндокардиальных слоев миокарда находились в состоянии выраженных контрак-турных сокращений.

Все вышеуказанные повреждения эндокарда, как правило, сопровождались образованием очаговых клеточных адгезий и пристеночных тромбов в центральной части или в

области краев. Очаги клеточной адгезии состояли из скоплений эритроцитов реже тромбоцитов и клеточного детрита. Фибриновые тромбы были представлены глобулярными комплексами или нитями фибрина, имеющими клеточные элементы и локализовались в проекции повреждений.

Таким образом, в результате экспериментального моделирования ушиба сердца на лабораторных животных были получены результаты, свидетельствующие о создании адекватной модели ушиба сердца, которая позволяет осуществлять интерпретацию возникающих патоморфологических изменений эндокарда. При экспериментальных ушибах сердца для выявления патоморфологических изменений эндокарда информативным является использование метода растровой электронной микроскопии, позволяющей провести ультраструктурное исследование поверхности эндокарда с целью выявления возникающих патоморфологических изменений и повреждений. Патоморфология эндокарда при экспериментальных ушибах сердца представлена распространенными изменениями рельефа и повреждениями в виде очагов десквамации эндотелия, надрывов, разрывов и разрушений, сопровождающихся образованием очаговых кровоизлияний и фибриновых тромбов.

Литература:

1. Малиновский H.H., Шотт A.B., Гришин И.Н., Спасская М.Г. Закрытая травма сердца. — Минск, 1979. — 192 с.

2. Миронов A.A., Комиссарчик Я.Ю., Миронов B.A. Метод электронной микроскопии в биологии и медицине. — Спб: Наука, 1994. — 400 с.

3. Непомнящих Л.М. Морфогенез важнейших общепатологических процессов в сердце. — Новосибирск: Наука, 1991. — 351 с.

4. Сорока B.B. Анатомо-физиологические особенности ушибов сердца: Автореф. дис.... канд. мед. наук. — Л., 1985.

5. Langer H., Demdt T. // Amer. Heart. J. — 1966. — Vol. 71, N 6. — P. 790-794.

© A.C. Димов, Н.И. Максимов, И.М. Тухватулина, 2005 УДК 340.115.7

А.С. Димов, Н.И. Максимов, И.М. Тухватулина МЕТОДОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИССЛЕДОВАНИЙ КОНЦЕПЦИИ ФАКТОРОВ РИСКА

Кафедра госпитальной терапии (зав. — проф. Н.И. Максимов) Ижевской государственной медицинской академии

Показано, что при изучении ФР имеется система дефектов методологического характера, проявляющаяся в эмпиризме, биологизаторском, механистическом и иных метафизических подходах, которые являются тормозом в понимании противоречий и парадоксов этой проблемы, несмотря на имеющуюся гигантскую фактологическую базу.

Ключевые слова: факторы риска, сердечно-сосудистые заболевания, методология.

METHODOLOGICAL ESTIMATION OF RESEARCHES OF THE CONCEPT OF RISK FACTORS A.S. Dimov, N.I. Maksimov, I.M. Tuhvatulina

It is shown, that at studying risk factors there is a system of defects of the methodological character, shown in empiricism, biologisatorical, mechanistic and other metaphysical approaches which are a brake in understanding of contradictions and paradoxes of this problem, despite of available huge factological base.

Keywords: risk factors, cardiovascular diseases, methodology.

«Результаты, достигнутые практической медициной, огромны. На данный момент медицина очень многое умеет, многое знает. И все же строго научных знаний, позволяющих проникнуть в сущность явлений, т.е. объяснить их и предвидеть, в медицине совсем немного». Эта мысль И.В. Давыдовского (1962), актуальна и сегодня. Приходится констатировать, что и сегодня медицинская наука полна эмпиризма, необозримой фактологии, продолжает наращивать объемы, дифференциацию и углубление знаний и при этом практически отсутствуют работы по обобщению и философскому осмыслению основных ее проблем.

Одной из них являются результаты более чем полувекового периода изучения факторов риска (ФР), которые нуждаются в методологическом анализе в связи с имеющимися в них многочисленными противоречиями, неопределённос-

тями и парадоксами. Накопленный гигантский массив данных о значении ФР не только для сердечно-сосудистых, но и заболеваний других систем, показывает, что концепция ФР приобрела в медицине «глобальный» характер. Уже только эти два момента — «необозримость» данных и их «всеобщность» подчеркивают необходимость медико-философской оценки результатов и достижений в познании ФР.

В изучении ФР одним из основных противоречий является то, что необходимое систематическое накопление знаний о различных ФР, оказывается односторонним, только эмпирическим (метафизическим) подходом, на основе которого невозможно совершить переход от количественного к качественному пониманию сущности проблемы ФР. Непрерывный (неизбежный и объективный) процесс получения новых фактов теряет смысл, если не является од-