CC BY
31
УДК: 616.125-091:616.127-005.4-036
ПАТ0М0РФ0Л0ГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ УШЕК СЕРДЦА ПРИ АТЕР0СКЛЕР0ТИЧЕСК0М КАРДИОСКЛЕРОЗЕ
Куприянова Л.С., Сидоренко Р.В. Харьковский национальный медицинский университет
На секционном материале при помощи комплекса объемно-весовых, гистологических, гистохимических, морфометрических и иммуногистохимических методов исследованы ушки сердца при атеросклеротическом кардиосклерозе. Получены данные о ремоделировании изучаемых отделов сердца, заключающемся в сочетании выраженной в разной степени гипертрофии стенки и дилата-ции полости ушек сердца. Процесс ремоделирования осуществляется за счет реорганизации структурно-функциональных компонентов ушек сердца и носит адаптивно-приспособительный характер. Склеротические, дистрофические, некробиотические изменения миокарда обусловливают развитие регенераторно-пластической недостаточности ушек сердца со снижением их механической и нарастанием резервуарной функции, не компенсируемой на поздних стадиях заболевания выявленной адаптивной гипертрофией кардиомиоцитов.
Ключевые слова: ишемическая болезнь сердца, ушки сердца, патологическая анатомия.
В современной медицинской литературе большое внимание уделяется вопросам ремоделирования сердца, играющего ведущую роль в развитии хронической сердечной недостаточности при хронической ишемической болезни сердца (ХИБС). Большинство работ в этой области посвящено изучению структурной реорганизации желудочков сердца [3,4,5,8]. Участию предсердий и, особенно, их ушек в процессе ремоделирования сердца при ХИБС, изучению морфофункциональных основ этого процесса посвящены лишь немногочисленные работы [6,7], что обусловливает необходимость более детального изучения патоморфологических особенностей этих отделов сердца.
Целью настоящего исследования явилось определение наличия и морфофункциональных основ ремоделирования ушек сердца при атеросклеротическом кардиосклерозе.
Материал и методы исследования
Материалом для данного исследования послужили ушки 24 сердец - 14 мужчин и 10 женщин, умерших от атеросклеротического кардиосклероза (АКС) (основная группа). Средний возраст у мужчин составил 73,5±7,5 года, у женщин 74,1±6,7 года. По группе среди причин смерти преобладал отек легких (12 наблюдений), сердечно-легочная недостаточность (7 наблюдений), реже смерть больных была обусловлена тромбоэмболией легочной артерии (4 наблюдения) и асистолией (1 наблюдение). В качестве контроля изучены сердца 7 мужчин и 7 женщин, погибших в результате закрытой черепно-мозговой травмы с отсутствием при па-томорфологическом исследовании признаков ишемической болезни сердца. Средний возраст погибших составил 71,6±8,2 и 70,1 ±8,2 года у мужчин и женщин соответственно. После вскрытия сердца отсепаровывали правое и левое ушко и определяли их массу, площадь эндокарди-альной поверхности, вычисляли удельную мас-
су левого и правого ушек (соотношение массы соответствующего ушка к площади его эндокарда). Объем полости ушек сердца определяли при помощи парафиново-восковой смеси по предложенной нами методике [9].
Использовали следующие гистологические и гистохимические окраски: гематоксилином и эозином, пикрофуксином по ван-Гизону, Шифф-йодной кислотой на гликоген и нейтральные гликозаминогликаны с контролем (предварительная обработка срезов амилазой), толуиди-новым синим на кислые гликозаминогликаны при разных рН, для выявления контрактурных повреждений кардиомиоцитов использовали окраску железным гематоксилином по Рего.
Для иммуногистохимического метода исследования использовали непрямой метод Кунса в модификации M. Brosman (1979). С помощью МКАт к коллагенам I, III, IV типов, выявляли коллагены в стромальном и сосудистом компонентах ушек сердца. Коллагены I и IV типов определяли МКАт фирмы Novocastra Laboratories Ltd., коллаген III типа МКАт фирмы IMTEK Ltd, Россия. Апоптозноизмененные клетки определяли с использованием МКАт к CD95 (Novocastra Laboratories Ltd.).
Световая микроскопия и морфометрическое исследование проводились на микроскопе «Olympus BX-41». Морфометрия (определение объема кардиомиоцитов, относительного объема сосудов, относительного объема эндомизия и соединительнотканного компонента, стро-мально-паренхиматозного соотношение, средней толщины мышечного волокна, средней площади и среднего периметра ядра кардиомиоцитов) осуществлена путем видеомикроскопической морфометрии с использованием программы «Olympus DP-soft version 3.1». Цифровые данные обработаны методами вариационной статистики с вычислением средней арифметической, среднеквадратического отклонения, достоверности разницы, средней ошибки сред-
* Исследование проведено в соответствии с планом научных исследований Харьковского национального медицинского университета МОЗ Украины и является фрагментом научно-исследовательской работы «Факторы ремоделирования миокарда в прогнозировании эффективности терапии у больных с повышенным сосудистым риском», номер государственной регистрации 0108и007051.
В1СНИК Украгнсъког'медичног' стоматологгчног' академгг
ней арифметической с использованием пакета прикладных программ фирмы Microsoft «EXCEL» [1, 2].
Иммуногистохимическое исследование проводилось в люминисцентном микроскопе ЛЮМАМ ИЛ-2 с использованием светофильтров ФС - 12, СЗС - 24, СФС - 24, БС - 8 - 2, УФС - 6 - 3. Интенсивность свечения препаратов, обработанных МКАт, определялась при использовании метода количественного определения содержания антигена в биологических тканях и выражалась в условных единицах свечения (усл.ед.св.).
Результаты и их обсуждение
При анализе весовых и планиметрических показателей ушек сердца (табл. 1), как у мужчин, так и у женщин с АКС, отмечалось достоверное увеличение массы правого и левого ушка и объемов их полостей по сравнению с соответствующими показателями контрольной группы, что свидетельствует об одновременном развитии в
Весовые, планиметрические и объемные пок
ушках процессов гипертрофии их стенки и диля-тации полости. При этом площадь эндокарда правого ушка при АКС имела тенденцию к увеличению, однако достоверно не отличалась от соответствующих показателей в контрольной группе. Одновременно удельная масса правого ушка у мужчин и женщин с АКС возрастала почти в 2 раза и была достоверно выше соответствующих показателей в контрольной группе, что свидетельствует о преобладании в правом ушке гипертрофии над дилатацией. В левом ушке у мужчин и женщин с АКС нарастание его массы сопровождалось достоверным по сравнению с контрольной группой увеличением площади эндокарда, при этом показатели удельной массы в исследуемых группах достоверно не отличались от таковых в контроле. Полученные данные можно расценивать, как проявления равномерного развития процессов гипертрофии стенки и дилатации полости левого ушка.
Таблица 1.
пели отдельных частей сердца при АКС и в кон_трольной группе, (М±т)
Показатель Группы наблюдений
АКС (мужчины) АКС (женщины) Контроль (мужчины) Контроль (женщины)
Масса правого ушка, г. 14,78±0,8* 13,4±1,26* 7,57±0,98 6,86±0,69
Масса левого ушка, г. 7,46±0,66* 7,19±0,58* 5,14±0,69 4,86±0,69
Площадь эндокарда правого ушка, см2. 23,07±1,17 22,7±0,63 21,57±1,4 22,83±0,46
Площадь эндокарда левого ушка, см2 13,67±1,07* 13,25±0,59* 10,14±0,69 9,71±0,71
Удельная масса правого ушка 0,64±0,06* 0,59±0,06* 0,35±0,05 0,3±0,03
Удельная масса левого ушка 0,54±0,05 0,54±0,04 0,51±0,09 0,5±0,06
Объем правого ушка, см3 4,22±1,05* 4,73±0,99* 1,84±0,15 1,59±0,47
Объем левого ушка, см3 1,93±0,92 2,4±0,6* 0,7±0,08 0,7±0,08
Примечание. *р<0.05 (по сравнению с контролем)
При гистологическом исследовании при АКС в кардиомиоцитах левого и правого ушка обнаруживаются выраженные дистрофические изменения как в виде контрактурных повреждений, так и в виде очагового миоцитолизиса; в отдельных мышечных волокнах имеются признаки колликвационного некроза. Мышечные волокна неравномерной толщины с преобладанием гипертрофированных волокон с гиперхромными бочкообразными ядрами с равномерным распределением хроматина, отдельные кардио-миоциты атрофичны с мелкими палочковидными ядрами, слабо окрашиваемыми гематоксилином. В контрольной группе мышечные волокна приблизительно одинаковой толщины, в единичных наблюдениях в кардиомиоцитах определяются мелкие очаги контрактурных повреждений и миоцитолизиса. В группе контроля отдельные кардиомиоциты содержат увеличенные, набухшие ядра, состоящие из скоплений разнокалиберных округлых, различной степени конденсации «телец», окруженных мембраной -кардиомиоциты в состоянии апоптоза. При АКС в ушках сердца количество апоптозных клеток значительно возрастает. Иммуногистохимиче-
ское исследование с использованием МКАт к СР95 выявило обилие апоптозноизмененных кардиомиоцитов как в левом, так и в правом ушках сердца и у мужчин, и у женщин исследуемой
Рис. 1. Апоптозно измененные кардиомиоциты в левом ушке. Основная группа. Непрямой метод Кунса с использованием МКАт к Ой95, х400.
При АКС наблюдаются выраженные изменения во всех отделах сосудистого русла миокарда ушек сердца. Обнаруживается утолщение, отечность и некоторое разволокнение стенки интрамуральных артерий среднего и мелкого калибра, признаки гипертрофии и гиперплазии гладкомышечных клеток и очаговой пролиферацией эндотелия с сужением просвета артерий. Артериолы извитые, петлистые, большая часть их с признаками повышенного тонуса и типичной аккомодации эндотелиоцитов. Вены расширены и переполнены кровью, венулы со сниженным тонусом, агрегацией эритроцитов и тромбоцитов, одиночными мелкими тромбами. Сосуды микроциркуляторного русла - со сниженным тонусом и очаговым стазом, отмечаются признаки стромального и более выраженного пери-васкулярного отека. Базальные мембраны сосудов ШИК-положительны, утолщены, разволок-нены. В составе базальных мембран при обработке препаратов МКАт к основным типам коллагенов определялось преобладание коллагена III типа в виде крупноочагового интенсивного свечения. В то время как коллаген IV типа выявлялся в виде отдельных ограниченных участков свечения слабой интенсивности.
При микроскопическом исследовании ушек сердца контрольной группы строма миокарда с умеренно выраженными признаками кардиосклероза, характеризующимися разрастанием в межмышечных и периваскулярных пространствах тонких умеренно фуксинофильных коллаге-новых волокон. При иммуногистохимическом исследовании было выявлено преобладание коллагена I типа в составе соединительной ткани межмышечных и периваскулярных пространств в виде интенсивного очагового свечения. При АКС в строме миокарда наблюдаются более выраженные склеротические процессы с формированием диффузного сетчатого кардиосклероза. Непрямым методом Кунса с использованием МКАт к коллагенам I и III типов, в структуре соединительной ткани исследуемой группы преобладали коллагены I III типов (рис. 2).
При морфометрическом анализе относительных объемов структурных компонентов ушек сердца (табл. 2) как у мужчин, так и у женщин исследуемой группы по сравнению с группой контроля достоверно нарастает относительный объем соединительнотканного компонента, достоверно снижена удельная доля кардиомиоци-тов и достоверно увеличено стромально-паренхиматозное соотношение. Показатель относительного объема сосудистого компонента правого и левого ушек сердца в исследуемой группе имел тенденцию к уменьшению, но достоверно не изменялся в сравнении с контролем. При этом в контрольной группе и у мужчин и у женщин показатели относительных объемов структурных компонентов правого и левого ушка достоверно не отличались между собой. При атеросклеротическом кардиосклерозе у мужчин относительный объем кардиомиоцитов в правом ушке был достоверно выше, а относительный объем соединительной ткани достоверно ниже соответствующего показателя в левом ушке. Подобная тенденция имела место и в ушках сердца женщин изучаемой группы, однако, различия между соответствующими показателями выявились недостоверными. Полученные данные свидетельствуют, что при АКС в левом ушке наблюдаются более выраженные склеротические изменения, по сравнению с правым.
При анализе морфометрических параметров кардиомиоцитов (средней толщины мышечного волокна, средней площади и среднего периметра ядра) миокарда ушек сердца и у мужчин и у женщин основной группы соответствующие показатели в правом ушке превышали таковые в левом ушке. При этом, в контрольных наблюдениях как у мужчин, так и у женщин средняя толщина мышечного волокна и средняя площадь ядра кардиомиоцитов левого ушка достоверно превышает соответствующие показатели в правом ушке. При атеросклеротическом кардиосклерозе в левом ушке по сравнению с правым достоверно увеличивается у женщин - средняя площадь ядра, у мужчин - средняя площадь и средний периметр ядра, а средняя толщина мышечного волокна имеет тенденцию к увеличению, но достоверно не отличается от соответствующего показателя в правом ушке. При сравнении морфометрических параметров кардиомиоцитов в исследуемой группе наблюдается достоверное увеличение всех показателей, как у мужчин, так и у женщин в сравнении с соответствующими данными контрольной группы, что отражает имеющуюся гипертрофию кардиомиоцитов ушек сердца.
Рис. 2. Коллаген III типа в составе соединительной ткани стромы миокарда. Основная группа. Непрямой метод Кунса с МКАт к коллагену III типа, х200.
В1СНИК Украгнсъког' медичног' стоматологгчног академгг
Таблица 2.
Относительные объемы структурных компонентов и морфометрические параметры кардиомио-_цитов ушек сердца при АКС и в контрольной группе (М±т)
Показатель Группа
АКС Контроль
Мужчины Женщины Мужчины Женщины
Правое ушко Левое ушко Правое ушко Левое ушко Правое ушко Левое ушко Правое ушко Левое ушко
Кардиомиоциты,% 74,45± 0,75*Л 70,69± 0,78* 76,63± 0,99* 73,33± 1,04* 79,64± 0,94 78,57± 0,96 79,89± 0,94 79,75± 0,94
Сосуды, % 1,39± 0,2 1,24± 0,19 1,27± 0,26 1,44± 0,28 1,82± 0,31 2,31 ± 0,35 1,81±± 0,31 2,36± 0,36
Соединительная ткань,% 14,53± 0,61*Л 16,79± 0,64* 15,07± 0,61* 16,23± 0,86* 11,84± 0,76 12,91 ± 0,79 11,56± 0,75 12,37± 0,77
Эндомизий, % 9,63± 0,51* 11,27± 0,54* 7,03± 0,6 9,0± 0,67* 6,7± 0,59 6,21± 0,57 6,74± 0,59 5,52± 0,54
Стромально- паренхиматозный индекс 0,35± 0,01*Л 0,43± 0,011* 0,31± 0,009 0,43± 0,011* 0,26± 0,008 0,28± 0,009 0,26± 0,008 0,26± 0,008
Средняя толщина мышечного волокна, 10"6м 23,42±0,9* 28,81±1,3* 27,08± 1,3* 26,14±1,0 2* 16,75± 0,7Л 20,58± 0,9 15,73± 0,7л 20,33± 1,0
Средняя площадь ядра, 10"6м2 71,64±,23* Л 106,24±4, 3* 74,35± 3,3* 96,29± 3,5* 35,06± 1,5Л 43,06± 1,8 33,06± 1,6Л 40,52± 1,9
Средний периметр ядра, 10"6м 42,13±1,9* Л 50,28±2,5* 39,25± 1,8* 41,30± 1,8* 25,06± 1,1 26,37± 1,2 24,94± 1,2 25,27± 1,3
Примечание. *р<0.05 (по сравнению с контролем) Лр<0.
вом и левом ушках в исследуемых группах)
Гипертрофия мышечных клеток носит адаптивный характер и направлена на усиление сократительной функции миокарда [6]. На поздних стадиях развития ХИБС в условиях нарушения васкуляризации миокарда, нарастания дистрофических и некробиотических изменений кар-диомиоцитов, прогрессирование диффузного кардиосклероза обусловливает достоверное снижение относительного объема кардиомиоци-тов, при этом выявленная адаптивная гипертрофия кардиомиоцитов не обеспечивает компенсацию функциональной недостаточности миокарда.
Выводы и перспективы дальнейших разработок
1. При атеросклеротическом кардиосклерозе наблюдается ремоделирование ушек сердца, характеризующееся выраженными в различной степени увеличением объема их полости и гипертрофии миокарда стенки. В правом ушке гипертрофия миокарда стенки преобладает над дилатацией его полости. В левом ушке гипертрофия и увеличение объема полости выражены в равной степени, что, по-видимому, обусловлено более ранним вовлечением левого ушка сердца в процесс ремоделирования и истощением компенсаторных механизмов.
(достоверность различий между показателями в пра-
2. Процесс ремоделирования ушек сердца у больных с АКС обеспечивается реорганизацией всех морфофункциональных компонентов ушек сердца, что обусловливает нарастание функциональной недостаточности ушек сердца со снижением их механической и нарастанием ре-зервуарной функции, причем более выраженный характер эти изменения носят в левом ушке сердца.
3. Выявленная гипертрофия кардиомиоцитов ушек сердца носит адаптивно-приспособительный характер, однако на поздних стадиях заболевания не обеспечивает компенсацию структурно-пластической недостаточности миокарда.
Дальнейшее исследование морфофункциональных основ ремоделирования ушек сердца при ХИБС позволит более полно раскрыть механизмы развития хронической сердечной недостаточности.
Литература
1. Автандилов Г.Г. Медицинская морфометрия. /Автандилов Г.Г. - М.:Медицина, 1990. - 384 с.
2. Лапач С.Н. Статистические методы в медико-биологических исследованиях с использованием Ехе1 / С.Н. Лапач, А.В.Чубенко, П.Н.Бабич, -К:МОРИОН, 2001. - 408 с.
3. Непомнящих Л.М. Морфологические проявления 7. Червонопиская Е.М. Сравнительная оценка струк-«атероскперотического сердца» (патологоанато- турно-функционального состояния левого пред-мическое и экспериментальное исследование) / сердия на этапах формирования сердечной неНепомнящих Л.М.., Розенберг В.Д. // Бюллетень достаточности у пациентов с хронической ишеми-СО РАМН. - 2006. - №2(120). - С. 118-125. ческой болезнью сердца и миокардитом // УкраТн-
4. Розенберг В.Д. Патоморфология постинфарктной ський кардюлогнний журнал. - 2003. - №1. - С. 84-ишемии миокарда при атеросклеротической об- 87.
струкции коронарных артерий / В.Д.Розенберг, 8. Yamammoto S. On the nature of cell death during Л.М.Непомнящих //Бюл.экспер. биол. - 2005. - remodeling of hypertrophied human myocardium / S.
T.139. - №3. - C. 346-351. Yamammoto, K. Sawada, H. Shimomura, K. Kawa-
5. Саликова С.П. Роль структурных изменений эндо- mura, T.N. James //J. Mol. Cell. Cardiol. - 2000. -телия и миокарда в развитии экспериментальной V.32. - Р. 161-175.
сердечной недостаточности / Саликова С.П., Бах- 9. Пат.42678 Украша, МПК А61В10/00. Cnoci6 визна-тияров Р.З. // Морфология. - 2008. - Т.134, №5. - С. чення об'ему анатом1чних структур / Марковський
20-25. В.Д., Наумова О.В., Сидоренко Р.В. Власник - Хар-
6. Саликова С.П. Морфологические аспекты ремо- к1вський нацюнальний медичний ун1верситет МОЗ делирования сердца при хронической сердечной Укра'ши; №u 2009 02995; заявл. 2009.03.30; недостаточности / Саликова С.П., Стадников А.А., опубл.2009.07.10
Семагин А.П. // Морфология. - 2002. - Т.122, №5. -С. 60-62.
Реферат
ПАТОМОРФОЛОГ1ЧН1 ОСОБЛИВОСТ1 ВУШОК СЕРЦЯ ПРИ АТЕРОСКЛЕРОТИЧНОМУ КАРД10СКЛЕР031 Купр1янова Л.С., Сидоренко Р.В.
Ключов1 слова: ¡шем1чна хвороба серця, вушки серця, патолог1чна анатом1я.
На секцшному матер1ал1 за допомогою комплексу об'емно-вагових, гютолопчних, г1стох1м1чних, мор-фометричних та ¡мунопстох1м1чних метод1в дослщжеш вушка сердця при атеросклеротичному кардюсклерозк Отримаш даы про ремоделювання вивчаемих вщдтов сердця, що вмщують сукуп-н1сть вираженоТ у р1зному ступен1 ппертрофи стшки та дтатаци порожнини вушок сердця. Процес ремоделювання здшснюеться за рахунок реорган1зацЛ структурно-функцюнальних компоненте вушок серця та носить адаптивно-пристосувальний характер. Склеротичш, дютроф1чш, некроб1отичн1 зм1ни мюкарду зумовлюють розвиток регенераторно-пластичноТ недостатност1 вушок серця 3i зниженням ix-ньо1 механ1чно1 та наростанням резервуарноТ функцп, що не компенсуеться на ni3Hix стад1ях захворю-вання знайденою адаптивною ппертрофею кард1ом1оцит1в.
Summary.
PATHOMORPHOLOGICAL CHARACTERISTICS OF ATRIAL AURICLES UNDER ATHEROSCLEROTIC CARDIOSCLEROSIS
Kupriyanova L.S., Sidorenko R.V.
Key words: ischemic heart disease, atrial auricles, pathomorphology.
Autopsy material of 24 men died of chronic coronary artery disease was used to investigate the characteristics of atrial auricles under atherosclerotic cardiosclerosis by the complex of histological, histochemical, morphometric and immunohistochemical methods. There have been obtained data on the remodeling of the heart sections under the observation which consist in the combination of marked hypertrophy of the cardiac wall and dilatation of atrial auricles. The process of remodeling is accomplished due to the reorganization of structural and functional components of atrial auricles. Sclerotic, dystrophic and necrobiotic changes in myocardium determine the development of regenerative and plastic insufficiency of atrial auricles and the decrease of their mechanical reservoir function which is not compensated by adaptive hypertrophy of car-diomyocytes during the late stages of the disease.
