CC BY
34
Экспериментальные исследования
УДК: 616.341 - 616.8-009.831 - 085.2
СТРУКТУРА СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКИ ТОНКОЙ КИШКИ ПОСЛЕ ОСТРОГО ГЕМОРРАГИЧЕСКОГО ШОКА И РЕПЕРФУЗИИ ИШЕМИЗИРОВАННОЙ КОНЕЧНОСТИ
А.А.ЮЛДАШЕВ, Р.Э.АСАМОВ, А.А.НИШАНОВА, М.В.ТАРИНОВА, М.Х.РАХМАНОВА
The structure of mucous tunic of small intestine after acute hemorrhagic shock and reperfusion of ischemic limb
A.A.YULDASHEV, R.E.ASAMOV, A.A.NISHANOVA, M.V.TARINOVA, M.H.RAH MATOVA
Республиканский научный центр экстренной медицинской помощи, Ташкентская медицинская академия
Функциональная система пищеварения и всасывания, интегрированная с иммунной системой слизистой оболочки тонкой кишки, регулирующая гомеостаз внутренней среды организма в норме, через 1 час после острого геморрагического шока, реперфузии ишемизированной конечности кроликов нарушается. Повреждаются структуры энтероцитов и микроворсинок, гликокаликса и надэпителиального слоя слизи. Дезинтеграция их и включение в их состав sIgA становится причиной транслокации микроорганизмов в слизистую оболочку тонкой кишки. Коррекция антигипоксантом сукцинасолом эффективно предотвращает ишемические повреждения кишки и транслокацию микроорганизмов и их токсинов.
Ключевые слова: тонкая кишка, эпителий, энтероциты, структура, геморрагический шок, реперфузия.
The functional system of digestion and absorption intergrated with immune system of mucous tunic of small intestine controlling homeostasis of internal environment of body in normal case, in an hour after the acute hemorrhagic shock, reperfusion of ischemic limb of rabbit is broken. The structures of enterocytes and micro-fibres, gly-cocalix and over-epithelial layer of mucus are damaged. Their disintergration and including them into sigA become the cause of trans-location of microorganisms into mucous tunic of small intestine. The correction by the antihypoxic succinasol efficiently prevents the ischemic injuries of intestine and trans-location of microorganisms and their toxins.
Key words: small intestine, epithelium, enterocytes, structure, hemorrhagic shock.
Известно, что слизистая оболочка тонкой кишки, находясь на границе внешней и внутренней сред организма, из-за наличия в ней огромного количества микроорганизмов и их антигенов, поступления качественно и количественно непредсказуемых нутриентов, сформировала совершенную и адаптируемую функциональную систему, обеспечивающую гомеостаз. Благодаря ей в физиологических условиях оптимально осуществляются и регулируются пищеварение и всасывание нутриентов, предотвращаются взаимодействие и проникновение микроорганизмов и их антигенов [1-4,14]. Однако при некоторых соматических заболеваниях, шоке, травматичных хирургических вмешательствах нарушаются барьерно-защитные и гомеостатические свойства слизистой оболочки тонкой кишки, интеграция ее иммунной и пищеварительно-всасывательной функций [1,2,10,12,14].
Целью нашей работы было изучение структуры слизистой оболочки тонкой кишки в динамике геморрагического шока и реперфузии ишемизированной конечности, введения антигипоксанта сук-цинасола.
Материал и методы
У 76 кроликов породы шиншилла массой 2,6±0,2 кг, которые голодали 15 часов, воспроизводили острый геморрагический шок по модифицированному методу Wigger [6]. Ход эксперимента: фиксация животных к станку, местная анестезия паховой области
0,5% раствором новокаина. После хирургического выделения правой бедренной артерии ее канюли-ровали системой силиконизированных трубок, заполненных физиологическим раствором. Выпускание крови (2,4±0,1% от массы тела животного) осуществляли дробно, через каждые 15 минут по схеме: 0,4; 0,3; 0,2; 0,1 части от суммарного ее объема. Геморрагический шок исчисляется с момента снижения артериального давления до 40 мм рт.ст. После достижения этого уровня ниже участка канюли-рования бедренной артерии накладывали на нее зажим. У животных 1-й группы шок не вызывался, однако зажим на артерию накладывался. Влияние геморрагического шока и реперфузии ишемизиро-ванной конечности изучалось через 1 час после снижения артериального давления до 40 мм рт.ст. После 1 часа с бедренной артерии снимали зажим и одновременно с восстановлением кровотока в ишемизированной конечности вводили физиологический раствор (2-я гр.), реополиглюкин (3-я гр.; 20 мг/ кг), сукцинасол (4-я гр.; 1,2 мг/кг).Животные 1-й и 2-й групп служили контролем. Морфологические исследования тощего (5 см ниже уровня связки Трейт-ца) и подвздошного (5 см от конца подвздошной кишки) отделов кишки осуществляли через 1 и 24 часа после восстановления кровотока и введения растворов. Материал забирали после предварительного наркоза животных и разреза передней брюшной стенки по белой линии живота. Кусочки кишки фиксировали в 12% нейтральном формалине или
забуференном 2,5% растворе глютар-альдегида (20 мин) с постфиксацией в 1% растворе OsO4 (1,5 часа).
После соответствующей проводки кусочки тонкой кишки заливали в парафин или аралдит. Свето-оптические срезы окрашивали гематоксилином и эозином. Ультратонкие срезы контрастировали в уранил ацетате и цитрате свинца. Срезы просматривали под микроскопом МБИ-15 и JEM-100S.
Результаты
Через 1 час после геморрагического шока и восстановления кровотока в ишемизированной конечности брыжейка и кишечник выглядят бледнее, чем у животных 1-й группы. Сосуды брыжейки, идущие от ее корня к кишке, спавшиеся. Тонкая кишка несколько вздута, в отдельных участках содержит газы и химус со слизью. Светооптически в тощей и подвздошной кишке видимых повреждений ворсинок и крипт не отмечается. Лишь большая часть бокаловидных клеток и клеток Панета почти лишена секрета, надэпителиальный слой слизи неравномерно утолщен, капилляры стро-мы ворсинок спазмированы. Электронно-микроскопически надэпителиальный слой полиморфен, имеет фибриллярное строение и включает, кроме экструзированных клеток, микроорганизмы (рис. 1). Водно-электролитный слой, гликокаликс и микроворсинки на поверхности каемчатых энтероцитов ворсинок видимых изменений не имеют. Цитоплазма всасывающих клеток гетерогенна: одни уплотнены, другие просветлены. В первых микроворсинки типичной структуры, имеют много эндоцитозных везикул между основаниями. В надъядерной их цитоплазме комплекс Гольджи гипертрофирован, митохондрии вытянуты вдоль с умеренно плотным матриксом и числом крист. В просветленных энтероцитах микроворсинки в состоянии частичной или полной везикуляции, число рибосом и полисом уменьшено (рис. 2), матрикс митохондрий просветлен, кристы редуцированы. В их основании или между энтероцитами с подобной ультраструктурой выше уровня базальной мембраны определяются, как правило, лимфоциты, реже другие лейкоциты (рис. 3). Если у кроликов 1-й группы межэпителиальные лимфоциты единичны, то после 1 часа шока и реперфузии ишемизированной конечности между энтероцитами их число возрастает, определяются также нейтрофилы, эозинофилы, макрофаги, редко тучные клетки. В отдельных участках межэпителиальные промежутки конусообразно расширяются, видимо, вследствие отека. В просвете отдельных крипт обнаруживаются единичные микроорганизмы. Клетки Панета, расположенные на их дне, имеют небольшое количество секреторных гранул или в состоянии секреции. В собственной пластинке увеличено число макрофагов с полиморфными лизосомами (рис. 4), моноцитов и лимфоцитов, тучные и эозинофильные клетки дегранулированы. Нервные окончания между соединительнотканными клетками и вблизи капилляров просветлены, лишены секреторных гранул; митохондрии единичны с просветленным матриксом и редуцированным числом крист. Основная доля капилляров
спазмирована, выстлана низкокубическим эндотелием с многочисленными эндоцитозными везикулами. В отдельных участках стромы ворсинок капилляры неравномерно расширены с лейкоцитами в просвете.
Через 24 часа после моделирования острого геморрагического шока и реперфузии ишемизиро-ванной конечности слизистая оболочка тонкой кишки гетерогенна. Одни отделы имеют почти нормальную структуру, в других наблюдаются отчетливые признаки нарушения структуры слизистой оболочки. На поверхности эпителия ворсинок надэпителиальный слой отсутствует или значительно истончен. Кишечные микроорганизмы поодиночке или группами взаимодействуют с деструктивно измененными микроворсинками или в надъядерной цитоплазме энтероцитов (рис. 5). Микроворсинки на поверхности отдельных энтероцитов ворсинок сокращены или в состоянии везикуляции. Такие клетки часто экструзируются в просвет кишки с любого участка поверхности ворсинок.
Строма ворсинок содержит относительно больше макрофагов с полиморфными лизосомами, моноцитов и лимфоцитов. Тучные и эозинофильные клетки часто взаимодействуют между собой, имеют небольшое количество секреторных гранул. В плазматических клетках профили гранулярного ретику-лума расширены. Нервные окончания по-прежнему не имеют секреторных гранул, а единичные митохондрии просветлены, с единичными кри-стами. Сетевидная структура капилляров стромы ворсинок гетерогенна: одни выстланы уплощенным, другие — низкокубическим эндотелием.
Реополиглюкин, который животным вводили через 1 час после моделирования острого геморрагического шока, сразу после снятия зажима с бедренной артерии, не вызывает существенного улучшения описанной выше структуры слизистой оболочки тонкой кишки. Спустя 24 часа после введения реополиглюкина экспериментальным животным структура слизистой оболочки почти нормализуется. Сохраняется инфильтрация эпителиального пласта ворсинок лейкоцитами, усилена секреция клеток Панета и бокаловидных клеток. Надэпителиальный слой истончен, в отдельных участках отсутствует. При его наличии в нем обнаруживаются микроорганизмы, фрагменты экструзирован-ных клеток. Изредка микроворсинки с измененной или с сохраненной структурой взаимодействуют с микроорганизмами. В цитоплазме энтероцитов микроорганизмы располагаются в лизосомах, но обнаруживаются крайне редко.
Эпителий инфильтрирован в основном лимфоцитами, реже обнаруживаются тучные или эозинофильные клетки. Базальная мембрана под энтероцитами ворсинок утолщена. В строме ворсинок становится больше, чем в предыдущий срок опыта. Тучные и эозинофильные клетки функционально активны и содержат различное количество секреторных гранул. Нервные окончания в основной массе не имеют секреторных гранул. Субэпителиально расположенные кровеносные капилляры выстланы уплощенным эндотелием с
Рис. 1. Кишечные микроорганизмы в надэпите-лиаьном слое слизи тощей кишки крыс через 1 час после острого геморрагического шока и реперфузии ишемизированной конечности. Ув. 12500.
Рис. 2. Частичная везикуляция микроворсинок на апикальной поверхности энтероцитов ворсинок тощей кишки крыс через 1 час после острого геморрагического шока и реперфузии ишемизированной конечности. Ув. 10000.
Рис. 3. Лимфоцит и эозинофил между энтероцитами ворсинок тощей кишки через 1 час после острого геморрагического шока и реперфузии ишемизированной конечности. Ув. 16000.
Рис. 4. Макрофаг с полиморфными лизосомами в собственной пластинке тощей кишки через 1 час после острого геморрагического шока и реперфузии ише-мизированной конечности. Ув. 16500.
Рис. 5. Микроорганизмы в надъядерной цитоплазме энтероцитов ворсинок тощей кишки через 1 час после острого геморрагического шока и реперфузии ишемизированной конечности. Ув. 18000.
умеренным числом эндоцитозных везикул вдоль обеих поверхностей.
Через 1 час после внутривенного введения сук-цинасола структура структура слизистой оболочки тонкой кишки почти не имеет признаков повреждения. На поверхности ворсинок слой слизи, гликока-ликс и микроворсинки, цитоплазматические структуры видимых повреждений не имеют. Лишь единичные каёмчатые энтероциты просветлены и содержат меньше органелл, полисом и рибосом. Бокаловидные клетки в различном состоянии: наряду с дегранулированными встречаются клетки с умеренным и значительным числом секрета. Однако в просвете отдельных крипт крипт обнаруживаются единичные микроорганизмы, клетки Панета функционально активны, в надъядерной области содержат небольшое число секреторных гранул.
Между энтероцитами ворсинок лимфоцитов (рис. 6) относительно меньше, чем у животных других групп; другие лейкоциты и макрофаги почти не выявляются. Базальная мембрана под энтероцитами почти не изменена. Кровеносные капилляры стромы ворсинок, как и у крыс 1-й группы, не изменены, выстланы уплощенным эндотелием. Эндоцитозных везикул вдоль их плазмалемм умеренное количество. Плазматические, эозинофильные и тучные клетки умеренно активны, макрофаги крупные, с полиморфными лизосомами. Нервные окончания без секреторных гранул, обнаруживаются вблизи капилляров, клеток стромы ворсинок.
Через 24 часа после введения животным с ост-
Рис. 6. Цитоплазматические структуры энтероцитов ворсинок тощей кишки без видимых повреждений; межэпителиальные лимфоциты единичны. Ув. 10000.
рым геморрагическим шоком и реперфузией сукци-насола структура слизистой оболочки тонкой кишки без видимых повреждений. Слой слизи на поверхности энтероцитов ворсинок, гликокаликс и микроворсинки, цитоплазматические структуры не изменены. Бокаловидные клетки, как и у нормальных животных, в гетерогенном состоянии. Клетки Пане-та умеренно активны, просвет крипт без микроорганизмов. Однако эпителиальный пласт по-прежнему инфильтрирован лимфоцитами и редко другими лейкоцитами. Базальная мембрана под энтероцитами обычной толщины, строма ворсинок содержит большое число лимфоцитов, функционально активных эозинофильных и тучных клеток; плазматические клетки крупные с расширенными профилями гранулярного эндоплазматического ретикулума. Нервные окончания имеют единичные светлые или темные секреторные гранулы. Кровеносные капилляры нормальной структуры.
Обсуждение
По данным Ю.М.Гальперина, П.И Лазарева [4], И.А.Морозова и соавт. [9], И.М.Байбекова и соавт.[2], И.А.Морозова [8], К.А.Зуфарова, А.Ю.Юлдашева *5+, А.Ю. Юлдашева и соавт. [14], в физиологических условиях тонкая кишка на различных уровнях - просвет кишки, надэпителиальный слой слизи, водно-электролитный слой, гликокаликс и плазмолемма микроворсинок - при количественно и качественно различном составе пищи и содержании микроорганизмов - оптимально осуществляет переваривание
биополимеров и всасывание мономеров. Столь высокое совершенство этих процессов становится возможным благодаря тесной структурной и функциональной интеграции указанных уровней, высокой концентрации панкреатических и энтеральных ферментов, секреторного иммуноглобулина А (б^а). Кроме того, исключительной особенностью парамембранного слоя (гликокаликс каемчатых энтероцитов и водно-электролитный слой) является его стерильность в физиологических условиях, которая обеспечивается барьерно-защитными свойствами надэпителиального слоя слизи (высокая концентрация панкреатических и энтеральных ферментов и б^а). Стерильность просвета крипт обеспечивается непрерывной секрецией ли-зоцима клетками Панета, локализующимися на их дне. Благодаря этому же относительно автономно осуществляются пролиферация и дифференцировка энтероцитов в криптах, своевременная миграция на поверхность ворсинок соответственно их экструзии в просвет кишки.
Высокие темпы обновления энтероцитов в системе крипта-ворсинка нуждаются в постоянном притоке крови, а с нею - нутриентов и энергии. Для оптимальной утилизации, обеспечения интенсивно протекающих процессов в слизистой оболочке тонкой кишки требуется кислород. Если приток нутриентов, кислорода нарушается, например, вследствие острого геморрагического шока и реперфузии ишемизированной конечности, то пищеварительно-всасывательная и иммунная функции слизистой оболочки тонкой кишки дезинтегрируются. Несмотря на отсутствие фактора, оказывающего непосредственное воздействие на слизистую оболочку тонкой кишки, шок и реперфузия, как видно из полученных нами данных, повреждают надэ-пителиальный слой слизи и другие, интегрирующиеся с ним барьеры. Вследствие этого наблюдается непосредственное взаимодействие кишечных микроорганизмов с гликокаликсом и плазмолеммой микроворсинок энтероцитов, транслокация их в цитоплазму и строму ворсинок тонкой кишки. По мнению Т.С.Поповой и соавт. [11], при травме и шоке действуют общие механизмы, приводящие к синдрому кишечной недостаточности, характеризующемуся нарушением всех функций органа. На первой стадии происходит нарушение баланса симпатической и парасимпатической иннервации (дегрануляция нервных окончаний), моторики, скоординированности процессов пищеварения, всасывания и секреции. Нарушение микроциркуляции в слизистой оболочке тонкой кишки при остром геморрагическом шоке и реперфузии, недостаточность нутриентов и энергии вызывают повышение изнашиваемости энтероцитов ворсинок, усиливают секрецию бокаловидных, тучных и эозинофиль-ных клеток. Как следствие этих и других процессов, а также транслокации микроорганизмов и их токсинов мобилизуются защитные механизмы в виде инфильтрации слизистой оболочки, эпителиального пласта лейкоцитами.
Транслокация микробов и их токсинов через поврежденные структуры слизистой оболочки тон-
кой кишки могут явиться одной из причин развития синдрома полиорганной недостаточности и сепсиса (рис. 7).
ГЕМОРРАГИЧЕСКИЙ ШОК И РЕПЕРФУЗИЯ ИШЕМИЗИРОВАННОЙ КОНЕЧНОСТИ
I
Снижение уровня кислорода в крови +
Снижение транспорта кислорода в микроциркуля-торном русле каждого органа, образования энергии, гиперкатаболизм +
Нарушение деятельности функциональной системы,
интегрирующей пищеварение, всасывание и иммунную систему слизистой оболочки тонкой кишки, регулирующих стерильность парамембранного пространства, проникновение кишечных микроорганизмов и антигенов. +
Нарушение стерильности парамембранного (водно-электролитный и гликокаликс) слоя, взаимодействие кишечных микроорганизмов и их токсинов с плазмолеммой микроворсинок энтероцитов, проникновение в просвет крипт. +
Всасывание токсинов в каемчатые энтероциты ворсинок и их повреждение. +
Транслокация кишечных микроорганизмов и их токсинов в каемчатые энтероциты ворсинок.
* '
Транслокация кишечных микроорганизмов и их токсинов в строму ворсинок и активация эфферентного звена иммунной системы слизистой оболочки тонкой кишки, симпатической и парасимпатической нервной системы, нарушение перистальтики органа.
Транслокация кишечных микроорганизмов и их токсинов в лимфатические капилляры стромы ворсинок, мезентериальные лимфатические узлы. +
Транслокация кишечных микроорганизмов и их токсинов в кровь, селезенку и другие внутренние органы; сепсис и полиорганная недостаточность.
Рис.7. Схема патогенеза развития сепсиса и полиорганной недостаточности при остром геморрагическом шоке и реперфузии ишемизированной конечности.
Учитывая, что в основе отмеченных структурно-функциональных повреждений слизистой оболочки тонкой кишки лежит недостаток кислорода, переваривания и всасывания нутриентов, энергии, для коррекции использован отечественный антигипок-сант сукцинасол, содержащий янтарную кислоту. Он не только в определенной степени восполняет объем циркулирующей крови, но и, включаясь в
цикл Кребса [6], становится источником образования энергии в кишке и других внутренних органах. Как видно из полученных нами, а также другими исследователями данных [13], он предотвращает ишемические повреждения органов. Через 1 час после острого геморрагического шока и реперфузии ишемизированной конечности сукцинасол, наряду с предотвращением структурно-функциональных повреждений слизистой оболочки, предупреждает взаимодействия микроорганизмов с гликокаликсом и плазмолеммой энтероцитов, их транслокацию в клетку и строму ворсинок.
Выводы:
1. Структурно-функциональные повреждения надэпителиального слоя слизи, слизистой оболочки тонкой кишки при остром геморрагическом шоке и реперфузии обусловливают непосредственное взаимодействие микроорганизмов с микроворсинками энтероцитов, транслокацию их во всасывающие клетки и строму ворсинок, фагоцитоз и переваривание макрофагами, активацию иммуноцитов и других клеток соединительной ткани.
2. Сукцинасол эффективно предотвращает структурно-функциональные повреждения слизистой оболочки тонкой кишки и, как следствие, - взаимодействие кишечных микроорганизмов с гликокаликсом и микроворсинками, их транслокацию во внутреннюю среду.
Литература
1. Ахмедова Х.Ю., Гулямов Н.Г., Ахмедова М.Д. Концепция клинической иммунологии и иммунокор-рекция при сальмонеллезах. Ташкент 2008; 28.
2. Байбеков И.М., Хаджибаев А.М., Касымов А.Х. Структурные основы показаний и последствий ваготомии. Ташкент. Изд-во им. Абу Али Ибн Сино 1992; 272.
3. Валкер В.А. Роль микрофлоры в развитии защитных функций кишечника. Педиатрия 2005; 1: 85-91.
4. Гальперин Ю.М., Лазарев П.И. Пищеварение и гомеостаз. М Наука 1986; 304.
5. Зуфаров К.А., Юлдашев А.Ю. Тонкая кишка. Руководство по гистологии СПб 2002; 115-140.
6. Левин Г.С. Биоэнергетические процессы при кровопотере и шоке. Ташкент: изд-во им. Абу Али Ибн Сино, 1991; 231.
7. Мазо В.К., Гмошинский И.В., Саблина В.В., Зорин С.Н. Проницаемость стенки тонкой кишки для белковых антигенов у человека и лабораторных животных. Вопр питания 2008; 2: 10-22.
8. Морозов И.А., Лысиков Ю.А., Питран В.В., Хвыля С.И. Всасывание и секреция в тонкой кишке (субмикроскопические аспекты). М Медицина 1988; 224.
9. Морозов И.А. Структура и функция слизистого слоя слизи. М Темпус 1998; 282.
10.Петухов А.Б., Лысиков Ю.А., Ишкова В.Ю. Пищеварительная функция пристеночного слоя слизи при патологии органов пищеварения. Вопр питания 2004; 6: 21-24.
11.Попова Т.С., Шестопалов А.Е., Тамазашвили Т.Ш., Лейдерман И.Н. Нутритивная поддержка больных в критических состояниях. М М-Вести 2002; 320.
12.Хавкин А.И. Микрофлора пищеварительного тракта. М Фонд социальной педиатрии, 2006; 430.
13.Шнейвайс В.Б., Друлле А.Я., Дрегерис Я.Я., Левин Г.С. Влияние азотсодержащих производных 1,4-нафтихинона на перекисное окисление митохондрий. Вопр мед химии 1992; 6: 37-41.
14. Юлдашев А.Ю., Рахманов Р.Р., Нишанова А.А. и др. Механизмы регуляции гомеостаза при всасывании белка из тонкой кишки в кровь. Мед журн Узбекистана 2009; 5: 79-87.
УТКИР ГЕМОРРАГИК ШОК ВА ИШЕМИЯЛАШГАН ОЁК НИНГ РЕПЕРФУЗИЯСИДАН СУНГ ИНГИЧКА ИЧАК ШИЛЛИК ПАРДАСИНИНГ ТУЗИЛИШИ А.А.Юлдашев, Р.Э.Асамов, А.А.Нишанова, М.В.Таринова, М.Х.Рахманова Республика шошилинч тиббий ёрдам илмий маркази, Тошкент тиббиёт академияси
Ингичка ичакнинг озик-овкат парчалайдиган ва сурадиган функционал тизими булмиш шиллик парда иммун тизими билан узвий богланган булиб, ички му^итни доимийлигини таъминлайди. Уткир кон кетганда ва ишемияга учраган оёкни бир соатдан сунг реперфузия килинганда куёнлар ичаги юзасидаги энтероцитлар, уларнинг микро-ворсинкалари, гликокаликси, устидаги шиллик катлами, секретор иммуноглобулин А кабилар-нинг узаро муносабати бузилади. Натижада шиллик парда оркали ички му^итга ичак микроор-ганизмлари утиши кузатилади. Антигиппоксант сукцинасол кулланилганда бу *олат бартараф этилиши маколада намаён килинган.
Контакт: Асамов Равшан Эркинович Ташкент, 100107, ул.Фархадская, 2. Тел.: 99871-277-67-64.
