CC BY
26
УДК: 616.831.45 + 616.433(-053.31:618.33)-091:618.3
ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕЖДУ УСТОЙЧИВОСТЬЮ ТКАНЕЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА ПЛОДОВ И НОВОРОЖДЕННЫХ К ГИПОКСИЧЕСКОМУ СТРЕССУ И УРОВНЕМ МОРФО-ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ИХ ЭПИФИЗА.
Кихтенко Е.В.
Харьковский государственный медицинский университет
Выявлена взаимосвязь между устойчивостью тканей мозга новорожденного к гипоксии и уровнем морфо-функциональной активности эпифиза. Установлено, что хроническая внутриутробная гипоксия приводит к ускоренной инволюции эпифиза и, как следствие, к снижению сопротивляемости мозга гипоксическому повреждению.
Ключевыеслова: эпифиз, головной мозг, гипоксия, плод, новорожденный.
Введение
В настоящее время эпифиз мозга (шишковидная железа) вызывает пристальный интерес исследователей. Его основной гормон - мелато-нин - вырабатывается с четким суточным пе-риодизмом (максимум в темноте и минимум на свету) и обнаруживает отчетливые хронотроп-ные свойства, способствуя организации сезонных и циркадных биоритмов [13].
Между тем, благодаря большому числу исследований, выполненных на рубеже ХХ-ХХ1 столетий, стало очевидным наличие у мелатонина и других свойств. Как оказалось, с его помощью эпифиз участвует в защите мозга от различных неблагоприятных воздействий, прежде всего стрессорного характера [3]. Так, острая глобальная либо умеренная хроническая ишемия мозга, вызывающие ухудшение обучения и рабочей памяти животных и сопровождающиеся гибелью большого числа гиппокампальных пирамидальных нейронов в поле СА 1, провоцировали не столь отчетливые поведенческие и морфологические нарушения на фоне предварительного введения мелатонина. Напротив, эпифизэктомия усиливала ишемический эффект, почти вдвое увеличивая число погибших клеток [3]. Если у крыс вызывали ишемический отек мозга в качестве модели инсульта, то в случае предварительного введения мелатонина окклюзия средней мозговой артерии, по данным ядерно-магнитного резонанса, гораздо слабее меняла функциональное состояние различных мозговых образований [2].
Известно, что гипоксическое повреждение мозга приводит к оксидантному стрессу и в последствии реализуется в виде нейротоксических эффектов глутамата, окиси азота, отдельных пептидов [4]. Как свидетельствуют исследования последних лет, эпифизарный мелатонин обладает выраженными ноотропными свойствами и способен в значительной мере ослабить последствия оксидантного стресса [2]. В естественных условиях образование свободных радикалов лимитируется скоростью их дезактивации антиоксидантами. Резкое усиление окислительных процессов в условиях гипоксии при недос-
таточности сдерживающей роли антиоксидант-ной защиты и обусловливает легкое развитие оксидантного стресса. Мозговые структуры отличает сравнительная, по отношению к другим тканям, слабость антиоксидантной системы, делая их еще более уязвимыми для оксидантного стресса [4]. Его агрессия оборачивается комплексом негативных последствий в виде запуска глутамат-кальциевого каскада, усиления нейротоксических свойств окиси азота и отдельных внутриклеточных пептидов, активации апоптоза [5, 9].
Мелатонин способен первично ограничивать выраженность как самих свободно радикальных процессов, так и провоцируемых ими разрушительных для клеток сдвигов. За счет уникальных физико-химических свойств мелатонина и его метаболитов их действие по надежности и стабильности не уступает другим известным анти-оксидантам. Прежде всего, мелатонин вносит вклад в ограничение глутаматной нейротоксич-ности. Это проявляется в менее выраженном накоплении аминокислоты в культуре кортикальных нейронов и ослаблении вызываемой ею внутриклеточной аккумуляции ионов кальция [11].
Еще одним фактором мелатониновой нейро-протекции следует признать способность гормона противодействовать агрессии окиси азота (N0). Это естественное свободно-радикальное соединение, синтезируемое при участии фермента N0-cинтaзы, участвует в регуляции нормальной и патологически измененной деятельности нейронов. Чрезмерное образование N0, наблюдаемое в тканях мозга при гипоксии, усиливает глутаматную нейротоксичность [9]. Мелатонин, очевидно, входит в систему естественной защиты мозга от гиперактивности N0. Как показано в опытах на мышах, в коре большого мозга старых животных, по сравнению с молодыми, резко повышен уровень N0-cинтaзы. Длительное скармливание им с пищей мелатонина нормализовало метаболизм N0, нивелируя возрастные различия в содержании фермента и одновременно ослабляя сопутствующие поведенческие нарушения [2].
Целью данного исследования явилось изуче-
* Исследование является частью НИР «Патологическая анатомия отдельных систем плода и новорожденного от матерей с осложненной беременностью» (государственный регистрационный номер 0105и002760).
Актуальт проблеми сучасно!" медицини
ние наличия взаимосвязи между степенью устойчивости головного мозга плодов и новорожденных к гипоксическому стрессу и уровнем морфо-функциональной активности их эпифиза.
Материал и методы исследования.
Работа проведена на материале аутопсий плодов и новорожденных сроком гестации 36-42 недели. Для достижения поставленной цели были сформированы следующие исследуемые группы: I - плоды и новорожденные от физиологически протекавшей беременности, перенесшие острый интранатальный гипоксический стресс и погибшие на протяжении первых 10 суток жизни (27 наблюдений); II - плоды и новорожденные, перенесшие острый интранатальный гипоксический стресс на фоне предшествующей хронической внутриутробной гипоксии и погибшие на протяжении первых 10 суток жизни (33 наблюдения); III (группа сравнения) - плоды и новорожденные от физиологически протекавшей беременности, перенесшие острый антенатальный гипоксический стресс и родившиеся мертвыми (17 наблюдений). Причиной острой интранатальной гипоксии для I-й и II-й исследуемых групп явились первичная и вторичная слабость родовой деятельности, несоответствие размеров таза матери и головки плода, ущемление петель пуповины в родовых путях. Причинами хронической внутриутробной гипоксии выступала генитальная и экстрагенитальная патология матери - гестоз, анемия беременных, гипертоническая болезнь, сахарный диабет, а также патология плаценты - патологическая незрелость, плацентит. Летальная гипоксия плодов и новорожденных группы сравнения была обусловлена острыми расстройствами маточно-плацентарного и пуповинного кровообращения (преждевременная отслойка нормально расположенной плаценты, тугое обвитие пуповины вокруг шейки плода, острый тромбоз пуповин-ных сосудов).
У живорожденных, составивших I-ю и II-ю исследуемые группы, на 1-й минуте жизни при оценке по шкале Апгар средний балл составил 2,3±0,07, на 5-й - 3,7±0,15 балла. Эти показатели характерны для церебральной ишемии III (тяжелой) степени [17]. Продолжительность жизни у таких новорожденных и плодов колебалась от 80 минут до 10 суток и в среднем составила 1430,91 минут.
Для морфологического исследования во время аутопсии у плодов и новорожденных брались эпифизы и кусочки головного мозга в зоне расположения глиального паравентрикулярного матрикса (стенка боковых желудочков). Эта зона головного мозга новорожденного является весьма чувствительной к воздействию острой гипоксии [10], что и обусловило наш выбор. После 72-х часов фиксации в растворе нейтрального формалина эпифизы и кусочки мозга подвергались стандартной гистологической провод-
ке через спирты увеличивающейся концентрации, жидкость Никифорова (96% спирт и диэти-ловый эфир в соотношении 1:1), хлороформ, после чего заливались парафином. Из приготовленных таким образом блоков делались серийные срезы толщиной 4-5 х10"6м.
Обзорные препараты, окрашенные гематоксилином и эозином, использовались для общей оценки состояния исследуемых тканей. Кроме этого, эпифизы и кусочки мозга окрашивались методом Фельгена-Россенбека (на ДНК). Для оценки морфо-функционального состояния эпифиза проводилась кариометрия пинеалоци-тов. Для оценки степени повреждения вещества мозга методом плоидометрии, на препаратах, окрашенных по Фельгену-Россенбеку, вычислялся удельный вес гибнущих клеток [1, 14]. При этом, гибнущими считали те нейроциты и глио-циты, в ядрах которых содержание хроматина было менее 2С (где 2С - нормальный стандартный набор хроматина соматической клетки с 4б-ю хромасомами).
Комплекс гистологических и цитофотометри-ческих исследований проводился на микроскопе Olympus BX-41 с использованием программ Olympus DP-Soft (Version 3:1) и Microsoft Excel [7]. Весь полученный в результате проведенного кариометрического и плоидометрического исследований цифровой массив данных обрабатывался методами математической статистики с использованием вариационного и альтернативного анализов [12].
Результаты исследования и их обсуждение
При обзорной микроскопии эпифизов плодов и новорожденных группы сравнения обнаружено, что железы преимущественно находятся в конце II-й - начале III-й перестройки и имеют целлюлярный тип строения [16]. Среди пинеа-лоцитов отчетливо дифференцируются клетки нескольких типов. Светлые пинеалоциты -крупные отросчатой формы клетки, высоко активные в функциональном отношении. Бывают двух типов: 1 - клетки с округлым, центрально расположенным ядром и хорошо выраженной цитоплазмой (синтезируют биологически активные вещества пептид ной природы); 2 - клетки с многолопастным или полигональным ядром с мелкодисперсным хроматином, но гораздо более темным, чем у клеток 1-го типа, и сильно вакуолизированной цитоплазмой (синтезируют индоламины - мелатонин, серотонин). Темные пинеалоциты - мелкие клетки с небольшим компактным, темным, гетерохромным ядром и скудным ободком цитоплазмы. Считают, что данные клетки представляют собой пинеалоциты, находящиеся в состоянии покоя [16]. Средний диаметр ядер пинеалоцитов в данной исследуемой группе составляет 6,83±0,27 х10"6м.
При морфологическом исследовании эпифизов плодов и новорожденных I-й исследуемой группы (погибшие от острой гипоксии на протя-
жении первых 10 суток жизни) обнаруживается увеличение морфо-функциональной активности пинеалоцитов, что реализуется увеличением среднего диаметра ядер (7,03±0,36 х10"6м). При этом обращает на себя внимание появление клеток с ядром, просветленным в центре, и конденсацией хроматина в виде ленты под нукпео-леммой. Данный морфологический феномен известен как феномен маргинации хроматина и является пред стадией апоптоза [5, 6]. Таким образом, степень функционального напряжения единичных пинеалоцитов в постнатальном периоде при интранатальном гипоксическом стрессе достигает такого уровня, что наступает исчерпанность функций и клеточная гибель. Паренхима желез в данной группе имеет также преимущественно целлюлярный тип строения.
В эпифизах плодов и новорожденных 11-й исследуемой группы (перенесшие сочетанную гипоксию - острую интранатальную на фоне хронической внутриутробной) обнаруживаются признаки ускорения темпов эмбрионального развития - большинство желез находятся в середине
- начале Ш-й перестройки и имеют альвеолярный тип строения. Ускорение темпов созревания желез в данной группе, вероятно, обусловлено повышенной потребностью организма в пине-альных гормонах в условиях хронической внутриутробной гипоксии. Уровень морфо-функциональной активности пинеалоцитов очень высок - средний диаметр ядер достигает 7,62±0,42 х10"6м. Во многих пинеалоцитах выявляется феномен маргинации хроматина. Кроме этого, в единичных клетках выявляется деформация ядер, которые имеют вид «тутовых ягод», что также является морфологическим эквивалентом апоптоза [15]. В препаратах, окрашенных по Фельгену-Россенбеку, в отдельных полях зрения обнаруживаются немногочисленные свободно лежащие апоптозные тельца.
Подобная морфологическая картина свидетельствует об истощении функций пинеальной железы и срыве компенсаторно-приспособительных процессов. Быстрое истощение большинства пинеалоцитов у плодов и новорожденных данной группы можно объяснить тем, что эпифиз у них функционировал в условиях повышенных нагрузок уже в антенатальном периоде, что обусловлено действием хронической внутриутробной гипоксии. Ведь известно, что в организме плода наряду с классической общерегулирующей системой гипоталамус-гипофиз-надпочечники функционирует дублирующая антистрессовая, филогенетически более древняя система - эпиталамо-эпифизарно-надпочечниковая [8]. Как результат
- дети этой группы родились уже с частично истощенными («выработанными») эпифизами. В данном случае можно говорить об ускоренной инволюции пинеальной железы. Эпифиз не является железой внутренней секреции с однонаправленным характером действия, а выполняет
в организме роль универсального эндогенного адаптагена [13], следовательно, объем компенсаторно-приспособительных возможностей у таких детей будет резко снижен. А беря во внимание все выше изложенное о нейропротекторных свойствах мелатонина, можно предположить, что у плодов и новорожденных данной группы при остром гипоксическом стрессе можно ожидать наиболее тяжелые повреждения вещества мозга.
Данное предположение мы подтвердили путем плоидометрического исследования кусочков мозга, взятых в области глиального паравентри-кулярного матрикса. При этом подсчет удельного веса клеток с меньшим, чем в норме содержанием хроматина, т.е. нежизнеспособных, гибнущих, то ли путем некроза, то ли путем апоптоза позволил получить следующие результаты: удельный вес клеток с содержанием хроматина менее 2С в группе сравнения - 7,17±1,33 %; в I-й группе - 17,73±3,12 %; во 11-й - 37,30±7,77 %. Как видим, у плодов и новорожденных, перенесших хроническую внутриутробную гипоксию, наиболее выражена по сравнению с другими группами клеточная гибель нейроцитов и глио-цитов головного в остром периоде интранаталь-ного ишемически-гипоксического повреждения центральной нервной системы. Наряду с другими факторами, безусловно, не последнюю роль в столь выраженной чувствительности мозга детей данной группы к острой гипоксии играет исчерпанность функций эпифиза и, как следствие, резкое снижение мелатониновой нейропротек-ции. Вероятно, экзогенное введение мелатонина таким новорожденным позволит предупредить развитие массовой клеточной гибели в веществе мозга при острой гипоксии и даст возможность улучшить как течение заболевания, так и его прогноз.
Выводы
Хроническая внутриутробная гипоксия приводит к ускорению темпов эмбрионального развития, а также к ускоренной инволюции плодового эпифиза. В результате такие дети родятся со сниженными адаптационными возможностями. Стрессовое воздействие острой гипоксии у таких детей вызывает быстрое истощение функции пинеальной железы и, как следствие, снижение синтеза мелатонина. Частичное выпадение функции мелатониновой гипоксической ней-ропротекции влечет за собой развитие более выраженной, чем у плодов и новорожденных с сохранным эпифизом, массовой клеточной гибели как нейроцитов, так и глиоцитов в веществе мозга. Что, в свою очередь, усугубляет тяжесть течения и ухудшает прогноз ишемически-гипоксической энцефалопатии.
Литература
1. Автандилов Г.Г., Саниев К.Б. Плоидометрия в повышении качества патогистологической диагностики // Архив патологии. -2002. - Т.64., №3. - С.31-33;
Актуальт проблеми сучасно! медицини
Арушанян Э.Б. гормон эпифиза мелатонин - новое ноотропное 9.
средство // Экспериментальная и клиническая фармакология. -2005. - Том 68, №3. - С. 74-79;
Арушанян Э.Б., Бейер Э.В. Сопряженные отношения эпифиза и 10.
гипокампа при формировании реакции на стресс. // Журнал высшей нервной деятельности им. И.П.Павлова. - 1997. -Т.47, №4. С.725-730;
Бархатова В.П., Суслова З.А. Основные направления нейро-протекции при ишемии мозга // Неврологический журнал. - 11.
2002. - Т. 7, №4. - С.42-49
Белушкина H.H., Северин C.E. Молекулярные основы патологии апоптоза // Архив патологии. - 2001. - №1. - C.51-60; Бойчук C.B., Мустафин И.Г., Фассахов P.C. Апоптоз: характери- 12.
стика, методы изучения и его роль в патогенезе атопических заболеваний // Казанский медицинский журнал. - 2000. - №3. -C.217-222; 13.
Лапач C.H., Чубенко A.B., Бабич П.Н. Статистические методы в медико-биологических исследованиях с использованием Exel. - 14.
К.:МОРИОН, 2001. - 408 с.
Набухотный Т.К., Колесник T.B., Чепурная T.B. Гормоны эпифи- 15.
зарно-надпочечниковой системы и их роль в постнатальной адаптации новорожденных. // Проблемы эндокринологии. - 16
1991. - T.37, №6. - C.7-10;
17.
Нассибулин Б.А., Боженко А.И. Цикл оксида азота и деятельность центральной нервной системы // Патология. - 2005 - Т. 2, №3. - С. 15-19;
Отеллин В.А., Хожай Л.И., Гилерович О.Г., Коржевский Д.Е. и соавт. Повреждающие воздействия в критические периоды пренатального онтогенеза как фактор, модифицирующий структурное развитие головного мозга и поведенческие реакции после рождения // Вестник РАМН. - 2002. - №12, - С. 32-35; Ром-Богуславская. Состояние эпифиза при различных заболеваниях и перспективы использования препаратов эпифизарных гормонов в клинической практике // Международный медицинский журнал. - 1997. - №4. - С. 82-84.
Сергиенко В.И., Бондарева И.Б. Математическая статистика в клинических исследованиях. - М.: ГЭОТАР МЕДИЦИНА, 2000. -256 с;
Слепушкин В.Д., Пашинский В.Г. Эпифиз и адаптация организма - Томск: Изд-во Томского университета, 1982. - 212 с; Ташкэ К. Введение в количественную цито-гистологическую морфологию. - Бухарест, 1980. - С. 191;
Туманский В.А. Селективная гибель специализированных клеток // Патология. - 2005. - №1. - С. 10-18;
Хелимский A.M. Эпифиз (шишковидная железа). - М.: Медицина, 1969. - 182 с;
Шабалов Н.П. Неонатология. В 2 т. Т. 1. - Москва: МЕДпресс-инфо, 2006. - 607с.
Реферат.
ВЗАеМОЗВ'ЯЗОК М1Ж СТ1ЙК1СТЮ ТКАНИН ГОЛОВНОГО МОЗКУ СТРЕСУ Юхтенко 6.В.
ПЛОД1В ТА НОВОНАРОДЖЕНИХ ДО Г1ПОКСИЧНОГО
Ключов1 слова: егнф1з, головний мозок, ппокая, плщ, новонароджений.
Виявлено взасмозв'язок м1ж стмкютю тканин мозку новонародженого до ппокси та р1внем морфо-функцюнальноТ активност1 епфза. Встановлено, що хроннна внутршньоутробна ппокст приводить до прискореноТ ¡нволюци етфЬа i, як наслщок, до зниження onipHOCTi мозку ппоксичному ушкодженню.
УДК617.55-077.43-001.4-002.3-089.844:615.454.1
МОРФО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИЖИВЛЕНИЯ ТРАНСПЛАНТАТА ПРИ АЛЛОГЕРНИОПЛАСТИКЕ В ПЕРВИЧНО ИНФИЦИРОВАННЫХ ТКАНЯХ
Кутепова Е. В., Сорокина И.В.
Харьковская медицинская академия последипломного образования.
Экспериментально изучены особенности приживления полипропиленового эксплантата в инфицированной ране. Установлено, что приживление полипропиленового эксплантата в условиях инфицированной раны, сопровождается нагноением раны с частичным или полным отторжением аллотрансплантата. Использование препарата многонаправленного действия «Диоксизоль» является оптимальным для снижения послеоперационных осложнений со стороны раны и обеспечивает надёжную защиту эксплантата в ране, способствуя его приживлению.
Ключевые слова: аплотрансплантат, инфицированная рана, гистоструктура приживления, комбинированные лекарственные препараты.
Хирургическое лечение послеоперационных вентральных грыж (ПВГ) представляет серьезную хирургическую проблему. Растущее число операций на органах брюшной полости с увеличением их объёма и тяжести повышают риск развития разного рода послеоперационных осложнений, значительное число которых составляют ПВГ [1,2,4,10,16]
Так, по данным Н.3.Монакова [8], в 1959 году среди общего количества вентральных грыж ПВГ составляли 2,2%, а к 1990 году число их возросло до 32,1%. В настоящее время ПВГ составляют не менее 25-30% от всех видов грыж, уступая по частоте только паховым [5,11,17]. Значительную часть (около 60%) больных с ПВГ составляют лица трудоспособного возраста, что определяет не только медицинскую, но и социально-экономическую значимость этой пробле-мы.[3,6,10,13,18].
Наиболее сложной в деле лечения ПВГ больших размеров остаётся проблема выполнения аллогерниопластики в первично инфицированных тканях, источником инфекции в которых являются лигатурные свищи и воспалительные инфильтраты, возникающие после ранее выполненных операций. В настоящее время количество этих операций начинает превалировать над операциями, выполненными в первично стерильных тканях, и составляет 65-70% [1,5,6,8,11,18]. Стандартная антибиотикопрофи-лактика неэффективна, так как разработана для операций в первично стерильных тканях, а при наличии в них инфекции, которая «формирует» воспалительный вал вокруг гнойно-воспалительных очагов, препятствуя системной антибиотикотерапии, что в дальнейшем приводит к нагноению раны с отторжением трансплантата. Меры профилактики послеопераци-
