Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 9
1.1. Катехоламиновое воздействие на сердце, легкие и печень 9
1.2. Ишемическое повреждение сердца 18
1.3. Процессы перекисного окисления липидов в патогенезе ишемического повреждения сердца и катехоламинового воздействия .25
1.4. Коррекция процессов перекисного окисления липидов производными 3-оксипиридина 32
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования .39
2.1. Структура экспериментального исследования 39
2.2. Характеристика экспериментального материала 43
2.3. Методы исследования 44
2.4. Статистическая обработка материала .48
ГЛАВА 3. Морфологическая картина сердца, легких и печени при катехоламиновом воздействии и на фоне производных 3-оксипиридина . 49
3.1 Морфология миокарда при катехоламиновом воздействии и на фоне производных 3-оксипиридина .49
3.2. Морфология легких при катехоламиновом воздействии и на фоне производных 3-оксипиридина .68
3.3. Морфология печени при катехоламиновом воздействии и на фоне производных 3-оксипиридина 81
ГЛАВА 4. Морфологические изменения миокарда при окклюзии коронарной артерии и на фоне применения исследуемых соединений 96
ГЛАВА 5. Обсуждение полученных результатов .109
Выводы .126
Практические рекомендации 127
Список литературы
- Ишемическое повреждение сердца
- Процессы перекисного окисления липидов в патогенезе ишемического повреждения сердца и катехоламинового воздействия
- Характеристика экспериментального материала
- Морфология легких при катехоламиновом воздействии и на фоне производных 3-оксипиридина
Введение к работе
Актуальность проблемы. Сердечно-сосудистые заболевания продолжают сохранять первенство в статистике инвалидизации и трудопотерь и занимают ведущее место среди причин смертности населения экономически развитых стран [Васюк Ю.А. соавт., 2011; Сидоренко Г.И. с соавт., 2011]. Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы в значительной степени определяется нейроэндокринной регуляцией, в частности симпатико-адреналовой системой [Репникова Р.В. с соавт., 2010].
Как известно, гиперкатехоламинемия является одним из центральных патогенетических факторов развития прямого повреждения миокарда, прямого и опосредованного повреждения легких и печени при ИБС [Удвал Ханджав, 2006; Ланкин В.З. с соавт., 2010; Richard C., 2011]. Гиперкатехоламинемия (в основном за счет содержания адреналина) вызывает сужение артериол и венул и приводит к повышению периферического сосудистого сопротивления, усиливая при этом недостаточность кровообращения [Кириллова В.В., 2009]. Наиболее ярко данный эффект прослеживается в патогенезе ХСН, сопровождающейся нарастанием фиброза и склероза в ткани печени и легких [Фролова Э.Б. с со-авт., 2013; Luz Cde C. et al., 2010].
Гиперкатехоламинемия играет ключевую роль в развитии острого инфаркта миокарда (ИМ), провоцируя повреждение эндотелия коронарных сосудов, активируя тромбообразование и увеличивая потребность сердца в кислороде [Максимов А.И., 2011; Кучменко Е.Б., 2013; David S. et al., 2013].
Ведущая роль в повреждающем действии клеток при ишемии и гиперка-техоламинемии принадлежит активным формам кислорода (АФК), образующимся в процессе перекисного окисления липидов (ПОЛ) и оказывающих токсичное воздействие на ткань [Лакомкин В.Л.c соавт., 2009]. Активация ПОЛ и несостоятельность системы антиоксидантной защиты ткани является начальной и постоянной составной частью основных звеньев патогенеза катехоламинового и ишемического повреждения миокарда [Павленко А.П. с соавт., 2013].
Стремление к сохранению равновесия в системе ПОЛ и антиоксидантной защиты ткани в развитии различных патологических состояний ставит вопрос о возможности профилактики и коррекции нарушений, обусловленных свобод-норадикальным повреждением ткани, фармакологическими средствами с ци-топртективной активностью, что и предопределило развитие нового направления в лечении ИБС– миокардиальной цитопротекции [Васюк Ю.А., 2007; Ти-бирькова Е.В. с соавт., 2009; Essop M. et al., 2004].
Перспективность данного исследования заключается в проведении морфологического анализа возможности коррекции и профилактики изменений, возникающих в миокарде, печени и легких под влиянием гиперкатехоламине-мии и ишемическом повреждении миокарда, производными 3-оксипиридина.
Цель исследования: Изучить морфологические изменения в миокарде, легких, печени при катехоламиновом воздействии и окклюзии коронарной артерии на фоне введения производных 3-оксипиридина.
Задачи исследования:
-
Изучить морфологические изменения в миокарде, легких и печени при катехоламиновом воздействии.
-
Провести сравнительный морфологический анализ изменений в миокарде, легких и печени при катехоламиновом воздействии на фоне введения 3-оксипиридина сукцината, 3-оксипиридина адипината, 3-оксипиридина ацетил-цистеината.
-
Исследовать морфологические изменения в миокарде при окклюзии коронарной артерии на фоне введения 3-оксипиридина сукцината, 3-оксипиридина адипината, 3-оксипиридина ацетилцистеината.
Научная новизна: По данным морфометрии дана характеристика тканей легких и печени при катехоламиновом повреждении.
Исследована морфологическая картина и проведена микроморфометрия миокарда, легких и печени при катехоламиновом воздействии и при ишемическом повреждении сердца на модели окклюзии коронарной артерии на фоне введения 3-оксипиридина адипината и 3-оксипиридина ацетилцистеината.
В выполненном исследовании доказана кардиопротекторная и гепатопротекторная активность 3-оксипиридина ацетилцистеината в дозе 25мг/кг при катехоламиновом повреждении. Выявлена способность 3-оксипиридина сукцината в дозе 25мг/кг к предупреждению морфологических изменений легочной ткани на фоне катехоламинового повреждения. Отмечен наибольший кардиопротекторный эффект 3-оксипиридина сукцината в дозе 50мг/кг при окклюзии коронарной артерии.
Практическая значимость: Результаты настоящего исследования расширяют, углубляют и дополняют имеющиеся представления о морфологических изменениях в сердце, легких и печени при катехоламиновом воздействии и при ишемическом повреждении сердца на модели окклюзии коронарной артерии. Данная работа доказывает цитопротекторную активность производных 3-оксипиридина при катехоламиновом воздействии и при ишемическом повреждении сердца на модели окклюзии коронарной артерии. Полученные результаты являются экспериментальным обоснованием для дальнейшего изучения возможности применения соединений из группы 3-оксипиридина при сердечно-сосудистой патологии.
Результаты исследования внедрены в научно-исследовательскую работу и учебный процесс кафедры патологии с курсом патологической физиологии ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева» г.Саранск, кафедры анатомии человека ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет» г.Пенза.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
3-оксипиридина ацетилцистеинат в дозе 25мг/кг предупреждает морфологические изменения в миокарде и печени при катехоламиновом воздействии.
-
Морфологические изменения легочной ткани при катехоламиновом повреждении наиболее эффективно предупреждает 3-оксипиридина сукци-нат в дозе 25мг/кг.
3. Наиболее выраженную кардиопротекторную активность при окклюзии
коронарной артерии проявляет 3-оксипиридина сукцинат в дозе 50мг/кг
Апробация работы: Результаты работы и основные положения, пред
ставленные в диссертации, были доложены и обсуждены на Всероссийской на
учно-практической конференции «46-е Евсеевские чтения» (г.Саранск, 2010г.),
Российском национальном конгрессе кардиологов (г.Москва, 2011г.), XI Кон
грессе международной ассоциации морфологов (г.Самара, 2012г.), Открытом
конкурсе молодых ученых «Инновационные технологии в кардиологии»
(г.Москва, 2012г.), XVI Всероссийской медико-биологической научной конфе
ренции молодых ученых с международным участием (г.Санкт-Петербург,
2013г.), XXXIX, XL, XLI Огаревских чтениях (научной конференции Мордов
ского государственного университета им. Н.П. Огарева) (Саранск 2010, 2011,
2012гг.), XVII Всероссийской медико-биологической конференции молодых
исследователей с международным участием (г.Санкт-Петербург, 2014г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 24 работы, в том числе 8 работ в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура и объем работы: Диссертация изложена на 156 страницах, документирована 5 таблицами и иллюстрирована 58 рисунками. Работа состоит из введения, обзора литературы (глава 1), описания материалов и методов исследования (глава 2), изложения собственных результатов (главы 3, 4), обсуждения полученных результатов (глава 5), выводов, практических рекомендаций и библиографического указателя, включающего 239 источников, в том числе 187 отечественных и 52 иностранных.
Ишемическое повреждение сердца
Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы в значительной степени определяется нейроэндокринной регуляцией, в частности симпатико-адреналовой системой [Репникова Р.В. с соавт., 2010]. Катехоламины играют важную роль в процессах жизнедеятельности организма. Однако при значительном и длительном повышении содержания этих веществ в крови модуляторный компонент оказывается недостаточно эффективным, и адренергическая реакция из адаптационно-компенсаторной трансформируется в патологическую с возникновением, так называемых, катехоламиновых повреждений миокарда и других органов [Кучменко Е.Б., 2013]. Дисбаланс вазодилатирующих и вазоконстрикторных систем является основным патофизиологическим фактором развития сердечно-сосудистой патологии, вызывающий как микрососудистые спазмы, так и прямое токсическое действие катехоламинов [Сергийко С.В. с соавт., 2009; Кокорева М.В., 2014]. Как известно, гиперкатехоламинемия — один из центральных патогенетических факторов развития повреждения миокарда [Ланкин В.З. с соавт., 2001]. Наиболее выражено данный эффект наблюдается в патогенезе ХСН, при котором снижение сердечного выброса сопровождается неадекватным поступлением крови в артериальную систему, ведущее к усилению активности симпатико-адреналовой системы.
Нейроэндокринный ответ, ранее считавшийся компенсаторной реакцией организма для противодействия условиям «недостаточности», сейчас рассматривают в качестве вредоносного ответа организма [Ефремова О.А. с соавт., 2009]. Гиперкатехоламинемия (в основном за счет содержания адреналина) приводит к сужению артериол и венул и повышению периферического сосудистого сопротивления, усугубляя артериальную гипертензию (АГ), которая лежит в основе развития сердечной недостаточности [Мареев В.Ю. с соавт., 2007; Кириллова В.В., 2009]. При нелеченой АГ происходит структурная перестройка миокарда, развивается гипертрофия, нарушается системная и внутрисердечная гемодинамика, снижается фракция выброса. Гипертрофированный миокард хуже кровоснабжается, что, в свою очередь, в совокупности с прямым токсическим действием катехоламинов способствует развитию ишемии и прогрессированию дисфункции сердечной мышцы [Беленков Ю.Н. с соавт., 2001; Национальные рекомендации ВНОК и ОССН по диагностике и лечению ХСН 2006; Кобыляну Г. Н. с соавт., 2010].
Элементы патогенеза артериальной гипертензии, такие как гемодинамическая перегрузка, приводят сначала к гипертрофии левого желудочка, затем к ремоделированию сердца [Кириллова В. В., 2009].
Под ремоделированием понимаются структурно-геометрические изменения левого желудочка, включающие в себя процессы гипертрофии миокарда и дилатации сердца, приводящие к изменению его геометрии и нарушению систолической и диастолической функции [Кобыляну Г. Н. с соавт., 2010]. Дилатация левого желудочка приводит к падению сердечного выброса, то есть формируется систолическая дисфункция.
Однако, как только гипертрофия миокарда принимает избыточный характер, она становится патологической (эксцентрическая гипертрофия), приводя к диастолической, а затем и систолической дисфункции, что ведет к снижению сократительной способности миокарда [Кириллова В.В., 2009].
Помимо ремоделирования сердца, выделяют сосудистое ремоделирование, которое проявляется прогрессирующим увеличением сосудистого сопротивления, снижением эластичности стенок сосудов, нарушением функции эндотелия, еще сильнее усугубляя гипоперфузию тканей организма [Сумин А.Н. с соавт., 2004; Яновская Г.Р. с соавт., 2004].
Все вышеописанное сопровождается развитием хронического общего венозного полнокровия, при котором гипоксия приобретает хронический характер. Хроническое венозное полнокровие приводит к тяжелым, нередко необратимым изменениям органов и тканей. Длительно поддерживая состояние тканевой гипоксии, оно определяет развитие не только плазморрагии, отека, стаза и кровоизлияний, дистрофии и некроза, но и атрофических, и склеротических процессов [Пальцев М.А., 2003].
Все это привело кардиологов в конце ХХ века к созданию теории единого сердечно-сосудистого континуума, или непрерывного развития сердечно-сосудистых заболеваний – от факторов риска до гибели пациентов [Беленков Ю.Н. с соавт., 2002].
Изменения в органах при хроническом венозном полнокровии, несмотря на ряд общих черт (застойная индурация), имеют ряд особенностей. Описывая морфологию печени при данной патологии, пользуются терминами: «застойная» печень, пассивный застой, центролобулярная атрофия, центролобулярный некроз, центролобулярный фиброз, «мускатная печень» [Обрезан А.Г., 2002; Мухамадияров Р.А. с соавт., 2012].
При хроническом венозном застое печень увеличена, плотная, ее края закруглены, поверхность разреза пестрая, серо-желтая с темно-красным крапом и напоминает мускатный орех, поэтому такую печень называют мускатной [Пальцев М.А., 2003].
Гистологическими маркерами как кардиальнообусловленных, так и токсических поражений печени являются центролобулярный некроз гепатоцитов и хронический пассивный венозный застой печени [Parola M., 2009]. Часто оба эти процесса наблюдаются вместе, и некоторые авторы склонны считать их синергичными [Zhang J., 2009].
При микроскопии обращает на себя внимание, что полнокровны лишь центральные отделы долек, где отмечаются кровоизлияния, дискомплексация печеночных балок и гибель гепатоцитов; эти отделы на разрезе печени выглядят темно-красными. Хроническое венозное полнокровие печени сопровождается веноартериальной реакцией — гипертрофией мелких ветвей печеночных артерий, имеющих узкий просвет вследствие гипертрофии циркулярного и продольного внутреннего мышечных слоев. В дальнейшем стенки сосудов склерозируются и прогрессирует атрофия паренхиматозных клеток, расширение синусоидов, фиброз центролобулярной области гепатоцитов. [Пальцев М.А., 2003; Кизнерская М.Л., 2008]. По мере нарастания полнокровия в центре долек появляются кровоизлияния, гепатоциты здесь подвергаются дистрофии, некрозу и атрофии. Гепатоциты периферии долек компенсаторно гипертрофируются и приобретают сходство с центролобулярными [Пальцев М.А., 2003]. Ряд исследователей считают, что развитие центролобулярного некроза гепатоцитов возможно только тогда, когда весьма большую роль в нарушениях гемодинамики начинают играть изменения периферического сосудистого сопротивления [Novo E. et al., 2009].
Хронический пассивный венозный застой тесно коррелирует с повышением венозного давления при правожелудочковой недостаточности [Zhang J., 2009]. Это объяснимо тем, что гепатоцеллюлярная атрофия и застой крови в синусоидах предрасполагают к развитию некроза [Ghiassi-Nejad Z., 2008]. Сам центролобулярный некроз также активирует аккумуляцию соединительной ткани в строме [Fridman S. L., 2008].
Процессы перекисного окисления липидов в патогенезе ишемического повреждения сердца и катехоламинового воздействия
В последние годы пристальное внимание фармакологов и клиницистов в качестве перспективных лекарственных средств, эффективно регулирующих процессы окисления и перооксидации, привлекли соединения гетероароматических фенолов, в частности производные 3-оксипиридина (3 ОП). Производные 3-оксипиридина относятся к простейшим гетероциклическим аналогам ароматических фенолов, и в этой связи проявляют антиоксидантные и антирадикальные свойства. Они являются структурными аналогами соединений группы витамина В6 (пиридоксол, пиридоксаль и пиридоксамин), что обеспечивает их биогенный характер, играющий важную роль в жизнедеятельности организма [Воронина Т.А. с соавт., 2001; Павлов И.С. с соавт., 2004; Лукьянова Л.Д. с соавт., 2009]. Производные 3-ОП выступают в качестве защитных агентов при действии на организм различных факторов, проявляя при этом высокую эффективность [Павлов И.С. с соавт., 2004]. Их эффект связан с наличием легкоподвижного атома водорода, что приводит к нейтрализации свободных радикалов. Радикалы, в зависимости от соотношения концентраций реагирующих соединений, могут элиминироваться при взаимодействии, либо вступают в побочные реакции продолжения цепи СРО. Высокой подвижностью у 3 оксипиридинов обладает атом водорода, связанный с атомом азота в составе ароматического гетероцикла [Зайцев В.Г. с соавт., 2003]. На фоне введения 3 ОП происходят изменения в структуре липидной фазы всех исследованных клеточных органелл – изменяется микроокружение мембранных рецепторов, в результате чего меняются конформации и способности мембранных рецепторов связывать биологически активные вещества [Рагулина В.А., 2012].
Производные 3-ОП обладают широким спектром биологического действия. Основная роль принадлежит так называемым фармакофорам. Находясь в различном положении, либо будучи связанными с различными структурами, они способны изменять спектр проявляемой активности соединений [Самойлов Н.Н., 2002; Сизаева В.Э., 2003].
Всесторонние исследования биологических свойств производных 3-ОП позволили установить, что данные вещества могут выступать в качестве потенциальных защитных агентов при действии на организм различных повреждающих факторов и в этой связи могут быть использованы в качестве универсальных средств антиоксидантной фармакотерапии [Смирнов Л.Д., 2003].
Представители этого класса соединений характеризуются широким спектром фармакологической активности. Помимо выраженных антиоксидантных свойств, они обладают способностью повышать резистентность организма к разным видам гипоксического воздействия, снижать потери АТФ в ишемизированных органах и нормализовать процесс окислительного фосфорилирования [Коршунова А.Б. с соавт., 2011]. Некоторые производные 3-ОП (мексидол, эмоксипин) нашли свое применение в медицинской практике в качестве антигипоксических и антиоксидантных средств [Лукьянова Л.Д. с соавт., 2009].
Также одним из современных способов предупреждения и лечения последствий гипоксии/ишемии, сопровождающихся нарушением аэробного синтеза энергии, является профилактическое и терапевтическое применение сукцинатсодержащих препаратов [Лукьянова Л.Д., 2004; Кондрашева М.Н., 2005; Лукьянова Л.Д. с соавт., 2007]. Сукцинат – энергетический субстрат, окисляющийся митохондриальным ферментом СДГ (2-й митохондриальный ферментный комплекс – МФК II) [Лукьянова Л.Д. с соавт., 2009]. Активация его окислительного метаболизма, характерная для гипоксии, имеет термодинамические преимущества в условиях высокой восстановленности 1-го митохондриального ферментного комплекса основной дыхательной цепи (МФК I) [Лукьянова Л.Д. с соавт., 2003; Лукьянова Л.Д., 2004; Кондрашева М.Н., 2005; Лукьянова Л.Д. с соавт., 2007; Лукьянова Л.Д., 2008]. Это позволяет сохранить в данных условиях АТФ – синтезирующую функцию митохондрий (энерготропное действие) [Лукьянова Л.Д. с соавт., 2003; Лукьянова Л.Д., 2004; Лукьянова Л.Д. с соавт., 2007; Lukyanova L.D. et al., 2008].
В настоящее время имеются лекарственные препараты, в состав которых входит сукцинат (мексидол, мексикор) [Лукьянова Л.Д., 2004; Лукьянова Л.Д., 2008]. Все они успешно применяются в практической медицине. Однако поиск более эффективных сукцинатсодержащих лекарственных средств продолжается [Лукьянова Л.Д. с соавт., 2009]. Создание новых синтетических сукцинатсодержащих гетероцеклических соединений является самостоятельным направлением, достаточно успешно развивающимся в последние 30 лет [Лукьянова Л.Д., 2004; Лукьянова Л.Д., 2008]. Цель создания таких соединений – облегчить проницаемость вещества через гистогематические барьеры [Лукьянова Л.Д. с соавт., 2009].
Ряд научных работ подтверждают кардиопротекторные свойства мексидола [Гарькин Г.Г., 2001; Зорькина А.В., 2001; Михин В.П. с соавт., 2001; Макарова М.Ю., 2003].
Мексидол при ишемии миокарда способствует ограничению очага некроза в остром периоде инфаркта и ускоряет репоративные процессы в постинфарктном рубце, не оказывая кардиодепрессивного действия. Препарат пролонгирует латентный период развития стойкой ишемии в эксперименте [Гарькин Г.Г., 2001].
Мексидол, являясь активным мембраномодулятором, может изменять структурный состав липидной части мембраны и обладает прямым мембранотропным действием [Скопина П.И. с соавт., 2011; Корокина М.В. с соавт., 2012]. Мексидол при длительном применении оказывает восстановительное действие на клеточном уровне в эндоплазматической сети и митохондриях, т.е. клеточных образованиях, обеспечивающих белоксинтезирующую и энергетическую функцию в клетке [Собакарь М.С. с соват., 2010]. Кроме того, в присутствии мексидола происходит окислительное фосфорилирование АТФ, не реализуемое на эндогенных субстанциях. Т.о. мексидол оказывает положительное влияние на сопряженность дыхательной цепи митохондрий [Смирнова И.Н. с соавт., 2006].
Мексидол, стабилизируя антиоксидантную систему, повышает функциональную активность микрососудистого русла, способствует уменьшению тканевой гипоксии и энергодефицита, что приводит к стимуляции репаративно-регенеративных процессов [Коркина М.В., 2012].
При изучении мексидола при ишемии миокарда также выявлено, что препарат уменьшает снижение давления в левом желудочке и скоростные характеристики сокращения левого желудочка с локальной ишемией [Гацура В.В. с соавт., 1996]. Эффективно ограничивает альтеративные процессы в миокарде при моделировании экспериментального инфаркта. Уменьшает размеры зоны некроза и снижает отношение зоны некроза к зоне ишемии на экспериментальной модели ИМ. Успешно коррегирует ишемически опосредованную депрессию сократительной функции миокарда [Герасимова Н.Г., 2008].
Характеристика экспериментального материала
При исследовании сердца животных при катехоламиновом повреждении миокарда на фоне применения 3-оксипиридина ацетилцистеината в дозе 25мг/кг, макроскопическая картина была схожа с группой животных на фоне введения 3-оксипиридина адипината в дозе 40мг/кг. Относительная масса сердца составила 0,35±0,01%, что достоверно ниже показателей контрольной группы на 35,18%, (рк 0,001).
При гистологическом исследовании миокарда животных на фоне применения 3-оксипиридина ацетилцистеината в дозе 25мг/кг на светооптическом уровне наблюдалось: эндокард желудочков сердца выстлан уплощенной формы эндотелиоцитами с вытянутым умеренно окрашиваемым гематоксилином ядром и умеренно базофильной цитоплазмой. Сократительные кардиомиоциты были представлены в виде клеток с умеренно окрашиваемым гематоксилином палочковидным ядром с эозинофильной цитоплазмой. Сохраняются, как и в предыдущих группах, участки волнистого строения кардиомиоцитов, компенсаторной гипертрофии неповрежденных кардиомиоцитов эксцентрического характера. Морфометрически длина сократительных кардиомиоцитов на фоне применения 3-оксипиридина ацетилцистеината в дозе 25 мг/кг составила 390,41±27,63px., что достоверно меньше контрольной группы на 16,35% (рк 0,001). Ширина данных клеток составила 117,53±10,12px., что меньше аналогичного показателя контрольных животных на 7,03%. Площадь кардиомиоцитов в исследуемой группе меньше контроля на 16,65% (таб. 2). Продольный размер ядер кардиомиоцитов составил 147,70±30,44px., что достоверно меньше контроля на 13,10% (рк 0,001). Поперечный размер данных ядер на фоне применения 3-оксипиридина ацетилцистеинта в дозе 25мг/кг составил 37,20±9,11px., что превышает значения контроля на 3,79%. Площадь ядер кардиомиоцитов данной группы составила 4433,53±1479,14px., что меньше показателей контрольных животных на 4,92% (рис. 9). Ядерно-цитоплазматическое отношение у исследуемых животных на фоне применения 3-оксипиридина ацетилцистеината в дозе 25мг/кг составило 0,065, что аналогично значениям контрольной группы животных. В данной группе также наблюдались кардиомиоциты с глыбчатым распадом цитоплазмы. Перицеллюлярный и межуточный отек ткани миокарда значительно менее выражен относительно контрольной группы и был близок к группе животных на фоне введения 3-оксипиридина адипината в дозе 40мг/кг. Величина межклеточных пространств кардиомиоцитов на фоне применения 3-оксипиридина ацетилцистеината в дозе 25мг/кг достоверно меньше контрольных животных на 47,26% (рк 0,001) (таб. 3). Уровень клеточной инфильтрации в межмышечной строме, периваскулярном пространстве приближается к аналогичной картине контрольной группы животных. В исследуемых полях зрения насчитывалось 31,62±3,58 ядер кардиомиоцитов, что больше контроля на 22,22% (рис. 13). Количество ядер клеток стромы составило 89,50±19,92, что достоверно меньше контрольной группы животных на 24,92% (рк 0,005). Количество скоплений ядер стромы в изучаемых полях зрения наблюдалось 1,12±0,99, что ниже показателей контроля на 22,22%. Интрамуральные артерии среднего и мелкого калибра кровенаполнены. Выстилающий их эндотелий несколько уплощен, его цитоплазма слабо базофильна, ядра вытянутые. Артериолы полнокровны, эндотелиоциты располагались на некотором расстоянии друг от друга, ядра их эухромные, базофильные. Р и с. 13 Динамика количества ядер кардиомиоцитов в поле зрения у крыс при катехоламиновом воздействии в эксперименте и на фоне коррекции исследуемыми соединениями.
Примечание: - достоверно к контролю
Вены и венулы умеренно извиты, расширены, полнокровны; ядра эндотелиоцитов также четкие, эухромные. Капилляры расширены, полнокровны. В ткани миокарда обнаруживались эритроцитарные экстравазаты, единичные кровоизлияния между мышечными волокнами. Эпикард сращен с миокардом и представлен тонкой соединительнотканной пластинкой, состоящей из переплетающихся коллагеновых волокон и тонких эластических волокон, покрытой мезотелием. При окраске по Ван-Гизон кардиосклероз не выражен (рис. 14), площадь Ван-Гизон положительных участков наименьшая среди всех исследуемых групп животных, и была равна 132800,8±2091,55px., что достоверно меньше соответствующих показателей контрольной группы животных на 57,95% (рк 0,05) (рис. 16).
Динамика относительной массы легких у крыс при катехоламиновом воздействии в эксперименте и на фоне коррекции исследуемыми соединениями.
При микроскопическом исследовании легочной ткани на первый план выступают нарушения кровообращения, по типу венозного полнокровия в сосудах среднего и крупного калибра, а также в микроциркуляторном русле. Регистрируются отдельные диапедезные экстравазаты. Расстройства кровообращения на микроциркуляторном уровне выражаются в стазах некоторых капилляров. В сосудах наблюдается гипертрофия гладкомышечных элементов и эндотелиальных клеток. В подэндотелиальном слое внутренней оболочки, средней и адвентициальной оболочках наблюдаются отек и разрыхление волокнистых структур (рис. 18). Отмечается выраженный интерстициальный и периваскулярный отек, утолщение плевры за счет отека, вызванного полнокровием прилежащих сосудов. Повсеместно резко утолщены межальвеолярные перегородки, они отечны, иногда полностью облитерируют просвет альвеол, в структуре их стенок отмечаются лимфогистоцитарные инфильтраты (рис. 20). Толщина межальвеолярных перегородок в контрольной группе животных составила 169,07±42,6px. (рис. 27), что в 3 раза больше относительно интактных животных. Часть альвеол находится в спавшем состоянии, в других определяется жидкость. Встречаются довольно крупные фокусы ателектазов, а по периферии легких - участки эмфизематозного расширения альвеол, с деструкцией межальвеолярных перегородок. Морфометрически средняя площадь альвеол в данной группе составила 39405,58±2548,15px. (рис. 28), что меньше интактных животных на 55,76%. При гистологическом исследовании бронхиального компонента легочной ткани отмечаются явления бронхоспазма, в подслизистом слое бронхов визуализируется отек и слабовыраженная лимфогистоцитарная инфильтрация, в просвете бронхов и бронхиол непостоянно определяется слизь с отдельными десквамированными эпителиальными клетками, уплощение эпителия бронхов и гипертрофия их мышечной оболочки.
Морфология легких при катехоламиновом воздействии и на фоне производных 3-оксипиридина
Гипоксия и ишемия составляют основу патогенетических механизмов в развитии патологии сердца и сосудов, являющейся одной из главных причин потери трудоспособности и смертности населения [Лукк М.В. с соавт., 2008].
Как известно, гиперкатехоламинемия — один из основных патогенетических факторов развития как стрессорного, так и ишемического повреждения миокарда [Ланкин В.З. с соавт., 2001]. При этом одной из основных причин клеточного повреждения считается инициация катехоламинами процессов перекисного окисления липидов, обусловленного наработкой АФК [Mozuraityte R. еt al., 2008]. Кроме того, АФК самостоятельно могут являться индукторами коронароспазма, тем самым замыкая своеобразный порочный круг, истощая антиоксидантные факторы, что еще более усугубляет ишемию сердечной мышцы [Зенков Н.К. с соавт., 2001]. Таким образом, активация эндогенных механизмов генерации АФК приводит к напряжению антиоксидантной защиты и развитию так называемого «окислительного стресса», который является важным звеном патогенеза повреждения миокарда [Скальный А.В., 2004].
Ф. З. Меерсоном с соавт. было показано, что адаптация к гипоксии является мощным фактором профилактики и реабилитации, обладающим выраженным кардиопротекторным эффектом, обеспечивающим защиту сердца от ишемических, реперфузионных и стрессорных повреждений, реализующимся за счет как миокардиальных, так и внесердечных структурных и функциональных сдвигов.
Учитывая вышесказанное, разработка средств, предупреждающих или устраняющих проявления гипоксии и ишемии, – антигипоксантов, и их изучение в эксперименте и клинике – продолжает оставаться важнейшей и актуальной задачей современной медицины [Лукк М.В., 2008].
По-видимому, препараты, коррегирующие процессы свободно-радикального окисления, могут уменьшать явления ишемии, следовательно, 110 и морфологические изменения в миокарде, легких и печени. Поэтому нами проведены исследования по изучению морфологической картины данных органов при катехоламиновом воздействии и ишемического повреждения сердца на фоне новых соединений с антиоксидантной активностью.
Для оценки морфологических изменений были исследованы соединения из группы производных 3-оксипиридина: 3-оксипиридина адипинат, 3-оксипиридина ацетилцистеинат и 3-оксипиридина сукцинат (мексидол), который был выбран как препарат сравнения, длительно применяемый в клинике.
При моделировании катехоламинового повреждения миокарда нами обнаружены во всех отделах в межмышечной строме и периваскулярных пространствах явления очагово-диффузной пролиферации. Количество ядер кардиомиоцитов в поле зрения достоверно и значительно уменьшалось, что вероятно связано с явлениями кариолизиса в миокарде. Наблюдалось достоверное и выраженное увеличение количества ядер клеток стромы, значительное увеличение количества скоплений ядер стромальной ткани, выраженное увеличение площади Ван-Гизон положительных участков в исследуемых полях зрения, что в совокупности говорит об эксплицированном кардиосклерозе у данных животных. Отмечались неравномерно выраженные участки компенсаторной гипертрофии неповрежденных кардиомиоцитов, что подтверждалось морфометрически достоверным и значительным увеличением длины, ширины и площади данных клеток. В субэндокардиальных отделах встречались группы мышечных волокон с признаками колликвационного некроза, с отсутствием в кардиомиоцитах ядер. В гистологической картине миокарда на фоне катехоламинового повреждения прослеживаются явления выраженного перицеллюлярного отека, что подтверждалось морфометрически достоверным и значимым повышением величины межклеточных пространств кардиомиоцитов. Наблюдалось значительное увеличение относительной массы сердца. В строме наблюдалось выраженное полнокровие сосудов, 111 особенно в микроциркуляторном звене. В результате катехоламинового повреждения, между мышечными волокнами в миокарде обнаруживались массивные скопления эритроцитов, которые были сосредоточены преимущественно вокруг артериальных сосудов и, вероятнее всего, связаны с возникновением асептического воспаления [Шканд Т.В., 2013]. Также одной из важных черт в гистологии миокарда при катехоламиновом повреждении было значительное и достоверное увеличение нитротирозинпозитивных кардиомиоцитов. Нитротирозин считается маркером NO-зависимого оксидативного стресса, являясь стабильным эндопродуктом окисления пероксинитрита. Последний, в свою очередь, предиктор уменьшения содержания NO в результате биологической деградации, происходящей при взаимодействии оксида азота с реактивными формами кислорода. Пероксинитрит включается в патогенез окислительного поражения эндотелия, способствуя усугублению локального окислительного стресса в миокарде. Кроме того, проявляет высокотоксические свойства, способствуя фрагментации белков, и характеризуется вазоконстрикторным действием, тем самым способствуя прогрессированию ишемического повреждения миокарда [Гоншвилин Н.З. с соавт., 2005].
Данные морфологические изменения согласуются с рядом работ [Якобсон Г.С., 2003; Замотаева М.Н., 2006; Хидирова Л.Д. с соавт., 2010; Чуваев И.В. с соавт., 2010; Шканд Т.В. с соавт., 2013].
Все исследованные нами соединения предупреждали выраженность патоморфологических изменений в сердце, вызванные катехоламиновым повреждением миокарда. Наиболее эффективным оказался 3-оксипиридина ацетилцистеинат в дозе 25мг/кг. На фоне данного соединения значительно уменьшалась относительная масса сердца. Значительно снижалась выраженность перицеллюлярного отека, что отражалось в достоверном и выраженном уменьшении ширины межклеточного пространства. При морфометрическом анализе отмечалось умеренное снижение длины, ширины и площади кардиомиоцитов, что связано с умеренным снижением гипертрофии волокон миокарда. Ядерно-цитоплазматическое отношение незначительно уменьшалось, что, вероятно, свидетельствует о сохранении внутриклеточного отека. При гистологическом исследовании количество ядер кардиомиоцитов в поле зрения умеренно уменьшалось, что, вероятно, указывает на снижение процессов кариолизиса. Несмотря на положительную динамику в морфологической картине сердца при катехоламиновом повреждении на фоне 3-оксипиридина ацетилцистеината в дозе 25мг/кг, в ткани миокарда сохранялись эритроцитарные экстравазаты и единичные кровоизлияния между мышечными волокнами, что, скорее всего, связано с недостаточной коррекцией асептического воспаления на фоне катехоламинового повреждения. При окраске по Ван-Гизон у данной серии животных наблюдалась наименьшая площадь Ван-Гизон положительных участков, что говорит о низкой эксплицированности кардиосклероза. На фоне 3-оксипиридина ацетилцистеината в дозе 25мг/кг отмечалось значительное снижение процессов перекисного окисления в миокарде, что проявлялось выраженным снижением количества нитротирозинпозитивных клеток в поле зрения, указывающее на низкое содержание пероксинитрита, а следовательно, на повышенное содержание свободного NO в тканях организма, тем самым уменьшая выраженность эндотелиальной дисфункции, одного из начальных звеньев сердечно-сосудистого континуума в патогенезе ХСН [Баженова Л.Н. с соавт., 2006].
