Введение к работе
Актуальность проблемы. Врожденные пороки сердца (ВПС) и сосудов у детей первого полугодия жизни представляют важную проблему в современной медицине. Пристальное внимание к изучению данной группы заболеваний объясняется многими факторами, но, прежде всего – медико-социальной значимостью. Работами многих авторов показано, что частота ВПС и сосудов в последние годы неуклонно растет. Смертность от пороков развития системы кровообращения за последние 10 лет остается практически на прежнем уровне, преимущественно за счет детей первого полугодия жизни, в то время как происходит ее снижение от всех других причин у детей до 14 лет. Высок также уровень инвалидизации больных детей (Ким А.И. и др., 2003; Школьникова М.А. и др., 2003).
Современные возможности кардиологии и кардиохирургии диктуют необходимость определения приоритетов в лечении, что требует комплексного изучения проблемы ВПС на догоспитальном и госпитальном этапах (Подзолков В.П., Шведунова В.Н., 2001; Ким А.И., Бокерия Л.А., Подзолков В.П. и др., 2003).
Такие методы диагностики, как внутрисосудистая и трехмерная эхокардиография, компьютерная и позитронно-эмиссионная томография открывают новые горизонты в выявлении ВПС и магистральных сосудов при снижении частоты использования инвазивных вмешательств. Все эти мероприятия позволяют снизить летальность данного контингента детей, а в ряде случаев – улучшить качественные показатели их жизни.
Приоритетные мониторинговые медицинские программы направлены на раннее выявление ВПС и сосудов во время беременности у плода. Результаты генетического, ультразвукового, иммунологического методов исследований позволяют оценить степень риска рождения детей с врожденной патологией сердечно-сосудистой системы (ССС), уточнить характер заболевания, что крайне важно для решения вопроса о тактике лечения и прогнозе болезни (Парийская Т.В., 1994; Лазарева К.И., 2007).
Наиболее часто оперативные вмешательства у детей раннего возраста проводятся при таких пороках развития аорты, как коарктация инфантильного и взрослого типов (КА), подклапанный стеноз, аневризмы, транспозиция магистральных сосудов (ТС), общий артериальный ствол (ОАС), синдром Марфана (СМ).
Вопросы, касающиеся тонкой структурной организации стенки аорты при врожденных пороках и связанных с ней особенностях регенерации после оперативных вмешательств, причины развития, морфо- и патогенез указанных выше патологических процессов остаются недостаточно изученными.
Согласно современным представлениям, в периоде васкулогенеза аорта, как и другие сосуды, формируется из ангиобластов, которые впоследствии дифференцируются в эндотелиальные клетки (ЭК), гладкие миоциты (ГМ), клетки крови. Далее, под влиянием VEGF фактора происходит формирование мелких, средних и крупных сосудов. Влияние на дифференцировку сосудов и их органотипические особенности оказывают скорость кровотока, органоспецифические свойства тканей (Conway E.M. et al., 2001).
Исследованиями последних лет показано, что контроль состояния сосудистой стенки, в том числе аорты, осуществляется двумя группами генов, которые регулируют поступление сигналов к клеткам сосудов и определяют механическую структуру их цитоскелета, мембран клеток, внеклеточного матрикса (Капелько В.И., 2000).
Литературные сведения о распределении в стенке аорты эластических (ЭВ), коллагеновых (КВ) волокон в нормальных условиях скудны и противоречивы. Есть данные, что в проксимальных отделах аорты и легочной артерии преобладают ЭВ (Arteaga-Solis E. et al., 2000), в дистальных участках отмечается уменьшение содержания ЭВ и КВ (Dean Y., 1998; Keshaw K., 2001).
Обсуждаются данные о молекулярно-биологических особенностях эластина, фибриллина 1, 2 типов в норме, их роль в развитии системных дисплазий соединительной ткани (СТ). Однако сведения об их изменениях при врожденных и приобретенных заболеваниях аорты скудны и не систематизированы (Kielty C.M., Sheratt J.M., 2002; Rosenbloom J. et al., 2003).
Болезни стенки аорты, связанные с нарушением синтеза и депонирования протеогликанов, гликозаминогликанов (ГАГ), также остаются малоизученной проблемой, особенно при спонтанных разрывах и расслоениях при синдроме Марфана (СМ) у детей раннего возраста.
Особой проблемой в изучении врожденных и приобретенных заболеваний аорты и ее ветвей является морфо-функциональное состояние клеточных элементов сосудистой стенки – гладких миоцитов (ГМ), фибробластов (ФБ), миофибробластов (МФБ).
В настоящее время по функциональному признаку выделяют два типа ГМ сосудов: а) контрактильные (веретеновидные, дифференцированные); б) синтетические (эпителиоидные, секреторные) (Thyberg J., 2000). Так, например, в бронхах ГМ отличаются по своим морфо-функциональным признакам (Зашихин А.Л., 1994; Зашихин А.Л. и др., 1997).
Работы, посвященные изучению взаимодействия клеточных популяций в развитии ВПА малочисленны, основаны на анализе лишь отдельных экспериментальных работ (Sakata N. et al., 2007; Jones J.A. et al., 2009). Остаются нерешенными вопросы ангиогенеза в стенке аорты при ряде врожденных заболеваний. Отдельной проблемой в патологии являются соединительнотканные дисплазии (СД). До настоящего времени в литературе недостаточно сведений о взаимосвязи между фенотипическими признаками СД и особенностями морфологии и функции сосудов, в том числе аорты.
Таким образом, в литературе накапливаются сведения о взаимоотношениях различных клеточных элементов стенки аорты с компонентами ЭЦМ и роли их в морфогенезе патологических изменений, но эти данные основаны преимущественно на результатах экспериментальных исследований. В патологической анатомии при изучении врожденных пороков аорты клеточно-клеточные и клеточно-матриксные взаимоотношения, как правило, не учитываются. Работы, посвященные этой проблеме, в отечественной литературе отсутствуют.
В связи с вышеизложенным были поставлены цель и задачи.
Цель исследования. Изучить патологическую анатомию ряда заболеваний с врожденными пороками развития аорты и выявить общие закономерности развития патологических процессов.
Задачи исследования:
1. Выяснить частоту, клинические особенности, этиологические факторы, причины смерти при врожденных пороках аорты у детей первого полугодия жизни.
2. Изучить в сравнительном аспекте анатомические и морфометрические характеристики сердца, разных отделов аорты, основного ствола легочной артерии у детей первого полугодия жизни, не страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями и при врожденных пороках аорты, выделив две возрастные группы – 0 – 31 сут; 32 сут – 6 мес.
3. Изучить в сравнительном аспекте анатомические, морфометрические, гистологические, гистохимические характеристики, особое внимание уделив взаимосвязи клеток и элементов экстрацеллюлярного матрикса разных отделов аорты, основного ствола легочной артерии при:
- коарктации аорты у детей 0 – 31 сут и 32 сут – 6 месяцев жизни;
- коарктации аорты у детей после проведения реконструктивных операций;
- общем артериальном стволе;
- транспозиции магистральных сосудов;
- синдроме Марфана.
4. Изучить анатомические, морфометрические, гистологические, гистохимические характеристики сосудов при мальформациях у детей первого полугодия жизни.
5. Изучить клинико-морфологические особенности некоторых форм врожденных соединительнотканных дисплазий.
Научная новизна. Впервые показано, что у детей первого полугодия жизни:
1. При коарктации аорты, транспозиции сосудов, общем артериальном стволе, по сравнению с нормальными показателями, отмечается диспропорциональный рост сердца и магистральных сосудов, что объясняется сочетанием диспластических процессов в их стенках и нарушенной гемодинамической нагрузкой.
2. В основе врожденных пороков развития аорты и мальформаций мелких сосудов лежат нарушения в их стенках клеточно-матриксных взаимоотношений со снижением эластогенеза, характеризующиеся уменьшением количества ЭВ, их несостоятельностью и склонностью к лизису.
3. В морфогенезе врожденных пороков аорты большое значение имеют изменения клеточных элементов внутреннего и среднего слоев (гладких миоцитов, миофибробластов, фибробластов), касающиеся их количества, соотношения различных типов, выраженности пролиферативных, дегенеративных процессов и фиброза.
4. При коарктации аорты и основном стволе легочной артерии при транспозиции сосудов преобладают пролиферативные реакции со стороны гладких миоцитов, миофибробластов, фибробластов. При синдроме Марфана преобладают дегенеративные изменения гладких миоцитов со снижением секреции ими альфа-актина и накоплением в стенках гликозаминогликанов.
5. При общем артериальном стволе и артерио-венозных мальформациях важно нарушение ангиогенеза с образованием структур типа кавернозных ангиом со склонностью к пролиферации клеток эндотелия, гладких миоцитов, фибробластов, миофибробластов.
Теоретическая и практическая значимость:
1. Знание причин смерти детей первого полугодия жизни с врожденными пороками сердца и сосудов необходимо для проведения их профилактики и адекватного лечения.
2. Данные о частом сочетании врождённых пороков сердца и сосудов с внутриутробными ДНК-вирусными инфекциями (преимущественно герпетическими) необходимо учитывать в разработке программ диагностического и лечебного мониторинга до и во время беременности.
3. Результаты анатомических и морфометрических исследований в норме и при патологии аорты у детей первого полугодия жизни необходимо использовать при проведении прижизненных лучевых исследований и в патологоанатомической практике.
4. Алгоритм гистологического описания строения магистральных сосудов сердца позволит стандартизировать критерии диагностики врожденных пороков аорты и легочной артерии при проведении вскрытий детей первого полугодия жизни.
5. Данные о динамике патологических изменений в разных отделах аорты, основного ствола легочной артерии при коарктации аорты у детей первого полугодия жизни дают возможность обоснования необходимости проведения оперативных вмешательств в ранние сроки.
6. При разработке методов оперативного и консервативного лечения у детей с артерио-венозными мальформациями головного мозга важно учитывать, что они являются динамическими структурами со склонностью к неоангиогенезу.
7. Материалы диссертации могут быть использованы в практической работе кардиохирургических, кардиологических, патологоанатомических, судебно-медицинских отделений для определения характера врожденной патологии аорты, их следует включать в курс лекций по эмбриологии, гистологии, нормальной и патологической анатомии, детской кардиологии и кардиохирургии.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
В развитии коарктации аорты, транспозиции сосудов, общем артериальном стволе у детей первого полугодия жизни существенным является диспропорциональный рост сердца и магистральных сосудов, который обусловлен диспластическими процессами в их стенках и изменениями гемодинамических условий.
-
В основе врожденных пороков развития аорты и мальформаций сосудов лежат нарушения эластогенеза в виде лизиса и неполноценности эластических волокон.
-
В морфогенезе коарктации аорты и транспозиции магистральных сосудов преобладают пролиферативные реакции со стороны гладких миоцитов, миофибробластов, фибробластов. Для синдрома Марфана значимыми являются дегенеративные изменения гладких миоцитов, накопление гликозаминогликанов.
-
Нарушение ангиогенеза с формированием структур типа кавернозных ангиом определяет общий патогенетический механизм развития при общем артериальном стволе и мальформациях сосудов.
Внедрение в практику. Материалы диссертации внедрены в патологоанатомических отделениях Ростовского НИИ акушерства и педиатрии «ФГУ НИИАП Росмедтехнологий», клинической больницы РостГМУ, областном патологоанатомическом бюро, включены в курс лекций для студентов на кафедрах гистологии, цитологии и эмбриологии, патологической анатомии РостГМУ.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 28 работах, в том числе в 15 статьях в изданиях, рекомендованных ВАК.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на 47 съезде детских патологов в Польше (Варшава, 9 – 11 октября 2001 г.); Всероссийской научной конференции по патологической анатомии, посвященной памяти профессоров И.К. Есиповой и В.Н. Галанкина (Москва, 1 – 2 февраля 2001 г.); VII Конгрессе педиатров России «Современные проблемы профилактической педиатрии» (Москва, 18 – 21 февраля 2003 г.); съезде акушеров-гинекологов ЮФО (Ростов-на-Дону, 24 – 26 октября 2005 г.); 11 Всероссийском съезде сердечно-сосудистых хирургов (Москва, 23 – 26 октября, 2005 г.); Всероссийской конференции с международным участием, посвященной памяти чл. корр. РАМН, з.д.н. РФ профессора О.К. Хмельницкого в связи с 85-летием со дня его рождения и 120-летием кафедры патологической анатомии с курсом цитологии (Санкт-Петербург, 2005 г.); II съезде Российского общества патологоанатомов (Москва, 11 – 14 апреля, 2006 г.); научных чтениях, посвященных 100-летию Российского общества патологоанатомов и памяти профессора О.К. Хмельницкого (Санкт-Петербург, 9 – 10 октября 2009 г.); заседаниях Ростовского научного общества патологоанатомов (2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010 гг.).
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 237 машинописных страницах, иллюстрирована 82 таблицами и 74 рисунками. Работа состоит из введения, обзора литературы, 11 глав собственных исследований, общего заключения, выводов и списка литературы. Список литературы содержит 279 источников, из них 81 отечественных и 198 зарубежных авторов.
