Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 12
1.1. Строение сократительной, проводящей системы и микроциркуляторного русла миокарда в норме 12
1.2. Механизмы патогенных эффектов вибрации 19
1.3. Гистологические изменения в сердце и сосудах 26
Глава 2. Материалы и методы исследования 30
Глава 3. Морфологическая характеристика миокарда интактных кроликов и крыс; группы шумового контроля 34
Глава 4. Изменение структуры миокарда кроликов и крыс при воздействии вибрации 40
4.1. Патоморфологические особенности миокарда кроликов при действии вибрации частотой 8 Гц (7-е сутки) 40
4.2. Гистологическая картина миокарда кроликов при действии вибрации частотой 8 Гц (21-е сутки) 43
4.3. Морфологическая характеристика миокарда кроликов под воздействием вибрации частотой 8 Гц (56-е сутки) 48
4.4. Морфологическое строение миокарда кроликов после действия вибрации частотой 44 Гц (7-е сутки) 53
4.5. Патогистологические изменения в миокарде кроликов после воздействия вибрации частотой 44 Гц (21-е сутки) 55
4.6. Патоморфологические изменения в миокарде кроликов после воздействия вибрации частотой 44 Гц (56-е сутки) 59
4.7. Морфологическая характеристика миокарда крыс под действием вибрации частотой 44 ГЦ (21-е сутки) 64
Глава 5. Электронно-микроскопическое исследование миокарда кроликов после воздействия вибрации частотой 8 И 44 ГЦ 68
5.1. Ультраструктурные особенности миокарда кроликов при действии вибрации частотой 8 Гц (7-е сутки) 68
5.2. Ультраструктурная картина миокарда кроликов при действии вибрации частотой 8 Гц (21-е сутки) 72
5.3. Электронно-микроскопическая характеристика миокарда кроликов под воздействием вибрации частотой 8 Гц (56-е сутки) 77
5.4. Электронно-микроскопическое исследование миокарда кроликов после действия вибрации частотой 44 Гц (7-е сутки) 81
5.5. Ультраструктурные изменения в миокарде кроликов после воздействия вибрации частотой 44 Гц (21-е сутки) 85
5.6. Ультраструктурные изменения в миокарде кроликов после воздействия вибрации частотой 44 Гц (56-е сутки) 90
Глава 6. Морфометрические исследования 99
Глава 7. Обсуждение полученных результатов 111
Выводы 123
Практические рекомендации 125
Список литературы 126
- Гистологические изменения в сердце и сосудах
- Морфологическая характеристика миокарда интактных кроликов и крыс; группы шумового контроля
- Гистологическая картина миокарда кроликов при действии вибрации частотой 8 Гц (21-е сутки)
- Ультраструктурная картина миокарда кроликов при действии вибрации частотой 8 Гц (21-е сутки)
Введение к работе
Вибрационная болезнь (ВБ) возникает вследствие длительного воздействия на организм производственной вибрации (В.) при функционировании многочисленных механизмов. Она характеризуется разнообразием клинической симптоматики, своеобразием течения и является одной из наиболее важных проблем современной профессиональной патологии в связи с широкой распространенностью, трудностью лечения и значительным ущербом для здоровья работающих на различных производствах (Комлева Л. И. и соавт., 2001; Gorski Т., Zamyslowska-Szmytke Е., 1998; Joshi Т.К. et al, 2001; Morse Т. et al., 2005; Cormie P. et al., 2006).
Продолжительному воздействию В. подвергаются работающие с ручным механизированным инструментом ударного или вращательного действия: обрубщики металлического литья, клепальщики, бурильщики, шлифовщики, полировщики, наждачники, слесари-сборщики (Draicchio F. et al., 2001; Hanke W. et al., 2002). Эта патология широко распространена среди рабочих машиностроительной, строительной, горнодобывающей промышленности, в сельском хозяйстве, на транспорте (Мельникова М.М., 1995; Cooke R. et al., 2001; Hill С. et al., 2001; Yamamoto H. et al, 2002; Kakosy T. et al., 2003; Poole K. et al., 2004; Yoo C. et al., 2005;). Также это заболевание встречается у формовщиков бетона, вальщиков леса, операторов сельскохозяйственных механизмов, водителей большегрузных машин, трактористов, бульдозеристов (Артамонова В.Г., Мухин Н.А., 2004; Bogadi-Sare А., 1993; Seidel Н., 1993; Langauer-Lewowicka Н., 1997; Bovenzi М. et al., 1999, 2004; Sutinen P. et al., 2006). Общепризнано, что значительная часть всего работающего населения подвергается риску возникновения ВБ (Williams N.,1994; Starzynski Z., 1997; Keyserling W.M., 2000; Pelmear P.L., 2000, 2003; Nilsson Т., 2003).
Многообразные проявления поражения сердечно-сосудистой системы, в частности, вегето-сосудистая дистония, аритмии, нарушения геометрии сердца, его диастолической функции в значительной степени определяют тяжесть ВБ, прогноз и трудоспособность заболевших (Яныпина Е.Н. и соавт., 2001; Yamada S. et al., 1995; Palmer K.T., Coggon D.N., 1997; Bovenzi M., 1999; Laskar M.S. et al., 1999; Tommasi G.V. et al., 2000; Palmer K.T. et al., 2001, 2002;). Имеются сведения о специфическом для ВБ формировании сердечной недостаточности за счет снижения фракции выброса, дисфункции правого желудочка и легочной гипертензии (Третьяков СВ. и соавт., 2002; Третьяков СВ., Шпагина Л.А., 2005). Доказано повышение риска возникновения инфаркта миокарда у лиц, работающих с виброоборудованием (Bjor В. et al., 2006).
Показан кумулятивный эффект действия этого фактора на кровеносные сосуды (Friden J., 2001; Cherniac М., Clive J., 2000, Cherniac M. et al., 2004).
На современном этапе отмечается увеличение количества пациентов с начальными, латентно протекающими формами указанной нозологической единицы, а также учащение регистрации среди данной категории лиц артериальной гипертензии и ишемической болезни сердца (Потеряева Е.Л. и соавт., 2001; Филимонов СН. и соавт., 2002; Шпагина Л.А. и соавт., 2003; Jovanovic J., Jovanovic М., 1994).
Большинство исследователей объясняют перечисленные состояния преимущественно экстракардиальными влияниями вследствие дисфункции высших вегетативных регулирующих центров (Любченко П.Н. и соавт., 1998, 2001; Lundborg G. et al., 2002). Не проводя гистологических исследований, они считают перечисленные изменения функциональными и допускают возможность развития вибрационной дистрофии миокарда только при выраженных формах данной патологии у лиц, подвергавшихся интенсивной В. в течение многих лет.
Работы по исследованию морфологического субстрата, лежащего в основе этих клинических симптомов, единичны, противоречивы и носят фрагментарный характер (Пузырев А.А., Швалев О.В., 1988; Kennedy G. et al., 1999; Yan J.G. et al., 2005). Вместе с тем отмечается необходимость более глубокого понимания морфологических аспектов развития различных заболеваний сердца (Пшенникова М.Г., 2000).
Нам не удалось в ходе анализа опубликованной ранее литературы обнаружить работы, описывающие морфологические изменения микроциркуляторного русла и проводящей системы сердца при данной профпатологии и дающие адекватные объяснения нарушениям ритма. В печатных и Интернет-источниках мы также не встретили сведений об электронно-микроскопических исследованиях миокарда при воздействии общей В.
Сравнительно - анатомические данные свидетельствуют, что коронарное русло само не обеспечивает кровоснабжение всех отделов сердца. Это достигается только при его совместном функционировании с синусоидными сосудами в составе единой системы (Павлов Г.Г., 1994, 2001; Габченко А.К., 2004). Тем не менее, нам не удалось найти описание морфологических изменений синусоидов Вьессена - Тебезия в работах по исследованию патологии сердца, в частности, при ВБ.
Все изложенное подчеркивает важность углубленного гистологического исследования миокарда при ВБ с целью уточнения характера специфического поражения.
Цели и задачи исследования
Целью работы является изучение патоморфологических изменений миокарда в экспериментах на кроликах и крысах при воздействии на организм общей вертикальной вибрации.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
Провести сравнительное гистологическое исследование строения миокарда кроликов и крыс в норме.
Определить сроки начала проявления патоморфологических процессов в миокарде при моделировании вибрационной патологии.
Исследовать гистологические изменения сосудистой системы миокарда при воздействии общей вибрации в эксперименте.
Определить светооптическим и электронно-микроскопическим методами альтерирующие эффекты вибрации на проводящую и сократительную систему сердца.
5. Выявить зависимость морфометрических характеристик кардиомиоцитов от частоты и длительности вибрации.
Охарактеризовать компенсаторно-приспособительные реакции миокарда при вибрации.
Оценить тяжесть поражения миокарда при пролонгированном действии вибрации.
Научная новизна
Впервые в эксперименте на животных с применением комплекса электронно-микроскопических, гистохимических и морфометрических методов с компьютерной автоматизированной обработкой полученных результатов изучена структурная дезорганизация сердца и объективно обоснован патогенез действия общей вертикальной вибрации на сердечную мышцу в эксперименте, а также необратимость происходящих процессов.
Выявлены различия в характере анастомозов между сократительными волокнами миокарда кроликов и крыс. По результатам сравнительного морфометрического исследования животных показано отсутствие достоверных отличий по количеству и характеристикам ядер кардиомиоцитов этих двух видов животных.
Впервые установлено раннее начало структурных повреждений миокарда при действии вибрации. Доказан очаговый характер вибрационного поражения миокарда.
Впервые получены достоверные данные об изменении морфометрических параметров ядер кардиомиоцитов и объема стромальных элементов миокарда при вибрационной патологии.
Описаны гистологические признаки повреждения наименьших вен сердца (Вьессена - Тебезия).
Доказан параллелизм деструктивных и адаптационно-компенсаторных процессов в миокарде при общей вибрации.
Научно-практическая значимость.
Доказано отсутствие достоверных различий между морфометрическими характеристиками ядер кардиомиоцитов кроликов и крыс, что позволяет считать эти два вида животных равноценными объектами для использования в качестве биологических моделей, в частности, для изучения влияния вибрации на сердечную мышцу.
Проведенные исследования значительно дополняют сложившиеся представления о патологии сердца при вибрационной болезни; установлены патоморфологические изменения в мышце сердца, лежащие в основе характерных для этой болезни кардиологических симптомов. Прослежена динамика развития деструктивных изменений в миокарде при длительном воздействии вибрации. Существенно уточнены имеющиеся знания о патологии микроциркуляторного русла миокарда и реакции соединительной ткани сердца при действии вибрации.
Установленная нами последовательность патоморфологических изменений в сердечной мышце при вибрации способствует пониманию развития патологии сердца у человека при вибрационной болезни
Результаты исследования позволят подвести необходимую теоретическую базу для понимания в клинике развития патологических изменений в сердечной мышце уже на начальных этапах действия общей вибрации.
Обоснована необходимость разработки и внедрения в клиническую практику ранних профилактических мер в отношении работников виброопасных профессий.
Положения диссертации, выносимые на защиту:
1) При воздействии общей вибрации на организм экспериментальных животных имеется определенная закономерность патоморфологических процессов: сначала разрушаются сосуды микроциркуляторного русла, затем проводящие и сократительные волокна.
2) Гистологические признаки дистрофии миокарда появляются уже на 7-й день эксперимента.
3) Под действием вибрации в миокарде параллельно с деструктивными изменениями происходят компенсаторные и репаративные процессы: гипертрофия ядер кардиомиоцитов, формирование соединительной ткани на месте микроочагов некроза.
Личный вклад автора в проведенные исследования
Личное участие автора осуществлялось на всех этапах работы, включая сбор и анализ научной литературы, проведение экспериментов, статистическую обработку и анализ морфометрических материалов, изучение и микрофотографирование гистологических препаратов и электронограмм, содержательная интерпретация результатов и их публикация. Электронно-микроскопическое исследование ультратонких срезов миокарда кроликов проводилось автором на базе Института биологии внутренних вод РАН в пос. Борок Ярославской области.
В исследовании использовались также гистологические блоки, полученные коллективом авторов (В.Б. Зайцевым, Н.К. Мазиной, Н.К. Вознесенским и В.В. Воробьевой) при изучении биохимических и других аспектов действия вибрации на миокард и возможностей их фармакологической коррекции. Вклад автора в публикации составляет более 80%.
Внедрение полученных результатов
Материалы диссертационной работы используются при чтении лекций и проведении практических занятий в ГОУ ВПО Кировской ГМА на кафедрах гистологии - в разделах «Мышечные ткани», «Автономная нервная система (иннервация сердца)» и «Строение сердца», патофизиологии - в разделах «Повреждение клетки», «Общая нозология», «Патофизиология сердечно сосудистой системы» и патологической анатомии - в разделах «Компенсаторно-приспособительные процессы» и «Важнейшие заболевания сосудов и сердца», включены в учебный план цикла усовершенствования врачей в темы «Патология сосудов сердца» и «Вибрационная болезнь», а также внедрены в экспериментальную деятельность морфологической научно-исследовательской лаборатории.
Апробация работы
Основные положения и выводы диссертации доложены и обсуждены на:
9-й итоговой научно-практической конференции студентов и молодых ученых "Молодежь и медицинская наука в 21-м веке" Киров, 2005.
Рождественских чтениях врачей МСЧ ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», г. Магнитогорск, 2006.
10-й итоговой межрегиональной научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием "Молодежь и медицинская наука в 21-м веке" Киров, 2007.
Заседании Проблемной комиссии дисциплин "Морфология, морфогенез, физиология и патофизиология" Кировской ГМА (Киров, 17 июня 2008).
Заседании Общества патологоанатомов Санкт-Петербурга (С-Пб, Военно-Медицинская Академия, 7 октября 2008).
11-й межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых и студентов "Молодежь и медицинская наука в 21-м веке" Киров, 2009.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, из них 3 статьи в рекомендованном ВАК журнале «Вестник новых медицинских технологий».
Структура и объем диссертации
Диссертационная работа изложена на 147 страницах машинописного текста, включает 8 таблиц, 71 рисунок, 10 диаграмм. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, 5 глав собственных результатов исследования, выводов, практических рекомендаций и библиографического указателя, состоящего из 203 источников, в том числе 93 отечественных, 110 иностранных авторов.
Гистологические изменения в сердце и сосудах
Несмотря на обилие клинических и клинико-физиологических наблюдений, работы, описывающие морфологические изменения в органах и тканях при ВБ, в доступной литературе очень немногочисленны.
При исследовании механизма вибрационной травмы на модели хвоста крысы (rat tail model) уже после однократного четырехчасового воздействия местной вибрации частотой 60 Гц иммунологически выявлена деструкция эндотелия. Через 9 дней эксперимента при электронной микроскопии отмечены истончение и гибель эндотелиоцитов, при этом активированные тромбоциты покрывали обнажившуюся подэндотелиальную ткань. И эндотелиоциты, и гладкие миоциты сосудистой стенки имели отечные, отграниченные двойной мембраной отростки, что, по мнению авторов, свидетельствует о вазоконстрикции как причине этого поражения. Лазерное допплерографическое исследование на той же модели продемонстрировало, что даже после однократного 5-минутного воздействия В. тканевый кровоток значительно снижается (Curry B.D., Bain J.L. et al., 2002). Таким образом, показано, что уже на ранней стадии развития рассматриваемой патологии развиваются как сосудистый спазм, так и повреждение эндотелия. Однако K.Krajnak et al. (2006) после однократного воздействия В. частотой 125 Гц в течение такого же времени на той же модели морфологически не выявили признаков нарушения структуры стенки сосудов. Противоречивость полученных результатов указывает на необходимость собственных исследований, направленных на уточнение характера сосудистой патологии при ВБ.
Показан кумулятивный эффект повторяющегося действия данного фактора на состояние артерий (Friden J., 2001; Cherniac М. et al., 2004). Патоморфология скелетных мышц и артерий при ВБ описаны подробно (Карпова Н.И., 1976; Шнайдман И.М., 1977), но сообщения о патогистологических проявлениях в миокарде и его сосудах единичны. Подвергая крыс общей вертикальной В. частотой 15 Гц в течение 10 дней по 2 часа ежедневно, М. Златева и Е. Совтова (1977) отмечали в миокарде крыс выраженное расширение и переполнение кровью артерий и вен, периваскулярный отек. В цитоплазме кардиомиоцитов была заметна мелко- и крупнокапельная жировая дистрофия, вакуолизация ядер, периферическое расположение хроматина. Наблюдалась гипертрофия миофибрилл, расположенных вблизи сосудов; в интерстициальной ткани развивалась очаговая лимфо- и гистиоцитарная инфильтрация, увеличение количества соединительнотканных волокон, рост популяции тучных клеток, дегрануляция и вакуолизация их цитоплазмы. Однако в указанной работе не была прослежена динамика морфологических изменений при действии В., не приведено описание гистологических картин сосудов микроциркуляторного русла. Также не приведены указания на деструкцию элементов проводящей системы. Электронно-микроскопически А.А. Пузырев, О.В. Швалев (1988) показали, что после длительного (по 3 часа ежедневно в течение 30 дней) воздействия локальной В. частотой 50 Гц, амплитудой 0,5 мм на лапку кролика в кардиомиоцитах имеют место разрыхление миофибрилл, набухание митохондрий, осветление саркоплазмы в перинуклеарной области и «просветление» ядер кардиомиоцитов. Выявлено расширение капилляров и набухание части эндотелиоцитов. Однако деструкция элементов проводящей системы в указанной работе не описана, детальная электронно микроскопическая характеристика изменений сосудов сердца отсутствует. Состояние миокарда на ранних сроках действия В. также не изучено, как и последовательность возникающих патоморфологических изменений. При электронно-микроскопическом исследовании миокарда мышей и крыс после длительного (до 7 дней подряд по 6 часов) изолированного воздействия громкого шума выявлены некоторые повреждения митохондрий (набухание, осветление матрикса, лизис крист, расширение пространства между внутренней и наружной мембранами), расширение цистерн саркоплазматического ретикулума, утолщение мембран вставочных дисков, уменьшение плотности саркоплазмы (Paparelli A.et al., 1995; Soldani P. et al., 1997; 1997; Gesi M. et.al., 2000; 2002). Даже при хроническом акустическом стрессе (промышленный шум громкостью 95 Дб, продолжительность 5 месяцев по 3 часа в день) с помощью гистологических и гистохимических методов в миокарде крыс удалось выявить только признаки спазма артерий и некоторые дистрофические изменения кардиомиоцитов, которые авторы связывают с гипоксией (Softowa Е. et al., 1983). Таким образом, в доступных источниках мы не обнаружили сведений о деструкции ядер и сарколеммы кардиомиоцитов, разрушении сосудов микроциркуляторного русла, формировании очагов некроза и фиброза при изолированном действии шума на организм животных. Изучение отечественной и зарубежной литературы, посвященной ВБ, показывает, что исследования проводились преимущественно в клиническом аспекте, благодаря чему полноценно представлены симптоматика и течение заболевания. Экспериментальные работы отражают преимущественно вопросы развития биохимических, патофизиологических и иммунологических сдвигов, что указывает на важность гистологических исследований, направленных на выяснение сущности происходящих в миокарде структурных изменений. При анализе публикаций нам не удалось найти работ по электронно-микроскопической характеристике миокарда при воздействии общей В. Сведения о деструкции микроциркуляторного русла и сократительных волокон сердца по данным имеющихся светооптических исследований весьма скудны, характеристика поражения структур проводящей системы в доступных источниках не приводится. При изучении печатных источников и сведений из Интернета мы не встретили сравнительной характеристики миокарда кроликов и крыс на светооптическом уровне, в том числе с использованием морфометрии.
Морфологическая характеристика миокарда интактных кроликов и крыс; группы шумового контроля
Перед началом опытов исследовались гистологические препараты миокарда интактных животных из числа полученных особей. При микроскопическом изучении срезов, окрашенных гематоксилином и эозином, а также пикрофуксином по ван Гизону, в строении волокон проводящей и сократительной систем, кровеносных сосудов отклонений от нормы не наблюдалось. При анализе электронограмм патоморфологические изменения не выявлялись.
При анализе препаратов, окрашенных по ван Гизону, обнаружено незначительное количество коллагеновых волокон. Они располагаются в тонких прослойках эндомизия и перимизия. Незрелые коллагеновые волокна окрашиваются по ван Гизону слабо, либо ахроматичны; зрелые выглядят ярко - красными. При окраске толуидиновым синим гликозаминогликаны практически отсутствуют.
В целом, строение сердечной мышцы у интактных кроликов и крыс во многом сходно. По нашим наблюдениям, при светооптическом исследовании срезов миокарда толщиной 6-8 мкм визуально различие проявляется лишь в несколько большем количестве капилляров и синусоидных сосудов Вьессена — Тебезия на единицу площади у крыс по сравнению с кроликами.
При исследовании микропрепаратов толщиной 4-5 мкм в миокарде обоих видов животных между сократительными волокнами обнаруживаются анастомозы, образованные переходом отростков кардиомиоцитов из одного волокна в другое. Эти общеизвестные типичные анастомозы встречаются в большом количестве во всех отделах сердечной мышцы крыс и кроликов. Наряду с этим, в миокарде крыс регистрируются также участки слияния кардиомиоцитов смежных однонаправленных сократительных волокон (рис. 4, 5, 6). Для миокарда кроликов такие участки не характерны. В пользу того, что это именно слияние, а не тесное прилегание волокон друг к другу свидетельствует тот факт, что в последнем случае между примкнувшими друг к другу волокнами находились бы две сарколеммы, каждая из которых содержит клеточную оболочку миоцита и базальную мембрану волокна. Такие дупликатуры сарколеммы имели бы значительную толщину и должны были бы выявляться при световой микроскопии. Однако в участках слияния волокон подобные структуры отсутствуют: в пространстве, ограниченном сарколеммой слившихся кардиомиоцитов, выявляются лишь ядра клеток и миофибриллы.
Для сравнительного анализа количества, размеров и формы ядер кардиологического материала интактных кроликов и крыс мы произвели изучение гистологических препаратов морфометрическим способом с использованием современного автоматизированного компьютерного оборудования. При исследовании микропрепаратов миокарда крыс и кроликов толщиной 4-5 мкм были получены следующие результаты. Сведения, приведенные в таблице 1 и подвергнутые статистической обработке непараметрическим методом сравнения двух независимых переменных (Манна-Уитни), убеждают в том, что по количеству ядер в поле зрения между миокардом кроликов и крыс нет достоверных различий (р=0,088). Статистический анализ сведений, приведенных в таблице 3, убеждает в том, что не существует достоверных различий по коэффициенту округлости между ядрами кардиомиоцитов кроликов и крыс (р = 0,136). Отсутствие достоверных различий между морфометрическими показателями миокарда кроликов и крыс позволяет считать эти два вида животных равноценными биологическими моделями, в частности для изучения влияния вибрации на сердечную мышцу.
При микроскопическом изучении микропрепаратов миокарда кроликов группы шумового контроля, окрашенных гематоксилином и эозином, а также пикрофуксином по ван Гизону, в ряде полей зрения обнаруживались незначительные дистрофические изменения в виде разрежения продольной и размытости поперечной исчерченности, а также расширения части капилляров. Нарастания объема соединительнотканных волокон в эндо-, перимизии и по ходу сосудистой стенки не отмечалось.
Гистологическая картина миокарда кроликов при действии вибрации частотой 8 Гц (21-е сутки)
На 21-е сутки эксперимента у большинства животных морфологические признаки повреждения миокарда резко выражены. Более отчетливой становится гетерогенность изменений. Нарастают патологические проявления в микроциркуляторном русле. Отечность и клеточная инфильтрация стенок сосудов прогрессируют. Чаще наблюдается нарушение нормальной топографии ядер гладких миоцитов. Увеличивается количество полей зрения с полным разрушением стенок артериол и более крупных артерий, на месте распавшихся кровеносных сосудов обнаруживаются массивные скопления лизирующихся эритроцитов в ткани миокарда.
Выявляются многочисленные микроочаги распада капилляров с явлениями стаза, диапедеза, лизиса большого количества эритроцитов. При действии В., как и любого повреждающего фактора, происходит активация фибробластов. Они синтезируют сначала аморфное вещество соединительной ткани - гликозаминогликаны (ГАГ), выявляемые при окраске толуидиновым синим, затем образуются коллагеновые фибриллы.
В большинстве волокон миокарда нарастают дистрофические явления, чему способствуют указанные выше изменения в капиллярах. Усиливается пикноз ядер. В отдельных клетках наблюдается лизис ядер и глыбчатый распад саркоплазмы. Становится более явной фрагментация миофибрилл.
Многие миоциты находятся в состоянии некробиоза и некроза. В некоторых полях зрения вся ткань миокарда имеет деструктивные изменения; интактные участки в них отсутствуют. Отмечается выраженный полиморфизм и гетерогенность в деструкции сократительных волокон: в пределах одного микропрепарата очаги полного распада ткани миокарда чередуются с незначительно пораженными и неповрежденными участками, расположенными вблизи интактных кровеносных сосудов. В этих зонах происходит адаптационная перестройка, появляются признаки ресинтетических и структурно-восстановительных процессов: по сравнению с более ранними сроками существенно нарастает количество миоцитов с признаками гипертрофии; их ядра укрупняются, значительно увеличивается объем их саркоплазмы, появляется больше двуядерных клеток.
В клетках проводящей системы ядра преимущественно гиперхромные, пикнотичные. В сократительных кардиомиоцитах ядра, как правило, гипертрофированные, со светлым хроматином, хорошо различимыми ядрышками. В препаратах миокарда всех животных отчетливо видны дегенеративные изменения эндомизия, значительно увеличен объём соединительной ткани, выражена клеточная инфильтрация периваскулярных тканей и по периметру зон некроза кардиомиоцитов.
В целом, элементы проводящей системы повреждены более значительно, чем сократительные волокна. К концу опыта наблюдаются выраженные признаки разрушения миокарда. Стенки артерий пропитаны плазмой, утолщены, прогрессируют нарушения нормальной топографии гладких миоцитов.
Мелкие вены гиперемированы, их стенки отечны, местами наблюдаются их истончения и разрывы с массивными периваскулярными кровоизлияниями. Большинство капилляров имеют выраженные изменения. Некоторые их участки значительно расширены, в просвете видны стазы, лизирующиеся эритроциты наблюдаются и в толще миокарда. Эндотелий мелких сосудов и капилляров набухший. Ядра эндотелиоцитов увеличены в размерах, гиперхромны, с неправильными очертаниями. Связи между многими из этих клеток разорваны. Вышеописанные изменения в микроциркуляторном русле обусловливают нарастание паренхиматозной дистрофии и микронекрозов в ткани миокарда, прилежащей к деструктивно измененным сосудам.
Множество клеток проводящей системы имеют также гиперхромные ядра с неровными контурами, наблюдается массовый распад миофибрилл проводящих кардиомиоцитов; наблюдается увеличение числа участков пересокращения мышечных волокон, их разрывов и микронекрозов.
Ультраструктурная картина миокарда кроликов при действии вибрации частотой 8 Гц (21-е сутки)
Электронно-микроскопические исследования показывают, что на 21-е сутки эксперимента повреждение сердца углубляется. Просветы капилляров неравномерно расширены. Имеются как участки истончения, так и утолщения стенок сосудов за счет отечности, нередки картины их расслоения. Большинство эндотелиоцитов набухшие, на люминарной их поверхности часто наблюдаются цитоплазматические отростки. Ядра гиперхромны, часто с выраженной краевой маргинацией хроматина. В цитоплазме пиноцитозные пузырьки различной величины. Мембраны стенок сосудов имеют среднюю электронную плотность, контуры их размыты. Многие сосуды полностью разрушены. На множестве ЭГ выражен интерстициальный отек с обрывками фибриллярных и мембранных структур.
В саркоплазме кардиомиоцитов наблюдается резкая гидратация и общая дезорганизация. Характерно разобщение и нарушение правильного строения мембранных структур.
Отчетливо выявляется мозаичность деструкции митохондрий. Форма, плотность матрикса подвержены значительным колебаниям даже в пределах одной клетки: одни имеют четкие контуры мембран, другие - смазанные, расплывчатые. Многие набухшие, увеличены в размерах, число крист на единицу площади уменьшено, матрикс разрежен, выглядит оптически пустым. Количество крист может варьировать от десятков до единичных перегородок. Расстояние между последними также колеблется в весьма широких пределах.
Наружные мембраны на отдельных участках теряют двухконтурность и становятся расплывчатыми. На ряде ЭГ митохондрии частично гомогенизированы, плотно прилежат одна к другой, границы соседних органелл не всегда четко различимы. Увеличивается количество гигантских митохондрий длиной до 6 саркомеров, в 2-3 раза превышающие площадь большинства обычных органелл.
Видны признаки выраженной деструкции миофибрилл в виде разрывов, преимущественно в области 1-дисков, разъединения их пучков за счет формирования отека. Наблюдается много контрактур с образованием полос пересокращения, а также зоны гомогенизации и деструкции миофиламентов. Диски Z могут расширяться, образуя полосу с неровными краями, почти достигающую ширины диска I; иногда размываются и исчезают. Редки картины вакуолизации и распада мембран саркотубулярной системы. На ряде ЭГ отмечается резкое увеличение количества вакуолей. Ядра гиперхромны, имеют изрезанные контуры, вероятно, вследствие пересокращения миофибрилл. Хроматин распределяется по периферии ядра и в нуклеоплазме в виде глыбок. Наряду с описанными встречаются зоны, в которых остатки ядер, митохондрий, других структур, обрывки сарколеммы и миофибрилл представляют собой разнородную массу без структурной организации. Некротические изменения миокарда при этом режиме В. носит мелкоочаговый характер, гибели могут подвергаться даже отдельные сердечные миоциты. На ряде ЭГ выявлено начало разрастания разнонаправленных соединительнотканных волокон на месте разрушения сердечных миоцитов и в интерстициальном пространстве. Просветы большинства сосудов микроциркуляторного русла неравномерно расширены, однако может наблюдаться спазм артериол. Эндотелиоциты имеют множественные отростки, набухшую цитоплазму с пиноцитозными пузырьками различных размеров, гиперхромные пикнотичные ядра с концентрацией хроматина по периферии и в виде крупных глыбок. Базальные мембраны резко набухшие, расслоенные, неравномерной электронной плотности, местами разорванные. Часть сосудов полностью разрушена, и деформированные ядра эндотелиоцитов с обрывками соединительнотканных структур свободно лежат в отечной жидкости. Часто обнаруживаются периваскулярные отек и кровоизлияния. Резко выражена гидратация интерстициального пространства, где располагаются обрывки фибриллярных и мембранных структур. Сарколемма части сердечных миоцитов разрушена, вследствие чего наблюдается выпадение внутриклеточных структур в межклеточное пространство; в других случаях она становится расплывчатой, теряет двухконтурность. В кардиомиоцитах, не подвергшихся некротизации, цитоплазма просветлена за счет отека и деструкции органелл. Изменения внутриклеточных структур неоднородны. Митохондрии преимущественно крупные, набухшие. Пространство между мембранами крист значительно расширено, может быть представлено в виде вакуолей. Наружная оболочка частично разрушена, при этом образуется прямое сообщение этих пространств с саркоплазмой клетки. Большие группы таких органелл могут свободно лежать в отечной жидкости. Часто в одной клетке можно видеть митохондрии с различной степенью повреждения мембран. Видны признаки выраженного пересокращения и интенсивной деструкции миофибрилл в виде разъединения их пучков и крупных очагов гомогенизации миофиламентов. На ряде ЭГ наблюдаются участки разрывов, преимущественно в области I - дисков. Характерны участки, где от сократительных структур остались лишь Z-диски. На тех ЭГ, где элементы саркоплазматического ретикулума контурируются, они расширены, заполнены гомогенным содержимым малой электронной плотности. Гранулы гликогена не визуализируются. Ядра приобретают изрезанные контуры, количество гетерохроматина и интенсивность его маргинации нарастают. Внутренний листок нуклеолеммы дифференцируется плохо и сливается с полосой маргинации хроматина. В участках ЭГ, соответствующих некрозу, наблюдаются свободно лежащие в оптически пустом пространстве ядра, «обломки» митохондрий, обрывки мембран и пучков миофибрилл, гомогенное вещество. Липиды и гликоген в подобных фрагментах не выявляются. На ряде ЭГ на месте гибели мышечных структур обнаружена типичная картина развития соединительной ткани в виде скопления разнонаправленных волокон.
