Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Реактивность и адаптационная пластичность скелетных мышц в онтогенезе, при изменении условий функционирования и экспериментальных воздействиях (аналитический обзор литературы) 9
ГЛАВА 2. Материал, методы исследования 40
2.1. Материал исследования, схема эксперимента.
2.2. Методы исследования 41
ГЛАВА 3. Тканевая организация передней большеберцовой мышцы беспородных собак в раннем периоде постнатального онтогенеза 49
3.1. Данные световой микроскопии полутонких срезов и гистохимической реакции на миозиновую АТФ-азу в мышце щенков
3.2. Стереологическая характеристика передиен большеберцовой мышцы щенков 56
ГЛАВА 4. Особенности структурной реорганизации передней большеберцовой мышцы при оперативном удлинении голени взрослых собак с дистракции 63
4.1. Морфологические и морфометрические особенности передней большеберцовой мышцы при удлинении голени по 1 мм за 4 приема.
4.2. Сравнительная гистологическая и гистохимическая характеристика передней большеберцовой мышцы при дистракции голени с различной дробностью: 1 мм за 1 прием, за 4, за 8 и за 60 приемов 70
4.3. Влияние дробности дистракции на характер распределения мышечных волокон по диаметрам в передней большеберцовой мышце 86
ГЛАВА 5. Стереология большеберцовой мышцы и капилляров эндомизия в эксперименте по дистракции голени с темпом 1 мм в гутки 92
5.1. Сравнительный стереологический анализ мышцы при дозированном удлинении голени за 4, 8 и 60 приемов (круглосуточно).
5.2. Интегральная оценка адаптации передней большеберцовой мышцы к высокодробной дистракции в различное время суток 102
5.3. Ультраструктурно-стереологический анализ кровеносных капилляров эндомнзия передней большеберцовой мышцы в условиях дозированного удлинения голени за 4 и 60 приемов (круглосуточно) 113
ГЛАВА 6. Морфофункциоилльпые параллели адаптации передней большеберцовой мышцы в эксперименталыюм удлинении голени по 1 мм в сутки с различной дробностью 125
Обсуждение результатов исследования 133
Выводы 152
Библиографический список литературы 155
Приложение 179
- Данные световой микроскопии полутонких срезов и гистохимической реакции на миозиновую АТФ-азу в мышце щенков
- Сравнительная гистологическая и гистохимическая характеристика передней большеберцовой мышцы при дистракции голени с различной дробностью: 1 мм за 1 прием, за 4, за 8 и за 60 приемов
- Влияние дробности дистракции на характер распределения мышечных волокон по диаметрам в передней большеберцовой мышце
- Интегральная оценка адаптации передней большеберцовой мышцы к высокодробной дистракции в различное время суток
Введение к работе
Потребности разработки современных технологий лечения в травматологии и ортопедии требуют прицельного изучения особенностей структурной реорганизации скелетных мышц в экспериментах, моделирующих различные методики дозированного удлинения конечности. Состояние поперечно-полосатой мускулатуры при этом в значительной степени определяет функцию конечности в реабилитационном периоде, поэтому чрезвычайно важно сохранить ги сто структуру мышцы, сведя к минимуму необратимые процессы деструкции. В рамках этой проблемы несомненный интерес представляет вопрос изучения мпогистогенеза передней большеберцовой мышцы в условиях дозированного удлинения голени в темпе 1,0 мм в сутки, но с различной дробностью.
Г.А. Илизаров, являясь автором метода чрескостного дистракционного остеосинтеза и гениальным практикующим врачом, в результате многолетней плодотворной работы установил две общебпологических закономерности. Первая заключается в том, что форма и объем кости находятся в определенной зависимости от кровоснабжения и нагрузки; суть второй - напряжение растяжения при дистракции стимулирует генез и рост биологических тканей [37, 40, 41]. Метод Илизарова позволяет создавать напряжения растяжения в заданном направлении: наращивать кость в длину [126], увеличивать ее в объеме [86], изменять форму костей позвоночника (губчатые кости) [53] и черепа (плоские накладные кости) [30, 123]. Установлены основные механизмы эффекта Илизарова: во всех тканях отмечается повышение уровня энергетического обмена, пролиферативной и биосинтетической активности клеток, коллагено- к эластогенеза. Эти знания позволили целенаправленно формировать костную ткань и параоссальные структуры, при этом важная роль отводится темпам и ритмам дистракции [45, 122, 125, 134], кровоснабжению тканей, а при остсогенезе степени сохранности надкостницы, эндоста, костного мозга [82]. Проанализировано значение дробности дистракци для репаративной регенерации кости, ее влияние на функциональное состояние удлиняемой конечности [34, 44]. Создание автоматических дистракторов с 60-кратной дробностью позволило, по мнению автора метода, максимально приблизить ритм дистракции к эволюционно выработанному росту конечности в естественных условиях [40, 43]. Экспериментальными [34, 82, 134] и клиническими данными [43, 88, 122] показано, что в условиях автодистракции послеоперационный отек конечности ликвидируется быстро, удлинение менее болезненно, оссификация регенерата ускоренна. Кроме того, значительно уменьшаются сроки фиксации в аппарате, что снижает вероятность развития контрактур в смежных суставах, атрофии мышц, воспалительных реакций [2].
Продемонстрировано влияние темпа и ритма удлинения на морфогенез периферических нервов [52]. Режим автодистракции по 1 мм в сутки с 60-кратной дробностью вызывает минимальную травматизацию нервных волокон, характерные признаки роста, максимально быстрый возврат к нормальному физиологическому состоянию.
Работы, раскрывающие общность биологических процессов при дпетракционном остеосинтезе и в постнаталыюм развитии, посвящены кроЕіеносньш сосудам [38], периферическим нервам [35, 42], скелетным мышцам [36, 39, 66] и фасциям скелетных мышц [4].
Использование методов морфометрического анализа поперечных гистотопограмм позволило установить зависимость компенсаторных реакций мышц голени от темпа удлинения: 0,5 мм, 1 мм и 2 мм в сутки за 1 прием, акцентировано внимание на дистрофических и дегенеративных изменениях скелетных мышц [67].
Таким образом, до настоящего времени особенности компенсаторно-приспособительных реакций поперечно-полосатых мышц на дозированное удлинение голени в темпе 1,0 мм в сутки с различной дробностью, в том числе в разнос время суток, изучены недостаточно, ограничены описательной морфологией. Отсутствуют комплексные количественные исследования соматических мышц с использованием морфометрнн, гистохимии, электрофизиологии, с проведением статистического, информационного и стереологического анализа, а так же параллели между постнатальным и дистракционным гистогенезом в высокодробных ритмах.
Цель исследования: Морфофункциональный анализ компенсаторно-приспособительных реакций передней большеберцовой мышцы взрослых беспородных собак в зксперимеЕїтах по дозированному удлинению голени в темпе 1,0 мм в сутки с различной дробностью и определение параллелей с периодом раннего постнатального онтогенеза.
Задачи исследовании:
1. Выявить некоторые гистологические и стереологические характеристики передней большеберцовой мышцы беспородных собак в раннем периоде постнатального развития.
2. Изучить особенности васкуляризацни и проявлений альтерации/регенерации в передней большеберцовой мышце взрослых беспородных собак при дистракцип голени по 1,0 мм в сутки с низкой дробностью и в высокодробном ритме.
Исследовать тканевую организацию передней большеберцовой мышцы взрослых собак в условиях высокодробной автоматической днетракции, производимой круглосусточпо или в течение половины суток (дня либо ночи).
Осуществить сравнительный ультраструктурно-стереологнческий анализ кровеносных капилляров эндомизия передней большеберцовой мышцы в условиях дозированного удлинения голени в режиме круглосуточной автоднетракщш и с четырехкратной дробностью в течение дня.
Провести морфофункциональные параллели (стереологические параметры и амплитуда М-ответов) в адаптации передней большеберцовой мышцы к дозированному удлинению голени в темпе 1,0 мм в сутки с различной дробностью
Положении, выносимые нл защиту:
1. Морфофункциональные характеристики поперечно-полосатой мышцы взрослых беспородных собак в процессе дистракционного остеосіштеза голени зависят от величины разовых удлинений (шага дистракцни) и их распределения во времени в течение суток.
2. Высокодробная круглосуточная автодистракция позволяет снизить травматизацшо мышечных волокон и обеспечивает высокую эффективность компенсаторно-приспособительных реакций, направленных на поддержание структурного гомеостаза поперечно-полосатой мышцы.
Научная новизна исследования. Впервые на обширном экспериментальном материале в комплексном морфологическом исследовании установлены особенности структурной организации поперечно-полосатой мышцы в раннем постнатальном периоде, а также при удлинении голени взрослых беспородных собак с суточным темпом 1,0 мм в различных ритмах ручной и автоматической высокодробной дистракции. С помощью адекватных поставленным задачам методов исследования получены дополнительные доказательства преимуществ дробной и высокодробной круглосуточной автоднетракцни голени. Впервые установлена разница в адаптационных реакциях скелетной мышцы при использовании высокодробной автодистракции, производимой круглосуточно, а так же лишь в дневное либо ночное время суток.
Теоретическая н практическая значимость работы. Полученные результаты существенно расширяют наши представления о пластичности скелетных мышц при различных экспериментальных воздействиях. Данные диссертации, свидетельствующие о преимуществе круглосуточной высокодробной автодистракции, будут способствовать внедрению в клиническую практику современных технологий оперативного удлинения конечности.
Внедрение результатов исследования. Результаты проведённых исследований используются при выполнении плановых научно-исследовательских работ в Российском научном центре «Восстановительная травматология и ортопедия» имени академика Г.Л. Илизарова, включены в программу кафедры травматологии и ортопедии ФПК и ППС Тюменской государственной медицинской академии.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 180 страницах машинописного текста, состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов, списка литературы и приложения, иллюстрирована 76 рисунками, содержит 9 таблиц. Список литературы представлен перечнем из 209 источников (142 отечественных и 67 зарубежных).
Апробация работы и публикации. Основные положения диссертационного исследования были представлены в шести докладах: на областной научно-практической конференции врачей, посвященной 50-летию Победы. - Курган, 1995 г.; на итоговой конференции РНЦ «ВТО» им. академика Г.Л. Илизарова. - Курган, 2000 г.; на VIII Российском национальном конгрессе «Человек и его здоровье». - С.-Петербург, 2003 г.; два доклада на Всероссийской научной конференции «Реактивность и пластичность гистологических структур в нормальных, экспериментальных и патологических условиях». - Оренбург, 2003 г.; доклад на съезде травматологов-ортопедов Узбекистана. - Узбекистан, 2003 г. По теме диссертационного исследования опубликовано 16 научных работ, разработано и внедрено два рационализаторских предложения.
Данные световой микроскопии полутонких срезов и гистохимической реакции на миозиновую АТФ-азу в мышце щенков
В процессе дифференцировки скелетной мышечной ткани уменьшение индекса пролиферации промнобластов, появление инициальных миобластов дает стимул к формированию спмпластов [55]. По периферии миотуб обнаруживаются промиобласты, в местах контакта миогенных элементов обнаруживаются признаки их слияния: рыхлый базальный слой сарколеммы переходит с миотуб на наружную поверхность промнобластов [205]. На культуре ткани показано, что слияние миобластов строго совпадает с увеличением содержания в цитоплазме актина, миозина, циклической АМФ и других ферментов. До периода синтеза миофибриллярных белков происходит накопление РНК (рибонуклеиновой кислоты) [55].
В эмбриональном гистогенезе у позвоночных животных в результате дивергентной дифференцировки стволовых миогенных клеток возникает два взаимодействующих дифферона: клеточный и симпластическип, определяющие в целом камбиальные свойства мышечной ткани соматического типа. Ведущая роль в регуляции численности мышечных волокон принадлежит миосателлитоцптам [22]. Инициальное количество клеток-предшественников предопределяет величину мышцы, но не влияет на относительную скорость роста [12]. В ходе развития происходит гибель части спмпластов. Ядра клеток-сателлитов всегда меньше ядер спмпластов, число и тех и других в миогенезе прогрессивно уменьшается [23]. У 8-9 недельных плодов 6% спмпластов тёмные, в них больше развит миофибриллярнып аппарат. Обычные симпласты появляются с 9-й по 12-ю неделю: число ядер не меняется, а число клеток-сателлитов уменьшается в 1,4 раза. С 12 по 27 неделю прогрессивно уменьшается число и клеток-сателлитов и ядер спмпластов [23]. Установлено, что детерминация, фенотнпическая дпфференцировка и слияние миобластов являются самостоятельными кальцнй-зависнмымн этапами, нуждающимися в разных концентрациях кальция для экспрессии морфологических и биохимических маркеров. Кальцинейрин активирует транскрипцию миогенина, при этом необходимы множественные кальций-зависимые пути для дифференцировки [165].
Ключевую роль в морфогенезе конечности у амфибий играют фибробласты, а не миобласты. Участие миогенных клеток в морфогенезе определяется их миграцией в определенную область или выселением из разных областей в ответ на сигналы, исходящие из дифференцирующейся соединительной ткани [112]. В скелетных мышцах человека выявлена экспрессия мРНК (матричной РНК) рецепторов фактора роста фибробластов-1-3-4 (РФРФ-1-3-4-) и следы РФРФ-2. Каждый рецептор имеет специфический паттерн экспрессии, их локализация меняется в ходе созревания мышц [163]. На ранних стадиях развития РФРФ-3 и РФРФ-4 равномерно распределены в ткани, РФРФ-1 обнаруживается в плазматических мембранах миотуб и мышечных волокон; у взрослых РФРФ обнаруживаются только в соединительной ткани [163]. Вероятно, перераспределение миогенных клеток в эмбриональной ткани и регенерирующих конечностях в области формирования мышц является общим свойством миогенных клеток [112],
В эмбриональном развитии ыорфометрический анализ дифференцировки волокон скелетных мышц челюстно-лицевой области выявил, что изменение диаметра мышечных волокон является показателем активности развития различных мышц - в первую очередь развиваются жизненно важные мышцы (для глотания) [102]. Отводится определяющая роль васкуляризацин при развитии мышечной ткани, так как дифференциация волокон находится под контролирующим влиянием метаболического градиента. О связи клеток-сателлитов с трофическим обеспечением зрелых мышечных волоком свидетельствуют следующие факты: более половины мпосателлитоцитов в мышцах крыс связано с капиллярами, клетки-сателлиты часто концентрируются вблизи нервно-мышечных соединений, на наружной поверхности цитоплазмы этих клеток выявляется большое количество пиноцитозных пузырьков, соединенных с цитолеммой [102]. Различают два вида клеток-сателлитов (КС): KC-I и КС-Н, первый является неактивной формой с вытянутым гетерохроматиновым ядром, проявляющим базофилию, и тонким ободком цитоплазмы с малочисленными рибосомами и эндоплазматической сетью в виде отдельных узких профилей. Второй вид этих клеток - активированный сателлитоцит со светлым округлым ядром (преобладает эухроматин) и четкими ядрышками, в цитоплазме многочисленные рибосомы и полирибосомы, митохондрии, гранулярная эндоплазматическая сеть с расширенными полостями цистерн и развитый комплекс Гольджн [21].
В отличие от большинства других оргаЕіов, скелетные мышцы в постнатальном онтогенезе подвержены существенной реорганизации [60]. Общие принципы развития двигательной системы определяются состоянием мотопейронов и нейромоторых единиц, становлением гормональной системы [60, 108]. В развитии нейромоторных единицу крыс выделяют 3 волны; на 7-12 день постнаталыюго развития, когда «эмбриональный» миозин преобразуется в «промежуточный»; к 16 дню эти структуры получают «медленный» миозин и в дальнейшем растут и активируют окислительную энергетику автономно (волокна I типа). С развитием мышечных волокон II типа связано примерно 90% всех структур: на 16 день начинается переход с «эмбрионального» на «промежуточный» миозин всех волокон. К 20 дню часть волокон начинает синтезировать «быстрый» миозин, к 30 дню эти волокна приобретают энергетическую и функциональную определенность. В прспубертатный период увеличивается окислительный потенциал всех мышечных волокон, часть волокон типа ИВ переходит в тип ИЛ [108], затем созревают анаэробно гликолитическне механизмы и с возрастом возрастает роль крсатннкиназнон системы [60].
Динамика количества митозов в растущей икроножной мышце белых крыс свидетельствует о выраженности патогенетических процессов в раннем постнатальном периоде [33]. Показано, что мышечные волокна крыс в периоде постнатальпого роста удлиняются в результате слияния с клетками сателлитами в области мышечно-сухожильных соединений [185].
Сравнительная гистологическая и гистохимическая характеристика передней большеберцовой мышцы при дистракции голени с различной дробностью: 1 мм за 1 прием, за 4, за 8 и за 60 приемов
В условиях билокального дистракционного остеосинтеза действует фактор механического натяжения подобно тому, который возникает в растущей кости при пролиферации клеток эпифизарных пластинок, являющихся биологическими дистракторами [68]. Подчеркивается преимущество билокального остеосинтеза для сохранения гистоструктуры мышц, где происходит удлинение мышечных волокон вследствие инкорпорации миогенных клеток в них в области прикрепления к плотной соединительной ткани подобно росту мышечных волокон в длину в постнатальном периоде. В области мышечно-сухожильных соединений образуются своеобразные «зоны роста» мышечных волокон, состоящие из активированных миосателлитоцптов и мпобластов, кроме того, на уровнях формирующихся костных регенератов наблюдаются реактивные изменения: образование вакуолей в субсарколеммальных участках, лизис миофибрилл, увеличенные мышечные ядра [68].
В основе метода дистракционного остеосинтеза, особенно в кру глосу точном высокодробном ритме, по мнению автора метода - Г.А. Илизарова - лежат процессы, близкие к эволюционно выработанным условиям естественного роста [40] и влияние различного времени суток при этом представляет несомненный интерес.
Во взаимоотношениях организма с окружающей средой существенная роль принадлежит биологическим ритмам, в организме человека более 40 физиологических процессов протекает в суточных ритмах [29, 58, 91, 163]. Биологические ритмы организмов вырабатываются в ходе эволюции веками: известны годовые ритмы, сезонные, лунные, недельные, циркадные (околосуточные) [31], ультрадпанные (околочасовые) [10], Комплекс биоритмов организма характеризуется механизмами регуляции, взаимодействиями между ритмами [96].
Не вызывает сомнения факт существования неизбежного антагонизма между интенсивностью процессов структурной перестройки органа и степенью активности его функции. Дистракция как фактор, вызывающий структурно-функциональную трансформацию и реорганизацию удлиняемой конечности, безусловно, снижает её" функцию.
К настоящему времени получены данные по значению ритма дистракцпи для реализации «эффекта Илизарова» в нервах удлиняемого сегмента конечности [45], изучено функциональное состояние конечности при различной дробности дистракцпи [99], проведен электромиографический контроль пластических перестроек нервных стволов и мышц в условиях дистракционного остеосинтеза по Илизарову [69].
В частности, показано влияние ритма дистракцпи на функциональное состояние параоссальных тканей методами импедансной плетизмографии, игольчатой и стнмуляционной электромпографии. В трех сериях эксперимента с темпом удлинения конечности 1 мм в сутки за 1, за 4 приема и 60-кратной автодистракциен отмечено наличие повышенной фоновой биоэлектрической активности. В первых двух сериях последняя проявлялась множественными потенциалами фибрилляции, в третьей - чаще встречалась ритмическая активность. Сделано заключение, что на 28 сутки удлинения голени количество функционально активных двигательных единиц минимально в режиме дистракцпи 1 мм за 1 прием и максимально - в условиях автодистракции, результаты серии с 4-кратной дробностью имеют промежуточный характер [45]. В икроножной мышце в послеоперационном периоде пульсовое кровенаполнение резко уменьшалось, а объем сосудистого бассейна увеличивался у всех животных, восстановление этих показателей до исходного уровня происходило наиболее быстро в серии с автодистракцией.
Проведённые ранее исследования [129, 130] показали, что существует некоторый минимальный порог сохранения функции нервно-мышечного аппарата. В случае снижения контрольных электрофизиологическнх параметров за пределы данного порога [69] репаративные процессы не в состоянии обеспечить удовлетворительное восстановление функции после окончания удлинения конечности даже при условии интенсивного реабилитационного воздействия. Хотя было отмечено улучшение функционального состояния нервно-мышечного аппарата при увеличении дробности дистракцпи [42], существует так называемый порог травматизации — минимальная травма необходимая для активации репаративных процессов. Известно также существование охранительного торможения [26, 127] приводящего к снижению моторной функции в условиях травмы II являющегося элементом адаптивной реакции. В связи с этим, казалось бы, очевидное предположение о необходимости максимально полного сохранения функции мышц, несмотря на всю его тривиальность, не является истинным.
Таким образом, вопрос об оптимальном уровне сохранения функции в настоящее время остаётся открытым. Существуют два основных подхода к решению этой проблемы: 1) достижение минимально возможного снижения функции и удержания её на этом уровне (в близи порога травматизации) в течение всего периода удлинения путём модификации режимов дистракцпи (уменьшения темпа и шага дистракцпи) и подключения дополнительных факторов стимуляции трофического обеспечения; 2) интенсификация воздействующего фактора (увеличение темпа удлинения) до предельно возможного уровня снижения функции с тем, чтобы максимально сократить время пребывания в аппарате и все усилия по восстановлению функции сосредоточить в постдистракцнонном периоде. Все испытываемые в настоящее время в эксперименте и применяемые в клинике направления поисков оптимальных режимов дистракции являются промежуточными компромиссными вариантами этих двух крайних подходов. Таким образом, анализ литературы свидетельствует, что изучению морфологических изменении мышц в ходе онтогенеза, при функциональных повреждениях и разных экспериментальных воздействиях посвящено большое количество работ. Однако потребности разработки современных технологий лечения в ортопедии и травматологии требуют прицельного изучения тонких различий структурной реорганизации скелетных мышц конечности в специальных биологических экспериментах, в частности, моделирующих разные методики оперативного удлинения конечности. Этим определяется предмет нашего исследования.
Влияние дробности дистракции на характер распределения мышечных волокон по диаметрам в передней большеберцовой мышце
Клиническая картина функции удлиняемой конечности при ежедневном четырехкратном разведении костных отломков была несколько хуже, чем при 8- и 60- кратной дробности дистракцни, послеоперационный отек голени постепенно исчезал к концу удлинения. Собаки начинали щадить конечность через 2-3 недели дистракцни. В коленном суставе движения были ограничены до 80 (при норме 100-110), стопа занимала эквинусное положение или близкое к нему, с объемом движений в голеностопном суставе 10-20 (при норме 80-90). В условиях автодистракции функциональное состояние удлиняемой конечности значительно отличалось от результатов III серии. В этих опытах на протяжении почти всего периода эксперимента животные пользовались оперированной конечностью. Объем движений в суставах незначительно отличался от нормы. В коленном суставе их амплитуда к концу удлинения достигала 90, в голеностопном — 30-50, причем стопа находилась в физиологическом положении. При удлинении голени на 1 мм в день за 8 приемов не отмечено выраженных расстройств функционального состояния конечности. К концу периода дистракцни в 4-х случаях животные пользовались удлиненной конечностью, приступая на нес в стойке или при ходьбе, в трех опытах — щадили, поджимали конечность к животу. В коленном суставе амплитуда движений составляла 80-90, в голеностопном - в пределах 30-50, в четырех опытах положение стопы было близко к эквинусному, в трех -сохранялась ее физиологическая установка. Через месяц после снятия аппарата собаки практически полностью нагружали оперированную конечность, амплитуда движении в коленном суставе приближалась к норме (100"-110). Данные функционального состояния конечности, удлиняемой с 8-кратной дробностью дистракцни, приближаются к данным, зарегистрированным при автодистракции и несколько лучше, чем при 4-кратной дробности. В интактной мышце на поперечных криостатных срезах различаются два типа мышечных волокон, волокна четкой полигональной формы, микрососуды немногочисленны, почти невидимые соединительно-тканные прослойки (рис.27).
Режим дистракции оказывает существенное влияние не только на активность костеобразования, но и на характер изменений в мягких тканях удлиняемой конечности, в частности, в мышцах. В условиях эксперимента с дозированным удлинением голени снижается двигательная активность животного. В результате гиподинамии происходит сдвиг основных метаболических процессов (тенденция к активизации гликолитического рефосфорилирования АТФ) [8] - вероятно, изменяются и другие гистохимические показатели мышц.
Характерные поля зрения из поперечных срезов исследуемых мышц оперированной и контралатеральной конечностей через 28 дней дистракции представлены на рисунке 28. При удлинении голени за 1 прием диаметры мышечных волокон очень варьируют, микрососуды немногочисленны, заметно расширены, соединительно-тканные прослойки, как в оперированной, так и в контралатеральной конечности наиболее значительны по сравнению с другими сериями эксперимента (рис.28 а, б). В условиях дистракции 1 мм за 4 приема мышечные волокна максимально больших диаметров, микрососуды мелкие, немногочисленные, соединительно-тканные прослойки выражены умеренно (рпс.28 в). Мышца оперированной конечности в этой серии эксперимента по гистологической структуре менее всего отличается от контралатералыюй (рис.28 г). При дистракцнп в режиме 1 мм за 8 приемов мышечные волокна заметно меньших и единообразных диаметров, микрососуды чрезвычайно многочисленны (подтверждено данными стереологии) и полнокровны (очень высокая поверхностная плотность), соединителыю-тканные прослойки незначительны (рис.28 д). В контралатералыюй конечности диаметры волокон более всего отличаются от опытной конечности, по сравнению с другими сериями, микрососуды так же полнокровны (рис.28 е), В условиях автодистракции микрососуды наиболее многочисленные, прослойки соединительной ткани минимальны, диаметры мышечных волокон визуально меньше, чем в контралатералыюй конечности (рис.28 ж).
Активность ферментов оценивали визуально по интенсивности реакции. В литературе единого мнения по классификации мышечных волокон нет. При сопоставлении препаратов, в которых выявлена активность сукцинатдегидрогеназы и миозиновой аденозинтрифосфатазы отмечено, что волокнам с высокой активностью сукцинатдегидрогеназы, в основном соответствуют мышечные волокна с высокой активностью миозиновой аденозинтрифосфатазы (быстросокращающесся окислительное волокно), а волокна с высокой активностью лактатдегидрогеназы (гликолитические) чаще имеют низкую активность аденозинтрифосфатазы (медленносокращающееся промежуточное волокно) (рис.29).
ЛДГ - фермент, свидетельствующий об активности анаэробного обмена - гликолиза; СДГ высокоспецифичный внутримитохондриальный флавопротеидный фермент сукцинатоксидазной системы цикла Кребса, дающий ценную информацию об активности этого цикла. Мнозиновая АТФ-аза характеризует скорость трансмембранного транспорта [76].
Интегральная оценка адаптации передней большеберцовой мышцы к высокодробной дистракции в различное время суток
Показатель, характеризующий площадь гематотканевой диффузии в IV-й серии (1/8) в 1,8 раза возрастает относительно значения интактной группы и не отличается достоверно от двух других серий эксперимента (рис.46 б). То есть, через 28 дней дистракцпи в исследуемой мышце во всех сериях эксперимента наблюдается примерно одинаковая гематотканевая диффузия. Период фиксации. Анализ стереометрических данных, позволил установить, что отношение микрососуд/мышечное волокно в серии с круглосуточной автодистракцией снижается в 3,3 раза, тогда как в серии с 4-кратной дробностью - в 1,9 и в серии с 8-кратной дробностью - в 1,3 раза по сравнению с 28 днем дистракцпи (рнс.46 а). Индекс васкуляризацни идентичен в экспериментальных сериях с четырех- и восьмикратной дробностью, тогда как в условиях круглосуточной автодистракции данный показатель ниже в 1,7 раза, что обусловлено различным характером изменения количества мышечных волокон и микрососудов в исследуемых сериях эксперимента. Численная плотность мышечных волокон в серии с автодистракцией возрастает в 1,7 раза (P OOl), в серии с 4-кратнои подкруткой в 2,3 раза (Р 0,001), в режиме 1 мм за 8 приемов - в 1,2 раза (Р ОЗ) (рис.47 б). К этому сроку эксперимента численная плотность микрососудов после автодистракции снижается в 1,9 раза (1 0,001), в то время как в условиях 4-кратной дробности увеличивается в 1,2 раза 0,05), в режиме 1 мм за 8 приемов - почти не изменяется. Как видно, через месяц фиксации, васкуляризация мышцы снижается наиболее значительно в серии с автодистракцпей, что обусловлено повышением численной плотности мышечных волокон при снижении численной плотности микрососудов. Аналогичная картина наблюдается в серии с 8-кратным режимом, с той разницей, что изменения более сглаженные: повышение численной плотности мышечных волокон в 1,2 раза (Р 0,05) и снижение численной плотности микрососудов в 1,1 раза. Снижение же васкуляризацпн передней большеберцовой мышцы в режиме 4-кратной дробности происходит на фоне увеличения численной плотности и мышечных волокон и микрососудов (рис,47 а). Эти различные тенденции перестройки гемомикроциркуляторного русла в сравниваемых режимах дистракции отражают изменения таких параметров, характеризующих васкуляризацшо мышцы, как минимальное межкапиллярное расстояние и радиус цилиндра мышечного волокна, снабжающегося одним капилляром путем диффузии (рис.49). В конце фиксации относительный объем сосудистого русла в Ш-й и V-й сериях эксперимента (1/4 и 1/60) достоверно не изменяется по сравнению с периодом дистракции, а поверхностная плотность микрососудов достоверно снижается после удлинения в автоматическом режиме, не изменяясь при 4-кратной дробности удлинения (рис.48). Эти данные могут свидетельствовать об увеличении доли сосудов большего диаметра после удлинения и круглосуточном автоматическом режиме. Площадь гематотканевоп диффузии через месяц фиксации недостоверно повышается в IV-fi серии эксперимента (1/8), снижается в 1,3 раза в III серии (1/4) и резко снижается в 2,1 раза в серии с круглосуточной автодистракцпей. мышце при различных условиях дистракционного остеосинтеза голени.
Период после снятия аппарата. Параметр, характеризующий васкуляризацию мышц, изменяется различным образом в исследуемых режимах: при 4-кратной дробности - снижается в 1,3 раза, при 8-кратной - не изменяется, при автодистракции - увеличивается в 2,0 раза (рис.46 а). Минимальное значение параметра микрососуд/мышечное волокно отмечено в 4-кратном режиме (в 1,6 раза ниже контроля), в режиме удлинения 1 мм за 8 приемов данный параметр имеет промежуточное значение (в 1,3 раза ниже контроля) и при 60-кратиоП дробности - максимальная васкуляризация мышц (снижение в 1,1 раза относительно интактнон серии). Численная плотность мпкрососудов к коїщу эксперимента в IV-її серии (1/8) в 1,8 раза (P OOl) выше контроля, в 1,3 раза (Р Об) выше, чем при автодистракшш н почти не изменяется в Ш-її серии эксперимента (1/4) (рис.47 а). Численная плотность мышечных волокон выше относительно контрольного уровня: при 8-кратнон дробности в 2,2 раза (P OOl), при автодистракции - в 1,4 (Р 0,01) и при 4-кратноії - в 1,7 раза (Р 0,001) (рис.47 б).
Относительный объем микрососудов максимален в условиях 8-кратного режима, что в 1,9 раза (Р 0,001) выше контроля, в 1,2 раза (Р 0,05) выше, чем при 4-кратной дробности и недостоверно выше, чем при автодистракции (рис.48 а). При этом поверхностная плотность микрососудов в IV серии в 2,4 раза (P OOl) выше значения этого параметра в интактной группе, что в 2,5 раза (Р 0,001) больше по сравнению с 4-кратной ручной подкруткой и в 1,4 раза больше относительно автодистракции (рис.48 б). Очевидно, через месяц после снятия аппарата во всех сериях эксперимента отмечается приблизительно одинаковое значение объемной плотности микрососудов, которое выше контрольного уровня в 1,8 раза (Р 0,001). При этом, относительная плотность поверхности микрососудов существенно различается в сравниваемых сериях эксперимента: в Ш-н серии (1/4) несколько снижается по сравнению с контролем, в то время как в IV-й и в V-й сериях (1/8 и 1/60) значение этого параметра достоверно повышается, соответственно, и 2,4 и в 1,7 раза (рис. 48 б).
Наилучшую васкуляризацию мышц в режимах удлинения с высокой дробностью (IV-я и V-я серии) подтверждают такие показатели мпкроцирку-ляторного русла как радиус диффузионного цилиндра и минимальное межкапиллярное расстояние (рпс.49). Значения этих показателей в IV серии (1/8) в 1,3 раза меньше, чем в интактной группе, что в 1,3 раза меньше по сравнению с III серией (1/4) и в 1,2 раза меньше, чем в V серии. Эти данные согласуются с площадью гематоткапевои диффузии, которая через месяц после снятия аппарата в IV-ії серии (1/8) не изменяется, в Ш-її (1/4) снижается в 1,3 раза и при автодистракции повышается в 2,2 раза (рпс.46 б) по сравнению с 30 днем фиксации. Площадь гематоткапевои диффузии одинаково возрастает в высокодробных режимах в 1,8 раза относительно контрольного уровня, в то время как в условиях 4-кратной дробности снижается.
Динамика параметров, характеризующих васкуляризацию мышцы и площадь гематоткапевои диффузии, имеет свои особенности в сравниваемых сериях эксперимента (рис.46 а, б). В III серии (1/4) значения данных параметров снижаются к концу эксперимента, в условиях автодистракции отмечено резкое снижение обоих параметров к 30 дню фиксации с последующим повышением через месяц после снятия аппарата. В IV серии (1/8) васкулляризация мышцы также снижается к 30 дню фиксации, но не столь значительно, чем при автодистракции с последующим некоторым повышением через месяц после снятия аппарата. Площадь гематоткапевои диффузии в условиях 8-кратной дробности на протяжении всего эксперимента остается фактически на одном уровне (изменяется недостоверно).
Похожие диссертации на Морфофункциональный анализ передней большеберцовой мышцы при различных условиях дистракционного остеосинтеза голени
![Сравнительная характеристика морфологических изменений скелетной мышцы в условиях ее прижизненного и посмертного повреждения [Электронный ресурс]](/i/i/4286/191740.png "Сравнительная характеристика морфологических изменений скелетной мышцы в условиях ее прижизненного и посмертного повреждения [Электронный ресурс] Григорьева Юлия Владимировна")
