Введение к работе
Актуальность проблемы
Среди интенсивно разрабатываемых проблем современной гистологической науки, интегрированных с интересами клинической медицины, особой фундаментальностью отличается проблема гистогенеза и регенерации тканей. Скелетная мышечная ткань как одна из самых высокодифференцированных составляет до 40 % массы тела человека, и необходимость глубокого и всестороннего познания закономерностей её развития, регенераторных возможностей обусловлена высокой частотой повреждения мышц при оперативных хирургических вмешательствах, при травматизации во время техногенных катастроф и террористических актов, после огнестрельных повреждений.
На основе сложившихся к середине прошлого столетия научных положений о пластических свойствах соматической мышечной ткани (Студитский А.Н., 1951, 1959; Воронцова М.А., 1949; Лиознер Л.Д., 1975; Клишов А.А., 1971; Church J.T.C.,1966, 1969 и др.), скелетные мышцы обладают несомненной способностью восстанавливать свою структуру и функцию после повреждений, в том числе и после аутотрансплантации мышц в измельчённом состоянии.
А.А. Клишов и соавт. (1971, 1990), Р.К. Данилов и соавт. (1981, 1982, 1996), D.Allbrook, W.Baker, W.Kirkaldy-Willis (1966), J.T.CChruch (1970), B.M. Carlson (1973), H.Schmalbruch, U. Hellhammer (1976), D.R. Campion (1984), Z.Nie, R.G. Ham (1991), J.A. Carson, S.E Alway (1996) и др. источником регенерации скелетных мышечных волокон считают обнаруженные под базальным компонентом их сарколеммы миосателлитоциты (Mauro А., 1961). Не отрицается и возможность отделения от мышечных волокон ядерно-сар ко плазматических территорий (Клишов А.А., 1971; Данилов Р.К., 1982; Ямщиков Н.В., Суворова Г.Н., 2003, и др). Высказывались мнения (Wekerle Н. et al., 1975; Ketelsen U., Wekerle H., 1976; Guttman E. et al., 1976; Yarom R. et al., 1976; Sloper J., Partridge Т., 1980) и о немиогенных источниках регенерации - макрофагах, плюрипотентных стволовых клетках, фибробластах. А.А.Клишов (1971) предполагал, что для беспозвоночных и низших позвоночных животных более характерен миобластический путь регенерации, тогда как для высших позвоночных и человека - миобластический и миосимпластический.
Основные морфологические проявления регенерации скелетной мышечной ткани млекопитающих, начиная с процесса идентификации и слияния миобластов и заканчивая формированием молодых мышечных волокон, также весьма успешно исследовали F.E. Stockdal (1971), Л.Н. Жинкин, Л.Ф. Андреева (1963), S. Shafig, U. Gorycki (1965), U. Kaspar et al. (1969), R. Przybylski (1971), Г.В. Елякова (1972), J. Webb (1972), H. Schmalbruch (1976), J.A. Trotter, M. Nameroff(1976), A. Mauro (1979), P.K Данилов и соавт. (1979, 1983, 1994,
2000, 2001), I.R. Konigsberg, K.K. Pfister (1986). Однако по-прежнему дискутируется вопрос об активации и количественном содержании миосателлигоцигов в различных мышцах после воздействия механических, химических, физических альтерирующих факторов; о закономерностях изменений их пролиферативной активности; о возможностях последовательных этапов образования новых мышечных волокон; об адекватной реорганизации нфвно-мышечно-соединительнотканных взаимоотношений и формировании нового микроциркулягорного русла.
Менее широко и, в основном, до внедрения в гистологическую науку метода электронной микроскопии исследованы репаративные свойства скелетной мышечной ткани низших позвоночных.
Между тем, сравнительные морфологические исследования регенерации ткани в филогенезе позвоночных, исходя из традиций отечественной эволюционной гистологии, весьма перспективны. Это определяется тем, что некоторые проявления нормального и репаративного гистогенеза в органах низших позвоночных рекапитулируются регенерирующими после повреждений тканями высших позвоночных животных (Кнорре А. Г., 1971). Поэтому очевидна целесообразность использования сравнительного морфологического метода для объективного анализа репаративных потенций и диапазона структурной перестройки регенерирующей скелетной мышечной ткани.
Цели изадачи исследования Цель работы - выявить морфологические проявления посправматических реактивных изменений скелетной мышечной ткани после механического повреждения прямой мышцы живота у белых крыс (Rattus rattus) и озёрных лягушек (Rana ridibunda).
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
1. Провести микро- и субмикроскопическое исследование строения m. rectus abdominis у
взрослых белых крыс (Rattus rattus) и озёрных лягушек (Rana ridibunda).
Изучить морфологические проявления посправматических реактивных изменений т. rectus abdominis у белых крыс (Rattus rattus) после её передавливания и разреза.
Изучить морфологические проявления посправматических реактивных изменений т. rectus abdominis у озёрных лягушек (Rana ridibunda) после её передавливания и разреза.
4. Провести сравнительный анализ морфологических проявлений реактивных изменений
скелетной мышечной ткани m. rectus abdominis исследуемых видов животных после
различных по характеру её повреждений (передавливание, разрез).
Научная новизна полученных результатов
Впервые проведено сравнительное экспериментально-морфологическое исследование проявлений реактивных изменений тканевых элементов m.rectus abdominis у некоторых пойкило- (Капа ridibunda) и гомойотермных (Rattus Rattus) позвоночных после обширного повреждения (передавливание, разрез) одного из её мышечных сегментов.
Проведён критический анализ данных литературы, результатов собственных исследований, касающихся гистологического строения и посттравматической реактивности прямой мышцы живота у взрослых здоровых крыс и лягушек.
Впервые с использованием современных морфологических методов исследования детально изучена динамика репаративного морфогенеза мышцы, весьма часто подвергающейся травматизации в абдоминальной хирургии. Исследована зависимость восстановительных процессов в ней от вида повреждения и степени сохранности фасции; выявлен гетероморфизм мышечных волокон, обусловливающий особенности их ультраструктурных изменений. Обнаружена слабая регенераторная реакция волокон скелетной мышечной ткани после значительных по объёму локальных повреждений (передавливание, разрез). Отмечен менее выраженный диапазон адаптивных перестроек скелетных мышц у озёрных лягушек.
В период с первых по двадцатые сутки эксперимента установлено практически полное отсутствие пролиферативного компонента в репаративном гистогенезе повреждённой скелетной мышечной ткани.
Обнаружено незначительное участие миосателлитоцитов и изредка - отделённых от повреждённых мышечных волокон ядерно-саркоплазменных территорий в восстановлении обширных экспериментальных повреждений скелетной мышцы.
Научно-практическая значимость работы
Работа представляется как комплексное сравнительно-морфологическое исследование посттравматических реактивных изменений соматической мускулатуры у представителей тепло- (Rattus rattus) и холоднокровных (Rana ridibunda) животных. Она существенно расширяет представления о строении и репаративных возможностях скелетной мышечной ткани позвоночных, а выявленные закономерности проявлений и динамики морфологических изменений прямой мышцы живота после различных способов повреждения следует учитывать в абдоминальной хирургии.
Установлено, что фасция, сухожильные перемычки и эндомизий m.rectus abdominis являются субстратом не только обеспечения её механического натяжения, но и
формирования межтканевых взаимоотношений, что, в конечном итоге, определяет характер восстановительных процессов в повреждённом сегменте мышцы.
Редкие проявления активации миосателлитоцитов и образования ядерно-саркоплазменных территорий в ответ на значительное по объёму механическое повреждение свидетельствуют о специфике репаративных процессов в мышечных волокнах m.rectus abdominis, что представляет несомненный интерес для морфологов, цитологов, патологов, физиологов, специалистов в области спортивной медицины.
Положения, выносимые на защиту диссертации:
1. Посттравматические морфологические изменения скелетной мышечной ткани у
исследованных лабораторных видов млекопитающих и амфибий характеризуются
проявлениями как мгновенной, так и отсроченной гибели мышечных волокон в пределах
повреждённого мышечного сегмента прямой мышцы живота; жизнеспособностью лишь
незначительного количества их прираневых фрагментов, истончающихся под давлением
формирующегося рубца; более выраженными компенсаторно-приспособительными
реакциями отдалённых от повреждения участков.
2. Пролиферативная активность ядер мышечных волокон m. rectus abdominis лабораторных
крыс после их обширного повреждения (передавливание, разрез) незначительна.
Особенностями посттравматических изменений скелетной мышечной ткани холоднокровных
озёрных лягушек являются пролонгированность процесса регенерации, слабая реакция
клеток иммунной системы и соединительной ткани.
3. Характер репаративного процесса в мышце зависит от объёма её повреждения и
сохранности фасции. Восстановительные процессы более эффективны в эксперименте с
передавливанием мышцы; иногда они сопровождались отделением от повреждённых
мышечных волокон ядерно-сарко плазменных территорий и миосателлитоцитов без
последующих этапов их миогенной дифференцировки.
4. Принципиальным сходством характеризуются завершающие этапы заживления прямой
мышцы живота крыс и озёрных лягушек после значительных по объёму её повреждений
(передавливание, разрез). Немногочисленные «пережившие травму» прираневые фрагменты
мышечных волокон вместе с отдалёнными от повреждения участками, характеризующимися
более выраженными проявлениями внутрисимпластической регенерации, формируют новые
мышечно-соединительнотканные отношения, лишь отчасти восстанавливая повреждённый
сегмент мышцы.
Апробаиия работы Материалы диссертации докладывались и обсуждались на 54-56-й итоговых научных конференциях студентов и молодых учёных РостГМУ (Ростов-на-Дону, 2000, 2001, 2002 гг.); научной конференции студентов, молодых учёных и специалистов «Актуальные вопросы фундаментальной и прикладной медицинской морфологии» (Ростов-на-Дону, 2000 г.); научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения з.д.н. РСФСР проф. П.А.Соколова (Ростов-на-Дону, 2000 г.); Ш-ем Медицинском Конгрессе молодых учёных России (Ижевск, 2000 г.); межвузовской научной конференции «Актуальные медико-биологические проблемы в современных условиях» (Ижевск, 2001 г.); 75-ой Всероссийской студенческой научной конференции, посвященной 100-летию Студенческого научного общества КазГМУ (Казань, 2001 г.); научной конференции студентов, молодых учёных и специалистов «Актуальные проблемы клинической анатомии» (Ростов-на-Дону, 2001 г.); 11-ой и Ш-ей международных научно-практических конференциях «Здоровье и образование в XXI веке» (Москва, 2001, 2002 гг.); ГУ-ой научной сессии РостГМУ (Ростов-на-Дону, 2004г.).
Публикации результатов исследования По теме диссертационной работы опубликовано 12 научных работ, из них 5 - в центральной печати.
Внедрение в практику Результаты экспериментальных исследований используются в лекционном курсе и при проведении занятий на кафедрах гистологии и эмбриологии, общей биологии и генетики, нормальной физиологии РостГМУ, в работе Центра клинической морфологии и генетики РостГМУ.
Объём и структура диссертации Диссертация состоит из введения, главы обзора литературы, главы по материалам и методам исследования, главы собственных исследований нормального строения и морфологических изменений после экспериментального повреждения m. rectus abdominis крыс и озёрных лягушек, главы обсуждения полученных результатов, выводов и указателя литературы, включающего 134 отечественных и 86 зарубежных источников. Работа изложена на 177 страницах машинописного текста, иллюстрирована 3 схемами, 11 графиками, 9 таблицами, содержит 63 электронных и 67 световых микрофотографий.
