Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Функциональная морфология миокарда при ишемической болезни сердца 11
1.1. Функциональная морфология кардиомиоцитов в норме 11
1.2. Функциональная морфология кардиомиоцитов при патологии 14
1.3. Клинико-морфологические исходы хронической ишемии миокарда 21
1.4. Поиски морфологических предикторов послеоперационного ремоделирования сердца 25
Глава 2. Материалы и методы исследования 28
2.1. Объект исследования. Методика хирургического восстановления левого желудочка 28
2.2. Гистологические методы исследования 33
2.3. Методы электронно-микроскопического исследования 36
2.4. Математическая обработка результатов 37
Глава 3. Морфофункцнональпое состояние миокарда левого желудочка и ушка правого предсердия у больных ишемической кардиомиопатией 38
Глава 4. Ультраструктура кардиомиоцитов миокарда левого желудочка и ушка правого предсердия у больных ишемической кардиомиопатией 52
Глава 5. Выявление морфологических предикторов послеоперационного ремоделирования сердца (сопоставление результатов клинических и морфологических исследований) 72
Глава 6. Обсуждение полученных результатов 91
Выводы 110
Список использованной литературы 111
- Функциональная морфология кардиомиоцитов при патологии
- Гистологические методы исследования
- Морфофункцнональпое состояние миокарда левого желудочка и ушка правого предсердия у больных ишемической кардиомиопатией
- Ультраструктура кардиомиоцитов миокарда левого желудочка и ушка правого предсердия у больных ишемической кардиомиопатией
Введение к работе
Актуальность проблемы
Хроническая сердечная недостаточность - это патофизиологический синдром, при котором в результате какого-либо заболевания сердечно-сосудистой системы происходит снижение насосной функции миокарда, что приводит к дисбалансу между гемодинамической потребностью организма и возможностями сердца. Первопричиной хронической сердечной недостаточности является ухудшение способности желудочков сердца к наполнению или опорожнению, обусловленное повреждением миокарда, а также дисбалансом вазоконстрик-торных и вазодилатирующих нейрогуморальных систем [55, 194].
В 60% случаев ведущую роль в этиологии хронической сердечной недостаточности занимает ишемическая болезнь сердца [7, 185, 194]. По данным разных авторов, в 10-35% случаев у больных ишемической болезнью сердца развивается ишемическая кардиомиопатия, обусловленная диффузным, значительно выраженным атеросклерозом коронарных артерий и проявляющаяся кар-диомегалией, известной под термином «ремоделирование» сердца, и симптомами застойной сердечной недостаточности [7, 36]. Процесс ремоделирования сердца представляет собой совокупность изменений формы, объема полостей и массы миокарда постинфарктного сердца в ответ на выраженные неадекватные гемодинамические условия его функционирования, не связанные с увеличением длины саркомеров, вызванным их предварительным перерастяжением [63, 64, 136, 162]. Нередко хирургическое вмешательство становится единственным способом лечения больных с хронической сердечной недостаточностью, в основе которой - глубокие изменения функциональной морфологии кардиомио-цитов. Различные варианты реконструкции левого желудочка, направленные на механическое изменение размеров сердечных полостей, в сочетании с аортоко-ронарным шунтированием занимают ведущее место в комплексном лечении этой патологии. Однако их результаты показывают, что у части оперированных пациентов происходит повторное «ремоделирование» сердца и прогрессирова-ние сердечной недостаточности в отдаленном послеоперационном периоде, т.е. возвращение к исходным (дооперационным) показателям размеров и функциональной способности органа [125, 126, 132, 133, 141, 149, 168, 179, 189, 192].
Одним из путей улучшения клинических результатов лечения аневризм ЛЖ является совершенствование диагностического алгоритма, разработка и внедрение в клиническую практику оптимальной тактики хирургического лечения хронической сердечной недостаточности на основании оценки клинической и морфофункционалыюй эффективности различных видов оперативных вмешательств, а также выявление факторов, связанных с неблагоприятными отдаленными результатами хирургического лечения у больных ишемической болезнью сердца с обширным постинфарктным кардиосклерозом.
Миокард - уникальная ткань, состоящая из высокодифференцированных клеток — кардиомиоцитов, имеющих ряд морфологических особенностей в норме и отвечающих набором неспецифических структурных изменений на па-томорфоз сердечно-сосудистых заболеваний [44, 46, 47, 49, 50, 54, 69, 70].
Впервые поиски морфологических предикторов послеоперационного ре-моделирования сердца при кардиомиопатиях зарубежные исследователи начали вести 7-Ю лет назад, анализируя течение послеоперационного периода и оценивая морфофункционалыюе состояние миокарда левого желудочка по данным интраоперационных биопсий [125, 126, 141, 178]. Однако результаты этих единичных исследований крайне противоречивы [125, 141]. В доступной нам русскоязычной литературе встречаются отдельные статьи, посвященные изучению морфофункционалыюго состояния миокарда левого желудочка и ушка правого предсердия у больных ишемической болезнью сердца различных функциональных классов [29, 66]. Широким охватом анализа морфометрических параметров эти работы также не отличаются [29], а некоторые авторы и вовсе ограничиваются только описательной морфологией, не вникая в механизмы возможного патогенеза ремоделирования сердца [66].
Цель работы
Цель работы - выявить морфологические предикторы послеоперационного ремоделирования сердца у больных ишемической кардиомиопатией на основании анализа исходного морфофункционального состояния миокарда левого желудочка и ушка правого предсердия.
Задачи исследования
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи.
1. Оценить морфофункциональное состояние миокарда левого желудочка и ушка правого предсердия у больных ишемической кардиомиопатией с хронической сердечной недостаточностью.
2. Дать оценку корреляции исходного морфофункционального состояния миокарда левого желудочка и ушка правого предсердия у больных ишемической кардиомиопатией с хронической сердечной недостаточностью.
3. Провести клинико-морфологические параллели послеоперационного ремоделирования левого желудочка и выявить факторы, связанные с неблагоприятными отдаленными результатами хирургического лечения больных ишемической кардиомиопатией с хронической сердечной недостаточностью.
4. Изучить особенности ультраструктурной организации кардиомиоцитов миокарда левого желудочка и ушка правого предсердия у больных ишемической кардиомиопатией и провести параллели тканевого и ультраструктурного аспектов послеоперационного ремоделирования миокарда.
Научная новизна
Детально изучено морфофункциональное состояние и особенности ультраструктурной организации кардиомиоцитов миокарда ушка правого предсер дня и миокарда левого желудочка у больных ишемической кардиомиопатией с хронической сердечной недостаточностью.
Впервые сопоставлены результаты гистологических, электронно-микроскопических и морфометрических методов исследования миокарда больных людей с клиническими результатами их оперативного лечения. Получены новые данные о механизмах патогенеза повторного ремоделирования левого желудочка и прогрессировать сердечной недостаточности в отдаленном послеоперационном периоде на тканевом и ультраструктурном уровнях.
Впервые показано, что повторное ремоделирование левого желудочка и прогрессирование сердечной недостаточности в отдаленном послеоперационном периоде у больных ишемической кардиомиопатией можно достоверно прогнозировать на основании анализа морфофункционалыюго состояния кардио-миоцитов.
Практическая значимость работы
Разработка морфологических критериев анализа состояния кардиомиоцн-тов уже на этапе оперативного вмешательства позволит прогнозировать «поведение» сердца в отдаленном послеоперационном периоде у каждого конкретного пациента и предотвращать послеоперационное ремоделирование сердца адекватной тактикой хирургического лечения при обнаружении морфологических предикторов этого явления. Предлагаемый способ прогнозирования послеоперационного ремоделирования сердца позволяет сократить прямые и косвенные расходы на лечение, повысить качество жизни больных, что имеет медико-социальную и экономическую значимость. Результаты исследования используются в учебном процессе на кафедрах морфологии и общей патологии и патологической анатомии ГОУ ВПО СибГМУ Росздрава.
Внедрение результатов исследования
Результаты исследования внедрены в практическую деятельность отдела сердечно-сосудистой хирургии ГУ НИИ кардиологии ТНЦ СО РАМН, а также в учебный процесс на кафедрах морфологии и общей патологии и патологической анатомии ГОУ ВПО СибГМУ Росздрава. На результаты проведенного исследования получена приоритетная справка №2006105277 Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (Роспатент) от 22.02.2006 года.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Признаки миокардита в сочетании с выраженным фиброзом, низким трофическим индексом и высокими значениями зоны перикапиллярной диффузии и индекса Керногана являются морфологическими предикторами послеоперационного ремоделирования сердца.
2. Альтеративная недостаточность кардиомиоцитов ушка правого предсердия и левого желудочка при хронической ишемии миокарда, как правило, сочетается с их пластической недостаточностью и является негативным прогностическим признаком.
3. Морфологическим субстратом послеоперационного ремоделирования сердца на клеточном и ультраструктурном уровнях является прогрессирующая элиминация сократительного аппарата кардиомиоцитов, приводящая к систолической дисфункции левого желудочка и дилатации камер сердца.
Апробация работы
Основные положения работы доложены и обсуждены:
• на VI научно-практической конференции с международным участием «Санкт-Петербургские научные чтения», г. Санкт-Петербург (2004);
• на 69-й студенческой научно-практической конференции, посвященной 75-летию со дня рождения проф. А.Н. Орлова, г. Красноярск (2005);
• на VI ежегодном семинаре молодых ученых «Актуальные вопросы диагностики, фармакотерапии и хирургического лечения заболеваний сердечнососудистой системы», г. Томск (2005);
• на Пироговской студенческой научной конференции, г. Москва (2005);
• на международном конгрессе 3rd International Congress THE FAILING HEART UNDER STRESS. Multifactorial aspects of acute and chronic heart failure, November 20-22, 2005, Amsterdam, Netherland;
• на VII ежегодном семинаре молодых ученых «Актуальные вопросы диагностики, фармакотерапии и хирургического лечения заболеваний сердечнососудистой системы», г. Томск (2006);
• на международном конгрессе 55th International Congress The European Society for Cardio-Vascular Surgery, May 11-14, 2006, St. Petersburg, Russia.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 27 печатных работ, в том числе глава «ХИРУРГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЛЕЧЕНИЯ СЕРДЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ» в коллективной монографии «КОРОНАРНАЯ И СЕРДЕЧНАЯ НЕДОСТАТОЧНОСТЬ» под общей редакцией академика Р.С. Карпова, посвященной 25-летию НИИ кардиологии Томского научного центра Сибирского отделения РАМН и 20-летию Филиала ГУ НИИ кардиологии ТНЦ СО РАМН «Тюменский кардиологический центр», 11 работ в центральной печати, 2 - в зарубежной печати, І
Объем и структура диссертации
Диссертация изложена на 130 страницах машинописного текста, содержит 5 таблиц и иллюстрирована 60 рисунками, из которых 6 схем, 12 гистограмм и 42 микрофотографии. Состоит из введения, обзора литературы, 3 глав собственных исследований, обсуждения результатов исследования, выводов и списка цитируемой литературы. Список литературы включает 200 источников (97 на русском и 103 на иностранном языках).
Функциональная морфология кардиомиоцитов при патологии
Сердечная мышечная ткань имеет ряд морфологических особенностей, отчетливо проявляющихся в патогенезе и исходе многих сердечно-сосудистых заболеваний [46, 47, 49, 50, 54, 69, 70, 86, 89]: г- структурная организация миокарда свидетельствует о высокой диффе-ренцированности и строгой функциональной специализации КМЦ и во многом определяет характер морфологических проявлений их патологии; миофибриллы реагируют на альтеративные воздействия набором структурных нарушений, не специфических для того или иного повреждающего фактора или агента; при этом обнаруженные изменения структуры миофибрилл являются первичными, самостоятельными типами повреждений, не переходят один в другой и определяют исход повреждения клетки; основными, имеющими наиболее важное клиническое значение изменениями мышечных клеток являются дистрофия и некробиоз. Дистрофические и некробиотические изменения КМЦ лежат в основе очаговых метаболических повреждений сердца и инфаркта миокарда; повреждения миокарда, возникающие при самых разнообразных патологических ситуациях, всегда носят очаговый характер; при этом морфологические проявления повреждения миокардиальных клеток в очагах неоднородны, а сочетание нескольких типов повреждений клеток «индивидуально» для каждого отдельно взятого очага. Выявление ранних стадий повреждений миокардиальных клеток на све-тооптическом уровне стало возможным в результате использования метода поляризационной микроскопии [46, 47, 49, 50, 54]. Чувствительность метода поляризационной микроскопии для диагностики ранних изменений КМЦ основана на том, что, как выяснилось, нарушения энергетического обмена тотчас же отражаются на состоянии миофибрилл, что в свою очередь проявляется изменением их двулучепреломления [49, 69, 70].
Прежде чем охарактеризовать основные типы повреждений миокарда, необходимо остановиться на их классификации и терминологии. В этой связи следует отметить, что обширный материал, накопленный в клинических и экспериментальных исследованиях, позволяет сегодня с достаточной уверенностью регистрировать различные типы повреждений миокарда и оценивать характер повреждающего фактора и продолжительность патологического процесса. Вместе с тем при анализе данных по патологии миокарда возникают определенные затруднения, связанные с отсутствием единой классификации разных типов его повреждений. Это приводит к одновременному существованию в литературе разных терминов, обозначающих одни и те же изменения КМЦ, и использованию одних и тех же терминов при описании разных патологических процессов [44, 96]. В отечественной литературе наиболее разработанной следует признать систематизацию типов повреждений миокарда школы Ю. Г. Целла-риуса [69, 70, 86], согласно которой различный характер изменений миофибрилл, выявляемый с помощью поляризационной микроскопии, может быть положен в основу классификации типов острых повреждений мышечных клеток сердца. Выделены следующие самостоятельные типы острой патологии КМЦ: 1) контрактурный тип повреждения (сегментарные и субсегментарные контрактуры); 2) внутриклеточный миоцитолнз; 3) первичный глыбчатый распад миофибрилл; 4) цитолиз. Указанные типы повреждений (альтерации) КМЦ регистрируются вследствие нарушений энергетического обмена при ишемии, токсических воздействиях, метаболических нарушениях и составляют морфологическую основу альтеративной недостаточности миокарда [47, 49, 50, 54, 69, 70, 86, 88, 89]. В согласии с классическими представлениями авторы выделяют два типа некроза мышечных клеток: коагуляционный и колликвацион-ный.
Контрактурные типы повреждений определяются в поляризованном свете по усилению анизотропии А-дисков миофибрилл и в разной степени выраженному укорочению высоты изотропных дисков. Тотальная контрактура миофибрилл мышечной клетки сердца обозначена как «сегментарная контрактура». Другой тип повреждения, характеризующийся сокращением отдельных групп саркомеров при сохраненной нормальной исчерченности несокращенных участков миофибрилл, называют «субсегментарными контрактурами» [47, 49, 54, 69, 70, 86].
Сегментарные контрактуры возникают в миокарде в момент воздействия неблагоприятного фактора [47, 49, 54, 69, 70]. Наряду с нормальными КМЦ, миофибриллы которых имеют равномерную поперечную исчерченность, в поляризованном свете четко определяются клетки с контрактурой миофибрилл [47, 69, 70]. Различают три степени сегментарной контрактуры по усилению анизотропии А-дисков и различной степени укорочения I-дисков миофибрилл [47, 49, 54, 69, 70]. Сегментарными контрактурами I степени считают усиление анизотропии А-дисков миофибрилл без заметного укорочения изотропных дисков в поляризованном свете и умеренное уплотнение миофибрилл, нечеткое определение изотропных дисков, Н-зоны и М-линии при электронно-микроскопическом исследовании. Сближение А-дисков за счет истончения изотропных дисков в поляризованном свете и уплотнение миофибрилл, укороче 17 ниє изотропных дисков, Н-зоны, М-линии, появление вдоль размытых Z полосок плотных зон - «полос сокращения», при электронно-микроскопическом исследовании квалифицируют как сегментарные контрактуры II степени. За сегментарные контрактуры III степени принимают участки полного исчезновения 1-дисков, слияние А-дисков в сплошной анизотропный конгломерат в поляризованном свете, а также уплотнение миофибрилл, частую периодическую поперечную исчерченность, образованную парными Z-полосами сокращения в электронном микроскопе.
Гистологические методы исследования
Гистологические методы представляют собой предварительную обработку исследуемого материала, необходимую для дальнейшего микроскопического исследования. Приготовление гистологических препаратов осуществлялось следующим способом [39, 41]: 1) фиксация в 10% растворе нейтрального формалина в течение 24 часов; 2) промывание в проточной воде в течение 24 часов; 3) обезвоживание в этаноле восходящей концентрации (70%, 80%, 90%, 96%, 1-й абс. спирт, 2-й абс. спирт) по 24 часа; 4) последовательное пропитывание материала в двух порциях хлороформа по 6 часов в каждой; 5) пропитывание материала в насыщенном растворе парафина в хлороформе в течение 7 суток при 37 С; 6) заливка материала парафином при 37 С; 7) заливка материала двумя порциями парафина при 56 С; 8) вырезание парафиновых блоков и их наклеивание на деревянные заготовки; 9) приготовление срезов толщиной 5-7 мкм при помощи санного микротома МС-2. Окрашивание полученных срезов велось по двум методам: гематоксилином-эозином и по методу Маллори [39, 41]. Окраска гематоксилином и эозином 1. Доведение срезов до воды. Этот этап состоит из депарафинизации срезов в толуоле или ксилоле в течение 15-20 минут при 37С, далее их помещали в 96% этанол на 2 минуты. В завершение срезы промывали в дистиллированной воде в течение 5 минут. 2. Окраска гематоксилином Эрлиха 5 минут. 3. Дифференцировка в 1% солянокислом спирте в течение 15-20 секунд. 4. Промывание в водопроводной воде 10 минут. 5. Окраска 0,1% водным раствором эозина 3 минуты. 6. Обезвоживание в 96% этаноле 2 минуты. 7. Просветление в ксилоле 10 минут. 8. Заключение в канадский бальзам. Окраска по методу Маллори 1. Доведение срезов до воды. Этот этап состоит из депарафинизации срезов в толуоле или ксилоле в течение 15-20 минут при 37С, далее их помещали в 96% этанол на 2 минуты. В завершение срезы промывали в дистиллированной воде в течение 5 минут. 2. Окраска 3% водным раствором бихромата калия 30 минут. 3. Промывание в дистиллированной воде 3 раза по 10 минут. 4. Окраска 1% водным кислым фуксином 20 секунд. 5. Протравливание в 2% растворе фосфорно-вольфрамовой кислоты 10 минут. 6. Ополаскивание в дистиллированной воде. 7. Окраска реактивом Маллори 2-3 минуты. 8. Промывание в дистиллированной воде 2 раза по 3 минуты. 9. Обезвоживание в 96% этаноле 2 минуты. 10. Просветление в ксилоле 10 минут. 11. Заключение в канадский бальзам. Гистологические препараты изучались с помощью обычной световой и поляризационной микроскопии.
Для количественной характеристики изменений применяли морфометри-ческие методы - измерение удельного объема (Vy, УО) отека, сосудов, паренхимы и стромы миокарда методом точечного счета, предложенным А.А. Глаголевым [1,2, 15, 18, 19]: Vv=Vi/Vt = Pi/Pt, где Vj - индивидуальный объем; Vt - абсолютный объем; Р, - число точек, попавших на объект; Pt - общее число точек тест-системы. Подсчет Vv паренхимы, стромы, сосудов и отека проводили в 5-7 случайных полях зрения каждого среза с помощью программ обработки графических изображений. За единичный объем принимали 1 мм3 ткани для исследования на светооптическом уровне [1, 2, 18]. С помощью окулярного микрометра производили измерение диаметра КМЦ на продольных срезах на уровне ядра мио-кардиальных клеток. Для количественной характеристики взаимоотношений паренхимы миокарда, стромы органа и обменного звена микроциркуляторного русла с целью выявления факторов риска послеоперационного ремоделирова-ния сердца оценивали следующие морфометрические параметры: паренхима-тозно-стромальное отношение (ПСО), трофический индекс (ТИ) и зону перика-пиллярной диффузии (ЗПкД), а для количественной характеристики состояния сосудов микроциркуляторного русла и их пропускной способности вычисляли индекс Керногана (ИнК). ПСО - это отношение удельного объема (УО) паренхимы миокарда к УО стромы; ТИ (наиболее полно отражающий состояние трофики миокарда) - это отношение УО капилляров к УО паренхимы; ЗПкД (площадь ткани, которую кровоснабжает один капилляр) - отношение диаметра капилляров к их УО; ИнК (показатель пропускной способности микроциркуля 36 торного русла) - это отношение толщины сосудистой стенки артериол к радиусу их просвета [1, 20].
Для электронно-микроскопического исследования был взят миокард ушка ПП и миокард ЛЖ 15 больных обоего пола (13 мужчин, 2 женщины) с ИКМП. Образцы не более 2 мм3 фиксировали в 2,5% растворе глутарового альдегида на 0,2М какодилатном буфере с рН = 7,2 при температуре +4С и постфиксировали в 1% растворе Os04 на холоде в течение 4 часов [26, 78, 80]. В дальнейшем дегидратировали биоптаты в этаноле восходящей концентрации, заливали в смесь эпона и аралдита. Полутонкие и ультратонкие срезы готовили на ультратоме LKB III (Швеция). Полутонкие срезы окрашивали 1% раствором толуидинового синего и просматривали в световом микроскопе. Ультратонкие срезы контрастировали цитратом свинца и уранилацетатом и изучали их в электронном микроскопе JEM-100 СХ (Япония). Морфометрию ультраструктур проводили на оцифрованных негативных фотопластинках с начальным увеличением 4800 — 10000 с помощью программ обработки графических изображений. Вычисляли УО миофибрилл, митохондрий, ядер и гранул предсердных КМЦ методом точечного счета, предложенным А.А. Глаголевым [15, 18, 19, 97]: Vv=Vi/V, = P1/Pt, где Vj - индивидуальный объем; Vt - абсолютный объем; Pi - число точек, попавших на объект; Pt - общее число точек тест-системы. За единичный объем принимали 1 мкм3 ткани для исследования на ультраструктурном уровне [1, 2]. Оценивали митохондриально-миофибриллярное отношение (ММО) как отношение УО митохондрий к УО миофибрилл. 2.4. Математическая обработка результатов
Проводили вычисление тканевых и клеточных стереологических параметров по данным обычной световой и электронной микроскопии: удельных объемов паренхимы, стромы, общего отека миокарда, сосудов и капиллярного звена микроциркуляторного русла, митохондрий, миофибрилл, ядер и гранул предсердных кардиомиоцитов. Вычисляли паренхиматозно-стромальное отношение, трофический индекс, зону перикапиллярной диффузии, индекс Керно-гана и митохондриально-миофибриллярное отношение по вышеуказанным формулам. Инструментально оценивали целый ряд клинических показателей на дооперационном этапе (исходные значения), в раннем и отдаленном послеоперационных периодах, среди которых ключевыми для оценки систолической функции миокарда являлись значения фракции выброса и конечно-диастолического объема левого желудочка, позволяющие достоверно оценивать «поведение» сердца в отдаленном послеоперационном периоде. Результаты представляли в виде среднего значения (М) и ошибки среднего значения (т). Достоверность полученных данных проверяли с помощью непараметрического критерия Ван-дер-Вардена [16, 31, 58]. Разницу значений в сравниваемых группах считали достоверной при р 0,05. Оценивали достоверность различий относительных частот встречаемости признаков миокардита в группах больных с положительной и отрицательной динамикой отдаленных результатов хирургического лечения ишемической кардиомиопатии [58].
Морфофункцнональпое состояние миокарда левого желудочка и ушка правого предсердия у больных ишемической кардиомиопатией
Послеоперационное ремоделирование ЛЖ у больных ИКМП обусловлено, по нашему мнению, далеко зашедшими патологическими изменениями в миокарде, не претерпевающими обратного развития после восстановления нормального кровенаполнения ишемизированных зон. Поэтому оценка морфо-функционального состояния миокарда на момент операции является важным этапом оценки степени обратимости/необратимости патологических изменений наряду с имеющимися методами функциональной диагностики.
Исследовали интраоперационные биоптаты миокарда ЛЖ и ушка ПП 50 больных обоего пола (43 мужчины и 7 женщин) с ИКМП, взятые во время реконструктивных операций. Возраст пациентов колебался от 42 до 65 лет ((52,5±4,9) лет), КДО и КДД ЛЖ превышали 180 мл и 30 мм рт. ст. соответственно, ФВ ЛЖ была ниже 40%. Кроме того, по данным ЭхоКГ и радиоизотопных методов исследования регистрировались участки а- и дискинеза ЛЖ. У всех пациентов была стенокардия III-IV функциональных классов (по классификации Канадского общества кардиологов - CCS), НК III степени по NYHA (Нью-Йоркская ассоциация сердца), длительность течения ИБС от 5 до 10 лет. Тактика оперативного лечения основывалась на результатах выявления гибер-нированного миокарда с помощью комплексной (ЭхоКГ и ОЭКТ с тТс-технетрилом) оценки результатов нитроглицериновой пробы: 14 пациентам выполнено АКШ, 36 больным проведено хирургическое восстановление ЛЖ в сочетании с АКШ. Указанные критерии клинической характеристики пациентов с разной тактикой хирургического лечения достоверно не различались. Среднее количество пораженных коронарных артерий составило 3,2±0,4. В ходе исследования морфофункционального состояния миокарда ЛЖ и ушка ПП больных ИКМП на гистологических препаратах, окрашенных гематоксилином и эозином и по методу Маллори, с помощью обычной световой микроскопии было обнаружено, что плотность распределения сосудов резко уменьшена по сравнению с контрольным материалом аутоптатов людей, погибших в результате острой травмы, без признаков сердечно-сосудистой патологии. Независимо от диаметра кровеносных сосудов повсеместно наблюдались явления нарушения гемодинамики: периваскулярный отек, венозное полнокровие (рис. 5), запустевание и спазм артериол и мелких артерий (рис. 6,а). Ядра эндотелиоцитов в спазмированных артериолах визуально «выдавлены» в просвет сосудов. Это известный артефакт [14], эндотелиальные клетки сохраняют контакты с подлежащей базальной мембраной. Микроциркуляторное звено сосудистого русла полнокровно, нередко отмечали явления стаза эритроцитов в капиллярах, прекапиллярах и артериолах (рис. 6,6). В отдельных капиллярах наблюдали округление эндотелиоцитов, проявлением которого являлось выбухание ядер эндотелиальных клеток внутрь просвета капилляров, что, безусловно, снижало их пропускную способность и уровень трофики миокарда.
Инфильтрация в 50% случаев носила диффузный характер, реже - очаговый или сливной. При этом отмечали интересную особенность: наличие инфильтрата в миокарде ушка ПП дает 100% гарантию присутствия воспалительного инфильтрата и в миокарде ЛЖ, но не наоборот, поскольку не у всех больных ИКМП отмечали патоморфологическую картину миокардита в миокарде ушка ПП, если у них обнаруживали инфильтрацию в миокарде ЛЖ, т.е. инфильтрацию чаще обнаруживали в интраоперационных биопсиях миокарда ЛЖ.
Фиброз в миокарде ЛЖ у больных ИКМП с патоморфологической картиной миокардита был, как правило, выраженным (неблагоприятным), реже -умеренным (по Марбургской классификации [200]) (рис. 9). В миокарде ушка ПП фиброз также имел место, но был чаще всего на одну степень ниже по той же классификации: умеренным и незначительным соответственно (рис. 10). Не было обнаружено ни одного случая, когда воспалительная инфильтрация стро-мы миокарда ЛЖ не сочеталась с умеренным или выраженным фиброзом.
В норме саркоплазма КМЦ равномерно окрашивалась эозином в розовый цвет и имела четко выраженную поперечную исчерченность. Границы миокар-диальных клеток изредка определялись только на продольных срезах. Ядра КМЦ имели овальную, реже - округлую форму, незначительно варьировали в размерах и занимали центральное положение. Сократительный аппарат располагался по периферии клетки. Гетерохроматин располагался под ядерной оболочкой, эухроматин преобладал в центральной зоне ядра. В поляризованном свете анизотропные А-диски миофибрилл выглядели светлыми широкими светящимися полосами, между которыми были видны темные, более узкие несветящиеся полоски - изотропные 1-диски.
КМЦ миокарда ЛЖ у больных ИКМП были, как правило, гипертрофированы, располагались поодиночке или небольшими очагами, окруженными полями рубцовой ткани, сформированной на месте предшествующих инфарктов. Следует отметить выраженный полиморфизм ядер КМЦ: увеличение их размеров, изменения формы и тинкториальных свойств. Чаще всего форма ядер КМЦ овальная, с нечеткими волнообразными контурами. Нередко ядра принимают форму «восьмерок», «коромысла», «спирали» и т.д. Хроматин таких ядер конденсирован, располагается преимущественно по периферии ядра (рис. 11).
Описанная морфология ядер соответствует светооптическим признакам апоптоза клеток, к которым относятся, в частности, маргинация хроматина -наиболее специфический признак [7, 22, 32, 38, 121, 123], неровность контуров ядер и конденсация хроматина. Неровность контуров ядер и конденсация хроматина не расцениваются большинством ученых как специфические светооп-тические признаки запрограммированной гибели клеток [9, 187, 197]. Вблизи некоторых ядер или внутри них встречались оксифильные включения, похожие на апоптотические тельца (рис. 12). Цитоплазма таких КМЦ эозинофильна, контуры клетки неровные, что некоторые авторы считают также признаками апоптоза [9].
Ультраструктура кардиомиоцитов миокарда левого желудочка и ушка правого предсердия у больных ишемической кардиомиопатией
Предыдущая глава была посвящена изучению морфофункционалыюго состояния миокарда ЛЖ и ушка ПП у больных ИКМП. Было показано многообразие форм повреждений КМЦ как миокарда ЛЖ, так и ушка ПП, отмечены выраженные признаки нарушения гемодинамики: периваскулярный отек, венозное полнокровие, запустевание и спазм артериол и мелких артерий, полнокровие микроциркуляторного звена сосудистого русла, стаз эритроцитов в капиллярах, округление эндотелноцитов в разных отделах сердца у больных ИКМП. Морфологические изменения, происходящие в миокарде на тканевом уровне, должны находить свое отражение и на уровне ультраструктурной организации органа, что также должно выражаться в многообразии ультраструктурных изменений. Кроме того, причиной систолической дисфункции желудочков, обусловливающей ишемическое ремоделирование сердца, является несостоятельность сократительного аппарата КМЦ, первопричиной которой становится гипоперфузия миокарда. Исходя из этого, изучение особенностей ультраструктурной организации КМЦ миокарда ЛЖ и ушка ПП представляет огромный интерес для понимания патогенеза послеоперационного ремодели-ровання сердца и открывает перспективы поиска субстратов прогрессирования сердечной недостаточности в отдаленном послеоперационном периоде на клеточном уровне организации сердца.
Электронно-микроскопическому исследованию подвергали интраопера-ционные биоптаты ЛЖ и ушка ПП 15 больных ИКМП обоего пола (13 мужчин, 2 женщины). Этапность взятия материала соответствовала таковой при гистологическом исследовании. Образцы не более 2 мм3 фиксировали в 2,5% растворе глутарового альдегида на 0,2М какодилатном буфере с рН = 7,2 при тем 53 пературе +4С и постфиксировали в 1% растворе Os04 на холоде в течение 4 часов [26, 78, 80]. В дальнейшем дегидратировали биоптаты в этаноле восходящей концентрации, заливали в смесь эпона и аралдита. Полутонкие и ультратонкие срезы готовили на ультратоме LKB III (Швеция). Полутонкие срезы окрашивали 1% раствором толуидинового синего и просматривали в световом микроскопе. Ультратонкие срезы контрастировали цитратом свинца и уранил-ацетатом и изучали их в электронном микроскопе JEM-100 СХ (Япония) при первичном увеличении от 4800 до 10000.
При электронно-микроскопическом исследовании КМЦ миокарда ЛЖ и ушка 1111 обращал на себя внимание полиморфизм ультраструктур миокардиальных клеток. Встречали КМЦ с различной структурой ядер и органелл. Ядра чаще всего располагались в центре миокардиальных клеток, но в некоторых КМЦ смещались в подсарколеммальную зону (рис. 21).
Отмечали расширение околоядерного пространства, при этом последнее не заполнялось митохондриями, гранулярным ретикулумом и элементами аппарата Гольджи, а представлено в значительном объеме разреженным цито-плазматическим матриксом, содержащим гликоген в /3-форме и имеющим округлую или продолговатую форму (моногранулярный гликоген) (рис. 24). Рисунок 23. Кардиомиоцит миокарда ушка ПП больного ИКМП: агрегация хроматина (АХ) в центре ядра (Я) и в примембранной зоне; МФ - миофибрил-лы; MX - митохондрии. У в. 25000
Рисунок 24. Ультраструктура кардиомиоцита миокарда ЛЖ больного ИКМП: извилистость контуров ядра (Я); сегрегация гранулярного и фибриллярного компонентов ядрышка (Яд); расширение околоядерного пространства, заполненного -гликогеном (Г). Ув. 17000 Розетки а-гликогена присутствовали в очень незначительных количествах в межмиофибриллярных областях и около митохондрий.
Находили диспергированные ядрышки, сегрегацию фибриллярного и гранулярного компонентов нуклеолонеммы, кольцевидные ядрышки, что свидетельствовало об угнетении биосинтеза рРНК (см. рис. 24).
Обращало на себя внимание многообразие форм повреждений миофиб-рилл КМЦ миокарда ЛЖ и ушка ПП у больных ИКМП. Наблюдали контрак-турные повреждения миофибрилл I степени - четко выраженные Z-линии, границы А- и 1-дисков «размыты», миофибриллы умеренно уплотнены, нечетко определяются Н-зоны и М-линии. Реже отмечали контрактуры миофибрилл II и III степеней (рис. 25). В этом случае наблюдали уплотнение миофибрилл и частую периодическую поперечную исчерченность, образованную парными Z-полосами сокращения. Наличие в клетке контрактурных повреждений миофибрилл III степени сочеталось с образованием фестонов сарколеммы, сжатием и деформацией ядра и митохондрий за счет пересокращения миофибрилл, смещением митохондрий в пространства между миофибриллами с образованием компактных скоплений (рис. 26).
Зачастую патологически сокращенные миофибриллы терял и свою нормальную пространственную ориентацию, образуя «клубки» с очагами лизиса сократительных белков. В большинстве КМЦ наблюдали мелкоочаговый и диффузный лизис миофибриллярных пучков, «таяние» миофибрилл. В большей степени были ли-зированы 1-полосы, в которых располагаются тонкие (актиновые) филаменты. Миофибриллы становились менее плотными, во многих саркомерах появлялись пустоты, в некоторых случаях отмечен тотальный лизис миофиламентов в пределах саркомера. Значительной деструкции подвергались саркомеры в области вставочных дисков и в околоядерной зоне (рис. 27).
Нередко обнаруживали распад миофибрилл в результате очагового мозаичного лизиса и контрактуры отдельных групп саркомеров (рис. 28). Такой тип повреждений описан как первичный глыбчатый распад миофибрилл и является самым тяжелым из известных типов повреждений сократительного аппарата миокардиальных клеток [47, 49, 50, 54, 59, 69, 70, 86].
Крайне редко в КМ1Д миокарда ЛЖ и ушка ПП обнаруживали очаги внутриклеточной регенерации ультраструктур миокардиальных клеток. О процессах внутриклеточной регенерации судили по наличию скоплений свободных рибосом на культях уцелевших миофибрилл, обусловливающих синтез и сборку новообразованных контрактильных белков (рис. 29).
