Содержание к диссертации
Введение
Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Современные представления о морфо-функционатаных особенностях респираторной зоны легких в условиях нормоксии 9
1.2. Особенности строения легкого на ранних этапах онтогенеза 32
1.3. Изменения респираторной зоны легких при гипо- и гипероксии 37
СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ:
Глава 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 51
Глава 3. СОСТОЯНИЕ АЭРОТЕМАТИЧЕСЮГО БАРЬЕРА ЛЕГКИХ
У КРЫС РАЗНОГО ВОЗРАСТА ПРИ НОРМОКСИИ 59
3.1. Возрастные особенности ультраструктуры аэро-гематического барьера 59
3.2. Проницаемость капилляров легких у крыс разного возраста при нормоксии 70
3.3. Состояние поверхностно-активного выстилающего комплекса легких у крыс разного возраста
при нормоксии 75
Глава 4. ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЕНИЙ АЭРОГЖАТИ-
ЧЕСКЭ10 БАРЬЕРА ЛЕГКИХ ПРИ ГИПОКСИИ 78
4.Г. Ультраструктура аэрогематического барьера легких у крыс разного возраста при гипоксии 78
4.2. Проницаемость капилляров легких у крыс разного возраста при гипоксии 9Г
4.3. Влияние гипоксии на состояние поверхностно-активного выстилающего комплекса легких крыс разного возраста 97
Глава 5. ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЕНИЙ АЭРОГЕМАТИЧЕСКОГО БАРЬЕРА ЛЕГКИХ ПРИ ШПЕРОКСИИ... 104
5.1. Ультраструктура аэрогематического барьера легких у крыс разного возраста при гипероксии 104
5.2. Проницаемость капилляров легких у крыс разного возраста при гипероксии 114
5.3. Состояние поверхностно-активного выстилающего комплекса легких у крыс разного возраста при гипероксии 122
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 128
ВЫВОДЫ 158
ЛИТЕРАТУРА 160
- Современные представления о морфо-функционатаных особенностях респираторной зоны легких в условиях нормоксии
- ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
- Возрастные особенности ультраструктуры аэро-гематического барьера
- Ультраструктура аэрогематического барьера легких у крыс разного возраста при гипоксии
- Ультраструктура аэрогематического барьера легких у крыс разного возраста при гипероксии
Современные представления о морфо-функционатаных особенностях респираторной зоны легких в условиях нормоксии
По существующим представлениям (л.н гі8е.І, 1964, 1970) респираторная или дыхательная зона легкого человека в структурном отношении состоит из альвеол, окутанных альвеолярной капиллярной сетью, что обеспечивает эффективный газообмен между воздухом альвеол и кровью легочных капилляров.
Общее количество альвеол в легких взрослого человека определялось многими исследователями и были получены очень разнородные результаты; Основываясь на данных большинства авторов, следует принять, что общее количество альвеол в легких здорового человека среднего возраста составляет 300-600 млн (H.VotiHcwek, 1953; .«.«// 1963 и др.).
Общая поверхность альвеол, по данным различных авторов, составляет от 40 до 140 м2 {H.Von. HcLUtk; 1953; J. N. Com roe., Jr., 1974 и др.).
На срезах легкого человека и лабораторных животных наблюдаются альвеолы разнообразной формы: некоторые сплющенные, другие -более или менее многоугольные и пирамидальные; некоторые большие (периферические альвеолы), другие - маленькие (альвеолы центральных участков легкого).
Основной структурный элемент легочной паренхимы - альвеолярная перегородка или, вернее, межальвеолярная перегородка, поскольку она чаще всего является общей для двух смежных альвеол. Каждая межальвеолярная перегородка состоит из: I) соединительнотканной стромы, морфологически объединяющей две основные системы, участвующие в функционировании легкого - воздухоносные и кровеносные пути; 2) сети кровеносных капилляров, фиксированных на соединительнотканном каркасе; 3) слоя респираторного эпителия, выстилающего альвеолу.
Соединительнотканная строма, кроме того, играет важную роль в передаче дыхательных движений, в поддержании двух других систем, необходимых для регуляции дыхательной функции: лимфы, участвующей в метаболизме, и нервных элементов.
Альвеолярная строма состоит из основного вещества соединительной ткани, сети эластических и коллагеновых волокон и септалышх клеток. Основного вещества, состоящего, главным образом, из воды и комплекса белков с мукополисахаридами, в норме небольшое количество (А.Поликар, А.Колле, 1966), содержание воды в нем может быть разным в зависимости от участка и функционального состояния ткани. Считают, что именно интерстиций может быть местом постоянных или временных отеков (А.Поликар, П.Гали, 1972; Jf.c.StauS, 1974). В основном веществе располагаются клеточные и неклеточные элементы. Важным компонентом альвеолярной стенки являются колла-геновые волокна. Поликар и др.(А.Поликар, Ш.Бо, 1962; А.Поликар,
П.Гали, 1972) различают три морфологических типа волокон. Тонкие о первичные коллагеновые фибриллы (диаметром около 80 А), находя о щиеся на равном расстоянии друг от друта (100-120 А), располагаясь параллельными группами, образуют рыхлые пучки, состоящие из 20-50 фибрилл. Другие фибриллы сгруппированы в более плотные о пучки диаметром от 200 до 2000 А. Элементарные коллагеновые фибриллы, скрепленные цементирующим веществом мало изученной природы, составляют ретикулиновые волокна. Разные по толщине, эти волокна образуют в легочной строме мощную сеть, которая соединяет
Объект и методы исследования
Изучение возрастных особенностей состояния аэрогематического барьера легких в разных сериях исследований проводилось на животных пяти возрастных групп: 2-недельных, 3-недельных, 4-недельных, 1,5-месячных крысятах и взрослых крысах (10-14 мес). Ультраструктуру респираторной зоны легкого и поверхностно-активные свойства экстрактов легочной ткани изучали у животных крайних возрастных групп - 2-недельных крысят и взрослых крыс. Эти возрастные этапы связаны с определенными переломными моментами в онтогенезе данного вида животных: 2 недели - возраст открытия глаз, 3 недели -возраст выползания из гнезда, 3,5-4 недели - возраст отлучения от матери, около 1,5 месяца - возраст полового созревания (пубертатный), 10-14 месяцев - зрелый возраст (И.П.Западнюк и др., 1983).
Для изучения влияния острой гипоксической гипоксии на аэроге-матический барьер легких животных помещали в проточную камеру объемом 9 литров, в которую непрерывно со скоростью 2-3 л/мин подавалась газовая смесь с 11,2% 0 в азоте. Ба дно камеры помещали натронную известь для поглощения выдыхаемого COg. В гипоксической среде животных содержали в течение 30 мин и затем декапитировали без предварительной наркотизации.
Гипероксические условия создавали в такой же проточной камере путем подачи животных для дыхания газовых смесей с 40% и свыше 90% 2 в азте на протяжении 30 минут.
Изучение ультраструктуры аэрогематического барьера легких
Для электронномикроскопического изучения легочной ткани после декапитации животных быстро вскрывали грудную клетку, иссекали кусочки ткани из аналогичных участков нижних долей обоих легких и -немедленно вносили в забуференный 2% раствор глютарового альдегида. В части исследований перед взятием материала производили перфузию малого круга кровообращения глютаральдегидным Фиксатором в течение 15 мин, забирали кусочки ткани легких и вносили их в свежую порцию фиксатора. Дальнейшая обработка ткани и подготовка ее к электронной микроскопии проводилась по общепринятой методике (у.Ь.СошЦіеісіІШ; y.e.PalcLcle, 1962) - дофиксация в 1% растворе осмиевой кислоты, приготовленном на фосфатном буфере с рН=7,3, обезвоживание в спиртах возрастающей крепости и ацетоне, заливка в эпон.
Полутонкие срезы (толщиной 1-2 мкм), приготовленные на ультрамикротоме «5-8800, окрашивали 1% спиртовым раствором пара-фенилендиамина WMollan.cLerf J..l)cuifand,I9&Q), изучали в световой микроскоп МШ-2 и "Ampei al" {Carі Zeiss Jena., УМ) и выбирали участки ткани в блоке для приготовления ультратонких срезов. о Ультратонкие срезы, толщиной 500-600 А, контрастировали 1% спиртовым раствором уранилацетата и раствором цитрата свинца по методу Рейнольдса { S.R no8oLs) 1963), затем просматривали в электронный микроскоп фирмы "Te.stcL" В5-613 (ЧССР) и Ш-7А (Япония).
class2 СОСТОЯНИЕ АЭРОТЕМАТИЧЕСЮГО БАРЬЕРА ЛЕГКИХ
У КРЫС РАЗНОГО ВОЗРАСТА ПРИ НОРМОКСИИ class2
Возрастные особенности ультраструктуры аэро-гематического барьера
Принято считать ($. NXo )} 1961), что газообмен между альвеолярным газом и кровью легочных капилляров происходит, главным образом, в наиболее тонкой части АГБ, на долю которой приходится от 60 до 75$ всей площади поверхности альвеол (Э.Р.Вейбель, 1970; R..Pa.rien.it,111.X,egrcwclf 1974). Поэтому, при изучении ультраструктуры респираторной зоны легкого в данном исследовании основное внимание было уделено изучению структур, имеющих отношение к АГБ и, особенно, наиболее тонких его участков.
Изучение ультраструктуры АГБ у животных разных возрастных групп показало, что тонкое строение стенки альвеолы и АГБ у 2-не-дельных крысят мало отличается от такового у взрослых животных, отличия касаются лишь некоторых деталей (рис.За,б). Полость альвеолы у тех и других выстлана непрерывным однослойным эпителием 2-х типов. Пневмовдты I типа своими широко распространяющимися по базальной мембране истонченными питоплазматическими отростками покрывают значительную часть альвеолярной поверхности, принимая участие в образовании наиболее тонких участков АГБ. Ядросодержа-щая часть цитоплазмы чаще всего располагается за пределами тонких участков АГБ между капиллярными петлями. Немногочисленные слабо развитые органеллы (эндоплазматическая сеть, митохондрии, аппарат Гольджи и др.) находятся вблизи ядра (рис.4а)
class3 ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЕНИЙ АЭРОГЖАТИ-
ЧЕСКЭ10 БАРЬЕРА ЛЕГКИХ ПРИ ГИПОКСИИ class3
Ультраструктура аэрогематического барьера легких у крыс разного возраста при гипоксии
После 30-минутного дыхания газовой смесью с 11,2$ О2 в ультраструтстуре легких у крыс разного возраста были обнаружены следующие изменения. Б некоторых капиллярах наблюдается набухание и выпячивание в их просвет отдельных эндотелиальных клеток, значительно сужающих просвет легочных капилляров (рис.ІІ). В митохондриях этих клеток встречаются участки просветления и диском-плексации крист. Отмечается увеличение числа микропиноцитозных везикул (больше в цитоплазме клеток эндотелия и меньше - в -пневмоцитах І типа). Форма и размеры микровезикул не отличаются от таковых в норме (рис.II). Иногда в цитоплазме клеток эндотелия встречаются полости с электроннопрозрачным содержимым, которые скорее всего являются следствием локального скопления жидкости наподобие вакуолей (рис.12а); Иногда эти полости образуются с помощью загибающихся краевых микровыростов цитоплазмы или складок с люминальной поверхности. Такие микровыросты или складки смыкаются между собой или с поверхностью клетки, захватывают жидкость и образуют выступающие в просвет кровеносного капилляра структуры, соединенные с эндотелием тонким перешейком. Наличие таких выпячиваний в капилляре уменьшает его просвет и, очевидно, может приводить к нарушению микроциркуляции. Эндотелиальный слой при этом сильно истончен (рис.126).
Нередко соседние клетки в одном и том же капилляре имеют разную степень электронной плотности цитоплазмы: просветленные, свидетельствующие о набухании цитоплазмы, чередуются с темными ги-перосмированными, что может говорить о нарушении белкового обмена (В.А.Шахламов, 1971) (рис.13а). Иногда встречаются несколько расширенные межклеточные соединения эндотелиальных клеток, достигающие в диаметре 250-450 А, чего не наблюдается в межклеточных соединениях альвеолярного эпителия (рис.136).
Кроме изменений в эндотелии кровеносных капилляров отмечается изменения в других структурах АГБ. Так, встречаются гигантские подэндотелиальные вакуоли, заполненные электроннопрозрачным содержимым (рис.14). В полости таких вакуолей нередко видны миелино-подобные структуры причудливой формы, связанные с эндотелием и происходящие, очевидно, из мембран эндотелиальных клеток.
Ультраструктура аэрогематического барьера легких у крыс разного возраста при гипероксии
После дыхания газовой смесью с 90$ 0 в течение 30 мин в ультраструктуре легкого как 2-недельных крысят, так и взрослых крыс были обнаружены некоторые признаки повреждения. Отдельные капилляры были переполнены эритроцитами и тромбоцитами. В межкапил - 105 -лярных и межальвеолярных тканевых промежутках обнаружены участки разрыхления и отека септальных пространств в виде участков с низкой электронной плотностью вокруг скоплений коллагеновых пучков и набухание коллагеновых волокон (рис.236). В септальных клетках у крысят отмечается увеличение по сравнению с нормой количества липидных гранул крупных размеров (рис.23а).
В структурах, составляющих КГБ отмечаются изменения, которые у 2-недельных крысят выражены больше и встречаются значительно чаще, чем у взрослых животных. В цитоплазме эндотелиальных клеток нередко наблюдается образование вакуолей. Встречаются гигантские вакуоли диаметром от 0,5 до 3,0 мкм, располагающиеся между эндо-телиальным и интерстициальным слоем и представляющие собой локальный подэндотелиальный отек (рис.24). Цитоплазматические отростки эндотелиальных клеток в таких участках сильно истончены и резко осмиофильны. Базальные мембраны могут разрыхляться, а базальная поверхность альвеолярных эпителиальных клеток теряет очертания в местах ограниченного подэндотелиального отека. Накапливающаяся в гигантских вакуолях жидкость сдавливает эндотелиальную выстилку капилляра и нередко сужает его просвет.
В отличие от изменений, возникающих при гипоксическом воздействии, при гипероксии не наблюдается усиления микропиноцитоза, а скорее даже уменьшение его, по сравнению с нормой.
В пневмоцитах I типа изредка наблюдается вакуолизация и очаговое просветление цитоплазмы. В раннем возрасте в отдельных участках АІБ эпителий выглядит отечным, происходит десквамация пнев-моцитов I типа и оголение пограничной базальной мембраны(рис.25). В таких местах базальная мембрана дольше всего сохраняет свою целостность.
