Введение к работе
Актуальность темы
Нарушения гемомикроциркуляции в органах опорно-двигательного аппарата любой этиологии в настоящее время относятся к важнейшим медико-биологическим и социальным проблемам (Бурлева Е.П., Смирнов Э.А., 1999; Покровский А.В. и др., 2000; Шорманов С.В. и соавт., 2001; Nicolaides A.N., 2000; Kearon C., 2003)
Гипоксия и последующее последовательное изменение тканей в пределах конечности возникает не только при нарушении притока артериальной крови как этап в первые часы ишемии, но и при патологии венозной и лимфатической систем (Мирхайдаров А.Р. и соавт., 2002; Покровский А.В., Сапелкин С.В., 2003; Шулутко A.M., Крылов А.Ю., 2003; Гавриленко А.В., Вахратьян П.Е., 2005; Pemberton M. et al., 1996; Labropoulos N., 2002; Fowkes F.J. et al, 2003; Perrin M., 2004).
Изменения микроциркуляции крови и микроциркуляторного русла при повреждении мышцы являются самыми ранними, влияющими на развитие регенерации и воспаления (Котельников Г.П., Гелашвили П.А., 1997; Микульская Е.Г. и соавт., 1999; Баишев И.С., 2000; Непомнящих Л.М., Бакарев М.А., 2005; Iversen P.O. et al., 1987).
В зонах незавершенной реканализации определяются многочисленные мышечные коллатерали (И.А.Асеева с соавт., 2001; R.G.Sheiman, McArdle C.R., 1999; Zierler В.K., 2004).
Заживление ран должно характеризоваться некоторыми не только переменными, но и постоянными параметрами, отражающими те свойства организма, от которых зависят индивидуальное разнообразие течения раневого процесса и особенности заживления раны (Гелашвили П.А. и соавт., 2008).
Восстановление сосудистой сети в ране является основной частью процесса ее заживления. Несмотря на очевидную важность восстановления сосудистого снабжения, этому вопросу посвящено мало исследований в регенерирующих системах. Это связано как с относительной трудностью получения этих данных в клинике, так и с недостаточной информативностью гистологических исследований, проводящихся, как правило, в стадии развернутых клинических проявлений, когда наблюдаемая картина отражает сложный результат взаимодействия деструктивных и приспособительных реакций.
В связи с этим изучение природы изменений в скелетных мышцах возможно главным образом при экспериментальном моделировании механизмов и параметров развития патологического процесса (Бархина Т.Г. и соавт., 2002; Непомнящих Л.М. и соавт., 2008; Kuang S., 2007).
Характер дегенеративных изменений скелетных мышц в значительной степени зависит от структурно-метаболических характеристик и функционального состояния волокна-мишени (Renault V. et al.,2000; Jejurikar S.S., Kuzon W.M., 2003).
Развитие понимания сущности процесса восстановления гемоциркуляции и метаболизма в тканях после гемодинамических нарушений требует структурно-функциональную детализацию каждой стадии этого процесса. Изучение необходимо проводить в нескольких параллельных плоскостях, соответствующих определённым уровням организации морфологического субстрата (клеточному, тканевому, единиц структурно-функционального порядка, органному). Между тем, в таком плане этапы различных форм ишемии и стадии регенерационного процесса в поврежденных мышцах остается мало изученной.
Цель и задачи исследования
Целью работы является выявление основных направлений изменения структурно-функциональных единиц путей гемомикроциркуляции в зонах различных типов мышечных волокон после механической травмы мышцы в условиях артериальной ишемии или венозного полнокровия.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
-
Изучить особенности морфологической характеристики микроциркуляторного модуля и сосудисто-тканевых взаимоотношений в области различных типов мышечных волокон передней большеберцовой и икроножной мышц голени белых крыс в норме.
-
Изучить морфологическое состояние внутримышечного гемомикроциркуляторного русла после резекции скелетной мышцы в эксперименте (белые крысы).
-
Изучить с позиций морфологического и морфометрического анализов динамику структурной перестройки компонентов модулей внутримышечного микроциркуляторного кровеносного русла в области различных типов мышечных волокон в условиях моделирования артериальной ишемии в конечности животного (белые крысы).
-
Изучить с позиций морфологического и морфометрического анализов динамику структурной перестройки компонентов модулей внутримышечного микроциркуляторного кровеносного русла в области различных типов мышечных волокон в условиях экспериментальной модели венозного полнокровия (белые крысы).
-
Изучить структурные изменения компонентов гемомикроциркуляторного модуля регенерирующей после резекции скелетной мышцы крыс в условиях нарушения артериального притока или венозного оттока.
-
Оценить возможности применения математического моделирования для распознавания в различных типах скелетных мышц процессов регенерации после резекции и нарушения магистрального кровотока.
Научная новизна работы
В рамках одного исследования комплексом классических и современных морфологических методик изучена ангиоархитектоника, регенерация и перестройка сосудов гемомикроциркуляторного модуля различных метаболических типов мышечных волокон скелетных мышц на этапах заживления мышечной раны.
Установлена динамика перестройки гемомикроциркуляторных модулей, как основных структур, влияющих на стабилизацию микроциркуляции при регенерации мышечной ткани.
Впервые показаны различия адаптационной реакции компонентов модулей внутримышечного микроциркуляторного кровеносного русла мышцы на артериальную ишемию и венозное полнокровие в зоне различных морфо-функциональных типов мышечных волокон.
Установлено, что при нарушении гемодинамики в сосудах конечности возникновению гипоксии способствуют не только пути гемомикроциркуляции мышечной ткани, но и микроциркуляторное русло фасций, соединительной ткани межмышечных и межфасциальных пространств.
Исследование основано на использовании экспериментальных биологических моделей и обоснованного применения математических и статистических моделей, позволяющих корректно соотнести результаты анализа данных морфологических и морфометрических исследований, внести определенный вклад в положения доказательной медицины.
Теоретическая и практическая значимость
Работа вносит определённый вклад в современные представления о регенерации органов и тканей опорно-двигательного аппарата после повреждения. Установлены морфологические характеристики этапов заживления и васкуляризации регенерирующей мышцы на основе особенностей перестройки микроциркуляторного русла
Выявленные особенности адаптационных процессов в модулях микроциркуляторного русла в области метаболически различных типов мышечных волокон с общебиологических позиций дополняют положения клинической медицины о целостности организма.
Комплексность исследования по объему методик и охвату всех структурных уровней организации позволила наиболее полно сопоставить динамику сосудисто-тканевых отношений в скелетных мышцах в условиях нормы и повреждения.
Получены морфологические и морфометрические данные о внутримышечном микроциркуляторном кровеносном русле при различных условиях возникновения циркуляторной гипоксии. Это расширяет представление об условиях обеспечения гемодинамики и метаболизма тканей на этапах ишемии.
Установленные морфологические характеристики компенсаторных процессов в регенерирующих скелетных мышцах послужат фундаментальной основой для лечебных и реабилитационных мероприятий.
Реализация материалов исследования
Материалы диссертационного исследования используются на кафедрах анатомии человека, гистологии и эмбриологии Самарского государственного медицинского университета, а также на кафедре анатомии человека Саратовского государственного медицинского университета при чтении лекций и проведении практических занятий со студентами 1 и 2 курсов лечебного, педиатрического и медико-профилактического факультетов по темам: «Общая миология», «Анатомия микроциркуляторного кровеносного русла».
Основные положения, выносимые на защиту:
-
При повреждении скелетной мышце восстановление исходных параметров микроциркуляторного русла происходит гетерохронно в области разных типов мышечных волокон, на разном удалении от повреждения.
-
Экспериментальное нарушение кровотока в конечности приводит к деструкции ангиоархитектоники и структуры стенки компонентов гемомикроциркуляторного русла. Все компоненты внутримышечного микроциркуляторного кровеносного модуля принимают участие в адаптации к нарушенному кровотоку.
-
Скоротечность морфологических изменений микроциркуляторного русла скелетной мышцы при нарушениях гемодинамики может рассматриваться как фактор адаптационных изменений.
-
Нормализация микроциркуляторного статуса скелетной мышцы зависит от скорости стабилизации не только ультраструктуры капиллярной стенки, но и от характера внутриорганной сосудистой топографии - микроангиоархитектоники.
-
При любой форме нарушения внутримышечной гемодинамики необходимым является, в первую очередь, улучшение оттока крови в пределах гемомикроциркуляторного русла.
Апробация работы
Материалы и основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на международной дистанционной научно-практической конференции «Внедрение инновационных технологий в хирургическую практику (фундаментальные и прикладные аспекты)» (Пермь, 2008); на 5-й международной научно-практической конференции «Наука на рубеже тысячелетий» (Тамбов, 2008).
По теме диссертации опубликовано 7 научных работ, из них 1 - в журнале, рекомендованном ВАК Минобразования для опубликования материалов докторских и кандидатских диссертаций, получено 1 удостоверение на рационализаторское предложение.
Объём и структура диссертации
Диссертация изложена на 192 страницах машинописного текста в классическом стиле и состоит из введения, главы I «Обзор литературы», главы II «Материалы и методы исследования», четырёх глав собственных исследований, главы «Обсуждение результатов исследования» и выводов.
Список литературы включает 430 источников, из которых 248 отечественных и 182 - зарубежных.
Иллюстративный материал включает 77 рисунков (микрофотографии и графики), 25 таблиц.
