Введение к работе
Актуальность проблемы. Регенерация скелетных мышц является одной из актуальных проблем биолопга и медицины. Ее разработка связана как с теоретическими аспектами изучения процессов миогене-за в эмбриональном и постнаталыюм периодах развития скелетных мышц, так и с практическими задачами здравоохранения, обусловленными высоким травматизмом. Многолетний опыт экспериментальной и клинической медицины свидетельствует о том, что обширные травматические повреждения скелетных мышц заканчиваются рубцеваші-ем. Блестяще выполненные операции по реплантации конечностей и их частей не всегда приносят ожидаемые результаты. Понимание патогенеза ряда нервно-мышечных и мышечных заболеваний также связано с изучением процессов регенерации в скелетных мышцах.
В настоящее время накоплен огромный материал в результате изучения регенераторного процесса у низших животных в период эмбрионального и раїшего постнатального развития, когда, как известно, поперечнополосатая мышечная ткань обладает высокими регенераторными потенциями (А. А. Клишов, 1971; А. А. Клишов, П. К. Данилов, 1980, 1981, 1995; Г. В. Ельякова, 1977; Mauro, 1961; В, М. Carlson, 1974, 1986; М. Snow, 1977; Н. Schmalbruch, 1980; I. A. Cameron, 1983).
Значительное число экспериментальных исследований было посвящено источникам и механизмам формирования миобластов, выяснению роли клеток-сателлитов, деструктивно-дегенеративным процессам в мышечных волокнах при различных видах повреждения и экспериментальных воздействиях (Воронцова М. А., Лиознер Л. Д., 1955; Женевская Р. П., 1974; Полежаев А. В., 1961, 1963, 1968; Стригалова А. Р., 1961; Умнова М. М., Студитский А. И., 1949, 1961, 1977; Бродский В. Я., Урываева И. В., 1966, 1981, 1988; Целляриус С. Ф.> 1979; Бабакова Л. Л., Поздняков О. М., 1986; Бабакова Л. Л., Деморжи М. С, Поздняков О. М., 1993 и др.). Эти работы принципиально обосновали возможность регенерации скелетных мышц у высших позвоночных животных. Вместе с тем, открытым продолжает оставаться вопрос - почему у млекопитающих регенераторные потенции мышечной ткани не реализуются в полном объеме.
Усовершенствование старых и появление новых методов исследования позволили по-новому оценить известные ранее закономерности регенераторного процесса и получить новые данные. Многие узловые вопросы нашли решение на уровне тончайших цитологических исследований. В результате теоретические представления о сущности процесса регенерации были пересмотрены. Большую роль в пересмотре старых и постановке новых вопросов в этой проблеме сыграли исследования Д. С. Саркисова и сотр. (1967, 1970, 1975, 1977, 1988, 1992), в которых было основано представление о том, что комитиро-ванным тканям присущ особый вид регенерации - внутриклеточный. Основу его составляют гипертрофия и гиперплазия клеточных орга-нелл, обеспечивающих повышение функциональных возможностей органа при нагрузках и регенераторные процессы при повреждении. Эти представления подтвердились при изучении регенерации паренхиматозных органов и центральной нервной системы. Вместе с тем, многие вопросы, связанные с регенерацией скелетных мышц, в том числе с ролью клеток-сателлитов как камбиального резерва мышечной ткани в процессах регенерации, остались открытыми. Вопрос о других источниках образования миобластов у взрослых позвоночных животных также далек от разрешения вследствие отсутствия надежных клеточных маркеров (Sloper I. С, Partridge I. А., 1980).
В связи с изложенным было проведено комплексное ультраструктурное исследование динамики регенераторного процесса в мышечных волокнах, микрососудах, нервах, соединительноткатшх элементах и других компонентах скелетной мышцы, что позволило получить развернутую картину регенераторного процесса в ней и ответить на ряд нерешенных вопросов, связанных с особешюстями течения восстановительных процессов в скелетной мышце взрослого теплокровного животного, а также подойти к пониманию причин незавершенности регенераторного процесса в мышце как в органе.
Цель и задачи работы. Целью настоящего исследования явилось выяснение роли различных компонентов скелетных мышц в процессе ее восстановления после обширной травмы и реплантации конечности у крыс.
В задачи исследования входило изучить:
1. Деструктивно-регенераторный процесс в скелетных мышцах половозрелых крыс после размозженной травмы и реплантации конечности.
-
Особенности течения миогенеза у плода в сравнении с миоге-незом после травматического повреждения скелетных мышц у половозрелых крыс.
-
Роль клеток-сателлитов в регенерации мышечных волокон у взрослых крыс.
-
Посттравматическую регенерацию микрососудов в ранние и поздние сроки после размозженной травмы и реплантации конечности.
-
Особенности денервационно-реиннервационного процесса в скелетных мышцах после их размозжения, денервации, реплантации конечности в ранние и отдаленные сроки.
-
Состояние интерорецепторов мышечной ткани - мышечных веретен в отдаленные сроки после реплантации конечности и размозжения скелетных мышц.
Научная новизна работы, определяется следующими результатами: Впервые проведено комплексное ультраструктурное исследоваїше различных структурных компонентов мышечной ткани после обширной травмы и реплантации конечности у взрослых половозрелых млекопитающих. Изучены последовательные этапы посттравматического миогенеза, а также особенности регенерации сосудов, нервов, нервно-мышечных синапсов, мышечных веретен.
Показано, что одной из причин ограничешія миогенеза является отставание формирования капилляров в очаге повреждения. Следствием этого является переход части клеток-сателлитов - предшественников миобластов - на фибробластический путь диффереіщировки, что приводит к снижению регенераторного потенциала ткани.
Впервые установлено раннее формирование базалышх мембран у миобластов, препятствующее их слияніпо в миосимпласты, что также является существенной причиной ограничения миогенеза.
Показано, что одним из важных механизмов хронизации патологического процесса после обширной травмы является посттравматическая микроангиопатия. Выявлено, что одной из причин вторичной нейрогенной постгравматической атрофии мышц является повреждение vasa nervorum.
Теоретическая значимость работы определяется тем, что в ней выявлены причины несовершенства репаративных процессов в скелетных мышцах взрослых млекопитающих и установлены прігчшш хро-
низании патологического процесса после обширных травматических повреждений скелетных мышц.
Показана возможность изменения направления дифференциров-ки клеток-сателлитов с миобластического на фибробластический путь.
Выделен новый тип микроангиопатий - посттравматическая микроангиопатия.
Практическая значемость работы заключается в том, что обнаруженная времеїшая последовательность клеточных и тканевых реакций мышечной ткани на повреждение открывает возможность коррекции репаративного процесса соответственно его фазам в ранние и отдаленные сроки после травматического повреждеїшя скелетных мышц.
Выявленные морфологические критерии оценки состояния элементов сосудистой стенки, невралыюго аппарата, мышечных веретен и других структурных компонентов мышечной ткани могут быть использованы при диагностических исследованиях биопсийного материала от больных с нервно-мышечной и мышечной патологией.
Положения, выносимые на защиту:
-
Основными причинами незавершенности репаративных процессов в мышцах половозрелых взрослых животных являются угнетение миобластического пути дифференцировки клеток-сателлитов, нарушение пространствеїшо-временного согласования отдельных стадий миогенеза с процессами реваскуляризации и реиннервации.
-
В скелетной мышце после тяжелого травматического повреждения и реплантации конечности развиваются деструктивно-дегенеративные процессы в микрососудах, приводящие к развитию посттравматической микроангиопатий.
-
После тяжелого травматического повреждения мышц и реплантации конечности в мышцах формируется хроїшческий нейроди-строфический процесс, который усугубляется и поддерживается мик-роангиопатией, а также аутоиммунным процессом и может привести к прогрессирующему снижению их функции и дальнейшему снижению регенераторного потенциала ткани.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на научной конференции в МедА им. С. М. Кирова (г.Ленинград) по теме "Анатомофизиологические аспекты микрохирургии огнестрельной травмы" (1990), на Всесоюзных съездах, конференциях (Кишенев, 1989), на конференции (Харьков, 1989), на XIY конференции по электронной микроскопии (Черноголовка, 1992), на научной конференции
"Морфология раневого процесса" (Санкт-Петербург, 1992), на XIII Всесоюзной конференции (Ленинград, 1988).
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 373 страницах машинописи, содержит введение, обзор литературы, материалы и методы исследования, девять глав собственных исследований, общее заключение, выводы и список литературы. Диссертация иллюстрирована 1 таблицей и 141 рисунком.
