Введение к работе
Актуальность проблемы
В последнее десятилетие операции трансмиокардиальной реваску-ляризации (ТМЛР), выполняемые с использованием высокоинтенсивных лазеров, прочно вошли в практику сердечно-сосудистой хирургии Однако, несмотря на определенные успехи, достигнутые фундаментальной наукой в изучении механизмов взаимодействия лазерного излучения и миокарда, существует ряд невыясненных моментов, касающихся ранних этапов стимуляции лазером клеточных реакций и процессов неоангиоге-неза
Показано, что одной из первых клеточных популяций, реагирующих на лазерное воздействие, являются тучные клетки Усиление их деграну-ляции и увеличение количества в миокарде является триггерньш моментом формирования новой сосудистой сети (Астахова Л В , 2001, Головне-ва Е С , 2001, Pinheiro A L et al, 1995)
При этом остается спорным вопрос, какие именно факторы вызывают описанную реакцию мастоцитов, является ли дегрануляция тучных клеток следствием термического повреждения или может быть опосредована какими-то другими воздействиями на клетку
Ряд исследователей полагает, что в повышении функциональной активности тучных клеток ведущую роль играют неиропептиды, такие как субстанция Р и кортикотропин-релизинг фактор (КРФ) Установлено, что на ранних этапах воспаления именно субстанция Р выступает дегрануля-тором мастоцитов, однако экспрессия субстанции Р и КРФ и влияние этих нейропептидов на реакции тучных клеток после лазерного повреждения тканей до сих пор не изучались (Singh L К et al, 1999, Bischoff S С , 2004, TheohandesTC,2004)
Вышеупомянутые неиропептиды поступают в миокард по симпатическим нервным стволам КРФ может автономно синтезироваться клетками иммунной системы (лимфоцитами и макрофагами), а у некоторых видов животных - кардиомиоцитами и эндотелием (Singh L К et al, 1999)
Установлено, что КРФ и родственные ему пептиды способны защищать кардиомиоциты от ишемического повреждения в условиях гипоксии и устранять сосудистый спазм (Weisinger R S et al, 2004) Наоборот, субстанция Р, опосредовано через дегрануляцию тучных клеток и суже-
ниє просвета сосудов, играет роль в развитии приступов стенокардии и возникновении инфаркта миокарда (Lame Р et al, 2000)
Поэтому важно установить динамику уровней экспрессии нейропеп-тидов в сердце после хирургического лазерного вмешательства, что особенно актуально для профилактики возможных осложнений у больных ИБС
Выяснение роли нейропептидов в регуляции реакций миокардиаль-ных тучных клеток, несомненно, имеет важное значение для понимания механизмов неоангиогенеза, стимулированного лазерным повреждением тканей сердца
Цель исследования - изучение роли субстанции Р и кортикотропин-релизиш фактора в регуляции морфофункционального состояния тучных клеток при хирургическом повреждении нормального и ишемизирован-ного миокарда крыс
Задачи исследования
Исследовать экспрессию субстанции Р, кортикотропин-релизинг фактора и состояние тучных клеток в интактном миокарде и в процессе формирования хронических ишемических изменений на модели гиподи-намического стресса
Изучить динамику экспрессии субстанции Р и кортикотропин-релизинг фактора после лазерного и механического повреждения сердца
Провести сравнительное изучение реакции миокардиальных тучных клеток в моделях лазерного и механического повреждения сердца
Изучить взаимосвязи между экспрессией нейропептидов в сердце, реакцией тучных клеток и морфофункциональными изменениями миокарда после воздействия лазером и механическим путем
Научная новизна работы
Впервые выявлено усиление экспрессии субстанции Р после хирургического повреждения миокарда высокоинтенсивным лазерным излучением и механическим путем, отмечаемое с первых минут после воздействия и длящееся в течение суток Установлено, что лазерное повреждение миокарда приводит к достоверно большему усилению экспрессии субстанции Р, чем механическое
Впервые показано, что экспрессия КРФ в миокарде постепенно на-
растает с первых минут после повреждающего воздействия и достигает максимальных значений к пятым суткам эксперимента
Впервые установлено, что в процессе формирования ишемических изменений миокарда при хроническом гиподинамическом стрессе экспрессия субстанции Р не изменяется, а экспрессия КРФ достоверно увеличивается с первых суток опыта, что сопровождается усилением деграну-ляции тучных клеток
Показано, что индекс дегрануляции тучных клеток в миокарде и содержание тучных клеток в состоянии выраженной дегрануляции взаимосвязано с уровнем экспрессии субстанции Р
Уровень экспрессии КРФ взаимосвязан с содержанием слабо дегра-нулированных тучных клеток, процессами неоангиогенеза и репарации в поврежденном миокарде
Теоретическая и практическая значимость работы
Получены новые сведения, расширяющие имеющиеся представления о взаимодействии лазерного излучения и биологических тканей, и уточняющие роль неиропептиднои реакции на ранних этапах развития воспалительного процесса в ответ на повреждение тканей
Установлено, что интенсивная дегрануляция тучных клеток связана с усилением экспрессии субстанции Р в поврежденном сердце в первые сутки
Повышение уровня экспрессии КРФ в миокарде взаимосвязано с реализаций неоангиогенеза и слабой дегрануляцией тучных клеток
Полученные данные об усилении экспрессии субстанции Р и дегрануляции тучных клеток в первые сутки после лазерного хирургического повреждения сердца являются основанием для усиления профилактики ишемических состояний в этот период (у пациентов, перенесших операцию ТМЛР)
Внедрение результатов
Результаты исследований опубликованы в периодической медицинской печати, в тематических сборниках, используются в научно-исследовательской работе Областного государственного учреждения здравоохранения Центра оказания специализированной медицинской помощи «Челябинский государственный институт лазерной хирургии», в учебном процессе кафедры анестезиологии и реанимации в программе лекцион-
ного курса для курсантов Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Уральская государственная медицинская академия дополнительного образования»
Апробация работы
Результаты исследований были доложены и обсуждены на Международной научно-практической конференции «Лазерные технологии в медицинской науке и практическом здравоохранении» Москва, 2004, IV Всероссийской конференции «Механизмы функционирования висцеральных систем» Санкт-Петербург, 2005, межрегиональной научно-практической конференции с международным участием «Типовые патологические процессы» Уфа, 2005, V научно-практической конференции Челябинского государственного института лазерной хирургии, 2006, III Съезде физиологов Урала, Екатеринбург, 2006
Основные положения, выносимые на защиту
После хирургического повреждения сердца лазерным воздействием и механическим путем происходит нарастание экспрессии нейропепти-дов Экспрессия субстанции Р максимальна в первые сутки эксперимента, экспрессия КРФ плавно нарастает к пятым суткам
Лазерное повреждение сердца по сравнению с механическим характеризуется более выраженной реакцией тучных клеток, заключающейся в усилении степени дегрануляции, увеличении содержания дегранулиро-ванных форм и общего количества тучных клеток
Экспрессия нейропептидов и реакция тучных клеток при лазерном воздействии на сердце взаимосвязаны между собой, что обеспечивает реализацию процессов неоангиогенеза и репарации тканей
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе 3 публикации - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, 6 глав, содержащих полученные результаты, обсуждения результатов, выводов, указателя литературы, содержащего 15 отечественных и 107 зарубежных источников Работа представлена на 133 страницах машинописного текста, иллюстрирована 23 рисунками и 33 таблицами
