Введение к работе
Актуальность проблемы.
Среди наиболее значимых проблем современной морфологии сердца ведущее значение занимают исследования структурных основ жизнедеятельности миокарда. К настоящему времени широко представлены светооптическая и ультраструктурная характеристики эмбриогенеза мышцы сердца (Румянцев,1967; Manasek,1968а; Vi-ragh,Challice,1973; Anversa et al.,1975). Обоснованы основные проявления репарации поврежденного миокарда (Zak, 1974; Клишов,1977; Румянцев,1982). Подчеркнуто важнейшее значение для компенсации нарушенных функций этого органа механизмов внутриклеточной регенерации и процессов гиперплазии ультраструктур кардиомиоцитов (Глаголева,Чечулин,1967; Саркисов,Втюрин,1967; Dusek et al.,1971; Oron,Mandelberg,1985; Маркво,Колосова, 1986; Vracko et ai.,1988а). Выявлены возможности сердечных миоцитов (СМ) к определенным формам клеточной репродукции (Klinge,Stocker,1968; Neffgen.Korec-ky,1972; Сидорова, Большакова,1976; Katzberg et al.,1977;Rumyant-sev,1977; Бродский,Урываева,1981). Установлены базисные процессы гистогенезов, закономерности реорганизации тканевых элементов миокарда и характер их взаимодействия на этапах постнаталь-ного развития с позиций иерархического принципа построения живых систем и клеточно-дифферонной организации тканей (Ямщиков,1973; Korecky,Rakusan,1978; Bugaisky,Zak, 1979; Anversa et al.,1980; Большакова, 1981 ;Румянцев, 1982; Cluzeaut.Maurer-Schult-ze,1986; lcardo,1988; Данилов,Ибрагимова,1993).
Стержневыми в теории репаративной регенерации миокарда взрослых млекопитающих по-прежнему являются вопросы об источниках происхождения и механизмах развития тканевых компонентов мышцы сердца в процессе восстановления органоспецифической структуры.
В данной проблеме открытыми остаются вопросы, касающиеся особенностей реактивных и регенераторных возможностей СМ и немышечных клеток (НК) сердца, характера их взаимодействия в очаге повреждения друг с другом и с пришлыми клетками воспаления. Требуют уточнений сведения о роли, которую играют различные клеточные элементы миокарда на этапах репарации и о влиянии на этот процесс межсистемных регуляторных факторов.
Известно, что в миокарде взрослых млекопитающих отсутствует обособленный пул миогенных клеток-предшественников (Sasaki et al.,1968; Manasek,1970; Weinstein,Hay,1970), а в условиях патологического или экспериментального воздействия на сердце наряду с
активизацией интерстициальных элементов отмечается лишь незначительная реинициация синтеза ДНК в дефинитивных СМ (Мира-кян,Румянцев,1968; Rona,Kahn,1969; Lochner et ai.,1973; Таланкин,1975; Rumyantsev,Kassem,1976; Махова,Шляпников,1978), В этой связи большинство исследователей утверждают, что репаративные процессы в мышце сердца ограничиваются только внутриклеточной регенерацией краевых СМ и развитием в области повреждения соединительной ткани (Віпд,1951;Сидорова, Большакова,1976; Kis-cher,Shetlar,1979; Новиков,Хлопонин,1982; Nag et al,,1983;Vracko et al.,1989). Тем не менее в отдельных работах встречаются указания на появление в области деструкции миокарда переживающих мио-генных клеточных форм, которые, как полагают, в определенных условиях способны обеспечивать его полноценную регенерацию (Op-pel,1901; Anitsckow,1913;BopoHOB,1975; Polezhaev,1980; Butler, 1989).
В последние годы большое внимание уделяется поиску различных, и в первую очередь нейроэндокринных факторов, участвующих в регуляции тканевого гомеостаза, в том числе процессов репара-тивных гистогенезов (Zachary et al.,1987; Стадников,1989). Однако работ, изучающих влияние гипоталамических факторов на диапазон гисто- и органотипических свойств миокарда, очень мало (Hamao-ka,Sawada,1987), особенно в плане исследования их прямого воздействия на клеточные элементы мышцы сердца.
Таким образом, имеется ряд малоизученных и дискуссионных вопросов о механизмах реорганизации (ремодуляции) СМ и НК миокарда, характере их взаимоотношений при повреждении сердца, в том числе и в условиях экспериментальных моделей.
Правильное понимание и оценка диапазона компенсаторно-приспособительных возможностей дефинитивного миокарда в цепи претерпеваемых им превращений могут быть осуществлены лишь при условии точного учета последовательности структурных преобразований различных гистологических компонентов органа в тесной их взаимосвязи друг с другом (Хлопин,1946). В этом отношении экспериментальная методика, в первую очередь метод органотипических культур, может дать достаточно ясные результаты в связи с выявлением общих и специальных закономерностей реактивных изменений и взаимодействий СМ и НК сердца при измененных условиях существования. Это обеспечивает прочные основы для правильной трактовки некоторых гистопатологических процессов в сердце, возникающих в частности при заживлении поврежденного миокарда или в условиях трансплантации органа.
Цель и задачи исследования.
Цель исследования: Изучение морфофункциональных свойств, гисто- и органотипических потенций, взаимоотношений СМ и НК де-
финитивного миокарда левого желудочка (ЛЖ) в условиях культивирования in vivo, а также установление характера прямого воздействия на них нейроэндокринных факторов крупноклеточных ядер гипоталамуса.
Задачи исследования:
-
Изучить на светооптическом и ультраструктурном уровнях особенности имплантационного процесса, закономерности морфофун-кциональных превращений и реактивные свойства СМ и НК миокарда ЛЖ взрослой крысы при культивировании в организме по методу Лазаренко.
-
Выяснить характер реактивных изменений, объем гисто- и органотипических потенций и межклеточные взаимоотношения структурных элементов миокарда при культивировании в диффузионных камерах (ДК) in vivo.
-
Определить фенотипические особенности и характер взаимодействия СМ и НК миокарда в условиях его совместного культивирования с супраоптическими (СО) и/или паравентрикулярными (ПВ) ядрами гипоталамуса в двойных ДК in vivo.
Научная новизна исследования.
Впервые проведено культивирование дефинитивного миокарда млекопитающих по методу Лазаренко и изучение его имплантаци-онных превращений на светооптическом и электронномикроскопи-ческом уровнях. Получены новые данные о характере реактивных изменений дефинитивных кардиомиоцитов. Выявлены ультраструктурные особенности клеток интерстиция и микрососудов трансплантированной мышцы сердца. Описана морфология миоидных элементов, появляющихся в проекции разрушающихся фрагментов культивируемого миокарда. Получены дополнительные доказательства ор-ганоспецифичности интерстициальных соединительнотканных элементов миокарда и сосудов микроциркуляции, проявляющиеся в условиях культивирования мышцы сердца in vivo. Обнаружены новые факты, подтверждающие положение о стойкой детерминированности тканеспецифических свойств СМ и НК миокарда. Впервые показан диапазон органо- и гистобластических потенций предсуществую-щих в миокарде НК при культивировании в ДК. Впервые установлено прямое влияние нонапептидов гипоталамуса на характер реорганизации клеток миокарда при его совместном культивировании в двойных ДК с крупноклеточными ядрами. Сформулировано положение о разнонаправленном влиянии факторов СО и ПВ ядер на диапазон компенсаторно-приспособительных возможностей НК миокарда.
Научно-практическая значимость работы.
Полученные результаты позволяют дополнить существующие представления о закономерностях репаративного процесса в миокарде взрослых млекопитающих. Они создают теоретическую базу для дальнейшего уточнения механизмов восстановления поврежденного миокарда человека. Выявленные в описательном плане констатации фенотипической реорганизации реактивно измененных СМ и различных видов НК расширяют представления о диапазоне их биологических потенций в условиях органотипического культивирования мышцы сердца in vivo. Проведенное исследование открывает перспективы для последующего изучения прямого влияния нонапепти-дов крупноклеточных ядер гипоталамуса на процессы гибели, переживания, пролиферации, роста и цитодифференцировки клеток дефинитивного миокарда, в том числе и для целей коррекции репаративного кардиомиогенеза. В своей совокупности полученные данные создают предпосылки для дальнейшего развития научной базы прикладных аспектов клинической кардиологии.
Внедрение.
Результаты работы используются в учебном процессе при изложении материала на лекциях и проведении практических занятий со студентами на кафедрах гистологии Оренбургской медицинской академии, Омской медицинской академии, Ярославской медицинской академии; на кафедре анатомии и гистологии Оренбургского аграрного университета; на кафедре аиатомии, физиологии человека и животных Оренбургского педагогического института.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Культивирование дефинитивного миокарда ЛЖ in vivo выявило полиморфный характер реактивных изменений кардиомиоцитов (дегенерирующие, переживающие и перестраивающиеся клетки).
-
Стадийность превращений, наблюдаемая в условиях классической модели культивирования по методу Лазаренко, в имплантированных фрагментах мышцы сердца частично прослеживается только для клеток соединительной ткани и микрососудов интерсти-ция, в то время как в отношении СМ полностью отсутствует.
-
Условия органотипического культивирования миокарда in vivo обнажают морфогенетическую гетерогенность составляющих его клеточных популяций. Сформулировано положение о необходимости комплексной оценки гисто- и органобластических потенций всех тканевых элементов миокарда в процессе установления диапазона его компенсаторно-приспособительных возможностей.
-
В процессе реорганизации фрагментов миокарда при культивировании in vivo обнаружены органоспецифические особенности фе-
нотипических превращений клеточных элементов соединительной ткани интерстиция и сосудов микроциркуляции.
5. Нонапептиды гипоталамуса при совместном культивировании крупноклеточных нейросекреторных ядер и фрагментов мышцы сердца в двойных ДК in vivo в ранние сроки оказывают на СМ и НК адаптационное воздействие. В то время как на поздних стадиях они, в основном, играют роль факторов, усиливающих активизацию, пролиферацию и гистотипический рост клеток интерстиция и микрососудов трансплантированного миокарда.
Апробация работы.
Материалы диссертации доложены и обсуждены на: 1.Всесоюзной научной конференции студентов и молодых ученых «Физиология и патология сердечно-сосудистой системы» (Махачкала, 1991). 2.Всесоюзной научной конференции студентов и молодых ученых «Актуальные проблемы клинической и экспериментальной кардиологии» (Киев, 1991). 3.Научной конференции молодых ученых-медиков «Молодыеученые -здравоохранению» (Оренбург, 1992). 4.XI итоговой конференции молодых ученых-медиков «Молодые ученые - здравоохранению» (Оренбург, 1993). 5.Научной конференции «Критерии и методы оценки жизнеспособности тканей в раневом процессе» (С-Петербург,1993). 6.II Всероссийской научной конференции «Влияние антропогенных факторов на структурные преобразования органов, тканей, клеток человека и животных» (Саратов, 1993). 7.XII итоговой конференции молодых ученых-медиков «Молодые ученые-здравоохранению», посвященной 50-летию института (Оренбург, 1994). 8.Ill Съезде анатомов, гистологов, эмбриологов Российской Федерации (Тюмень, 1994). 9.IV Всероссийской конференции «Нейро-эндокринология - 95» (С-Петербург,1995). Ю.Региональной конференции молодых ученых и специалистов (Оренбург, 1995). 11.111 Всероссийской научной конференции «Влияние антропогенных факторов на структурные преобразования клеток, тканей и органов человека и животных» (Волгоград, 1995). 12.Научной конференции «Гистогенез и регенерация тканей», посвященной памяти проф. А.А.Кли-шова (С-Петербург,1995). 13.11 съезде физиологов Сибири и Дальнего Востока (Новосибирск, 1995). 14.XII итоговой конференции «Молодые ученые - здравоохранению» (Оренбург,1995). ^.Международном научном конгрессе студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и наука - третье тысячелетие /YSTM-96/ » (Москва,1996).
Публикации.
По материалам диссертации опубликовано 16 научных работ.
Объем и структура диссертации.
Диссертация изложена на 217 страницах машинописного текста. Работа состоит из введения, обзора литературы, главы «Материал и методы исследования», 3-х глав собственных исследований, обсуждения полученных результатов с данными литературы и выводов. Диссертация иллюстрирована 96 рисунками, 6 таблицами. Библиография включает 129 отечественных и 278 зарубежных источников. Диссертация написана на русском языке.