Введение к работе
Актуальность проблемы. Известно, что развитие заболеваний сердца вне зависимости от их этиологии подчинено общим закономерностям, играющим ведущую роль в патогенезе и исходе страдания (В.С.Пауков, В.А.Фролов, 1982). Среди этих закономерностей важнейшее значение имеет очень быстрое включение в патологический процесс комплекса компенсаторно-приспособительных реакций, которые действуют на всех уровнях организации живой системы. Эти реакции позволяют сердцу достаточно быстро адаптироваться к меняющимся условиям функционирования. Особенно широко и ярко физиологические и патологические реакции организма проявляются на ультраструктурном уровне (Д.С.Саркисов, 1988). Таким образом, изучение внутриклеточных компенсаторно-приспособительных реакций позволяет понять тонкие механизмы повреждения сердца в условиях патологии и вместе с тем искать пути коррекции этих повреждений.
Работами, в основном отечественных исследователей, показано, что в поврежденном миокарде компенсаторно-приспособительные механизмы представляют собой набор стереотипных изменений ультраструктур кардиомиоцитов (КМЦ) и физиологических реакций сердца на различные повреждающие воздействия(В.С.Пауков, В.А.Фролов, 1982; Н.К.Хитров, В. С. Пауков, 1991). При этом среди органелл клеток сердечной мышцы наибольшим спектром морфологических изменений, в том числе и компенсаторно-приспособительного характера, обладают митохондрии. Это выражается в изменении количества митохондрий, их размеров, формы и структуры в динамике заболевания. Как правило, эти параметры, а также характер распределения органелл в цитоплазме клетки определяются уровнем выполняемой ими функции и условиями в которых она осуществляется, а также потребностью самой клетки в энергии АТФ (А.Абдулла, 1992).
В последние годы появились сообщения о том, что митохондрии в
мышечных клетках сердца связаны между собой посредством специаль ных структур - межмитохондриальных контактов (ММК), морфологическ представляющих собой зоны повышенной электронной плотности в мес так сближения наружных мембран соседних митохондрий (Бакеева Л.Е и соавт., 1982). Впервые контакты между митохондриями были описані D.C. Pease (1962) как "упорядоченные частицы" на митохондриальної поверхности в клетках сетчатки глаза кошки. Они соединяли наружны! мембраны соседних митохондрий между собой, формируя группы по 6-' органелл. При более детальном изучении ММК (Л.Е. Бакеева,Ю.С. Чен' цов, 1989) было обнаружено, что они имеют одинаковые параметры не-зависимо от вида клеток исследуемой ткани и характеризуются высокой устойчивостью (М.Г.Тихова и соавт., 1988). Кроме этого, н. культивированных КМЦ было продемонстрировано, что митохондрий объединенные посредством ММК, синхронно меняли свою энергетику прі пробое одной из органелл сфокусированным лазерным пучком (А.А. Ам-ченкова и соавт., 1987). Однако, большинство работ по этой темі было выполнено биологами и в основном касалось нормального распределения и тонкого строения данных ультраструктур. В литератур! практически не обсуждаются изменения ММК в условиях патологии. Однако, если эти структуры действительно выполняют функцию объединения митохондрий в единую систему, то они должны играть существенную роль в механизмах энергообеспечения кардиомиоцитов и тем самьп в процессах компенсации и приспособления при повреждениях сердц; различного генеза.
Цель исследования. Целью работы является оценка роли ММ1 кардиомиоцитов как одной из компенсаторных реакций сердца при ег< повреждениях, а также при приспособлении миокарда к изменившимся условиям его функционирования после ликвидации в сердце патологических процессов.
Задачи исследования. Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
-
В хронических экспериментах на моделях гипертрофии миокарда и алкогольной кардиомиопатии проследить изменения ММК в динамике развития компенсаторно-приспособительных процессов в сердце.
-
В остром эксперименте на модели разлитого гнойного перитонита, заканчивающегося быстрой смертью животных, исследовать состояние ММК при недостаточности компенсаторно-приспособительных процессов в миокарде.
-
В подостром эксперименте на модели острого панкреатита, заканчивающегося выздоровлением животных, изучить динамику образования ММК в процессе становления компенсаторно-приспособительных реакций в сердечной мышце.
-
На модели обратного развития гипертрофии миокарда после ликвидации патологического процесса исследовать изменения ММК кар-циомиоцитов в динамике приспособления сердца к изменившимся условиям функционирования.
-
Провести клинико-морфологические корреляции данных, no-пученных в поставленных экспериментах, для выявления закономерностей изменений ММК в процессе развития компенсаторных и приспосо-Зитель-ных реакций в сердце.
Научная новизна. Впервые описана компенсаторно-приспособительная реакция кардиомиоцитов поврежденного сердца в виде стереотипных изменений недавно обнаруженных внутриклеточных образований - ММК. При этом показано, что они играют важную роль в энергетическом обеспечении функции и гиперфункции КМЦ в условиях патологии сердца различного генеза, а также в динамике приспособления миокарда к меняющимся условиям функционирования.
- б -
Практическое значение работы. Выполненная работа в основної имеет значение для общей патологии, т.к. впервые описанный феномеї расширяет группу известных стереотипных компенсаторно-приспособительных реакций сердца, которые носят характер общебиологически: закономерностей. Результаты исследования также можно использоваті в практике анализа эндомиокардиальных биопсий с целью установлениі прогноза кардиомиопатий и других хронических заболеваний сердца.
Реализация практических рекомендаций. Результаты исследования используются в учебном процессе на кафедре патологической анатомии 2-го лечебного факультета ММА им. И.М. Сеченова, а также н; кафедре цитологии и гистологии биологического факультета МГУ им М.В. Ломоносова.
Апробация диссертации. Материалы исследования были доложеш на: I Съезде Международного союза ассоциаций патологоанатомов (октябрь 1995 г.), международном симпозиуме "Патология висцеральноі регуляции и тканевого роста" (октябрь 1995 г.), на республиканец научно-практической конференции "Актуальные вопросы патологическое и нормальной морфологии" (1995 г.), на заседании Московского общества патологоанатомов (март 1996 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту
-
Реакция ассоциирования митохондрий кардиомиоцитов с помощью межмитохондриальных контактов стереотипно развивается прі различных патологических процессах в сердце, является лабильной, обратимой и направлена на регуляцию энергообеспечения клеток сократительного миокарда в условиях энергетического дефицита.
-
Ассоциирование митохондрий с помощью межмитохондриальньп контактов носит характер биологической закономерности и проявляет-
ся кратковременным снижением количества ассоциированных митохондрий в начальный период патологического процесса в миокарде, резким повышением в период относительно устойчивой компенсации и возвратом к норме при ликвидации причины, вызвавшей заболевание сердца.
3. Изменение ассоциативной способности митохондрий кардио-*лио-цитов с помощью образования или распада межмитохондриальных контактов является важной компенсаторно-приспособительной реакцией, направленной на сохранение необходимого уровня энергии в экстремальных условиях.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из вве-цения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, 2-х глав результатов собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка использованной литературы. Работа изложена на 161 странице машинописного текста, иллюстрирована 63 рисунками и 5 таблицами. Указатель литературы включает 142 источника, в том числе 58 отечественных и 84 иностранных автора.