Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Характеристика регуляторных компонентов функционального элемента миокарда собак в условиях фармако-холодовой кардиоплегии

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Характеристика регуляторных компонентов функционального элемента миокарда собак в условиях фармако-холодовой кардиоплегии"

На правах рукописи

Л/ \

СКВОРЦОВА

Инна Евгеньевна

ХАРАКТЕРИСТИКА РЕГУЛЯТОРНЫХ КОМПОНЕНТОВ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА МИОКАРДА СОБАК В УСЛОВИЯХ ФАРМАКО-ХОЛОДОВОЙ

КАРДИОПЛЕГИИ

03.00.13 - физиология человека и животных

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата апологических наук

Нижний Новгород - 1998

Работа выполнена в Центральной научно-исследовательской лаборатории Нижегородской государственной медицинской академии

1аучный руководитель: зоктор медицинских наук

В.П. Смирнов

Официальные оппоненты:

;октор биологических наук :октор медицинских наук

К. Н.Конторщикова С.П.Перетягин

едущая организация - Научно-исследовательский институт

общей патологии и патофизиологии РАМН

ашита диссертации состоится " /¿Г " _ 1998 г.

/¿ГО* часов на заседании Диссертационного Совета К 063.77.13 э присуждению ученой степени кандидата биологических наук в жегородском государственном университете им. Н.И. эОачевского по адресу: 603023, Нижний Новгород, проспект 1гарина, 23.

диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета, тореферат разослан " " 1998 г.

эныи секретарь ссертационного Совета ндидат биологических наук

-Ъ

И.Ф. Александрова

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Проблема управляемой искусственной гиберна-ции особенно актуальна для экспериментальной биологии и медицины экстремальных состояний. В данных условиях вопрос регуляции сердечной деятельности является основополагающим.

В кардиохирургии быстрое и полноценное восстановление сердечной деятельности после операций обусловлено защитными мероприятиями. В настоящее время в кардиохирургических центрах применяется фармако-холодовая кардиоплегия в сочетании с локальной гипотермией сердца (Королев и др., 1982; Мухина, 1992; Смирнов, 1993). Последние исследования (Бояринов, 1987; Снопова, 1991; Горох, 1993) показали, что оптимальным противоишемическим уровнем гипотермической защиты сердечной мышцы в период длительной ишемии является поддержание внутримиокардиальной температуры в режиме 10-12°С. Доказано, что введение в состав кардиоплегических растворов (КПР) гутимина повышает противоишемическую эффективность защиты миокарда и предупреждает развитие гиподинамического синдрома в раннем послеоперационном периоде (Бояринов и др., 1986; Андреева, 1992).

Компенсаторно - приспособительным реакциям соответствуют патсмор-фологические изменения органа по принципу структурно-функционального взаимодействия. Данный методологический подход отражен в понятии "функциональный элемент" (ФЭ) органа. ФЭ представляет собой совокупность рабочих, трофических и регуляторных компонентов, объединенных соединительнотканными структурами (Чернух, 1975).

На сегодняшний день кардиомиоциты и гемокапилляры подробно исследованы на светооптическсм и ультраструктурном уровнях ((Шахламов, 1971; Шошенко, 1975; Кактурский, 1980; Румянцев, 1982). Особенности регуляции функционального элемента миокарда в восстановительном периоде после искусственней гибернации в настоящее время практически не изучены.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью настоящего исследования является изучение морфофункциональных характеристик ФЭМ, а также некоторых функций сердца при бесперфузионной гипотермии (28°С, 10-12°С) , фар-мако-холодовой кардиоплегии и в периоде восстановления сердечной деятельности.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: 1. Изучить морфофункциональные характеристики тучных клеток на этапах эксперимента.

2. Исследовать количественно-качественные показатели терминальных нервных образований сердечной мышцы в данном эксперименте.

3. Оценить состояние кардиогемодинамики в восстановительных периодах .

4. Провести сравнительный анализ изменений ФЭМ и кардиогемодинамики в ранних послеоперационных периодах.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ заключается в том, что впервые:

- проведено морфофункциональное исследование интерстициального пространства, тучных клеток и нервных волокон миокарда в условиях бесперфузионной гипотермической (28°С, 10-12°С) ишемии и фармакохо-лодовой кардооплегии сердечной мышцы;

показано преобладание короткодистантной регуляции тучными клетками при гипотермии;

- установлено, что при использовании кардиоплегических растворов основное значение приобретает сохранность нервных структур ФЭМ;

- разработан "Способ подготовки гистологического препарата для выявления нервных волокон на срезах ткани" изобретение (АС РФ № 4890971/14(22)), внедрение которого позволяет дать количественно-качественную оценку состояния симпатических нервных волокон миокарда на этапах операции.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ.

В работе на разных уровнях организации от клеточного до системного показаны структурно-функциональные особенности тучнокле-точного и нервного компонентов ФЭМ при гипотермической (28°С, 10-12°С) ишемии, фармакохолодовой кардиоплегии и в восстановительных периодах.

Установлено, что особенности морфометаболических изменений мастоцитов и нервных волокон, как регуляторных компонентов ФЭМ, определяют характер восстановления сердечной деятельности в пости-шемических периодах.

В прикладном аспекте на основании полученных в работе данных о морфофункциональных характеристиках регуляторных компонентов ФЭМ можно рекомендовать включение в комплекс защитных мероприятий фармакологические препараты, влияющие на активность тучных клеток, нормализующие тем самым состояние МЦР, что будет способствовать полноценному восстановлению сердечной деятельности.

Рассмотрение проблемы функционального элемента органа с позиций системного анализа имеет определенное значение как для физиологии, гистологии, так и патологии, расширяя представления о взаимоотношениях компонентов ФЭ и их участии в поддержании тканевого гомеостаза.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ.

1. При бесперфузионной гипотермической ишемии (28°С и 10—12°С) нарушения микроциркуляторного русла, лежащие в основе сердечной недостаточности, обусловлены дегрануляцией тучных клеток.

2. Особенности МЦР при фармако-холодовой кардиоплегии опосредованы низкой тучноклеточной активностью и постоянной перфузией миокарда кардиоплегическими растворами.

3. Включение в перфузат гутимина на интраоперационном зтапе обеспечивает полноценное восстановление функций сердца, минимизируя альтеративные изменения компонентов ФЭМ.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертации доложены и обсуждены на конференции молодых ученых Волго-Вятского региона (Горький, 1987), на II Всероссийской научно-практической конференции с международным участием "Озон в биологии и медицине" (Нижний Новгород, 1995) , на X Всероссийском пленуме правления, общества и федерации анестезиологов и реаниматологов "Анестезия и интенсивная терапия при траЕме. Гипоксия, эндотоксемия и методы их коррекции" (Нижний Новгород, 1995), VII Всероссийском съезде неврологов (Нижний Новгород, 1995) , VI Всемирном конгрессе по микроциркуляции (Германия, Мюнхен, 1996), Обществе Физиологов (Нижний Новгород, 1998), Конференции молодых ученых России с международным участием (Москва, 1998). По теме диссертации опубликовано 15 работ. Получено авторское свидетельство на изобретение "Способ подготовки гистологического препарата для выявления нервных волокон на срезах ткани" (АС РФ № 4890971/14 (22)) .

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, 2 глав, излагающих результаты собственных исследований, обсуждения, выводов и указателя литературы (240 источников, из них 152 отечественных и 88 иностранных). Работа содержит 161 страниц машинописи, 39 таблиц и 37 рисунков.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Эксперимент поставлен на 56 здоровых беспородных собаках обоего пола массой 15,9 ±1,7 кг.

Базовой моделью в работе явились выключение сердца из кровообращения в условиях как умеренной бесперфузионной гипотермии организма, так и искусственного кровообращения (АИК) с перфузией сердечной мышцы кардиоплегическим раствором (КПР) Döring и КПР с добавлением в него гутимина (50 мг/л)(рис.1). Общая характеристика материала представлена в таблице 1.

Методы исследования кардиогемодинамики. Показатели КГД регистрировали при нормотермии на фоне эфирно-кислородного наркоза, на высоте охлаждения (28°С), в первые минуты восстановления сердечной деятельности и через 2 часа постишемического периода.

Артериальное давление (АД) определяли визуально на ртутном манометре Людвига. Центральное венозное давление (ЦВД) измеряли на аппарате Вальдмана. Частота сердечных сокращений (ЧСС, уд/мин) в 1 минуту, рассчитывалась по данным ЭКГ во втором стандартном отведении. Минутный объем кровообращения (МОК, (мл/мин)/кг) исследовали методом термодшпоции. Изучался ударный объем (УО, мл/кг) и минутная работа левого желудочка (МРЛЖ).

Морфологические методы исследования. Светооптическая микросколия проводилась на парафиновых срезах стенки левого желудочка сердца с прилежащей папиллярной мышцей. Изготовлялись срезы толщиной 7 мкм и окрашивались комплексом методик, предложенных нами (Скворцова, 1991): гематоксилин - эозином, пикрофуксином по ван Гизону, проводилась комплексная окраска на соединительнотканные структуры и нервные волокна по Сличенко, тучные клетки выявлялись окраской толуидиновым синим и основным коричневым по Голофеевско-:лу, ставилась PAS-реакция как без, так и с предварительной обработкой амилазой. Импрегнация нервных волокон солями серебра проводилась по предложенному автором способу (АС РФ № 4890971/14).

Морфометрические методы исследования. С помощью окулярмикро-метра М0В-1-15х производился подсчет общего числа тучноклеточной лопуляции (ХТК), количества гранулосодержаших (Тг), дегранулиро-занных (Тдг) и нестабильных (Тн) мастоцитов. На основании этих ланных рассчитывались производные показатели:

- тучноклеточные коэффициенты Ктк, Кг, Кдг, Кн, показывающие

Серия 1

Эфирно-кислородный наркоз )

-1

120 мин

Серия 2 Серия 3 Серия 4

Премедикация оУГ 28 °С 1 Ишемия ^ Восстановление *

30 мин 30 мин 60 мин 120 мин

Премедикация ОУГ 28 °С ХКП 10-12°С СеРия ^ Ишемия 1 Босс тановлеы Серия 6 и е 1

3 0 мин 30 мин 60 мин 120 мин

Премедикация ОУГ 28 °С ! Серия 7 ФХКП 10-12°С Ишемия | В о с с т а н о в л е н р

30 мин 30 мин 90 мин 120 мин

Серия 9 Серия 10

Премедикация^ руг 28 °С ФХКП 10-12°С+ гут(5 Омг/л) Ишемия| Восстановление_|

30 мин 30 мин 90 мин 120 мин

Рис.1 СХЕМА МОДЕЛИ ЭКСПЕРИМЕНТА

Таблица 1

Основные задачи исследования и общая характеристика экспериментального материала

Основные задачи Серия Название серии Масса кол-во

исследования (кг) ОПЫТОВ

(М ± т)

1. Изучение характе- 1 Интактная, "нора". 15,1 ±1,8 10

ристик регуляторных Премедикация

компонентов ФЗМ при атропин (0,3мг/кг),

эфирно-кислородном промэдсл (8-10 мг/кг)

наркозе

2. Изучение характе- 2 ООцая умеренная гипотермия 16,1 ±1,3 6

ристик регуляторных 28°С.

компонентов ФЗМ при 3 Пиютермическая ишемия мио- 16,5 ±1,6 5

умеренной бесперфузи- карда 28°С -60 мин.

онной гипотермии ор- 4 Постишемический период по- 17,9 ±1,2 5

ганизма сле гипотермической зашиты

миокарда 28°С -120 мин.

3. Изучение характе- 5 Геотермическая ишемия мио- 15,6 ±1,2 5

ристик регуляторных карда 10-12°С -60 мин.

компонентов ФсМ при

гипотермической защи- б Постишемический период по- 15,9 ±1,5 5

те миокарда 10-12°С на сле гипотермической защиты

фоне ОУГ 28°С миокарда 10-12°С - 120

мин.

4. Изучение характе- 7 Перфузия миокарда КПР 17,3 ±1,4 5

ристик регуляторных Döring (контроль) -90 мин.

компонентов ФЗМ при 8 Постишемический период по- 17,1 ±1,8 5

перфузии сердечной сле перфузии миокарда КПР

мдпцы КПР в условиях Döring -120 мин.

искусственного крово- 9 Перфузия миокарда КПР, обо- 17,5 ±2,1 5

обращения гащенным гутимином,-90 мин.

10 Постишемический период по- 17,1 ±1,8 5

сле перфузии миокарда КПР с

гутимином -120 мин.

Всего опытов: 15,9 ±1,7 56

влияние функционально различных тучных клеток на МЦР;

- коэффициенты активности пулов мастоцитов - Аг, Адг, Ан;

- индекс дегрануляции - ИД - косвенно отражающий секреторную (гистаминовую и гепариновую) активность мастоцитов.

Были измерены диаметры кардиомиоцитов (Бкмц, мкм), их плотность (Пкмц, шт/мм2), диаметры капилляров с прилежащими тучными клетками (dtKan, мкм), средние по серии диаметры капилляров (<±кап, мкм), просветы перикапиллярного (ПП, мкм) и перицелюлярного (ПЦ, мкм) пространств. На импрегнированных срезах измерялись диаметр нервных волокон (с1нв, мкм), плотность нервных волокон (Рнв, шт/мм~) . Рассчитывались коэффициенты Кнв и Внв - характеризующие соотношение между плотностью нервных волокон и, соответственно, числом капилляров или плотностью кардиомиоцитов. _Электронномикроскопический метод исследования. Для ультраструктурного исследования кусочки стенки левого желудочка сразу после забора фиксировали в 2,5 % растворе глютаральдегида с последующей дофиксацией в 1 % растворе четырехокиси осмия, обезвоживали в спиртах восходящей концентрации и заключали в аралдит. Ультратонкие срезы изготовляли на ультратоме LKB -III, контрастировали уранилацетатом и цитратом свинца. Материал просмотрен на электронном микроскопе ЭМВ - 100 А старшим научным сотрудником отдела морфологии и электронной микроскопии ЦНИЛ, к.б.н. Сноповой Л.Б.

Статистические методы исследования. Обработка цифровых данных проводилась статистической диалоговой системой "Stadia" (версия 4.52/4.92г. Копия № 1102).

СОБСТВЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Числовые показатели, отражающие мсрфометрические данные и функцию миокарда при эфирно-кислородном наркозе, мы использовали как исходные для сравнения на этапах исследования.

Кардиогемодинамиха. При ЭКН (табл.2) ЧСС составляет 132 ±5 уд/мин, УО равен 1,68 ±0,03 мл/кг; МОК = 221,7 ±13,0 (мл/мин)/кг, а показатели МРЛЖ и АД, соответственно, 322,9 ±24,1 (гм/мин)кг и 127,9 ±3,9 мм рт.ст.

Тучные клетки дифференцировались на гранулосодержащие и дегра-нулированные с преобладанием первых (табл.3) и имели в основном овальную или округлую форму.

Таблица 2

Показатели кардиогемодинамики при эфирно-кислородном наркозе, общей умеренной (28°С) гипотермии и в постишемических периодах

СЕРИИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПОКАЗАТЕЛИ

ЧСС, уд/мин УО, мл/кг МОК, (мл/мин)/кг МРЛЖ, (гм/мин)/кг ДЦ, мм рт.ст.

1 серия - ЭКН 132,0 ±5 1,68 ±3,30 221,7 ±L3,0 322,9 ±24,1 127,9 ±3,9

2 серия - ОУГ(28°С) 117,0 ±4* 1,08 ±3,02* 126,3 ±7,1* 193,0 ±15,1* 113,2 ±5,4*

4 серия ранний 105,0 ±5* 109,0 ±5* 1,24 ±0,10* 1,08 +0,06* 129,9 ±10,4* 117,3 ±13,2* 200,2 ±22,8* 157,1 ±15,6* 114,2 ±5,2* 99,3 ±3,6*

поздний

6 серия ранний 105,0 ±5* 116,0 ±6* 1,84 ±0,04* 1,35 ±3,05* 183,2 ±12,7* 160,2 ±10,6* 278,0 ±20,9* 226,2 ±15,0* 112.5 ±15,5* 104.6 ±3,4*

поздний

8 серия ранний 104,0 ±3* 117,0 ±3* 1,43 ±3,12* 1,34 ±3,02* 158,1 ±14,7* 156,6 ±15,8* 224,1 ±18,6* 216,3 ±20,1* 105,0 ±8,2* 102,3 ±3,2*

поздний

10 серия ранний 108,0 ±6* 120,8 ±8* 1,66 ±0,02 1,48 ±0,07* 179,2 ±16,1* 177,1 ±17,0* 272,2 ±24,9* 263,7 ±20,4* 112,5 ±3,7* 110,3 ±4,2*

поздний

*- различия достоверны (Р< 0,05) относительно ЭКН

Таблица 3

Общее количество мастоцитов (ХТК) , их гранулосодержащих (ТКг), дегранулированных (ТКдг) и нестабильных (ТКн) форм на этапах эксперимента (М ±т)

СЕРИИ Етк ТКг ТКдг ТКн

1- ЭКН 37 ,33 ±7,35 22 , 71 ±4 ,62 14 , 62 ±3 , 59 0, 00

2- ОУГ 28Г'С 38, 98 ±10,19* 13 12 ±4 36* 18 4 9 ±7 20* 7 ,37 ±1,78 а

3- ОУГ 28°С, 60 мин ишемии 47, 86 ±13,05* 23 12 ±9 04* 22 ,42 ±9 12* 2, 32 ±1,72 а

4- ОУГ 28°С, 120 М4Н восст. пер. 19 67 ±3,62* 12 16 ±3 00* 6, 2 4 ±1, 68* 1, 27 ±0,94 а

5- хкп 10-12°С, 60 мин ишемии 46 11 ±14,9* 5, 04 ±3, 23* 41, 07 ±15 , 94* 0, 00

6- хкп 10-12пС, 120 шн восст. пер. 17 36 ±0,12* 6, 13 ±0, 02* 11 ,23 ±0 15* 0, 00

7- АИК КПР, 90 мин ишемии 46, 04 ±11,94* • 33, 61 ±18 , 48* 10 ,36 ±6 72* 2, 07 ±2,07 а

8- АИК КПР, 120 шн восст. пер. 23 64 ±0,07* 15 45 ±4 40* 7, 36 ±4, 21* 0, 83 ±0,00 а

9- АИК +гут., 90 мин ишемии 33 86 ±6,98* 19 04 ±5 78* 14 42 ±1 88* 0 ,4 ±0,00 а

10 - АИК +гут., 120 им восст. пер. 34 25 ±0,17* 29 49 ±0 00* 4, 76 ±0, 02* 0, 00

* - различия достоверны ( Р< 0,05) относительно ЭКН а - различия достоверны (Р< 0,05) относительно ОУГ 28°С

Диаметры капилляров с прилежащими ТК статистически достоверно общи меньше, чем в среднем по серии (табл.4) .

Таблица 4

Диаметры капилляров средние по серии (d кап) и с прилежащими тучными клетками (dt кап) в эксперименте (M ±т)

СЕРИИ d кап, мкм dt кап, мкм

1- ЭКН 6,11 ±0,32 2,85 ±0 24а

2- ОУГ 28°С 3,59 ±0,22* 2,84 ±0 ,17*

3- ОУГ 28°С, 60 мин ишемии 5,41 ±0,28* 3,19 ±0, 27 *а

4- ОУГ 28°С, 120 мин восст. пер. 3,97 ±0,19* 3,16 ±0 15*

5- ХКП 10-12°С, 60 мин ишемии 5,17 ±0,31* 1,68 ±0, 11*а

6- ХКП 10-12°С, 120 мин восст. пер. 4,66 ±0,20* 2,35 ±0, 15*а

7- АИК КПР, 90 мин ишемии 14,87 ±0,55* 2,63 ±0, 24*а

8- АИК КПР, 120 мин восст. пер. 10,62 ±0,42* 2,74 ±0 ! 23а

9- АИК +гут , 90 мин ишемии 9,16 ±0,35* 2,87 ±0 ,17а

10 - АИК +гут., 120 мин восст. пер. 8,72 ±0,27* 3,74 ±0, 30*а

* - различия достоверны (Р< 0,05) относительно ЭКН а - различия достоверны (Р< 0,05) относительно d кап

Нервные волокна (НВ) качественно оценивались по их длине, тол-шине, равномерности диаметра, степени извилистости. Так, ЭКН характеризовался длинными нервными волокнами, лежащими, в основном, параллельно кардиомиоцитам. Толшина их была равномерна по протяженности .

Количественные данные, характеризующие состояние рабочих структур и интерстициального пространства, представлены в таблице 5.

При общем охлаждении организма собак до 28°С определялось снижение показателей кардиогемодинамики относительно исходного состояния (табл.2) . Так, ЧСС составляла 117 ±4 уд/мин, или 88% от ЭКН; УО - 1,08 ±0,02 мл/кг (64% от ЭКН), МОК - 221,7 ±13,0 (57% от ЭКН), МРЛЖ - 322,9 ±24,1 (60%), АД - 127,9 ±3,9 или 89% от ЭКН.

Во многом это можно объяснить тем, что данный уровень гипотермии стимулирует процесс дегрануляции мастоцитов за счет появления нестабильных тучных клеток (18,91% от ХТК), находящихся в стадии начала выброса ЕАВ, и к увеличению числа дегранулированных ТК (табл.3) .

Нервные волокна выглядели короткими, приобретали выраженную

степень извилистости с сохранением четких контуров, располагались как параллельно кардиомиоцитам, так и пересекая их.

Количественные изменения компонентов ФЭМ выражались в снижении диаметра, плотности нервных волокон и кардиомиоцитов, увеличении лерикапиллярного и перицеллюлярного пространств с наличием отечной жидкости (табл.5). Последняя содержала компонент, соответствующий по структуре содержимому капилляров.

В цитоплазме кардиомиоцитов особенно субэндокардиальных зон, определяется зернистая, а изредка и гиалиново-капельная дистрофия с гомогенизацией и фрагментацией миофибрилл.

В целом из анализа полученных данных следует, что адаптационное снижение функции сердца при умеренном охлаждении организма и уменьшение кровотока вызывает компенсаторные изменения на уровне ФЭМ. Происходит активация мастоцитов. Процесс дегрануляции сопровождается выбросом БАВ, влияющих на проницаемость капилляров и, соответственно, перераспределением жидкости с выходом ее в интер-стиций. Расширения перикапиллярного и перицеллюлярного пространств приводят к сдавлению капилляров, а также уменьшению диаметров кардиомиоцитов и нервных волокон.

При 60-минутной ишемии на фоне ОУГ 28°С кардиоплегия наступала в течение 22 ±2 мин. Отмечалось увеличение общего количества тучных клеток (табл.3) с равновесным содержанием "активных" и "неактивных" мастоцитов. Их форма варьировала от округлой до вытянутой, гранулярность - от низкой до интенсивной. Снижение дегрануляции сопровождалось расширением просветов капилляров с прилежащими тучными клетками (табл.4).

Нервные волокна приобретали вид утолщенных, коротких, а нередко разделенных на несколько фрагментов стволиков. Была отмечена их дезориентация, а также высокая степень извилистости. Морфометриче-ски фиксировалось увеличение показателей относительно ЭКН (табл. 5) .

В кардиомиоцитах усиливались альтеративные изменения: увеличивались зоны развслокнения миофибрилл, зернистой и гиалиново-капельной дистрофии, пересокращений отдельных волокон без разрывов по г-дискам.

За счет выраженного периваскулярного отека расширялись пери-капиллярные и перицелгюлярные пространства (табл. 5) . Отечная жидкость содержала мало белка и в большей мере соответствовала транссудату.

Т.о., длительной гипотермической (28°С) ишемии соответствовало

уменьшение дегрануляции мастоцитов, увеличение дистанции воздействия их медиаторов в силу расширения перикапиллярного и, особенно, перицеллюлярного пространств. Отмечены альтеративные изменения кардиомиоцитов и нервных волокон, что, несомненно, отражается в последующем при восстановлении сердечной деятельности.

Восстановление стабильной сердечной деятельности в раннем послеоперационном периоде после ОУГ 28°С наблюдалось через 23 ±4 мин после внутриартериального нагнетания крови 12,3 ±2,0 мл/кг и адреналина 0,07 ±0,008 мл/кг, а также применения 6-8 электрических дефибрилляции сердца.

Кардиогемодинамика. По сравнению с предокклюзионным периодом (2 серия) , ЧСС регистрировалась на 12 уд/мин меньше, что могло быть связано с угнетением автоматии и нарушением проводимости как следствие гипотермии, так и длительной ишемии. МРЛЖ и УО возросли на 4% и 15% соответственно, что обусловлено более редким ритмом сердца . Системное АД оставалось на уровне предокклюзионного периода (табл.2) .

Т.е. в первые минуты восстановительного периода после ишемии миокарда при 28°С, несмотря на достаточно большую инотропную стимуляцию сердца, у животных отмечался выраженный гиподинамический синдром кардиогемодинамики.

Реперфузионным повреждениям соответствовали альтеративные изменения компонентов ФЗМ: набухание и увеличение диаметра нервных волокон (табл.5), развслокнение и нарастание их плотности, минимальное общее количество тучных клеток с доминированием гранулосо-держащих мастсцитов (табл.3). Преобладала овально-вытянутая форма клеток с низкой или средней гранулярностью. Диаметр кардиомиоцитов и их плотность были самыми низкими среди этапов ОУГ 28сС. Зато максимально увеличивались просветы перикапиллярного и перицеллплярного пространств (табл.5). В среднем по миокарду снижались диаметры капилляров и нивелировалась разница между ними и диаметрами капилляров, с прилежащими тучными клетками (табл.4).

ФЭМ в постишемическом периоде характеризовался несоответствием между низкой тучноклеточной активностью и усугублением нарушений МЦР. Последнее выражается в усилении перикапиллярного и перицеллю-лярного отека вследствие высокой проницаемости капилляров. Продолжали нарастать структурные изменения кардиомиоцитов и нервных волокон.

Таким образом, выключение сердца из кровообращения в условиях оесперфузионной умеренной гипотермии организма без дополнительного охлаждения миокарда является малоэффективным противоишемическим мероприятием. Формирующиеся на интраоперационном этапе серьезные альтеративные изменения различных компонентов ФЭМ, обусловливают тяжелые нарушения кардиогемодинамики. Поэтому, несмотря на введете животным в раннем постишемическом периоде больших количеств :<рови, реополиглюкина и адреналина, у них прогрессивно снижается сократительная и насосная функция сердца.

После окклюзии полых вен асистолия сердца при дополнительном локальном охлаждении сердечной мытип.ьт до 10-12°С регистрировалась через 6 ±1 мин. К концу ишемического периода наблюдалось увеличение общего количества тучных клеток со значительным преобладанием де-гранулированных мастоцитов (таСл.З) вытянутой, несколько реже - верете-новиднсй формы. Плотность гранулярности варьировала от высокой до низкой.

Диаметры капилляров как с прилежащими тучными клетками, так и средние по миокарду были минимальными (табл.4).

Нервные волокна были неравномерны по толщине, слабо извилисты, зплоть до практически прямых. Непостоянно отмечалась их дезориентация как по отношению к капиллярам, так и КМЦ. Морфометрически показано некоторое увеличение диаметра и снижение плотности нервных волокон (табл.5).

В кардиомиоцитах на фоне хорошей сохранности структур встречались фокусы неоднородного прокрашивания, особенно в глубоких слоях :.1иокарда. Цитоплазма их была гомогенной. Имели место явления зернистой дистрофии. Уменьшались диаметры кардиомиоцитов на фоне существенного расширения просветов перикапиллярного и перицеллпляр-ного пространств (табл.5). Отечная жидкость содержала единичные включения хлопьевидного материала средней электронной плотности.

Т.о., характерная для холодовой кардиоплегии (10-12°С) и последующей длительной ишемии структурная сохранность кардиомиоцитов и нервных волокон сопровождалась несоответствием между ростом де-гранулированных ТК, резким выбросом БАВ и состоянием перикапиллярного и перицеллюлярного пространств, а также существенными изменениями просветов капилляров.

Восстановление стабильной сердечной деятельности у животных

после гипотермической ишемии 10-12°С ■наблюдалось через 23 ±5 мин после внутриартериального нагнетания 7,8 ±1,2 мл/кг крови и 0,08 ±0,013 мл/кг адреналина, а также применения 3-4 электрических де-фибрилляций сердца.

Кардиогемодинамика. В первые минуты восстановительного периода ЧСС бьща на 17 уд/мин меньше, чем перед окклюзией. На фоне брадо-кардии регистрировались достоверно более высокие значения МРЛЖ, УО и МОК соответственно на 44%, 70% и 45% по сравнению с предокклю-зионньм периодом. Сердечный выброс увеличивался в основном за счет УО, который превышал даже исходный на 10%. Системное АД было одинаковым на сравниваемых этапах исследования (табл.2).

Окончанию восстановительного периода соответствовало минимальное общее количество тучных клеток с преобладанием дегранулирован-ных (табл.3) округлых мастоцитов с низкой гранулярной плотностью. Снижались диаметры капилляров как средние по миокарду, так и с прилежащими ТК (табл.4).

' Нервные волокна оценивались как короткие, тонкие, средней извилистости, однонаправленные с кардиомиоцитами. Количественно показано уменьшение диаметра и плотности нервных волокон как по сравнению с исходным, так и ишемическим периодом (табл.5) .

Структурные повреждения кардиомиоцитов выражались в их пересокращениях. В более глубоких слоях миокарда доминировали дистрофические процессы (постоянно зернистая дистрофия, реже, гиалиново-капельная) и отмечался незначительный внутриклеточный отек КМЦ. Диаметры и плотность кардиомиоцитов возрастали по сравнению с аналогичными показателями ишемического периода (табл.5).

В перикапиллярном и перцеллюлярном пространстве непостоянно фиксировался умеренно выраженный отек. Отечная яидкость при этсм по структуре отличалась от содержимого капилляров своей мелкозернистостью.

Т.о. вследствие быстрой остановки сердца, изменения микроцир-куляторного русла, вызванные дегрануляцией мастоцитов проявлялись преимущественно в восстановительном периоде после бесперфузионной гипотермической (10-12°С) ишемии. Последнее приводило к затруднению кровоснабжения глубоких слоев миокарда, и как результат, снижению функции сердца. Поэтому для полноценного восстановления сердечной деятельности необходимо применение фармакопротекторов на интраоперационном этапе.

В следующих сериях продолжительность тотальной ишемии сердца

увеличена до 90 мин, а в комплекс защитных мероприятий, наряду с токальным охлаждением миокарда до 10-12°С, включено антеградное зведение в коронарное русло кардиоплегических растворов.

Окончанию ишемического (90 мин) периода с использованием раствора Döring соответствовало максимальное количество тучных клеток (табл.3). Дифференцировались гранулосодержащие, дегранулированные 1 нестабильные мастоциты овальной и веретеновидной формы. Плот-лость гранул варьировала от средней до высокой. Преобладание гра-нулосодержащих лаброцитов и существенная разница между диаметрами капилляров (<±кап и dtKan) (табл.4) свидетельствовали о снижении активности мастоцитов.

Нервные волокна короткие, тонкие, одинаковые по толщине иногда "пересекали" мышечные пучки тангенциально, или, еще реже, лежали перпендикулярно им. Отмечено снижение извилистости HB вплоть до прямых, коротких фрагментов. Уменьшался их диаметр и плотность в сравнении с исходными значениями (табл.5).

Повреждения кардиомиоцитов заключались в наличии гиалиново-капельной дистрофии, утрате четких контуров, появлении зон различной степени прокрашивания. Отмечена извилистость и пересокращение мышечных волокон, реже - разрывы по Z-дискам.

Для МЦР характерно уменьшение числа функционирующих и наличие плазматизированных капилляров, с резким расширением их диаметра в среднем по миокарду (табл.4) , что опосредовано в какой-то мере низкой дегрануляцией, показаны выраженные отеки в перикапиллярном и, особенно, перицеллюлярном пространстве.

Т.о., полуторачасовая тотальная ишемия при гипотермии 10-12°С и перфузии сердечной мышцы раствором Döring сопровождается серьезными альтеративными изменениями.

Восстановление стабильной сердечной деятельности при использовании раствора Döring у животных наблюдалось через 19 ±4 мин после внутриартериального нагнетания 10,6 ±3,7 мл/кг крови и 0,06 ±0,002 мл/кг адреналина, а также применения 2-4 электрических дефибрилля-ций сердца.

Кардиогемодинамика. В первые 30-40 мин восстановительного периода, по сравнению с исходным (ЭКН) , ЧСС была на 28 уд/мин меньше (78,8%), МРЛЖ составила 224,1 ±18,6, (69,4% от ЭКН), УО -1,43 ±0,12 мл/кг (85,1%); МОК =158,1 ±14,7 (мл/мин)/кг (71,3%); АД =

105,0 ±3,2 мм. рт. ст. (82,1% от исходного значения) (табл.2). Т.е. в первые минуты восстановительного периода у животных отмечался гиподинамический синдром кардио- и системной гемодинамики, усугубляющийся к 120 мин реперфузии.

В сравнении с ишемическим этапом отмечалось дальнейшее снижение количественных показателей как тучных клеток (табл.3), имеющих вытянутую форму до веретеновидной с различной гранулярной плотностью, так и нервных волокон (табл.5). НВ были короткие, гиперарги-рофильными с "размытыми", нечеткими контурами. Извилистость их нарастала от умеренной до выраженной.

Наблюдались альтеративные изменения кардиомиоцитов по типу зернистой, реже гиалиново-капельной дистрофии, утрата поперечной исчерченности, неравномерность прокрашивания.

Фиксировался отек перикапиллярного и перицеллюлярного пространств с наличием пылевидного и мелкогранулярного РАй-материала (табл.5) .

Т.о., несмотря на проведение животным в раннем постишемическом периоде активной инотропной поддержки, сократительная и насосная функции сердечной мышцы остаются низкими. Это в сочетании с данными морфогистохимических исследований свидетельствует, о неадекватной защите миокарда и указывает на необходимость обогащения КПР противогипоксическими препаратами.

Период ишемии сердца (90 мин) при введении в КПР гутимина характеризовался минимальным снижением основных тучноклеточных показателей, преобладанием гранулосодержащих мастоцитов (тасл.З) округлой формы с высокой гранулярностью.

Нервные волокна четко контурировались, выглядели короткими, равномерными по толщине, с незначительной извилистостью. Изредка импрегнировались разволокненные пучки, имеющие ответвления перпендикулярные направлению КМЦ. Морфометрические показатели нервных волокон также были незначительно снижены по сравнению с исходными (табл.5) .

Отмеченные изменения альтеративного характера как регулятор-ных, рабочих структур (явления зернистой дистрофии, некоторая гомогенизация цитоплазмы, особенно в глубоких слоях миокарда) так и капилляров имели обратимый характер. Последнее подтверждалось дальнейшим изучением восстановительного периода.

Т.е. полученные данные свидетельствуют о заметном протекторном влиянии гутимина на компоненты ФЭМ в условиях длительной тотальной

шемии.

Стабильная сердечная деятельность у животных 10-ой серии дос-чгалась к 18 ±7 мин на фоне внутриартериального нагнетания 10,0 3,8 мл/кг крови и 0,03 ±0,002 мл/кг адреналина. У 3 животных на-людались самостоятельные сердечные сокращения, в других случаях зтребовалось применение 1-3 электрических дефибрилляций сердца.

Кардиогемодинамика. В первые минуты восстановительного периода СС определялась 108 ±6 уд/мин. При этом незначительно уменьшался О (на 1,2%) по сравнению с исходным, на 19,2% снижался МОК, на 9,6% - МРЛЖ, на 23% - системное АД.

Т.е., после применения гутимина наблюдался положительный эф-ект со стороны кардиогемодинамики в сравнении с аналогичным пе-лодом 8-ой серии (табл.2).

Тучные клетки были представлены преобладанием гранулосодержа-лх над дегранулированными формами с интенсивно прокрашенными зер-ами, лежащими как интра-, так и перицеллюлярно.

Нервные волокна бьши длинные, тонкие, равномерные по толщине, редней степени извилистости, располагались параллельно кардиомио-лтам.

В сравнении с ишемическим этапом показано снижение количест-энных показателей как тучных клеток (табл.3), так и нервных воло-он (табл.5).

Кардиомиоциты характеризовались сохранностью поперечно-олосатой исчерченности, отсутствием ядерных изменений, непостоян-ыми явлениями зернистой дистрофии.

Перикапиллярное и перицеллюлярное пространства выглядели узкими. Незначительно выраженные отеки со скоплением базофильной гра--улярности отмечались в зонах, прилежащих к измененным КМЦ.

При добавлении гутимина в КНР происходит количественное сниже-ие активности тучных клеток, что, тем не менее, не снижает поло-ительного регуляторного эффекта дегрануляции на морфофункциональ-ое состояние МЦР.

Т.е. протекторное влияние гутимина прослеживается не только на аренхимный компонент ФЭМ, но и на интракардиальные нервные волока. При этом снижение активности тучных клеток подчеркивает защит-о-адаптационный характер воздействия данного антигипоксанта.

Т.о., анализ морфофункционального состояния ФЭМ при исследуе-

мых способах защиты сердечной мышцы показал, что гипотермия вызывает дегрануляцию мастоцитов, медиаторы которых воздействуют на микроциркуляторное русло. Постоянная перфузия сердечной мышцы КПР Döring с гутимином, при фармакохолодовой кардиоплегии обусловливает' сохранность кардиомиоцитов, нервных волокон и интерстициального компонента ФЭМ, которая приводит к возрастанию роли интракардиальной нервной регуляции в периоде восстановления сердечной деятельности.

ВЫВОДЫ

1. В условиях как физиологической нормы, так и патологии в сердечной мышце функциональное значение имеет количественное соотношение гранулосодержаших, дегранулированных и нестабильных мастоцитов.

2. При бесперфузионной гипотермической (28°С и 10-12°С) ишемии миокарда изменения МЦР (увеличение перикапиллярного и перицеллюлярно-го пространств, уменьшение просвета капилляров) вызваны дегрануля-цией мастоцитов. Глубина охлаждения усиливает их активность.

3. Сердечная недостаточность, развивающаяся в восстановительном периоде после бесперфузионной гипотермической ишемии обусловлена альтеративными изменениями компонентов ФЭМ и высокой активностью тучных клеток, влияющих на состояние МЦР.

4. Особенности мсрфофункционального состояния МЦР при фармакохолодовой кардиоплегии (уменьшение числа функционирующих капилляров и паралитические их расширения) опосредованы низкой активностью мастоцитов и постоянной перфузией коронарного русла кардиоп-легическим раствором.

5. Падение насосной и сократительной функций миокарда в течение восстановительного периода после фармако-хслодовой кардиоплегии с раствором Döring сопряжено с реперфузионной альтерацией компонентов ФЭМ.

6. Включение в перфузат гутимина на интраоперационном этапе обеспечивает структурную сохранность капилляров, кардиомиоцитов и нервных волокон, уменьшает перикапиллярный и перицеллюлярный отек, поддерживает тонус микрососудов. На этом фоне в раннем послеоперационном периоде наблюдается полноценное восстановление сердечной деятельности.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Смирнов В.П., Головина И.Е. Структурно-функциональные особенности

;печения коронарного кровотока (депонир. рукопись). -ВИНИТИ АН СССР 57.87. -№ 5241. -В87. -26с.

Головина И.Е., Щербатова H.A., Смирнов В.П. Морфогистохимическая ха-геристика функционального элемента миокарда в периоде восстановления печной деятельности после длительной ишемии на фоне общей умеренной отермии // Тез. докл. IX науч. конф. мол. ученых и спец. Всшго-zk. региона. -Горький,1989. -С.227.

Смирнов В.П., Головина И.Е., Щербатова H.A. Морфогистохимическая и лтронномикроскопическая количественно-качественная оценка органной роциркуляции // "Моделирование, патогенез и терапия гипоксических ^ояний". Сб. науч. тр. -Горький, 1989. -С.78-85.

Смирнов В.П., Головина И.Е., Щербатова H.A. Морфометрическая и гис-1мическая характеристика капилляров и мышечных клеток миокарда со.- Арх. анат., гист., эмбрисл. -1990. -т.99. -№.9. -С.61-64. ^лирнов В.П., Снопова Л.Б., Скворцова И.Е., Щербатова H.A. Влияние вторых зоотоксинов на ультраструктуру и метаболизм альтерированного дца собак //" Зоотоксины в экспериментальной биологии и медицине".-науч. тр.- Горький, 1990. -С.69-72.

Смирнов В.П., Скворцова И.Е., Щербатова H.A. Морфометрическая харак-1стика миокарда здоровых собак // Тез. конф. "Лабораторные животные медико-бислогических и биотехнслогических исследований". -М.: 1990. 36-37.

Скворцова И.Е. Морфогистохимические методы в изучении нейрогумораль-регуляции на уровне функционального элемента органа // Сосудисто-;евые отношения при гипоксии. Сб. науч. тр.- Нижний Новгород, 1991. 50-56.

Скворцова И.Е. Влияние гипоксии на морфогистохимию нервных волокон сарда //Гипоксия и окислительные процессы. Сб. науч. тр.- Нижний город, 1992. -С.118-121.

Гмирнов В.П., Снопова Л.Б., Скворцова И.Е., Юнусова К.Э., Проданец ., Монахов А.Н. Патоморфслогия функционального элемента ишемизиро-ного миокарда при перфузии сердца озонированными кардиоплегическими гворами.// Озон в биологии и медицине. II Всероссийск. науч.-практ.

с международ, участ. 6-8 сент.1995. Тез. докл., Нижний Новгород, 5.- С.21.

Скворцова И.Е., Смирнов В.П., Снопова Л.Б. Морфогистохимическая ха-геристика интерстиция миокарда при различных уровнях гипотермической

ишемии./ Анестезия и интенсивн. терапия при травме. Гйпоксия, эндоток-семия и методы их коррекции. Тез. X Всерос. пленума правления общ-ва и федерации анестез. и реаниматся. 15-17 июня 1995, Нижний Новгород,1995. -С.108.

11. Снопова Л.В., Смирнов В.П., Монахов А.Н., Юнусова К.Э., Скворцова И.Е. Влияние озонированных кардиоплегических растворов (КПР) на морфологию функционального элемента миокарда в постишемическом периоде / Анестезия и интенсивн. терапия при травме. Гипоксия, эндотоксемия и методы их коррекции. Тез. X Всерос. пленума правления общ-ва и федерации анестез. и реаниматсл. 15-17 июня 1995, Нижний Новгород,1995. -С.110.

12. Скворцова И.Е., Скворцов А. Н. Морфогистохимическая характеристика нервных структур функционального элемента миокарда при фармакохслодовой зашите сердца от длительной ишемии // Тез. докл. VII Всерос. съезда неврологов, Нижний Новгород, 1995.-С.665.

13. I.E. Skvortzova, V.P. Smirnov Mast Cells Reactions in Ischemic Myocardium. // Sixth World Congress for Microcirculation, Munich, Germany, 1996.-P106.

14. Смирнов В.П., Скворцова И.Е. Мастоциты миокарда при гипотермической ишемии сердца // Актуальные вопросы медицины: Материалы юбилейной науч.-практ. конф. врачей поев. 275-летию образования Нижегород. воен. гарнизон, госпиталя - Ниж. Новгород, изд-во Волго-Вятск. Академии гос. службы,1997.-С.45-46.

15. Скворцова И.Е., Смирнов В.П., Снопова Л.Б. Гипоксические повреждения функционального элемента миокарда при общей умеренной гипотермии // Актуальные вопросы медицины: Материалы юбилейной науч.-практ. конф. врачей поев. 275-летию образования Нижегород. воен. гарнизон, госпиталя - Н.Новгород, изд-во Волго-Вятск. Академии гос. службы,1997.-С.50.

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Скворцова И.Е. Способ подготовки гистологического препарата для выявления нервных волокон на срезах ткани. АС № 4890971/14 (22).