МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ'Я УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ім. О.О.БОГОМОЛЬЦЯ

ГИЧКА Сергій Григорович

УДК 616.127 – 005.8 – 06 + 616.24 – 091

ПАТОЛОГІЧНА МОРФОЛОГІЯ ЛЕГЕНЬ У ГОСТРОМУ ПЕРІОДІ ІНФАРКТУ МІОКАРДА

14.03.02 – Патологічна анатомія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора медичних наук

Київ – 2001

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Медичному інституті Української асоціації народної медицини (м.Київ) та на кафедрі патологічної анатомії Національного медичного університету ім. О.О.Богомольця

Науковий консультант: доктор медичних наук, професор Благодаров Володимир Миколайович, завідувач кафедри патологічної анатомії Національного медичного універсистету ім. О.О.Богомольця

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, професор Гавриш Олександр Семенович, завідувач

відділу патоморфології Інституту кардіології ім. М.Д.Стражеска АМН України

доктор медичних наук, професор Ступіна Олександра Семенівна, науковий консультант лабораторії морфології і цитології Інституту геронтології АМН України

доктор медичних наук, професор Біктіміров Віктор Васильович, завідувач кафедри патологічної анатомії Вінницького державного медичного університету ім. М.І.Пирогова МОЗ України

Провідна установа: Харківський державний медичний університет МОЗ України, кафедра патологічної анатомії

Захист дисертації відбудеться 29.03.2001 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26. 003. 06 при Національному медичному університеті ім. О.О.Богомольця (м.Київ, пр. Перемоги, 34, морфологічний корпус).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного медичного університету ім. О.О.Богомольця (м.Київ, вул. Зоологічна, 1)

Автореферат розісланий 26.02.2001 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради О.М. Грабовий

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ*

Актуальність роботи. Ішемічна хвороба серця (ІХС) є однією з найпоширеніших у більшості економічно розвинених країн і має високу питому вагу в структурі захворюваності, смертності та інвалідизації населення (Грацианский Н.А., 1996; Бочкарев И.Н., 1997; Панченко В.М. с соавт., 1997; Амосова Е.Н. с соавт., 1999; Люсов В.А., 1999; Braunwald E., 1992). Згідно статистичних даних, у Европі від ІХС кожні півтора року помирає 1 мільйон населення (Дзяк Г.В., Коваль Е.А., 1994). Показник смертності від серцево – судинних захворювань в Україні у 1997 році склав 59%, а в 1998 р. – 58% (Коваленко В.Н. с соавт., 1999). Найбільш грізним проявом ІХС є гострий інфаркт міокарда (ІМ). Важкість його перебігу, прогноз та частота летальних наслідків суттєво визначаються тими ускладненнями, що виникають у гострому періоді захворювання (Бобров В.А., 1996; Чазов Е.И., 1997; Амосова Е.Н. с соавт., 1999).

Перебіг гострого ІМ та його ускладнень тісно пов'язані з патологічними процесами, що розвиваються не лише в серці, але й в інших органах та системах, зокрема в легенях. Останні є життєво важливим органом, якому притаманні респіраторні, бар'єрні та метаболічні функції. Актуальність вивчення причин, механізмів та структурних проявів пошкодження легень при ІМ обумовлена тим, що серцево-легенева недостатність досить часто ускладнює перебіг захворювання, суттєво підвищуючи ризик смертності (Бобров В.А., 1996; Чазов Е.И., 1997).

Наріжним каменем проблеми пошкодження легень у гострому періоді ІМ є різнонаправлена дія патогенних факторів при розвитку альтеративних процесів у аерогематичному бар'єрі. Згідно з даними більшості дослідників, провідним механізмом пошкодження легень при ІМ є порушення гемодинаміки та мікроциркуляції (Кательницкая Л.И., 1990; Амосова Е.Н., 1996), в результаті чого виникає синдром легеневої венозної гіпертензії, а також зростає проникність аерогематичного бар'єра. Однак, це є лише одна сторона проблеми. Справа в тому, що гострий ІМ супроводжується значними змінами ліпідного обміну в організмі. Враховуючи, що легені беруть активну участь в метаболізмі ліпідів, в першу чергу, завдяки синтезу компонентів сурфактантної системи і біологічно активних речовин – ейкозаноїдів, важливого значення набуває встановлення ролі порушень ліпідного обміну в легенях у патогенезі захворювання. Проте в літературі проблема в цьому напрямку не розроблялась.

Існують тільки поодинокі роботи, які вказують на можливий взаємозв'язок цих змін із патологічними процесами, що виникають в легенях, в результаті чого

* Робота була задумана автором і почала виконуватись при безпосередній участі та консультативній допомозі Заслуженого діяча науки і техніки України, д.м.н., професора Олександри Пилипівни Кисельової . Автор безмежно вдячний своєму Вчителеві за допомогу та підтримку.

останні втрачають притаманні їм бар'єрні та метаболічні функції, що призводить до розвитку ускладнень ІМ і багато в чому визначає подальший перебіг захворювання (Нестеров Е.Н. с соавт., 1990; Нестеров Е.Н. с соавт., 1991; Петрова О.И., 1991; Загорулько А.К. с соавт., 1999).

Представлені в літературі результати аутопсійних та експериментальних досліджень структури легень при ІМ та деяких його ускладненнях - гострій лівошлуночковій недостатності, кардіогенному шоку, фібриляції щлуночків мають фрагментарний характер (Цагарели З.Г., Гогиашвили Л.Е., 1982; Галанкина И.Е., Пермяков Н.К., 1983; Кательницкая Л.И., Панченко С.Н., 1986; Цагарели З.Г. с соавт., 1986; Кательницкая Л.И., 1990; Петрова О.И., 1991; Архангельский А.В., Ковалев В.И., 1993 та інші). Вони не розкривають основних закономірностей морфогенезу патологічних процесів, що розвиваються в легенях у зв'язку з порушеннями ліпідного обміну. Враховуючи зазначене, вивчення морфогенезу процесів, які виникають в легенях при ІМ, набуває особливого значення в умовах всебічного обгрунтування прогнозу захворювання й оптимізації діагностичних, лікувальних та профілактичних заходів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконана у зв'язку з науковою тематикою Медичного інституту Української асоціації народної медицини “Клінічне та експериментальне обгрунтування ефективності деяких біологічно – активних речовин“ (№ державної реєстрації 0199 U 003850). Автор є виконавцем фрагменту цієї науково-дослідної роботи.

Мета роботи - визначити основні закономірності розвитку патоморфологічних змін легень при різних клінічних формах гострого інфаркту міокарда і встановити їх роль у перебігу захворювання.

Завдання дослідження:

1.Вивчити динаміку розвитку структурних змін аерогематичного бар'єра у гострому періоді інфаркту міокарда.

2.Розкрити особливості патоморфологічних змін легень у гострому періоді інфаркту міокарда при виникненні ускладнень захворювання – гострої лівошлуночкової недостатності, кардіогенного шоку, фібриляції шлуночків, гострої бронхопневмонії.

3.Визначити структурні прояви порушень ліпідного обміну в легенях у гострому періоді інфаркту міокарда.

4.Провести порівняльний аналіз даних про порушення ліпідного обміну в легенях при інфаркті міокарда з результатами досліджень інших біологічних об'єктів: артеріальної і венозної крові, конденсату видихуваного повітря та поту пацієнтів.

5.Встановити взаємозв'язок порушень ліпідного обміну в легенях з патоморфологічними змінами аерогематичного бар'єра та розкрити їх значення при

розвитку ускладнень захворювання.

Об'єкт дослідження – серцево-легенева недостатність при гострому ІМ.

Предмет дослідження – патоморфологічні зміни легень у гострому періоді ІМ.

Методи дослідження. Для досягнення поставленої мети використані сучасні морфологічні, а також хроматографічні, біохімічні та фізико – хімічні методи дослідження, які дозволили дати комплексну оцінку патологічних процесів, що розвиваються в легенях у гострому періоді ІМ в умовах порушень ліпідного обміну.

Наукова новизна одержаних результатів. В результаті комплексного дослідження вперше встановлено тісний взаємозв'язок альтеративних процесів у легенях в гострому періоді ІМ з нагромадженням в них неемульгованих ліпідів, змінами їх жирнокислотного складу та інтенсифікацією процесів перекисного окислення ліпідів (ПОЛ). Показано, що жирова дистрофія розвивається у всіх клітинах аерогематичного бар'єра; виявлена залежність глибини і розповсюдженості цього патологічного процесу від тривалості ІМ та важкості його перебігу.

Дістали подальшого розвитку уявлення про патогенез жирової емболії судин гемомікроциркуляторного русла (ГМЦР) легень: показано, що цей процес є закономірним для гострого періоду ІМ, а одним із джерел надходження жирових крапель у кровоносне русло є некротизований і дистрофічно змінений міокард; описано механізм появи жирових крапель в ГМЦР легень.

Описано раніше невідомі механізми нагромадження вільно розташованих крапель неемульгованого жиру в просвітах альвеол: показано, що ліпідні часточки проникають в альвеоли безпосередньо із просвіту судин ГМЦР при їх пошкодженні або шляхом акумуляції жирових крапель в цитоплазмі клітин аерогематичного бар'єра з подальшим виходом в альвеоли за умов їх альтерації.

Вперше встановлено, що елімінація крапель неемульгованого жиру із легень проходить переважно через лімфатичну систему або в результаті активації дренажної функції бронхіального дерева. Показано значне нагромадження крапель неемульгованого жиру в просвітах лімфатичних судин стінок бронхів у гострому періоді ІМ. Змішування відтікаючої від легень лімфи з венозною кров'ю обумовлює повторне занесення їх у кровоносне русло легень, тобто формується “спотворене коло” (circulus vitiosus).

Дістали подальшого розвитку уявлення про морфогенез патологічних процесів у легенях при виникненні у хворих гострої лівошлуночкової недостатності, кардіогенного шоку, фібриляції шлуночків, гострої бронхопневмонії. Встановлено, що для ускладненого перебігу інфаркту міокарда характерні виражені порушення метаболічних функцій легень: в них нагромаджується хімічно вільний жир, мієліноподібні структури, достовірно активізуються процеси ліпопероксидації, модифікується жирнокислотний склад ліпідів. Ці зміни поєднуються з інтенсифікацією процесів перекисного окислення ліпідів у крові та значними порушеннями кислотно – лужного стану еритроцитів артеріальної крові, що може бути використано для діагностики та прогнозування можливих ускладнень захворювання.

Вперше встановлено, що альтеративні зміни аерогематичного бар'єра у гострому періоді ІМ супроводжуються перерозподілом жирнокислотного складу ліпідів у досліджених біологічних об'єктах: у конденсаті видихуваного повітря, сироватці крові та поті пацієнтів відсоток поліненасичених жирних кислот (лінолевої та арахідонової) збільшується, а в легенях та еритроцитах - зменшується.

Отримані результати досліджень свідчать про взаємозв'язок порушень ліпідного обміну в легенях з патоморфологічними змінами аерогематичного бар'єра і розкривають їх значення для розвитку ускладнень захворювання.

Практичне значення отриманих результатів. У відповідності з потребами практичної кардіології на підставі результатів комплексних досліджень сформульована нова концепція морфогенезу патологічних процесів, що розвиваються в легенях у зв'язку з порушеннями ліпідного обміну в гострому періоді ІМ. Виявлений взаємозв'язок альтеративних змін легень і порушень ліпідного обміну обумовлює необхідність оптимізації діагностичних, лікувальних та профілактичних заходів у гострому періоді ІМ.

Встановлення патогенетичного значення жирової мікроемболії легень для розвитку в них альтеративних змін у гострому періоді ІМ та виявлення механізмів нагромадження неемульгованих жирових часточок у легенях, а також шляхів їх елімінації дає можливість розробки більш ефективних методів профілактики вільнорадикального пошкодження структур аерогематичного бар'єра для запобігання розвитку ускладнень захворювання.

У відповідності з результатами патоморфологічного аналізу оцінена інформативність і аргументована доцільність біохімічного та фізико - хімічного досліджень артеріальної крові для діагностики та прогнозування можливих ускладнень гострого періоду ІМ (за матеріалами дисертації отримані деклараційні патенти України на винахід № 31647А та № 31648А). З цією ж метою обгрунтована можливість застосування неінвазивних методів - дослідження конденсату видихуваного повітря та поту пацієнтів.

Результати досліджень впроваджені в роботу лікувально-профілактичних закладів у формі інформаційних листів МОЗ України (№22-97 та №49-2000), використовуються в роботі патологоанатомічних відділень лікарень №12 та №18 м. Києва та Київської обласної клінічної лікарні, відділення кардіологічної реанімації Центральної міської клінічної лікарні, кардіологічного відділення Київської міської клінічної лікарні №12, а також в навчальному процесі на кафедрах патологічної анатомії Національного медичного університету ім. О.О.Богомольця, Київської медичної академії післядипломної освіти ім. П.Л.Шупика, Медичного інституту Української асоціації народної медицини.

Особистий внесок здобувача. Автором особисто визначено основні напрямки наукового пошуку, мета та завдання роботи, проведено всі дослідження, систематизовано і проаналізовано отримані результати, здійснено узагальнення і сформулювано висновки та практичні рекомендації.

Електронномікроскопічні дослідження автор виконував на базі кафедри патологічної анатомії Національного медичного університету ім. О.О.Богомольця (зав. – проф. В.М.Благодаров) та патологоанатомічного відділу Інституту онкології і радіології АМН України (зав.-проф. К.О.Галахін) ; гістохімічні, газохроматографічні та біохімічні спільно із співавторами – у відповідних лабораторіях Науково-дослідного лабораторного центру при Національному медичному університеті ім. О.О.Богомольця (керівники - проф. Н.О.Колесова, пров.наук.співробітник Т.С.Брюзгіна, пров.наук.співробітник Н.М.Юрженко) та Інституту екологічної патології людини (директор – проф. В.П.Терещенко); рН-метрію крові та мікроскопію препаратів крові в поляризованому світлі – у відділі молекулярної фотоелектроніки Інституту фізики НАН України (керівник - проф. М.В.Курик)*.

За матеріалами дисертації були розроблені способи діагностики та прогнозування ускладнень інфаркту міокарда (деклараційний патент України на винахід № 31647А (Гичка С.Г., Курик М.В., Благодаров В.М.) та № 31648А (Гичка С.Г., Юрженко Н.М., Благодаров В.М., Губський Ю.І.). Результати дисертаційного дослідження впроваджені у вигляді 2-х інформаційних листів МОЗ України (№ 22 – 97 та № 49 – 2000): “Спосіб прогнозування ускладнень гострого інфаркту міокарда” (автори: С.Г.Гичка, В.М.Благодаров, Т.С.Брюзгіна, П.Б.Пікас) та “Cпосіб оцінки змін ліпідного метаболізму в тканинах” (зокрема, в легенях) (автори: Ю.В.Шевчук, Н.А.Ларіонова, Т.С.Брюзгіна, З.Є.Жигулович, С.Г.Гичка, А.М.Клочок).

Вклад дисертанта у всіх спільних наукових роботах, які опубліковані на основі матеріалів дисертації, є превалюючим і складає більше 70%.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації висвітлені на УІІІ Всесоюзному з'їзді патологоанатомів (м.Тбілісі,1989), обласній науково-практичній конференції “ Сурфактантная и антисурфактантная система легких” (м. Харків, 1989), 1У Всесоюзному симпозіумі “Кровообращение в условиях высокогорной и экспериментальной гипоксии” (м. Душанбе, 1990), науково- практичній конференції “Реабілітація хворих старшого віку з захворюваннями серцево-судинної та нервової систем та опорно-рухового апарату” (м. Київ, 1993), 1У з'їзді кардіологів України (м. Київ, 1993), Х міжнародному симпозіумі по атеросклерозу (м. Вістлер, Канада, 1994), науково-практичній конференції “Хронічні обструктивні захворювання легень у людей похилого і старечого віку ”

*Автор щиро вдячний співробітникам вищезазначених лабораторій за увагу до його досліджень, методичну та технічну допомогу.

(м. Київ, 1997), науково-практичній конференції “Народна та нетрадиційна медицина України на сучасному етапі” (м. Київ,1997), 6 Конгресі патологів України “Судинні та онкологічні захворювання: морфогенез та онкологічний патоморфоз“ (м. Вінниця, 1998), Х1У з'їзді терапевтів України (м. Київ, 1998), II з'їзді фтизіатрів і пульмонологів України (м. Київ, 1998), засіданні експертної комісії “Патологічна анатомія” МОЗ і АМН України (м. Київ, 1999), 1 Міжнародній електронній конференції “Високі технології в медицині” (м. Донецьк, 1999), 2-му Західноукраїнському симпозіумі з адсорбції та хроматографії, розширеному міжкафедральному семінарі за участю кафедр патологічної анатомії Національного медичного університету ім. О.О.Богомольця та Медичного інституту УАНМ (м.Київ, 2000).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 40 наукових робіт, серед яких 23 статті у фахових журналах, рекомендованих ВАК України, та 17 у вигляді статей у наукових збірниках, матеріалах з”їздів, конгресів, симпозіумів, конференцій, а також отримано 2 декларативних патенти України на винаходи.

Обсяг і структура дисертації. Обсяг основного тексту викладений на 252 сторінках і складається із вступу, огляду літератури, розділу “Матеріал і методи дослідження”, 5 розділів власних досліджень, висновків. Список використаних джерел включає 405 першоджерел, серед яких 296 - українською та російською мовами. Робота містить 38 таблиць та 118 ілюстрацій (мікрофотографії, рисунки, графіки).

ОСНОВНА ЧАСТИНА

Матеріал і методи дослідження. Дослідження виконано на аутопсійному (легені, міокард) та клінічному матеріалі (венозна і артеріальна кров, конденсат видихуваного повітря, піт), який забирався відповідно у померлих та у хворих з гострим ІМ (перша - десята доба захворювання). Осіб жіночої статі було - 125, чоловічої – 167. Середній вік померлих складав – 69,7+_3,5 роки, хворих – 70,6+_4,3 роки. У померлих діагноз ІМ верифікувався на розтині з наступним патогістологічним дослідженням; у хворих – за сукупністю клінічних, електрокардіографічних, ехокардіографічних та лабораторних даних в умовах відділення кардіологічної реанімації Центральної міської клінічної лікарні м. Києва. В клініці досліджувались випадки з неускладненою формою ІМ і випадки з ускладненнями – гострою лівошлуночковою недостатністю, кардіогенним шоком, фібриляцією шлуночків, гострою бронхопневмонією.

Аутопсійний матеріал був поділений на три групи в залежності від тривалості ІМ: І група - період першої доби; ІІ - період 2 - 4 доби; ІІІ - період 5 – 10 доби. В кожній групі у відповідності з клінічним перебігом захворювання виділено окремі підгрупи. Першу склали випадки, коли смерть наступила внаслідок раптової зупинки кровообігу внаслідок розриву серця з гемотампонадою перикарду; до інших підгруп увійшли спостереження з прижиттєво діагностованими ускладненнями ІМ – гострою лівошлуночковою недостатністю, кардіогенним шоком, фібриляцією шлуночків, гострою бронхопневмонією (табл. 1). Матеріал забирався з верхньої і нижньої часток (ІІІ, 1Х , Х сегменти) правої та лівої легені.

Таблиця 1

Розподіл аутопсійного матеріалу в залежності від клінічного перебігу та тривалості гострого інфаркту міокарда ( n = 129 )

Ускладнення інфаркту міокарда Тривалість інфаркту міокарда

Перша доба 2 – 4 доба 5–10 доба

Розрив серця 6 9 9

Гостра лівошлуночкова недостатність 8 14 10

Кардіогенний шок 14 16 -

Фібриляція шлуночків 11 8 8

Гостра бронхопневмонія - 6 10

Крім того, проведено морфологічне дослідження міокарда периінфарктної зони (30 випадків). Для підтвердження наявності жирової мікроемболії кровоносного русла у 15 хворих на гострий ІМ вивчені препарати венозної крові у поляризованому світлі. Кров забиралась через катетер із верхньої порожнинної вени.

З метою об'єктивізації виявлених закономірностей та виключення можливостей впливу посмертних змін на досліджувану морфологічну картину вивчені структурні зміни легень при моделюванні гострої коронарної недостатності. Експериментальні дослідження виконані на 18 білих щурах масою 180,0 – 200,0 г, у яких проводили перев'язку гілки лівої вінцевої артерії за методикою Когана А.Х.(1979). Умертвіння тварин виконували згідно міжнародних вимог через 4 години від початку експерименту.

Визначення жирнокислотного складу ліпідів, вмісту вільного холестерину та малонового діальдегіду (МДА) в легенях проведено у 35 померлих від ІМ. Виділено три групи в залежності від тривалості ІМ: І група - період першої доби (10 осіб); ІІ - період 2 – 4 доби (15 осіб); ІІІ - період 5 – 10 доби (10 осіб). Окремо виділена група, де встановлено розрив серця (6 осіб). Остання порівнювалась з випадками, де клінічно діагностовано відповідно гостру лівошлуночкову недостатність, кардіогенний шок, фібриляцію шлуночків та гостру бронхопневмонію (всього 29 осіб).

Визначення жирнокислотного складу ліпідів і вмісту вільного холестерину в сироватці та еритроцитах венозної і артеріальної крові проведено у 50 хворих на ІМ. Кров забиралась із верхньої порожнинної вени та a. femoralis. Пацієнти були поділені на дві групи: першу склали 24 хворих з неускладненою формою ІМ; другу – 26 пацієнтів з ускладненим перебігом захворювання. Першу групу було поділено на три підгрупи в залежності від тривалості ІМ – період першої доби (8 осіб), період 2 – 4 доби (11 осіб), період 5 – 10 доби (5 осіб ); другу – відповідно до характеру ускладнення (гостра лівошлуночкова недостатність, кардіогенний шок, фібриляція шлуночків, гостра бронхопневмонія).

Активність процесів ліпопероксидації в сироватці та еритроцитах венозної і артеріальної крові вивчена у 31 хворого на ІМ. Вміст вільних жирних кислот (ВЖК) у сироватці венозної і артеріальної крові визначався у 31 пацієнта. Хворі були поділені на три групи в залежності від тривалості захворювання: І група – період першої доби (11 осіб), ІІ - період 2 – 3 доби ( 13 осіб ), ІІІ - період 4 – 10 доби (7 осіб). Крім того, була виділена група з неускладненим перебігом ІМ і група з ускладненнями захворювання – гострою лівошлуночковою недостатностю, кардіогенним шоком, фібриляцією шлуночків, пневмонією.

У 34 хворих на ІМ проводилась рН - метрія суспензії еритроцитів та гемолізату венозної і артеріальної крові. Пацієнти були поділені на три групи в залежності від тривалості ІМ: І група - період першої доби (10 осіб), ІІ -період 2 –5 доби (18 осіб), ІІІ - період 6 – 10 доби (6 осіб). Кожна група була поділена також на дві підгрупи - з ускладненою та неускладненою формами захворювання.

Жирнокислотний склад ліпідів конденсату видихуваного повітря та поту визначався у 89 хворих: щодо цього першу групу склали пацієнти з неускладненим перебігом захворювання (ця група поділялась на три підгрупи в залежності від тривалості ІМ: І – період першої доби, ІІ - період 2 – 4 доби, ІІІ - період 5 - 10 доби); до другої групи ввійшли хворі з наявністю ускладнень. Остання група була поділена на 4 підгрупи відповідно до характеру ускладнення – гостра лівошлуночкова недостатність, кардіогенний шок, фібриляція шлуночків, гостра бронхопневмонія.

До контрольної групи увійшли 15 аутопсійних спостережень осіб відповідного віку, що загинули в автокатастрофах на місті пригоди від несумісних з життям травматичних ушкоджень, а також 34 практично здорові особи (донори та добровольці), у яких проводився забір крові, конденсату видихуваного повітря та поту.

Секційний матеріал фіксували у 10 % розчині нейтрального формаліну і проводили гістологічну обробку. Зрізи забарвлювали гематоксиліном та еозином, пікрофуксином за ван Гізон, а також використовували ряд гістохімічних методик (Вейгерта, Моурі, Унна – Паппенгейма, ШИК – реакції з контролем ?-амілазою слини, Пікро- Малорі, забарвлення толуїдиновим синім при рН =2,7 та 6,7 і суданом чорним “В”). Для верифікації нейтральних жирів і фосфоліпідів кріостатні зрізи забарвлювали суданом III-IУ та за методикою Eckert Н. (1974).

Для проведення електронномікроскопічних досліджень аутопсійний матеріал, що забирався впродовж 1 – 4 години після констатації біологічної смерті, фіксували у 1,6 % розчині глютарового альдегіду на 0,1 М фосфатному буфері з рН= 7,3, промивали в тому ж буфері і дофіксовували в 2 % розчині чотириокису осмію, зневоджували та заливали в епоксидні смоли.

Для виявлення поверхневих структур альвеолярного каркасу матеріал контрастувався рутенієвим червоним за Laft J.H. (1966). На ультрамікротомі LKB - 8800-3 виготовляли напівтонкі зрізи, які забарвлювали метиленовим синім і вивчали за допомогою світлооптичної мікроскопії. Після прицільного заточування блоків отримували ультратонкі зрізи, які контрастували уранілацетатом та цитратом свинцю. Препарати вивчали в електронному мікроскопі JEM-100B і документували у вигляді негативів і фотовідбитків.

Конденсат видихуваного повітря одержували за допомогою охолоджуючого пристрою за методикою Сидоренко Г.И. с соавт.(1980); піт – шляхом 5 - хвилинної експозиції фільтрувального паперу в аксілярній ямці. Газохроматографічний аналіз спектру жирних кислот (ЖК) і вільного холестерину в ліпідах біологічних об'єктів проводили на газовому хроматографі серії “ ЦВЕТ – 500” с полум'яно- іонізаційним детектором за методикою Folch J., Stanestanley G.D.(1957) та Синяк К.М. с соавт.(1976) в модифікації Гички С.Г., Брюзгиной Т.С., Вретик Г.М., Ревы С.Н.(1998). В спектрі ЖК ліпідів ідентифікували п'ять найбільш інформативних: пальмітинову, стеаринову, олеїнову, лінолеву та арахідонову кислоти.

Активність процесів ліпопероксидації в біологічних об'єктах (легені, сироватка та еритроцити крові) оцінювали за вмістом МДА – кінцевого продукту ПОЛ. Вміст МДА визначали як в неініційованому, так і в нікотинаденілдинуклеотидфосфат (НАДФ.Н) – залежному процесах ПОЛ за методиками Владимирова Ю.А., Арчакова А.И. (1972) та Стальной И.Д., Гаришвили Г.Г.(1977). Вміст ВЖК в сироватці крові визначали колориметричним способом за методикою Duncomle W.Y. (1964).

Для рН-метрії крові використовували гемолізат і суспензію еритроцитів артеріальної крові, які готували наступним чином: кров забирали із a.femoralis, за допомогою капіляра Салі цільну кров поміщали окремо в дві ємкості, одна з яких містила бідистильовану воду, інша - фізіологічний розчин. За допомогою іонометра ОР 264/1 (фірма “Radelkis”, Угорщина) визначали рН в кожній з цих ємкостей. Отримували показники рН гемолізату крові і рН суспензії еритроцитів.

Отримані дані оброблені методами варіаційної статистики з використанням критеріїв t Ст'юдента.

Розроблені за матеріалами дисертації способи діагностики та прогнозування ускладнень ІМ базувались на визначенні співвідношення концентрації МДА в еритроцитах артеріальної крові до аналогічного показника у венозній крові; встановленні співвідношення показників рН гемолізату та суспензії еритроцитів артеріальної крові; виявленні три - чотириразового зростання в ліпідах поту відсотку поліненасичених жирних кислот (ПНЖК) у порівнянні з контрольними показниками.

Результати дослідження та їх обговорення. Виявлені структурні зміни легень у гострому періоді ІМ відображають, в першу чергу, порушення процесів кровообігу внаслідок розвитку серцевої недостатності. Підвищення гідростатичного тиску в мікросудинах, поряд з гіпоксією, суттєво обумовлюють порушення легеневої мікроциркуляції. Однак, в аерогематичному бар'єрі досить швидко розвиваються дистрофічні та деструктивні зміни, які набувають в подальшому значення самостійного компонента синдрому легеневої недостатності. Ці зміни мають певну стадійність розвитку і обумовлені патологічними процесами в міокарді. При цьому важливою ланкою патогенезу альтеративних процесів у легенях є порушення ліпідного обміну в організмі пацієнтів.

Уже впродовж першої доби ІМ в легенях виникають пошкодження аерогематичного бар'єра з вираженими порушеннями гемомікроциркуляції. Ендотеліоцити капілярів без виражених змін люмінальної поверхні, але з ознаками активації піноцитозу і альтерації окремих органоїдів цитоплазми. Спостерігається трансудація компонентів плазми крові в інтерстицій міжальвеолярних перегородок. Базальні мембрани судин ГМЦР вогнищево гомогенізуються і потовщуються, в цитоплазмі ендотеліоцитів з'являються краплі хімічно вільного жиру. В подальшому жир нагромаджується в цитоплазмі фібробластів і гістіоцитів. В респіраторній зоні виникають досить чітко виражені ознаки білкової дистрофії альвеолоцитів, відокремлення їх фрагментів і клітин від базальної мембрани з десквамацією в просвіти альвеол. В альвеолоцитах II типу спостерігається зменшення кількості осміофільних пластинчастих тілець (ОПТ), в просвітах альвеол з'являються еритроцити.

Порівняльний аналіз патоморфологічних змін легень у гострому періоді ІМ з порушеннями ліпідного обміну в досліджених біологічних об'єктах є досить інформативним при вивченні закономірностей розвитку патологічних процесів в бронхо–легеневій системі. Отримані результати свідчать, що неускладнений ІМ супроводжується розвитком жирової дистрофії ендотеліоцитів, фібробластів, гістіоцитів міжальвеолярних перегородок, а також нагромадженням крапель неемульгованого жиру в просвітах альвеол. Необхідно зазначити, що акумуляція жирових крапель спостерігається також в альвеолярних макрофагах і в окремих альвеолоцитах. Крім того, в просвітах судин ГМЦР з'являються жирові емболи і мієліноподібні структури. Паралельно з нагромадженням нейтральних жирів в альвеолах і цитоплазмі альвеолярних макрофагів, в останніх спостерігається також акумуляція фосфоліпідів - основного біохімічного компонента сурфактанту легень. Згідно отриманих даних, вже впродовж першої доби ІМ в альвеолоцитах II типу виникають дистрофічні зміни та деструкція ОПТ. В подальшому частина альвеолоцитів десквамується в просвіти альвеол, а в інших значно зменшується вміст ОПТ і порушуються процеси їх утворення. Виявлені зміни можуть розглядатись як структурна основа недостатності сурфактантної системи легень при ІМ.

Жирнокислотний склад ліпідів легень, сироватки та еритроцитів крові, конденсату видихуваного повітря та поту впродовж першої доби ІМ відрізняється від показників контрольних груп (рис. 1). В легенях спостерігається достовірне зменшення відсотку пальмітинової ЖК (до 29,5+_1,7% при 41,7+_1,9% в контрольній групі, р<0,01). Аналогічні зміни показників виявляються в конденсаті видихуваного повітря та поті пацієнтів. Слід відзначити більш виражене зниження рівня пальмітинової ЖК і суми насичених ЖК в сироватці артеріальної крові у порівнянні з венозною. Одночасно в ліпідах легень простежується тенденція до зменшення відсотку суми ПНЖК. В еритроцитах венозної та артеріальної крові також має місце достовірне зниження вмісту ПНЖК (відповідно до 15,7+_3,8% і 21,3+_3,0% при 28,4+_1,1% в контрольній групі, р<0,01). Протилежна спрямованість змін характерна для сироватки артеріальної крові, конденсату видихуваного повітря та поту пацієнтів. Одержані дані свідчать про розвиток пошкодження мембранних структур клітин внаслідок активації процесів ПОЛ (Мохов В.М., Блюздин Ю.А., 1987). В результаті відбувається вихід есенціальних ЖК, рівень яких відповідно зростає в сироватці крові, а також в конденсаті видихуваного повітря та поті. Заслуговує на увагу те, що зміни ступеня насиченості жирнокислотного спектру ліпідів легень та конденсату видихуваного повітря однотипні, а сума ПНЖК в цих біологічних об'єктах змінюється в протилежних напрямках. Це, з одного боку, відображає високу антиоксидантну активність легень, з іншого, вказує на найбільш вразливу їх зону – систему сурфактанту, біохімічні зміни в якій першочергово відображає жирнокислотний склад ліпідів в конденсаті видихуваного повітря (Яковлева О.А., 1990; Белов Г.В., Винокуров В.У., 1990).

Протягом першої доби ІМ в крові і, частково, в легенях спостерігається інтенсифікація процесів ліпопероксидації. В сироватці і еритроцитах венозної та артеріальної крові відмічається достовірне зростання концентрації МДА. Найбільш значна інтенсифікація процесів ліпопероксидації простежена в неініційованому процесі ПОЛ. Так, концентрація МДА в сироватці венозної і артеріальної крові зростає відповідно до 4,58+_0,7 мкМ/мл і до 3,84+_0,59 мкМ/мл при 1,14+_0,12 мкМ/мл в контрольній групі (р<0,001). Ці зміни поєднуються з підвищенням в сироватці крові вмісту ВЖК (в артеріальній до 0,63+_0,074 мкМ/мл; у венозній до 0,669+_0,055 мкМ/мл при 0,341+_0,028 мкМ/мл в контрольній групі, р<0,001).

Tаким чином, уже в цьому періоді ІМ виявляються досить виражені структурні зміни в легенях. Вони характеризуються переважанням альтеративних процесів над компенсаторно–пристосувальними реакціями. Глибина та розповсюдженість патоморфологічних змін в легенях в цей період свідчить про можливість їх незворотності, а характер порушень передбачає важливу патогенетичну роль дезінтеграції ліпідного обміну.

*-РІЗНИЦЯ У ПОРІВНЯННІ З КОНТРОЛЬНОЮ ГРУПОЮ ДОСТОВІРНА З

p< 0,05; **-p< 0,01; ***-p< 0,001.

Впродовж 2 - 4 доби ІМ в легенях виникають структурні зміни всіх елементів аерогематичного бар'єра, що відображає порушення білкового та жирового обміну. В судинах ГМЦР виявляється велика кількість жирових емболів.Частина ендотеліоцитів акумулює великі краплі жиру. В легенях поглиблюються порушення гемомікроциркуляції: в просвіті судин з'являються тромби, вогнищево спостерігаються деструктивні зміни ендотелію та базальних мембран. Підвищується проникність стінок мікросудин, в результаті чого збільшується набряк інтерстицію, в ньому розвиваються фібриноїдні зміни та нагромаджується фібрин. В просвітах альвеол з'являються еритроцити. Більш вираженими стають процеси нагромадження крапель жиру та мієліноподібних структур в ендотелії й інтерстиції, а також у просвітах альвеол. В міжальвеолярних перегородках спостерігається зниження інтенсивності гістохімічної реакції на фосфоліпіди, однак з'являються нейтральні жири, що електронномікроскопічно характеризується акумуляцією жирових глобул в цитоплазмі фібробластів і гістіоцитів. Альвеолярні макрофаги дають позитивну реакцію на фосфоліпіди і акумулюють також нейтральні жири у вигляді крапель, що мають різні розміри.В просвітах альвеол з'являються численні вільно розташовані жирові краплі. У цитоплазмі альвеолоцитів ІІ типу значно зменшується вміст ОПТ, порушуються процеси їх утворення.

Зміни жирнокислотного складу ліпідів у досліджених біологічних об'єктах при 2 – 4-добовій тривалості ІМ зберігають ту ж тенденцію, що і в попередній групі (див. рис. 1). В ліпідах легень зменшується відсоток ПНЖК до 21,4+_1,8% при 28,2+_1,0% (р<0,01) в контрольній групі. Аналогічні зміни простежуються в еритроцитах венозної та артеріальної крові. Надлишок цих субстратів виявляється в сироватці артеріальної крові, конденсаті видихуваного повітря та поті. Зменшення вмісту пальмітинової ЖК простежується в ліпідах легень, конденсату видихуваного повітря та поту; зростання цього показника – в еритроцитах венозної та артеріальної крові. У зв'язку з тим, що білки сурфактанту при пошкодженні легень проникають в кров (Doyle J.R. et al., 1997), ми допускаємо таку ж можливість для фосфоліпідів, основною складовою частиною яких є пальмітинова ЖК.

Таким чином, втрата легенями, а також еритроцитами есенціальних ЖК поєднується з підвищенням їх вмісту в сироватці артеріальної крові і, особливо, в конденсаті видихуваного повітря та поті пацієнтів.

Інтенсивність процесів ліпопероксидації залишається високою в сироватці та еритроцитах, причому в артеріальній крові ці показники дещо вищі, ніж у венозній. Активність процесів ПОЛ в легенях у цьому періоді продовжує зростати у порівнянні як з попередньою, так і з контрольною групами. Ці зміни поєднуються з розвитком значних пошкоджень аерогематичного бар'єра.

Отже, структурні зміни легень при 2 – 4-добовій тривалості ІМ поглиблюються у порівнянні з попереднім періодом і супроводжуються більш вираженими порушеннями ліпідного обміну.

При 5 – 10-добовій тривалості ІМ в легенях прогресують альтеративні зміни аерогематичного бар'єра. В судинах ГМЦР зустрічаються окремі мікротромби. В інтерстиції збільшуються зони набряку, виникають ділянки фібріноїдних змін з лізисом гранулоцитів та утворенням порожнин (ознака структурної нестабільності тканини). Вираженість жирової емболії судин ГМЦР зменшується, але значно посилюється акумуляція ліпідів у клітинах аерогематичного бар'єра й альвеолярних макрофагах. Велика кількість жирових глобул вільно розташовується в просвітах альвеол. Гістохімічно в міжальвеолярних перегородках і макрофагах визначаються нейтральні жири. В міжальвеолярних перегородках виявляється слабка інтенсивність гістохімічної реакції на фосфоліпіди; одночасно ці субстрати нагромаджуються в альвеолярних макрофагах, ділянках альвеолярного набряку, крововиливів та ателектазу. Вказані зміни поєднані із втратою альвеолоцитами ІІ типу ОПТ та пригніченням процесів їх утворення. Водночас компоненти сурфактанту, що мають пластинчасту структуру, виявляються в просвітах альвеол і цитоплазмі альвеолярних макрофагів. Частина некротизованих альвеолоцитів десквамується в просвіти альвеол.

Показники вмісту пальмітинової ЖК в ліпідах легень, сироватці венозної та артеріальної крові пацієнтів при 5 – 10-добовій тривалості ІМ продовжують залишатись нижчими, ніж в контрольній групі (див. рис. 1). Ці зміни відображаються на жирнокислотному спектрі ліпідів конденсату видихуваного повітря та поту. Зменшення відсотку ПНЖК в ліпідах легенях, а також еритроцитів поєднується із зростанням вмісту зазначених субстратів в сироватці крові, конденсаті видихуваного повітря та поті пацієнтів, причому в останніх біологічних об'єктах - достовірно (відповідно до 22,2+_3,7% і до 9,0+_1,5% при 2,6+_0,3% (р<0,001) і 3,3+_0,6% (р<0,01) в контрольній групі). Очевидно, що зміни жирнокислотного складу ліпідів конденсату видихуваного повітря і поту свідчать про елімінацію із внутрішнього середовища (вистилка та вміст альвеол, сироватка крові) надлишку ПНЖН, які утворюються при деструкції клітинних мембран. У цьому періоді захворювання в легенях відбувається значна інтенсифікація процесів ліпопероксидації. Концентрація МДА (як в неініційованому, так і в НАДФ.Н – залежному процесах ПОЛ) є достовірно вищою від аналогічних показників у контрольній групі і складає відповідно 50,5+_5,5 мкМ/г і 96,7+_7,4 мкМ/г проти 25,0+_2,3 мкМ/г (р<0,001) і 69,0+_4,8 мкМ/г (р<0,01).

Отже, у гострому періоді ІМ в легенях спостерігаються прогресуючі альтеративні зміни всіх структурних компонентів аерогематичного бар'єра, переважно локального характеру. В клітинах міжальвеолярних перегородок розвивається жирова дистрофія, що проявляється акумуляцією неемульгованих ліпідів та утворенням мієліноподібних структур - ультраструктурною ознакою активації процесів ліпопероксидації (Кательницкая Л.И., Бардахчьян Э.А., 1987); в просвітах альвеол нагромаджуються вільно розташовані краплі жиру. Дистрофічні зміни альвеолоцитів II типу супроводжуються пошкодженням апарату синтезу компонентів сурфактантної системи і порушенням процесів виділення ОПТ в просвіти альвеол.

Описані зміни поєднуються з модифікацією жирнокислотного складу ліпідів та інтенсифікацією процесів ПОЛ в легенях та інших досліджених біологічних об'єктах. Вони відображають подальшу альтерацію, насамперед мембранних структур, вихід в міжклітинне середовище есенціальних ЖК, котрі елімінується через конденсат видихуваного повітря і піт.

Проведення порівняльного аналізу структурних змін легень із порушеннями ліпідного обміну в досліджених біологічних об'єктах при ускладненому перебігові ІМ підтверджує описані закономірності. Так, патоморфологічні зміни легень упродовж першої доби ІМ при виникненні гострої лівошлуночкової недостатності характеризуються значним посиленням проникності стінок судин ГМЦР з виходом компонентів плазми крові, а також еритроцитів в інтерстицій та у просвіти альвеол. Ендотелій насичується піноцитозними вакуолями та містить численні краплі жиру.

Спостерігається зменшення кількості ОПТ в альвеолоцитах ІІ типу, пошкоджуються надальвеолярні структури в гіпофазі сурфактанту, яка відшаровується у вигляді фрагментів у просвіти альвеол. В легенях зростає кількість макрофагів, що проявляють фагоцитарну активність.

Впродовж 2 – 4 доби ІМ при наявності гострої лівошлуночкової недостатності в легенях спостерігається значне пошкодження судин ГМЦР з утворенням в їх просвітах агрегатів із форменних елементів крові, мікротромбів, а також розвитком глибоких альтеративних змін ендотелію (гідропічної дистрофії). В інтерстиції нагромаджуються компоненти плазми крові, зокрема фібрин. В сполучнотканинних клітинах з'являються ознаки гідропічної і жирової дистрофії. В альвеолоцитах ІІ типу зменшується вміст ОПТ, має місце альтерація цих структур. В просвітах альвеол нагромаджується значна кількість макрофагів з різноманітним фагоцитованим матеріалом в цитоплазмі, зокрема ліпідними часточками, а також фрагменти відокремлених надальвеолярних структур і краплі вільно розташованого жиру.

Впродовж 5 – 10 доби ІМ при наявності гострої лівошлуночкової недостатності в легенях розвиваються тотальні дистрофічні зміни і некроз різноманітних клітинних елементів з нагромадженням в цитоплазмі вакуолей та крапель жиру. В інтерстиції з'являються фібриноїдні зміни, в просвітах судин ГМЦР - тромби. Для альвеолоцитів ІІ типу характерна вакуолізація і дискомплексація органоїдів цитоплазми з пошкодженням апарату синтезу ОПТ. В альвеолах знаходяться великі за розмірами макрофаги з численними фагоцитованими частинками, зокрема осміофільними пластинчастими структурами і краплями жиру в цитоплазмі. В просвітах альвеол виявляються також краплі вільно розташованого жиру (як правило, у формі великих глобул).

Показники вмісту суми насичених ЖК і суми ПНЖК в ліпідах легень при гострій лівошлуночковій недостатності нижчі у порівнянні з групою, де встановлено розрив серця. Ці зміни пов'язані з дефіцитом відповідно пальмітинової та лінолевої ЖК. Однак, відсоток арахідонової ЖК достовірно зростає до 14,6+_1,0% проти 10,6+_1,2% (р<0,05). Підвищується також вміст олеїнової ЖК. Такі зміни жирнокислотного складу ліпідів, як свідчать дані літератури (Безуглова Н.В. с соавт., 1990; Doyle J.R. et al., 1997), відображають пригнічення поверхнево – активних властивостей легень. Між показниками вмісту арахідонової ЖК в сироватці венозної та артеріальної крові є суттєва різниця (7,6+_1,3% і 3,7+_0,7%), що свідчить про селективне поглинання цього субстрату структурами легень із крові. Щодо пальмітинової ЖК, то тут спостерігається протилежна тенденція: відсоток її в сироватці артеріальної крові збільшується до 46,8+_2,7% при 38,1+_2,9% в венозній. В літературі представлені дані про зростання вмісту ВЖК в легенях при