Міністерство охорони здоров’я україни

Тернопільська державна медична академія

ім. І.Я. горбачевського

АНТОНЮК Сергій Андрійович

УДК 616. 127–06–001.1–008.6/–085.246.2

Морфофункціональні зміни міокарда

при тяжкій термічній травмі

та після сорбційної детоксикації

14.03.01 – нормальна анатомія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Тернопіль – 2000

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Тернопільській державній медичній академії ім. І.Я. Горбачевського МОЗ України.

Науковий керівник: доктор медичних наук Пасєчко Надія Василівна, Тернопільська державна медична академія ім. І.Я. Горбачевського, професор кафедри сестринської справи

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, професор Головацький Андрій Степанович, Ужгородський державний університет Міністерства освіти і науки України, завідувач кафедри анатомії людини, оперативної хірургії та гістології медичного факультету;

доктор медичних наук, професор Черкасов Віктор Гаврилович, Національний медичний університет ім. О.О.Богомольця МОЗ України, професор кафедри нормальної анатомії.

Провідна установа: Івано-Франківська державна медична академія МОЗ України, м. Івано-Франківськ.

Захист відбудеться 29 вересня 2000 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 58.601.01 у Тернопільській державній медичній академії ім. І.Я. Горбачевського МОЗ України (46001, м. Тернопіль, майдан Волі, 1).

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Терно-пільської державної медичної академії ім. І.Я. Горбачевського (46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 12)

Автореферат розісланий 28 серпня 2000 р.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради, доктор медичних наук,

професор Боднар Я.Я.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Тяжка опікова травма та різноманітні морфо-функціональні порушення органів і систем організму, які виникають при цьому, є однією з найактуальніших проблем сучасної біології та медицини. Питома вага опіків складає до 10 % травм мирного часу і згідно даних Всесвітньої організації охорони здоров’я вони займають третє місце в структурі загального травматизму (Герасимова Л.И., 1990; Федоров В.Д. и др., 1990; Raff T. et al., 1996).

Аналіз результатів, які узагальнюють великий досвід роботи опікових центрів, показав, що опікова хвороба досить часто ускладнюється патологічними змінами серця (Костагліола М. та ін., 1990; Iliopoulou E. еt al., 1993; Gueugniaud P. Y. et al., 1998). Ушкодження серця при опіках є причиною смерті 54 % хворих (Cochran R. P., 1990; Reynolds E.M., 1995).

За останні роки появилось ряд досліджень, які вказують на зміни структур серця вже в ранні строки опікової хвороби (Xia Z.F. et al., 1992; Horton J.W. еt al. 1993, 1996). Проте, у всіх проведених дослідженнях вивчались, в основному, функціональні зміни міокарда і лише у поодиноких роботах досліджували морфологічну основу патологічних змін в серці на світлооптичному та електронно-мікроскопічному рівнях при опіках (Гембицкий Е. В. и др., 1994; Волков К.С., 1995; Lightfoot E. Jr. еt al., 1999).

Проблема патогенезу та пошук ефективних методів детоксикації при опіковій хворобі далекі від свого повного вирішення. Традиційні методи терапії часто виявляються недостатньо ефективними, що спонукає до розробки нових методів боротьби з інтоксикацією (Козинец Г.П., 1992; Сморщок Ю.С., 1993; Пасєчко Н.В., 1997; Беляев А.Н. та ін., 1999).

В літературі з’явились поодинокі публікації про успішне застосу-вання при лікуванні опечених хворих ентеросорбції – одного з сорбційних методів детоксикації організму, який базується на видаленні токсинів з шлунково-кишкового тракту (Неделяева А.В. и др., 1992).

Проте, зовсім невідомими залишаються багато аспектів патогене-тич-ного впливу ентеросорбентів на організм опечених хворих, зокрема на серцево-судинну систему, яка забезпечує циркуляцію крові, зумовлює численні обмінні процеси в організмі.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота є фрагментом комплексної наукової програми кафедри гістології, цитології та ембріології Тернопільської державної медичної академії ім. І.Я. Гор-бачевського “Порушення механізмів регенерації тканин при тяжких термічних опіках та вплив на ці процеси ентеросорбентів” (держбюджетна науково-дослідна робота № 3 (206), номер держреєстрації А 01001234 Р, шифр державної науково-технічної програми ФК 91.79).

Автором виконано її розділ щодо морфофункціональних змін міокарда при опіковій хворобі та в умовах сорбційної детоксикації.

Мета роботи. Встановити морфофункціональні зміни міокарда в умовах експериментальної опікової хвороби та після сорбційної детоксикації.

Завдання дослідження:

1. Дослідити в експерименті на тваринах послідовність, характер і глибину структурних змін міокарда в динаміці розвитку опікової хвороби.

2. Вивчити вплив ентеросорбента ентеросгелю на ступінь інток-сикації організму, глибину морфофункціональних змін та реге-нераторні процеси в міокарді при опіковій хворобі.

3. Встановити динаміку пристосувально-компенсаторних змін на різних рівнях структурної організації в міокарді при тяжкій термічній травмі та в умовах сорбційної детоксикації.

Об’єкт дослідження: тяжка термічна травма, м’язова оболонка серця.

Предмет дослідження: пристосувально-компесаторні зміни структур міокарда та процеси внутрішньоклітинної репаративної регенерації кардіоміоцитів морських свинок з опіковою хворобою та після корекції ентеросорбентом.

Методи дослідження: морфологічні -– макроскопічні, гістологічні, субмікроскопічні, що дало можливість встановити зміни на різних рівнях структурної організації міокарда. З метою об’єктивізації отриманих даних використані морфометричні методи. Гістохімічними методами вивчена активність сукцинатдегідрогенази, яка харак-теризує активність енергетичних процесів в мітохондріях кардіо-міоцитів, а також лужної фосфатази, яка відображає активність обмінних процесів в судинах мікроциркуляторного русла міокарда. Біохімічними методами вивчено ступінь інтоксикації організму шляхом прямої спектрофотометрії середньомолекулярних пептидів. Статистичні методи використовувались для обробки всіх цифрових даних.

Наукова новизна одержаних результатів. Використано принципово новий підхід для вирішення поставлених завдань, який полягав в комплексному використанні методів дослідження (макроскопічного, гістологічного, гістохімічного, електронномікроскопічного, морфомет-ричного та біохімічного), що дав цілісне уявлення про ураження міокарда при опіковій хворобі.

Вперше встановлено послідовність, характер і глибину морфо-функціональних змін міокарда у всіх стадіях опікової хвороби.

Подальшого розвитку набуло вивчення динаміки перебігу ендогенної інтоксикації в піддослідних тварин з тяжкими термічними опіками. Вперше показано прямий кореляційний зв’язок між зро-станням токсичності плазми крові і морфофункціональними змінами в міо-карді.

Вперше встановлено, що ентеросорбент ентеросгель, зменшуючи токсичність плазми крові, стабілізує структуру міокарда, стимулює регенера-торні процеси, що патогенетично обгрунтовує доцільність засто-сування ентеросорбентів в комплексному лікуванні опечених хворих.

Практичне значення одержаних результатів. Результати комплекс-них досліджень дозволили розкрити характер і вивчити глибину структурних змін, які розвиваються в міокарді при експе-риментальній опіковій хворобі. На субклітинному рівні встановлено тісний взаємозв’язок між високим рівнем токсичності плазми крові та деструктивними і некротичними змінами в структурах міокарда. Розкриття однієї з ланок патогенезу опікової хвороби, дозволило обгрунтувати доцільність використання ентеросорбентів в комплекс-ному лікуванні опечених, що є актуальним для практичної медицини.

Положення і висновки роботи впроваджені в науково-дослідну роботу і використовуються в педагогічній практиці при читанні лекцій і на практичних заняттях кафедр гістології, цитології і ембріології, анатомії людини та патологічної анатомії Івано-Франківської, Буковинської і Тернопільської медичних академій, Одеського, Львівського та Націо-нального медичних університетів.

Особистий внесок здобувача. Автор здійснив розробку основних теоретичних і практичних положень роботи. Самостійно провів інфор-маційний пошук та аналіз джерел літератури, забір матеріалу для світлової та електронної мікроскопії з наступною їх обробкою, заливкою та приготуванням препаратів. Здобувач самостійно описав гістологічні препарати та електроннограми, провів мікроморфометрію з наступною статистичною обробкою отриманих результатів на персональному комп’ютері. Автор провів аналіз та узагальнення результатів дослідження, сформулював усі положення і висновки.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації оприлюднені на ХLІІ-ХLІІІ підсумкових наукових конференціях Тернопільської державної медичної академії ім. І.Я.Горбачевського “Здобутки клінічної та експериментальної медицини” (1999-2000 р.р.), науково-практичній конференції “Актуальні проблеми експери-ментальної медицини” (Київ, 1999), респуб-ліканській науковій конференції анатомів, гістологів, ембріологів та топографоанатомів (Івано-Франківськ, 2000).

Дисертаційна робота з метою апробації доповідалась на спільному засіданні кафедр анатомії людини, гістології, цитології та ембріології, пато-логічної анатомії, фармакології, нормальної та патологічної фізіології, облас-ного опікового відділення міської лікарні № 1 (10.03.2000 р., м. Тернопіль). Одержана позитивна оцінка і рекомендації до її офіційного захисту.

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 8 наукових праць, які повністю відображають зміст проведеного дослідження, із них 4 – у фахових виданнях, 4 – у матеріалах конференцій.

Структура і об’єм дисертації. Дисертація викладена на 131 сторінці машинописного тексту. Складається із вступу, огляду літератури, розділу “Матеріали і методи дослідження”, трьох розділів власних досліджень, аналізу та узагальнення результатів дослідження, висновків, практичних рекомендацій, списку літератури, який містить 226 джерел. Робота ілюстрована 43 рисунками, 14 таблицями.

Основний зміст роботи

Матеріал і методи дослідження. Досліди проводились на морських свинках-самцях, які вважаються найпридатнішим видом тварин для даних досліджень.

Опікова травма відтворювалась за методикою, розробленою на кафедрах біохімії та гістології Тернопільської державної медичної академії.

Дослід проведено на 140 морських свинках масою 550- 600 г. Опікову травму наносили водяною парою при температурі 96-97 0С на епільовану поверхню шкіри спини тварини протягом 60 секунд під загальним ефірним наркозом. Розмір пошкодженої ділянки визначали залежно від площі шкірного покриву, яка в середньому становила 18-20 % поверхні тіла тварини. Площу пошкодження розраховували за допомогою спеціальної таблиці (Казимирко Н.З., 1962).

Гістологічне дослідження ураженої шкіри свідчило, що при вищезазначених умовах утворювався опік ІІІ-А,Б ступеня, що згідно з сучасними уявленнями є стандартною моделлю розвитку опікової хвороби в експерименті.

Піддослідні тварини були розділені на такі групи:

1 група – інтактні морські свинки (20 тварин);

2 група – тварини з опіковою травмою - контрольна група (60 тварин);

3 група – морські свинки з опіковою травмою, які отримували внутрішньошлунково ентеросгель в дозі 1 г/кг протягом 14 діб (60 тварин);

Доза препарату була обгрунтована клінічними дослідженнями, які показали, що така доза і спосіб введення препарату, що вивчаються, є оптимальнішими (Повстяной Н.С., Козинец Г.П., 1987; Козинец Г.П., 1992).

Всі морські свинки знаходились під постійним спостереженням. Проводився щоденний контроль за загальним станом, масою тіла, ступенем місцевих проявів опікової травми, летальністю. З метою встановлення морфологічних змін в серці і впливу на ці процеси ентеросорбенту в динаміці опікової хвороби морських свинок декапітували за допомогою гільйотини через 1, 7, 14, 21 добу, що за сучасними уявленнями, відповідає стадіям шоку ранньої і пізньої токсемії і септикотоксемії. Одночасно забирали матеріал від 3 інтактних морських свинок. При розтині грудної порожнини звертали увагу на макроскопічний стан внутрішніх органів і серозних оболонок. Щоденно оглядали опікову рану, відмічали особливості опікового струпа, наявність чи відсутність нагноєнь.

Головним об’єктом досліджень було серце. Після забору шматочки міокарда лівого шлуночка поміщали у відповідні фіксатори в залежності від методів досліджень. Одночасно забирали кров для вивчення токсичності плазми крові.

Для гістологічних дослідженнь шматочки міокарда фіксували в 10 % розчині нейтрального формаліну і фіксаторі Ліллі. Після відповідної обробки матеріал заливали в парафін. Зрізи зафарбовували гематоксиліном-еозином і за методом Ван-Гізон (Волкова О.В., Елецкий Ю.К., 1982).

Гістологічні препарати досліджували в світловому мікроскопі “Jеnаmеd” і фотодокументували за допомогою мікроскопа МБД-6.

При вивченні морфологічної організації м’язової оболонки серця звертали увагу на тканинний склад і основні структурні компоненти. Проводили стереологічний аналіз міокарда, визначали об’ємну щільність м’язових волокон, сполучної тканини, судин, міжклітинного простору. Для цього використовували методику точково-рахункової об’ємометрії (Кирьякулов Г.С. и др., 1990).

Для характеристики морфофункціонального стану міокарда дуже важливим є активність обмінних процесів у судинах мікроцир-куляторного русла. Про них судили за активністю лужної фосфатази, яку виявляли гістохімічно за методом Гоморі. Визначення мітохонд-ріального ферменту сукцинатдегідрогенази проводили за методом Нахласа Дослідження здійснювали на зрізах міокарда, виготовлених у мікротом- кріостаті (Волкова О.В., Елецкий Ю.К., 1982).

Для точнішого аналізу результатів гістохімічних досліджень вико-ристовували напівкількісний метод візуальної оцінки інтенсивності забарвлення мікроструктур у гістологічних реакціях. З цією метою вираховували середній цитохімічний коефіцієнт (СЦК), запро-понований G.Аstaldі аnd С.Vеrgа, який є середньою відносною величиною концентрації досліджуваного інгредієнта, що виявляється в кожній окремій клітині (Чекарева Г.А. и др., 1982).

При проведенні електронномікроскопічних досліджень вико-ристову-вали загальновживані методи досліджень. Шматочки тканин фіксували 2,5 % розчином глютаральдегіду, постфіксували 1 % розчином чотирьохокису осмію, дегідратували і заливали в епоксидні смоли. Ультратонкі зрізи виготовляли на ультрамікротомі УМТП-7, зафар-бовували 1 % водним розчином уранілацетату, контрастували цитратом свинцю за Рейнольдсом вивчали під електронним мікрос-копом ЕМВ-100 ЛМ та ЕМ - 125К.

Керуючись даними літератури про те, що при тяжких термічних опіках шкіри виникає значна інтоксикація організму, зумовлена в основному середньомолекулярними олігопептидами, ми одночасно з вивченням морфології міокарда визначили рівень середніх молекул у плазмі крові у піддослідних тварин. Рівень середньомолекулярних пептидів і їх фракцій в крові є проявом ендогенної інтоксикації, тому динаміка змін їх концентрації при використанні ентеросорбента показувала ефективність цих препаратів як детоксикаційних засобів. Середні молекули визначали методом прямої спектрофотометрії після осаджування білків (Габриелян Н.И. и др., 1981; Галактионов С.Г. и др., 1984; Тембулатов М.М. 1990).

Статистична обробка цифрових даних, одержаних при роз-рахунках середнього цитохімічного коефіцієнта активності дослі-джуваних ферментів, об’ємної щільності тканин і структур у м’язовій оболонці серця, рівня токсичності плазми крові, проведена з використанням методів варіаційної статистики. Відмінності між групами середніх величин і їх похибками оцінювали за допомогою критерія Стьюдента (Автандилов Г.Г., 1990).

Результати дослідження та їх обговорення. Результати проведених досліджень тварин з тяжкою термічною травмою показали, що при глибоких опіках шкіри в міокарді розвивався комплекс морфофункціо-нальних змін. Глибина пошкодження органа знаходилась в прямій залежності від стадії опікової хвороби і визначалась морфофункціо-нальним станом двох взаємопов’язаних структур міокарда: кардіо-міоцит - гемокапіляр.

Морфологічні зміни в стадії шоку розвивались на фоні порушень мікроциркуляції. Дистонія мікроциркуляторного русла проявлялась розширенням і повнокрів’ям судин, стазом у капілярах. Збільшувались периваскулярні простори, відбувався набряк сполучної тканини. Зростав відносний об’єм судин та сполучної тканини відповідно у 1,50 та у 1,23 раза. Ендотеліоцити гемокапілярів мали на люменальній поверхні значну кількість мікроворсинок, виникали складки плазмолеми. Встановлена висока активність лужної фосфатази, середній цитохімічний коефіціент активності у 1,30 раза перевищував цей показник інтактних тварин. Ці зміни необхідно розглядати як морфологічні критерії стрес-реакції судин на термічну травму. що підтверджується результатами досліджень інших авторів (Гембіцький Е.В., 1994; Horton J.W. et al., 1993).

Пристосувально-компенсаторні процеси в кардіоміоцитах розви-вались одночасно з деструктивними змінами. Найпершими на термічну травму реагували мітохондрії, що проявлялось їх набряком. При цьому збільшувались розміри органел, протяжність крист, зростала у 1,26 раза активність сукцинатдегідрогенази, що свідчить про підвищення їх енергетичної функції (Гнатюк М.С., 1994; Боднар Я.Я., 1995).

Вже в стадії опікового шоку спостерігалось часткове розширення канальців ендоплазматичної сітки, цистерн і вакуолей комплексу Гольджі, збільшення кількості первинних лізосом. Це забезпечувало підсилення синтетичних процесів і виведення з клітини продуктів метаболізму, а також зруйнованих внутрішньоклітинних структур, звільняючи її цим від баластних речовин і полегшуючи гіперфункцію (Боднар Я.Я., 1995).

З боку скоротливого апарату кардіоміоцитів спостерігалось в окремих місцях потовщення і ущільнення міофібрил, невпорядкованість розміщення Z ліній. Проте, поширеність таких змін була незначною тому, що міофібрили виявились стійкішими до впливу стресових факторів. Порушення структури і функції міокарда в стадії шоку опікової хвороби слід, очевидно, розглядати як реакцію органа на тяжкий стрес.

На 7 добу після тяжкої термічної травми патологічний процес в організмі опечених тварин ускладнюється впливом токсичних продуктів розпаду опеченої шкіри, попадання яких у кров викликає стан опікової токсемії. Наші дослідження показали, що в стадії ранньої токсемії – на 7 добу, токсичність плазми крові значно зростала, що проявлялось підвищенням у 23 рази концентрації особливо токсичної високомолекулярної фракції проміжних продуктів протеолізу – середньомолекулярних олігопептидів (пептидів з високим вмістом дикарбонових амінокислот, цистеїну, лізину, гліцерину і низьким вмістом ароматичних амінокислот), у порівнянні з таким показником в інтактних тварин.

Токсичний ефект молекул середньої маси зумовлений їх здатністю змінювати проникність мембран і мембранний транспорт, порушувати про-цеси синтезу ДНК, тканинного дихання і фосфорилювання (Suzuki K. Et al., 1995).

Морфологічні зміни міокарда розвивались на фоні порушення кровообігу і внаслідок порушення судинно-тканинних взаємо-відносин. Місцями м’язові волокна були розсунуті розволокненою набряклою пухкою сполучною тканиною, об’ємна щільність якої в 1,77 раза перевищує показник інтактних тварин. Периваскулярні простори розширені, заповнені пухкими, розділеними на окремі структурні компоненти, сполучнотканинними волокнами, серед яких розм-і-щувались лімфоцити і плазмоцити, нейтрофіли і еозинофіли. Просвіти судин розширені, переповнені кров’ю. М’язові волокна місцями набряклі або ущільнені, спостерігалась часткова втрата поперечної посму-гованості. Відносний об’єм скоротливих структур зменшений у 1,09 раза. Таким чином, поєднання змін запального характеру в сполучно-тканинних прошарках і дистрофічних змін в кардіоміоцитах надавало ушкодженням дифузний характер, що підтверджувалося й дослі-дженнями інших авторів (Tomera J. F. еt al., 1993; Sun J. еt al., 1996).

Дослідження капілярів міокарда на 7 добу досліду показали суттєві пошкодження ультраструктури ендотеліоцитів і базальної мембрани гемокапілярів. Набряк ендотеліоцитів, вакуолізація органел, розширення міжклітинних контактів слід розглядати як ранню реакцію гемокапіляра на дію патогенного подразника. Поряд з дистрофічно зміненими ендотеліоцитами виявляли збережені клітини, що підтвер-джувалось гістохімічними дослідженнями, активність лужної фос-фатази залишалась досить високою. Такий поліморфізм уражень свідчить про розвиток пристосувально-компенсаторних процесів в міокарді (Pride H.B., McKinley D.F., 1990; Purma S., Babu V., 1998).

Порушення кровопостачання спричиняло гіпоксію кардіоміоцитів, негативно впливало на морфофункціональний стан останніх.

Найбільші дистрофічні зміни в мітохондріях відбувалися в тих м’язових клітинах, в яких були виражені вакуолізація органел з руйнуванням крист і зовнішньої мембрани. Проте, поряд з пош-кодженими органелами виявлялись досить великі мітохондрії з потовщеними кристами, що і забезпечувало досить високу функ-ціональну активність останніх. Це підтверджувалось гістохімічними дослідженнями. Активність сукцинат-дегідрогенази в ці строки досліду в 1,14 раза перевищувала показник інтактних тварин. Таким чином, мітохондрії, володіючи широким діапазоном пристосувально-компенсаторних реакцій, забезпечували в умовах патології вироб-лення енергії (Schneides A.S., 1992; Huang Y, 1999).

Деструктивні зміни в ядрах кардіоміоцитів поєднувались з адапта-ційними. Площа контакту ядер з цитоплазмою суттєво збільшувалась за рахунок утворення численних інвагінацій каріолеми. В каріоплазмі перева-жав еухроматин, спостерігалась гіпертрофія ядерець, в яких виявлялось багато гранул рибосомального типу. В каріолемі добре видно розширені ядерні пори. Ці морфологічні зміни вказували, очевидно, на компенсаторне підвищення функціональної активності ядерного апарату (Боднар Я.Я., 1994; Гнатюк М.С., 1994; Xia Z.F., 1999).

Пристосувально-компенсаторні процеси в кардіоміоцитах проявлялись також гіпертрофією, частковою фрагментацією ендо-плазматичної сітки і структурних компонентів комплексу Гольджі. Активація останнього зумовлювала збільшення числа первинних і вторинних лізосом у цитоплазмі клітин. Лізосоми, зливаючись з пошкодженими структурами кардіоміоцита (мітохондріями, ендоплаз-матичною сіткою), утворювали аутофагосоми, які відігра-вали важливу роль в утилізації і сприяли репаративній регенерації (Альбернс Б. и др., 1986).

На дію гіпоксії і токсинів була дуже виражена реакція міофібрил. На 7 добу досліду спостерігали набряк і їхрозшарування. На окремих ділянках, іноді виявляли зони контрактурного перескорочення, яке проявлялось зближенням анізотропних дисків і відсутністю ізотропних. Саме так працює скоротливий апарат міокарда в умовах пере-вантаження. Такі порушення в міокарді слід трактувати як стадію ініціальної гіперфункції міокарда. Проте зміни в кардіоміоцитах на цьому етапі розвитку опікової хвороби мають зворотній характер.

На 14-21 добу досліду, у стадії пізньої токсемії і септикотоксемії, токсичність плазми крові продовжує залишатись досить високою, що призводить до напруження і зриву пристосувально-компенсаторних процесів в кардіоміоцитах.

Встановлено, що наростання дистрофічних змін в кардіоміоцитах в ці строки експерименту сприяє переходу цих процесів в некротичні. В базофільно забарвлених ділянках м’язових волокон зникала поперечна посмугованість, виявлялась гомогенізація цитоплазми і навіть її зернистий розпад. Відносний об’єм м’язових волокон зменшується і складає 0,87 від інтактного показника на 21 добу після опіку. Схожі зміни описали Е.В.Гембицкий, Л.М.Клячкин, М.М.Кириллов (1994).

Одночасно відбувались значні порушення ультраструктури стінок кровоносних капілярів. В більшості судин вакуольна дистрофія ендотеліоцитів супроводжувалась значним розширенням міжклітинних контактів. Суттєво знижувались обмінні процеси в ендотеліоцитах, що морфологічно проявлялось значним зменшенням кількості піноцитозних пухирців в їх цитоплазмі та мікроворсинок на люменальній поверхні, а гістохімічно – зниженням активності лужної фосфатази на 40 %, у порівнянні з інтактними тваринами. Все це свідчило про яскраво виражені деструктивні зміни судин мікроцир-куляторного русла. Відсоток судин в міокарді знижується у 1,3 раза.

Оскільки вплив досліджуваного чинника на серце не усунений, розвивалась друга стадія патологічного процесу – прогресуючої гіперфункції міокарда і подальший розвиток захворювання залежав від швидкості і обсягу включення пристосувально-компенсаторних механізмів.

Наші дослідження показали, що на 14-21 добу досліду в набряклих мітохондріях відбувалась фрагментація, гомогенізація крист і розширення міжмембранних просторів. Фрагментація крист спочатку виникала в ділянках, які розміщені ближче до центру органели, а з наростанням пошкоджень поширювалась до периферії. Дрібні фрагменти крист мали вигляд пухирців. Матрикс мітохондрій був гомогенізованим, втрачав гранулярну структуру і виглядав світлим.

На 21 добу досліду суттєвих уражень зазнавала зовнішня мембрана мітохондрій. Тому мітохондріальна оболонка втрачала двохконтурність за рахунок “розмивання” її листків, спочатку на окремих ділянках, а потім і по всій оболонці. Втрата двохконтурності починалась на ділянці, де не було контакту з кристою. Але зовнішня мембрана пошкоджувалась пізніше, ніж всі решта структур органели. Ступінь виразності описаних змін і їх поєднання визначали зворотні і незворотні зміни мітохондрій. До останніх ми відносили руйнування зовнішніх мембран, сильний набряк мітохондрій з втратою крист і гомогенізацією матрикса. Всі ці зміни призводили до енергетичного виснаження, що гістохімічно проявлялось суттєвим зниженням активності сукцинатдегідрогенази.

При великих перевантаженнях майже вся енергія вико-ристо-вувалась на забезпечення скоротливої функції міокарда, а ресинтетичні процеси енергією не забезпечувались, що призводило до швидкого виснаження структурних компонентів кардіоміоцитів та їх загибелі (Sun J., 1991; Schneider A.S., 1992).

У стадіях пізньої токсемії і септикотоксемії суттєвих змін зазнавали і ядра кардіоміоцитів. Спочатку, на 14 добу досліду спостерігали конденсацію хроматину по периферії ядра, тобто його маргінацію. Перинуклеарний простір і ядерні пори дещо розширювались, в останніх виявляли речовину такої ж електронної щільності, як хроматин. Такі зміни слід розглядати як зворотні (Саркисов Д.С., 1979; Непомнящих Л.М., 1991).

Проте, у стадії септикотоксемії ураження ядер більшості кардіоміо-цитів мали незворотній характер, вони вже не компенсувались пристосу-валь-ними можливостями і не нівелювались процесами внутрішньоклітинної регене-рації. Ядра ущільнювались, зменшу-вались в розмірах, тобто зазнавали пік-но-зу, а іноді і лізису.

Деструктивні зміни в мітохондріях і ядрах кардіоміоцитів, енергетичне виснаження скоротливих міоцитів не могли не вплинути на структуру міофібрил. Деструкція останніх також наростала поступово. Спочатку виявляли ділянки пошкодження в ізотропних дисках та гомогенізацію в анізотропних дисках. На цьому етапі розвитку патологічного процесу в кардіоміоцитах виникали зони перескорочення міофібрил. У цих ділянках наявні місця гомогенізації, а в ізотропних дисках – розриви міофіламентів. Розвивалась фрагментація міофібрил.

У стадії септикотоксемії міофібрили на певних ділянках зазнавали незворотних змін, що проявлялось їх лізисом вздовж одного-трьох саркомерів. Одночасно спостерігалось зміщення по відношенні один до одного дисків Z сусідніх міофібрил, а в окремих місцях вони ставали нечіткими і зникали.

Патологічні ураження на стадії “виснаження” міокарда розвива-лись і у вставних дисках. На етапах компенсації дії термічного пошкодження виявляли підвищення їх звивистості. В стадії ж септикотоксемії, коли наступав зрив пристосувально-компенса-торних процесів, плазматичні мембрани сусідніх кардіоміоцитів розходились і вставні диски фрагментувались.

Під впливом термічного фактора деструктивних змін зазнавала і мембранна система скоротливих кардіоміоцитів. Спостерігались розширення і зниження електронної щільності базальної мембрани сарколеми. На 14 добу досліду місцями вона втрачала чіткість, а на 21 – в окремих ділянках виникали розриви сарколеми.

Особливе місце в розвитку патологічного процесу в скоротливих кардіоміоцитах належить саркотубулярній системі, яка забезпечує транспорт іонів по мембранній системі. Її структури відповідають за передачу збудження та забезпечують електричну і механічну активність серцевого м’яза. Крім цього, саме на ній відбувається ресинтез структурних білків скоротливого апарату. На 14-21 добу досліду спостерігається значне розширення канальців цієї системи, аж до утворення вакуолей. В частині останніх виявлялись накопичення осміофільної маси. Такі зміни саркоплазматичного ретикулуму є характерними для цієї органели, і навіть стереотипними.

Зміни саркотубулярної системи скоротливих кардіоміоцитів при важкій термічній травмі, на наш погляд, можуть привести до сповільнення проведення імпульсу і виникнення блоків проведення в міокарді. Одночасно, очевидно, порушується синтез структурних білків, що приводить до сповільнення ресинтезу внутрішньо-клітинних структур. Процеси в скоротливих кардіоміоцитах розвиваються за принципом патологічного кола, що призводить в кінцевому результаті до зриву пристосувально-компенсаторних механізмів.

пошкодження внутрішньоклітинних структур кардіоміоцитів акти-вувало в значній мірі лізосоми клітин. На 14 і 21 добу досліду ми спостерігали збільшення числа первинних та вторинних лізосом і аутофагосом. На етапі адаптації міокарда до дії пошкоджуючих факторів активація лізосо-мального апарату скоротливих кардіо-міоцитів мала пристосувальне значення, оскільки сприяла утилізації пошкоджених структур. Проте, в більш пізні строки досліду, під впливом мембранотоксичних факторів відбувалось пору-шення цілісності їх мембран і вихід гідролітичних ферментів в цитоплазму клітини, що зумовлювало появу аутофагічних комплексів і колік-ваційного некрозу клітин (Huan J. еt al., 1995).

Таким чином, проведені дослідження показали порушення структурної основи пристосувально-компенсаторних процесів і поступове наростання дегенеративних змін. Цитоплазма більшості клітин була набряклою, містила багато світлих вакуолей і ділянок парціального некрозу.

Незважаючи на суттєві пошкодження цитоплазми і ядер, кількість кардіоміоцитів, які гинули, була невеликою. У більшості випадків гинули не цілі клітини, а пошкоджувалися їх окремі частини, які відокремлені від решти цитоплазми і злива-лись з лізосомами в аутофагічні комплекси.

Важливим, на нашу думку, є той факт, що для клітин скоротливого міокарда характерною є гетерогенність, яка спостерігалась як в нормі, так і після дії термічної травми. Слід зазначити, що в міокарді гетерогенність зберігалась не тільки на клітинному і субклітинному рівнях, але навіть на рівні внутрішньоклітинних структур. Вона проявлялась особливостями морфології і відповідним функціональним станом у кожний конкретний термін досліду. Результати наших досліджень показали, що явища гетерогенності мають особливо велике значення в умовах дії термічного фактора, як пошкоджуючого середника. Поки поряд із зруйнованими структурами зберігались органели, здатні забезпечити функцію кардіоміоцита і відновлення ультраструктур, серце продовжувало функціонувати. Якщо ж гетерогенність внутрішньоклітинних структур зникала внаслідок руйнування більшості з них, розвивалась серцева недостатність. Тому, очевидно, смертність тварин у стадії септикотоксемії була дуже високою.

Враховуючи вищевикладене, основні зусилля наших досліджень були направлені на пошуки засобів, які б знижуючи інтоксикацію організму опечених, підвищували би пристосувально-компенсаторні і регенераторні можливості міокарда.

У зв’язку з цим особливо важливими і патогенетично доцільними були дослідження, пов’язані з вивченням впливу на міокард препарата, який зменшував інтоксикацію організму. Саме такими препаратами є ентеросорбенти.

Дані літератури свідчать про достатню доцільність та ефективність використання ентеросорбентів при захворюваннях різноманітної етіології з вираженим інтоксикаційним синдромом (Неделяева А.Ш., 1992; Беляев А.Н., 1999; MArtensson J., Goodwin C.W., 1992).

Слід зазначити, що піддослідна група опечених тварин отримувала ентеросорбент ентеросгель з другої доби експерименту, тому вивчення впливу сорбційної детоксикації починали зі стадії токсемії.

На 7 добу після тяжкої термічної травми концентрація молекул середньої маси, у порівнянні з нелікованими тваринами, зменшувалась в 1,34 раза, причому високомолекулярна фракція – у 10,82 раза.

У тварин цієї експериментальної групи, на відміну від нелікованих, значно рідше виявляли стаз і агрегацію еритроцитів у просвіті судин мікроциркуляторного русла, слабше виражений набряк сполучно-тканинних компонентів та периваскулярних просторів.

У морських свинок, лікованих сорбентом, субмікроскопічно виявляли кращу збереженість скоротливих кардіоміоцитів і капілярів. Це супро-воджувалась зростанням активності лужної фосфатази в 1, 72 раза, та високим рівнем сукцинатдегідрогенази – в 1, 19 раза у порівнянні з показниками інтактних тварин.

Нами встановлено, що ентероcгель стабілізував будову стінки капілярів міокарда. Виявляли краще збережені в порівнянні з нелікованими, ендоте-ліоцити і структурні компоненти базальної мембрани. Більшість судин мікроциркуляторнго русла були функціо-нально активними.

Досліджуваний сорбент сприяв активації ядер скоротливих кардіо-міоцитів, про що свідчило збільшення їх розмірів, наявність великої кількості інвагінацій, переважання еухроматину в каріоплазмі, присутність великої кількості гранул рибосомального типу та активних ядерець. Такі пристосувально-компенсаторні зміни забезпечували покращання обмінних між саркоплазмою і ядром, сприяли активному синтезу рибосом і внутрішньоклітинних білків.

Введення ентеросгелю позитивно впливало на енерго-забаз-печеність клітин, що проявлялось гіпертрофією і гіперпла-зією мітохондрій. Спостерігалась краща збереженість структури крист, їх протяжності та щільності в мітохондріальному матриксі. Ці зміни слід, очевидно, розглядати як прояв активації внутрішньоклітинної регенерації в скоротливих кардіоміоцитах.

Досить позитивним був вплив досліджуваного препарата і на структуру міофібрил. Значно рідше виявлялись ділянки перескорочення міофібрил, місця витончення і гомогенізації останніх. Покращення структури міофібрил та стабілізація енергозабезпечення скоротливих кардіоміоцитів, очевидно, позитивно впливали на функцію останніх, оскільки саме ці органели визначають морфофункціональні харак-теристики клітин. Таким чином, ентеросорбент, зменшуючи токсич-ність плазми крові, покращував морфофункціональні характеристики міокарда.

Варто зазначити, що найповніше дезінтоксикаційні власти-вості досліджуваного сорбента проявлялись в стадії пізньої токсемії і септико-токсемії. Токсичність плазми крові піддослідних тварин зменшувалась, в порівнянні з нелікованими, у 1,42 раза, причому зниження відбувалось в основному за рахунок високомолекулярної фракції середніх молекул, їх вміст зменшувався у 8,77 раза у порівнянні з нелікованими тваринами.

Дослідження міокарда морських свинок у ці строки експеримента показали менш виражений, у порівнянні з опеченими тваринами, набряк строми, добре збережені та чітко орієнтовані м’язові волокна із структурованими вставними дисками. Позитивно впливав сорбент і на кровопостачання органа.

В умовах сорбційної детоксикації значно покращуються показ-ники відносних об’ємів структурних компонентів м’язової оболонки серця. Об’ємна щільність судин, міжклітинні простори тільки у 1,09 та 1,05 раза відповідно більше показників інтактних тварин. Відсоток сполучної сполучної тканини та м’язових волокон наближається до інтактних показників.

В ендотеліоцитах капілярів виявляли високий вміст піноцитозних міхурців, значну кількість мікроворсинок на люменальній поверхні, гіпертрофію внутрішньоклітинних структур. Гістохімічно виявлялась підвищена активність лужної фосфатази в 1,17 рази в порівнянні з інтактними тваринами.

Сорбційна детоксикація зменшувала ступінь пошкодження плазма-тичних, ядерних і органоїдних мембран скоротливих кардіо-міоцитів. Спостерігалось переважання регенераторних процесів над деструктивно-дегенеративними.

Досить чітко в саркоплазмі виражені міофібрили, тільки на окремих ділянках спостерігались явища розшарування та лізису останніх. Добре збережена структура вставних дисків, в складі яких непош-кодженими виглядали десмосомальні та щілинні контакти. Спосте-рігалась гіпертрофія мітохондрій та структур саркоплазматичного ретикулуму.

В окремих випадках у міокарді ще зустрічались порушення структури мікроциркуляторного русла, зміни міжклітинних контактів та дистрофічно ушкоджені клітини. Проте питома вага таких змін у лікованих тварин була незначною.

Таким чином, результати наших досліджень і дані літератури свідчать про те, що в результаті тяжких термічних опіків в організмі розвивається патологічний процес, який характеризується різними за характером і глибиною пошкодження всіх структурних компонентів міокарда. В значній мірі ураження зумовлені високою концентрацією в організмі токсинів екзо- і ендогенного походження (Lightfoot E. Jr., Horton J. W., Maass D. L. et al., 1999).

Показавши закономірності розвитку патологічних процесів, які виникали в міокарді, ми патогенетично обгрунтували доцільність використання ентеросорбентів, які, знижуючи рівень токсинів у крові, сприяли стабілізації структур серця, їх регенерації. Таким чином, стабілізація структури міокарда сприяла покращенню його функціо-нального стану. Ентеросорбенти позитивно впливали на загальний стан і виживання тварин.

Висновки

1. У дисертації дано теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової проблеми, що виявляється у встановленні морфо-функціо-нальних змін міокарда при тяжкій термічній травмі та після сорбційної детоксикації. Результати проведених макро-, мікроскопічних, ультраструктурних, гістохі-міч-них та біохімічних досліджень обгрун-товують доцільність використання енте-росорбентів в комплекс-ному лікуванні хворих з тяжкими опіками.

2. Тяжка опікова травма викликає комплекс морфологічних змін в міо-карді. Послідовність і глибина пошкоджень його структур перебувають у прямій залежності від стадії опікової хвороби. Динаміка структурної перебудови міокарда є морфологічним відображенням його функці-онального стану.

3. Зміни в судинах мікроциркуляторного русла і кардіоміоцитах у стадії шоку відображають їх стрес-реакцію на дію термічного фактора. Виражена пристосувально-компенсаторна перебудова в цих струк-турах забезпечується активацією процесів внутрішньоклітинної регенерації.

4. У стадії токсемії, на фоні високої ендогенної інтоксикації, розвиваються значні морфофункціональні порушення в міокарді. Гіпертрофія ультра-структур кардіоміоцитів поєднується з деструкцією ядерних і органоїдних мембран, пригніченням внутрішньоклітинної регенерації.

5. У стадії септикотоксемії зберігається висока концентрація токсичних продуктів в плазмі крові, наступає зрив пристосувально-компенсаторних процесів в міокарді, що проявляється наростанням глибоких деструктивних змін і функціональним виснаженням м’язової оболонки серця.

6. Ентеросгель вже в стадії токсемії знижує рівень ендогенної інтоксикації, істотно зменшує ступінь ураження структурних компонентів міокарда, покращує морфофункціональний стан гемокапілярів і активує внутрішньо-клітинну репаративну регенерацію за рахунок гіпертрофічних та гіпер-пластичних процесів в ядрах та органелах кардіоміоцитів.

7. Сорбційна детоксикація в стадії септикотоксемії чинить вира-жений позитивний ефект і сприяє оновленню будови судин та міжклітинних просторів міокарда, нормалізує структуру кардіо-міоцитів. Ентеросгель позитивно впливає на загоєння опікової рани, виживання, масу тіла і загальний стан опечених тварин.

Практичні рекомендації

1. Проведені на різних рівнях структурної організації морфологічні дослідження міокарда після тяжкої термічної травми шкіри вказують на необхідність корекції деструктивних змін, які розвиваються в кардіоміоцитах.

2. Виявлений високий рівень ендогенної інтоксикації після тяжкої термічної травми потребує відповідної медикаментозної сорбційної терапії (зокрема, ентеросорбентом ентеросгелем).

3. Матеріали даного дослідження можна рекомендувати для вико-ристання при викладанні студентам відповідних розділів з анатомії, гістології та цитології, патологічної анатомії і фізіології, загальної та факультетської хірургій, при написанні монографій і підручників.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Електронно-мікроскопічні зміни гемокапілярів міокарда в динаміці розвитку опікової хвороби / С.А.Антонюк, К.С.Волков,Н.В.Пасєчко, Н.В.Бігуняк, А.М.Швед // Шпитальна хірургія. - 1999. – № 6. – С. 88-91.

2. Антонюк С.А., Волков К.С., Пасєчко Н.В. Регенераційні процеси в кардіоміоцитах при важких термічних опіках і сорбційній детоксикації // Вісник Вінницького державного медичного університету. – 2000. – № 2. – С. 7-8.

3. Значення інтоксикації організму в розвитку ультраструктурних змін в органах нервової системи і серці при експериментальній термічній травмі / О.П.Андріїшин, Т.І.Чернишенко, С.А.Антонюк, К.С.Волков, Н.В.Пасєчко // Вісник наукових досліджень. – 2000. – № 2. – С. 74-76.

4. Особливості репаративної регенерації внутрішніх органів при важких опіках в умовах сорбційної детоксикації / К.С.Волков, Н.В.Пасєчко, Т.І.Чернишенко, С.А.Антонюк, О.П.Андріїшин, О.С.Тугарова // Український медичний альманах. – 2000. – Т.3, № 3. - С. 35-38

5. Антонюк С.А., Волков К.С., Пасєчко Н.В. Морфологічна характе-ристика міокарда при важких термічних опіках шкіри // Здобутки клінічної та експе-риментальної медицини. - Вип. 4. – Тернопіль: Укрмедкнига, 1999. – С. 366-368.

6. Гістологічні та гістохімічні зміни внутрішніх органів та опікової рани при термічних ураженнях в умовах сорбційної детоксикації / К.С.Волков, Т.І.Чернишенко, С.А.Антонюк, О.П.Андріїшин, Л.В.Якубишин, О.С.Туга-рова, Т.В.Бігуняк, А.В.Довбуш // Здобутки клінічної та експериментальної медицини. - Вип. 5. – Тернопіль: Укрмедкнига, 2000. – С. 465-471.

7. Антонюк С.А., Волков К.С., Пасєчко Н.В. Ультраструктура гемокапілярів міокарда при опіках в умовах застосування ентеро-сорбентів // Тези доп. ІІІ науково-практичної конференції “Актуальні проблеми експериментальної медицини”. – К., 1999. – С. 137.

8. Репаративні процеси в тканинах і органах при термічній травмі в умовах ентеросорбції / К.С.Волков, Н.В.Пасєчко, Т.І.Чернишенко, С.А. Антонюк, Т.В.Бігуняк, О.П.Андріїшин, А.В.Довбуш, О.С.Тугарова // Український медичний альманах. – 2000. – Т. 3, № 1 (додаток). – С. 11-12.

Анотація

Антонюк С.А Морфофункціональні зміни міокарда при тяжкій термічній травмі та після сорбційної детоксикації. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 14.03.01 – нормальна анатомія – Тернопільська державна медична академія ім. І.Я. Горбачевського, Тернопіль, 2000.

Дисертація присвячена вивченню морфофункціо-нальних змін міокарда при тяжкій термічній травмі та після сорбційної детоксикації. Встановлено, що тяжкі опіки викликають значні структурні зміни в міокарді, послідовність і ступінь вираження яких залежить від стадії опікової хвороби. У стадії шоку і ранньої токсемії, на тлі високої ендогенної інтоксикації, в кардіоміоцитах і структурних компонентах мікро-циркуляторного русла розвиваються деструктивні зміни, які супрово-джуються внутрішньоклі-тинною реге-нерацією, гіперплазією і гіпертрофією внутрішньоклітинних органел. В стадії пізньої токсемії та септикосемії, які характеризуються збереженням високого рівня токсичних продуктів у плазмі крові, наступає зрив пристосувально-компенсаторних реакцій і розвиток глибоких деструктивних змін в міокарді. Встановлено, що ентеросорбент ентеросгель, знижуючи рівень ендогенної інтоксикації, стимулює процеси внутрішньоклітинної регенерації, покращує морфофункціональний стан кардіоміоцитів та мікроциркуляторного русла.

Ключові слова: морфологія, міокард, кардіоміоцит, гемокапіляр, тяжка термічна травма, ентеросорбція.

Аннотация

Антонюк С.А. Морфофункциональные изменения миокарда при тяжелой термической травме и после сорбционной детоксикации – Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата меди-цинских наук по специальности 14.03.01 – нормальная анатомия – Тернопольская госу-дарс-твенная медицинская академия им. И.Я. Гор-бачевського, Тернополь, 2000.

Диссертация посвящена изучению морфофункциональных изменений миокарда при тяжелой термической травме и после сорбционной детоксикации.

В эксперименте на 140 морских свинках с ожогами ІІІА-Б степени при помощи макроскопических, гистологических, электронномик-роскопи-ческих, гистохимических, стереометрических и биохимических методов исследования было изучено влияние тяжелой термической травмы на структуру миокарда.

Установлено, что тяжелая термическая травма вызывает существен-ные структурные изменения миокарда, последовательность и степень повреждения которых зависит от стадии ожоговой болезни.

Морфофункциональные изменения в стадии шока развивались