Реферат: Морфофункціональні закономірності змін в міокарді щурів при експериментальному гіпотиреозі та його

--PAGE_BREAK--<shapetype id="_x0000_t75" coordsize=«21600,21600» o:spt=«75» o:divferrelative=«t» path=«m@4@5l@4@11@9@11@9@5xe» filled=«f» stroked=«f»><path o:extrusionok=«f» gradientshapeok=«t» o:connecttype=«rect»><lock v:ext=«edit» aspectratio=«t»><shape id="_x0000_i1025" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«66446.files/image001.emz» o:><img width=«373» height=«142» src=«dopb269737.zip» v:shapes="_x0000_i1025">\s
Рис. 1. Графік змін концентрації вільного тироксину в плазмі крові в динаміці експерименту. По осі абсцис – терміни досліджень та контрольне значення, по осі ординат – концентрація вільного тироксину в плазмі крові (нмоль/л).
Аналіз отриманих результатів комплексного дослідження функціонального стану та структури міокарду дозволив виявити стадійність формування патоморфологічних змін в ньому. Ці зміни мали однаковий характер та спрямованість як в міокарді правого передсердя, так і лівого шлуночка, проте їх виразність була більшою в міокарді правого передсердя. За характером виявлені процеси в міокарді можна розділити на три основні стадії: реактивних змін, компенсаторно-пристосувальних процесів та декомпенсації.
Реактивні зміни в міокарді набувають свого розвитку в ранньому післяопераційному періоді (через 14 та 35 діб після операції). Вже на цій стадії активувались процеси як спонтанного, так і НАДФН+-індукованого механізмів перекисного окислення ліпідів (концентрація малонового діальдегіду в гомогенаті міокарда в першому випадку виросла на 116%, а у другому – на 56%). Тобто, реактивні зміни в міокарді характеризувались активацією переважно процесів спонтанного утворення вільних радикалів. Ці дані узгоджуються даними інших авторів [Ланкин В. З., 2000; Реброва Т. Ю., 2007; Сомова О. В., 1999; Ткаченко О. Р., 1994]. Ймовірною причиною ланцюгової активації вільнорадикального окислення ліпідів є розмежування окисно-відновних процесів в мітохондріях.
Одними з перших в процес перекисного окислення ліпідів включаються поліненасичені жирні кислоти за рахунок наявності в них нестійких зв’язків [Савицький И. В., 1982]. Отримані нами результати визначення жирнокислотного спектру ліпідів міокарда дають право вважати, що для періоду реактивних змін характерним є перекисне окислення саме поліненасичених жирних кислот, вміст яких зменшився на 10%. Поліненасичені жирні кислоти в структурі фосфоліпідів беруть участь у формуванні мембран клітин. Причому, чим більший вміст цих жирних кислот в мембрані, тим нижче її в’язкість та тим вищою є активність рецепторних, транспортних та сигнальних систем [Галявич А. С., 2006]. Зниження вмісту поліненасичених жирних кислот в мембранах організму сприяє підвищенню їх проникності та зменшенню міцності. Ми спостерігали це на прикладі мембран еритроцитів тиреоїдектомованих щурів. Виявилось, що через 14 діб рівень нестійких форм еритроцитів в 0,45% NaCl підвищилась на 95,8% порівняно з контролем.
Описані біохімічні та патофізіологічні процеси мали своє морфологічне відображення в міокарді. В патологічний процес включаються обмінні мікросудини, компоненти інтерстиційного простору та самі кардіоміоцити. Виявлений гетеротипізм змінених кардіоміоцитів відображає грубі механізми їх селекції в умовах різкого дефіциту гормонів щитоподібної залози. Найбільш чутливими до дії патогенного чинника виявляються найбільш активні з функціональної точки зору клітини [Непомнящих Л. М., 1981; Твердохліб І. В., 1996].
Характерною ознакою реактивних процесів в міокарді через 14 діб була поява ділянок апоптозно змінених клітин, які втрачають контакти з сусідніми кардіоміоцитами, мають пікноморфні ядра, ущільнену цитоплазму з деструктурованими міофібрилами, розширеними канальцями саркоплазматичної сітки, які не утворюють тріади, активними мітохондріями з дещо ущільненими кристами. Окрім кардіоміоцитів, спостерігались апоптозно змінені ендотеліоцити.
Вважають, що специфічним для кардіоміоцитів є мітохондріальний шлях запуску апоптозу [Cook S. A., 1999; Стеченко Л. А., 2006]. Разом з тим, не можна заперечувати і участь цитоплазматичних кальцієвих механізмів. Очевидно, вони доповнюють висунуту концепцію кальцієвих пошкоджень кардіоміоцитів [Меерсон Ф. З., 1980; Ейлер В. Г., 1990; Kranias E. G., 2007]. Цілком можлива комбінація цих двох механізмів.
Іншою важливою ознакою реактивних процесів в міокарді як через 14, так і через 35 діб була поява значної кількості „світлих” кардіоміоцитів, із вираженими набряковими процесами в саркоплазмі, розвитком альтеративних змін з боку скоротливого та енергетичного апаратів та недостатністю репаративних процесів. Набряк саркоплазми, очевидно, пов’язаний із порушенням функції транспортних білків в складі сарколеми та виявленим зниженням вмісту поліненасичених жирних кислот в структурі фосфоліпідів мембран. Він відображає описане нами підвищення проникності клітинних мембран за умови гіпотиреозу. Згідно даних літератури, тиреоїдині гормони індукують синтез Na/K-АТФази, білків іонних каналів в кардіоміоцитах, що за умови гіпотиреозу спричиняє підвищену її проникність для іонів Na+, яка стає причиною набрякових процесів в кардіоміоцитах [Сыч Ю. П., 2003; Dillman W. H., 1990; Kahaly G. R., 2005].
Реактивні процеси в цей період встановлені і в більшості капілярів, де вони проявлялись активацією мікровезикулярного транспорту та білоксинтетичних процесів, появою мікроклазматозних виростів, які збільшують площу дифузійної поверхні. В цій стадії до 35 доби наростали ознаки порушення гемомікроциркуляції із формуванням мікрогеморагій, сладжу еритроцитів. Такі зміни структур гістогематичного бар’єру посилюють дистрофічні зміни в міокарді.
Перші ознаки включення компенсаторно-пристосувальних процесів в міокарді спостерігаються вже через 35 діб після тиреоїдектомії, проте на цьому етапі вони існують разом із реактивними, а часто і деструктивними процесами, що свідчить про їх невисоку ефективність. Найбільш вираженими процеси адаптації стають через 50 діб після операції. Причому, виразність цих процесів була більшою в міокарді правого передсердя, в той час як в міокарді лівого шлуночка поряд з компенсаторно-пристосувальними, все ще спостерігались і деструктивні ознаки. В цей час відбувається посилення активності НАДФН+-залежного шляху перекисного окислення ліпідів (концентрація малонового діальдегіду становила (125,5 ± 3,4) ммоль/г при (54+6,9) – у контролі). Це опосередковано свідчить про збільшення вмісту в кардіоміоцитах відновленої форми НАДФ, а отже і про посилення її утворення в дихальному ланцюгу мітохондрій [Афонина Г. Б., 2000]. Разом з тим, в структурі ліпідів міокарда підвищується вміст поліненасичених жирних кислот, що збільшує стійкість мембран кардіоміоцитів та сприятливо впливає на процеси трансмембранного транспорту і рецепції. З іншого боку, на 9,23% зменшився вміст насичених жирних кислот в складі ліпідів міокарда. Причиною таких змін може бути посилене їх використання для процесів окислення в мітохондріях кардіоміоцитів, де вони є основним джерелом АТФ [Хехт А., 1975; Галявич А. С., 2006]. Варто зазначити, що показник осмотичної резистентності еритроцитів в цій стадії залишається низьким.
В ендотелії капілярів виявлені ознаки помірної активності як транспортних, так і біосинтетичних процесів. Це сприяє відновленню мікроциркуляції в них, оптимізації обмінних процесів, що разом із зменшенням ітерстиційного набряку покращує трофіку кардіоміоцитів, без чого неможливим є становлення компенсаторних механізмів в них.
В кардіоміоцитах найбільш вираженими виявились компенсаторні реакції білоксинтетичного апарату. Вони були типовими для міокарда [Меерсон Ф. З., 1980; Непомнящих Л. М., 1991; Пауков В. С., 1982] та полягали в гіпертрофії ядер, збільшенні кількості вільних рибосом, полісом та зв’язаних з мембранами гранулярної ендоплазматичної сітки форм. Показник об’ємної щільності міофібрил не змінився, проте їх якісні характеристики відображали активні репаративні процеси. Ознакою останніх є наявність довгих ланцюжків полісом, на яких синтезуються актинові та міозинові міофіламенти. Проте, як відомо, за умови гіпотиреозу переважно синтезуються в-ізоформа важкого ланцюга міозину, потужність та швидкість скорочення для якої нижча, порівняно з б-ізоформою [Morkin Е., 1993; Ojamaa K., 1996; Ladenson P. W., 1992]. Компенсаторно-пристосувальні процеси мітохондрій полягали переважно у вираженій їх гіперплазії, внаслідок якої утворювались молоді форми органел (рис. 2). А в міокарді правого передсердя, спостерігалась і гіпертрофія окремих мітохондрій. Разом з тим, їх ультраструктури відновлюються лише частково. На цьому етапі відбувається компенсація енергетичного дефіциту в кардіоміоцитах як за рахунок мітохондріальних механізмів, так і за рахунок активізації процесів гліколізу. Це узгоджується з даними гістохімічних досліджень в динаміці гіпотиреозу [Павлюк В. Г., 1977; Колесова Н. А., 2007]. Клітини, які не змогли переключитись на гліколітичний шлях отримання енергії, зазнають загибелі. Про це свідчить наявність значної кількості гранул глікогену в поодиноких змінених за „темним” типом кардіоміоцитах. В кардіоміоцитах все більше виникає ознак порушення інтрацелюлярного обміну кальцію, що відображено в особливостях будови саркоплазматичної сітки, накопиченні електронно-щільних депозитів в матриксі мітохондрій, контрактурних змінах міофібрил.
<shape id="_x0000_i1026" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«66446.files/image003.emz» o:><img width=«349» height=«132» src=«dopb269738.zip» v:shapes="_x0000_i1026">\s
Рис. 2. Розподіл мітохондрій в кардіоміоцитах лівого шлуночка міокарду інтактних щурів та в динаміці експериментального гіпотиреозу. По осі абсцис — групи досліджень, по осі ординат – кількість досліджених об’єктів в %.
Ймовірно, ця стадія розвитку міокардіопатії є ще оборотною та сприятлива для будь-якої медикаментозної корекції (етіопатогенетичного лікування гіпотиреозу або симптоматичної терапії проявів міокардіопатії). Після неї формується стадія декомпенсації міокарда з ознаками розвитку хронічної серцевої недостатності, які є необоротними. В нашому дослідженні ці зміни спостерігались через 100 діб після тиреоїдектомії. Вони супроводжувались зниженням активності НАДФН+-індукованого перекисного окислення ліпідів. Це опосередковано вказує на вторинне порушення окисно-відновних процесів в мітохондріях. Активність спонтанного утворення продуктів перекисного окислення ліпідів все ще залишалась стабільно високою і становила (56,0 ± 10,0) ммоль/г при контрольному значенні — (26+4,2) ммоль/г. З ними, очевидно, пов’язані зміни в жирнокислотному спектрі ліпідів міокарду. На фоні відновлення співвідношення насичених і ненасичених жирних кислот, в структурі останніх зменшується вміст поліненасичених жирних кислот, які, як відомо, першими включаються в процес перекисного окислення. Як наслідок — знову, вторинно, порушуються проникність, трансдукція та ригідність мембран кардіоміоцитів. Подібне співвідношення жирних кислот в структурі ліпідів крові спостерігали і при інших хронічних захворюваннях міокарду у людини [Алимова Е. К., 1970; Pirro М., 2002]. Структурна перебудова клітинних мембран сприяє зменшенню її міцності та проникності, що корелює із зниженням осмотичної резистентності еритроцитів більше, ніж на 200%.
Зрив адаптаційних процесів проявився посиленням деструктивних змін в першу чергу з боку скоротливого та енергетичного апаратів на фоні вираженої недостатності репаративних процесів, що проявляється утворенням глибоких інвагінацій каріолеми з формуванням сегментованих ядер; розширенням перинуклеарного простору, зменшенням вмісту вільних рибосом, полісом та канальців гранулярної ендоплазматичної сітки. Наслідком гіпопластичних та активації деструктивних процесів в міокарді є зменшення вмісту міофібрил, структурна цілісність яких в різній мірі порушена, гетерогенність змін в мітохондріях.
Ми спостерігали початкові етапи апоптозу у вигляді перескорочених і «темних» клітин, проте нам не вдалось виявити кардіоміоцити на термінальних стадіях процесу. Можливо, цей процес не завершувався і високий внутрішній антиапоптичний потенціал дозволяв тривалий час підтримувати життєдіяльність кардіоміоцитів у вигляді їх гібернації, що часто спостерігається при різних захворюваннях міокарда [Brown Т. А., 2001; Schulz R., 2000 ]. За умови енергетичного дефіциту в клітині, на початкових стадіях процес апоптозу міг завершуватись розвитком некротичних змін в кардіоміоцитах, які мали місце в цей період дослідження.
Очевидними були механізми порушення внутрішньоклітинного обміну кальцію, які прогресували в динаміці експерименту. Вони проявились колапсом канальців саркоплазматичної сітки, відкладанням електронно щільних депозитів в мітохондріях та ділянками перескорочення міофібрил.
З розвитком декомпенсації поновлюється активація колагеноутворення фібробластами, що спостерігалось на етапі реактивних змін; відбувається синтез значної кількості еластичних волокон, які відкладаються як периваскулярно, так і в інтерстиційному просторі; організація сполучною тканиною ділянок мікрогеморагій в міокард. Таким чином, через 100 діб після тиреоїдектомії формуються ознаки дифузного дрібновогнищевого склерозу та фіброзу [Гавриш А. С., 2007].
Стадія декомпенсації міокарда при гіпотиреозі характеризується класичними електрокардіографічними ознаками – синусовою брадикардією, подовженням інтервалу РQ та зниженням амплітуди всіх зубців на електрокардіограмі [Левина Л. И., 1989]. Ці дані відображають зниження біоелектричної активності провідної системи серця та розвиток дисметаболічних процесів в ньому. Виявлені нами зміни свідчать про етапність розвитку гіпотиреоїдної міокардіопатії, результатом якої є розвиток хронічної серцево-судинної недостатності.
Морфофункціональний аналіз стану міокарда щурів при корекції гіпотиреозу L-тироксином. Ґрунтуючись на отриманих даних щодо концентрації вільного тироксину в плазмі крові, можна стверджувати про адекватність підібраної нами дози L-тироксину (10 мкг/кг), оскільки у щурів мав місце стан еутиреозу, хоча і спостерігалась індивідуальна різниця концентрації вільного тироксину, яку можна пов’язати з особливостями фармакокінетики препарату (рис. 1). Звертає на себе увагу не лише статистично достовірне зниження рівня загального кальцію в плазмі крові тварин, яке також характерне для нелікованого гіпотиреозу, а і іонізованої його форми.
Проведені нами в комплексі морфологічні, біохімічні та фізіологічні дослідження дають право стверджувати про те, що лікування післяопераційного гіпотиреозу L-тироксином не запобігає розвитку гіпотиреоїдної міокардіопатії як в міокарді правого передсердя, так і лівого шлуночка. Проте, воно здатне відстрочити її формування в часі. Так, виявлені нами біохімічні, фізіологічні та морфологічні ознаки реактивних процесів в міокарді нелікованих тварин через 14 діб після тиреоїдектомії, найбільш виразно проявлялись лише через 35 діб в групі лікованих L-тироксином тиреоїдектомованих щурів. Компенсаторно-пристосувальні процеси зазнавали свого становлення через 50 діб і були добре виражені як в міокарді правого передсердя, так і лівого шлуночка. Перші ознаки декомпенсації з’являлись через 100 діб, проте вони були менш виражені, ніж у відповідний термін без лікування, тобто цей процес затримується в часі.
Разом із загальними ознаками гіпотиреоїдної міокардіопатії, на яких ми ґрунтувались для встановлення стадії процесу, в міокарді лікованих тироксином щурів виникають специфічні зміни, пов’язані з впливом екзогенного L-тироксину. В першу чергу це стосується міокарду правого передсердя. Цікаво, що в передсердних кардіоміоцитах тиреоїдектомованих щурів під впливом L-тироксину відбувалось утворення типових тріад, не характерних для цього відділу серця. Така перебудова передсердних кардіоміоцитів, очевидно, пов’язана з гіпертрофією міокарду передсердя та наростанням в передсердних кардіоміоцитах скоротливої їх функції. Ознаки гіпертрофії міокарда правого передсердя встановлені електрокардіографічно, що супроводжується формуванням вираженого р-«pulmonale». Утворення тріад можна розглядати як компенсаторну реакцію клітини на надлишок іонів кальцію в саркоплазмі. На користь участі кальцієвих механізмів пошкодження кардіоміоцитів свідчать електроннощільні депозити в матрикс мітохондрій, ущільнення кортикального шару саркоплазми та наявність численних перескорочених та «темних» клітин.
Виявлені нами розходження та набряк вставних дисків свідчать про порушення провідності між кардіоміоцитами. Вони з’являються в експерименті в стадії декомпенсації та, очевидно, посилюють прояви серцевої недостатності.
Іншою особливістю впливу L-тироксину на міокард тиреоїдектомованих щурів є активація всіх білоксинтетичних процесів як в кардіоміоцитах, так і в ендотеліоцитах та клітинах сполучної тканини. Якщо в кардіоміоцитах та ендотеліоцитах активація білкового синтезу посилює репараційні та обмінні процеси, відстрочуючи тим самим розвиток хронічної серцевої недостатності, то посилення колагеноутворення фібробластами, навпаки, сприяє формуванню вираженого міокардіофіброза, за рахунок якого відбувається порушення проникності гістогематичного бар’єру міокарда під час зриву адаптаційних процесів, що сприяє формуванню вторинних дистрофічних змін в ньому.
    продолжение
--PAGE_BREAK--