ОЦЕНКА УЛЬТРАСТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ЛИЗОСОМ

ОЦЕНКА УЛЬТРАСТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ
ЛИЗОСОМ КАРДИОМИОЦИТОВ
ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ УШИБЕ СЕРДЦА
РАЗЛИЧНОЙ СТЕПЕНИ ТЯЖЕСТИ
В.П. Новоселов, С.В. Савченко,
А.Н. Порвин, Д.А. Кошляк
г. Новосибирск
Повреждения сердца при закрытой тупой травме грудной
клетки наиболее часто образуются при дорожно-транспортных происшествиях, падениях с большой высоты и ударах
тупыми твердыми предметами по передней поверхности
грудной клетки в проекции расположения сердца (Сапожникова М.А., 1988). Эти повреждения жизненно важного
органа относятся к одним из самых тяжелых видов травм
(Новоселов В.П. и соавт., 2002). При них показатель смертности достигает 90%. Самым частым вариантом травматизации, составляющим 75% всех его повреждений, является
ушиб сердца (Савченко С.В., 2002). Ушиб сердца характеризуется тяжелым клиническим течением за счет раннего
развития нарушений ритма и проводимости сердца с последующим развитием острой сердечной недостаточности
(Лачаева М.Н., 2005). Уточнение особенностей танатогенеза при ушибе сердца представляет собой один из малоизученных вопросов в судебной медицине. Учитывая вышеизложенное, нам представилось целесообразным провести
исследование для уточнения морфологических проявлений острой сократительной недостаточности миокарда при
ушибе сердца различной степени тяжести с использованием
трансмиссионной электронной микроскопии.
Среди органелл, отражающих патофизиологические
процессы в миокарде, важное место занимают лизосомы
(Непомнящих Л.М., 1991). Лизосомы представляют собой
мелкие органеллы цитоплазмы кардиомиоцитов, производные пластинчатого комплекса Гольджи. Количество ли110
зосом в кардиомиоцитах невелико. Основная функция лизосом заключается в участии в системе внутриклеточного
катаболизма кардиомиоцитов, в частности, в элиминации
катаболических белков (К. de Duve, 1996). Первичные лизосомы кардиомиоцитов представляют собой сложный набор
гидролитических ферментов (особенно высока активность
кислой фосфатазы), окруженных билипидной мембраной.
Основная функция кислых гидролаз – внутриклеточная деградация биомакромолекул, клеточных компонентов и бактерий (Тутельян В.А., 1990). Лизосомы способны ассоциироваться с внутриклеточными структурами, подлежащими
расщеплению, с последующей частичной утилизацией либо
удалением их из клетки. Сливаясь с ними, они образуют
крупные вторичные лизосомы (фаголизосомы), которые, в
свою очередь, могут трансформироваться в резидуальные
тельца (третичные лизосомы).
Для решения поставленных задач, в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных», мы осуществили экспериментальное
моделирование ушиба сердца на 40 лабораторных животных – белых крысах самцах породы «Вистар», выращенных
в стандартных условиях вивария на стандартном пищевом
рационе, массой 180-200 г. Эксперимент был проведен
под общей анестезией, обезболивание было обеспечено
диэтиловым эфиром. Непосредственно перед экспериментом животных под легким эфирным наркозом фиксировали на специальном стенде в положении на спине. С помощью игольчатых электродов, электрофизиологического
комплекса LabLinc model V75-25A (Coulbourn instruments,
США), которые накладывались в стандартных отведениях,
осуществлялась регистрация электрокардиограмм, с последующей обработкой полученной информации с помощью
компьютерной программы LabVIEW 5.1.
Ушиб сердца воспроизводили ударным воздействием
грузом массой 50г, при ускорении свободного падения, с
высоты 30см и площади соударяющей поверхности 2см2,
111
в точку максимального проявления сердечной пульсации,
на передней поверхности грудной клетки. При помощи
электрокардиографического контроля животные были разделены на две группы по степеням тяжести ушиба сердца.
В группу с ушибом сердца средней степени тяжести вошло 20 животных. У них электрокардиографические проявления травмы складывались из одиночных и групповых
желудочковых экстрасистолий и синусовой брадикардии с
постепенным возвращением к нормальному ритму. После
установления нормального сердечного ритма животных декапитировали. Группа с ушибом сердца тяжелой степени
тяжести также состояла из 20 животных. У этих животных
через 15-20 минут от начала эксперимента, после вышеуказанных нарушений ритма сердца, развивалась фибрилляция
желудочков. При выраженной брадикардии электрокардиографически регистрировалась асистолия. При развитии
фибрилляции или асистолии животных декапитировали. В
качестве контрольной группы использовали 3 животных,
которых декапитировали в состоянии глубокой анестезии.
У погибших животных производилось быстрое вскрытие
грудной клетки с последующим отсечением сердца и забором кусочков миокарда левого и правого желудочков для
исследования.
Образцы миокарда для трансмиссионной электронной
микроскопии подвергали предварительной фиксации в
фиксаторе, содержащем 4 % раствор параформальдегида на
0,1 М фосфатном буфере Миллонига с рН 7,2-7,4, в течение
2 часов. После этого проводили дополнительную фиксацию
в 1 % растворе четырехокиси осмия на 0,1 М фосфатном
буфере с рН 7,2-7,4 в течение 2 часов. При помощи световой
микроскопии из полученных полутонких срезов выбирали
необходимые участки для изготовления на микротоме LKBNova ультратонких срезов, которые в последующем контрастировали насыщенным водным раствором уранилацетата
и цитрата свинца. Ультраструктурные изменения изучали
и фиксировали с помощью электронного микроскопа JEOL
112
1010 (Japan). На электронограммах с увеличением в 8 тысяч
раз точечным методом было охарактеризовано содержание
объемных плотностей лизосом. Для статистической оценки результатов применяли общую линейную модель, реализованную в процедуре однофакторного дисперсионного
анализа с фиксированными эффектами – метод ANOVA
(Analysis of Variance).
При трансмиссионном электронно-микроскопическом
исследовании первичные лизосомы представляли собой
округлые мембранные тельца диаметром до 0,2 мкм с электронно-плотным матриксом. Слившись с внутриклеточными структурами, подлежащими расщеплению, они образовывали более крупные вторичные лизосомы диаметром до
0,5 мкм с полиморфным неоднородным содержимым. При
оценке образцов миокарда было установлено, что ультраструктурные изменения кардиомиоцитов локализовались
преимущественно в субэпи- и субэндокардиальных слоях
миокарда желудочков.
Количественный ультраструктурный анализ объемных
плотностей лизосом кардиомиоцитов выявил существенные различия в их содержании при различных степенях
ушиба сердца. Отмечено увеличение количества лизосом в
кардиомиоцитах при ушибе сердца по сравнению с их содержанием в контроле. Прослеживается однонаправленная
тенденция увеличения содержания лизосом в зависимости
от степени тяжести ушиба сердца. При этом изменение количества лизосом было наиболее выражено в кардиомиоцитах левого желудочка. Так, в кардиомиоцитах правого желудочка лизосом было больше в 2,5 раза при ушибе средней
степени тяжести и в 2,7 раза при ушибе сердца тяжелой степени по сравнению с контрольной группой (соответственно
2,5+0,58; 2,68+0,81 и 0). В левых отделах сердца такие различия были более существенными: в 1,6 раза больше было
лизосом при ушибе средней степени тяжести и в 5,9 раза
при ушибе сердца тяжелой степени по сравнению с контролем (соответственно 2,46+0,74; 9,21+1,83 и 1,55+0,56).
113
Таким образом, полученные данные позволили выявить
характерные ультраструктурные изменения таких мембранных органелл кардиомиоцитов, как лизосомы, при острой
сократительной недостаточности миокарда, развившейся
в результате ушиба сердца в зависимости от его тяжести.
Ультраструктурные изменения в мышечных клетках носят
очаговый характер, и локализуются преимущественно в субэпи- и субэндокардиальных слоях миокарда. Увеличение
содержания лизосом в кардиомиоцитах зависит от степени
тяжести ушиба сердца. Наиболее выраженное повышение
содержания лизосом наблюдается в кардиомиоцитах левого
желудочка сердца. Анализ полученных результатов исследования позволяет сделать вывод о том, что количественные ультраструктурные изменения лизосом – участников
внутриклеточного катаболизма кардиомиоцитов, являются
одним из звеньев в развитии острой сократительной недостаточности миокарда при ушибе сердца.
Список литературы
1. Кудряшова Л.Т. Ушибы сердца (оценка функционального состояния миокарда и иммунобиохимических показаталей): Дисс. … канд. мед. наук. – Уфа, 2004. - 78с. Машинопись.
2. Непомнящих Л.М. Морфогенез важнейших общепатолгических процессов в сердце. – Новосибирск: Наука,
1991. - 352 с.
3. Новоселов В.П., Савченко С.В, Романова Е.А., Циммерман В.Г. Патоморфология миокарда при ушибах сердца.
– Новосибирск: Наука, 2002. - 168 с.
4. Савченко С.В. Патоморфология и экспертная оценка
изменений эндокарда и миокарда при ушибе сердца: Дисс.
… д-ра мед. наук. – Новосибирск, 2002. - 325 с.
5. Сапожникова М.А. Морфология закрытой травмы
груди и живота. - М.: Медицина, 1988. - 160 с.