Автореферат и диссертация по медицине (14.00.15) на тему:Морфогенез и патологическая анатомия венозного протока в норме и в условиях развития внутриутробной гипоксии плода

На правах рукописи

ТЯНТЕРЕВА Светлана Геннадьевна

МОРФОГЕНЕЗ И ПАТОЛОГИЧЕСКАЯ АНАТОМИЯ ВЕНОЗНОГО ПРОТОКА В НОРМЕ И В УСЛОВИЯХ РАЗВИТИЯ ВНУТРИУТРОБНОЙ

ГИПОКСИИ ПЛОДА

14.00.15 - патологическая анатомия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степеии кандидата медицинских наук

□ОЭОБ6743

САРАТОВ - 2007

003066743

Работа выполнена В Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию».

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор Федор и на Татьяна Александровна. Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Богомолова Нина Викторовна; доктор медицинских наук, профессор Туманова Елена Леонидовна.

Ведущая организация: ГУ Научно-исследовательский институт морфологии человека РАМН.

Защита состоится <5 /■ ' ^ 2007 г. в часов на заседании

диссертационного совета Д.208,094.01 при ГОУ ВПО «Саратовский ПМУ Росздрава» по адресу: 4100)2, г, Саратов, ул. Б,Казачья, д. 112.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Саратовский ГМУ Роездрава».

Автореферат разослан « ¿П 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор медицинских наук, профессор

МАСЛЯКОВА Г.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Венозному протоку принадлежит важная роль в кровообращении и жизнедеятельности плода во внутриутробном периоде Он является прямой коммуникацией между пупочной веной и центральной венозной системой плода, через которую в обход печеночной циркуляции формируется хорошо оксигенированной поток крови к нижней полой вене, а затем через овальное окно к левым отделам сердца и, в конечном итоге, к таким жизненно важным органам, как сердце и головной мозг плода (Агеева М И, 2001; Айламазян Э К., Полянин А А, Коган И.Ю и соавт, 2001; Huisman TWA, Stewart Р.А, Wladimiroff J W, 1998) Таким образом, венозный проток играет ключевую роль в распределении артериальной крови на этапе внутриутробного кровообращения плода

В условиях хронической гипоксии плода, которая характеризуется уменьшением поступления в организм кислорода и накоплением в крови недоокисленных продуктов обмена веществ, происходит перераспределение венозной и артериальной крови (Reuss М L, Rudolph F М ,1980) Исследования на овцах показали, что в условиях гипоксии и снижения скорости кровотока в пупочной вене отмечается дилатация венозного протока, что позволяет увеличить кровоток через венозный проток к сердцу плода (Rudolph CD, Meyers R.L, Paulick RP, 1991, Edelstone DJ, 1998). Также было выявлено на моделях животных, что в результате гипоксии увеличивается пропорция высокооксигенированной крови, идущей прямо через овальное окно в обход печеночной перфузии и, как следствие, повышается обогащение кислородом миокарда и головного мозга плода (Tchiricov М , Kertschanska S , Schroder Н J , 2001)

Однако остается невыясненным, как изменяются физиология и морфология венозного протока в условиях внутриутробной гипоксии у человеческого плода. Знание особенностей морфологии магистральных сосудов печени, особенно в возрастном аспекте, важно при проведении

3

лечебно-диагностических манипуляций с целью эффективного введения лекарственных препаратов у детей в перинатальном периоде

Согласно современным представлениям среди причин перинатальной патологии ведущее место занимает внутриутробная и интранатальная гипоксия плода (Шабалов Н П., Иванов Д О, Шабалова Н Н, 2000) Столь существенное увеличение распространенности гипоксии и гипотрофии у родившихся детей в последнее десятилетие является неизбежным результатом роста экстрагенитальной и акушерской патологии у беременных женщин, на фоне которой развивается плацентарная недостаточность и, как следствие последней, задержка внутриутробного развития плода В свою очередь, врожденные нарушения трофики и перенесенная пренатальная гипоксия и асфиксия при рождении являются основным фоновым состоянием и причиной развития у ребенка в последующем неврологической и соматической патологии (Л.П. Суханова, 2006) В связи с этим представляется актуальным изучение кровотока через венозный проток у плодов при выполнении скрининг - диагностики беременных женщин.

В клиническую практику все шире внедряются методы прижизненной диагностики внутриутробного кровообращения плода, проводимые с помощью допплерометрии (Баркова С Н, Медведев М В., 1998; Агеева МИ, 2001, Айламазян ЭК, Полянин А А, Коган ИЮ, 2001; Kiserud Т, Eik-Nes SН., Hellevik LR и соавт, 1992, Huisman TWA, Stewart Р А, Wladimiroff J.W, 1998) Имеется немало работ, посвященных физиологии кровообращения плода, в том числе в условиях внутриутробной гипоксии (Хитров М.В, 2000; Reuss ML, Rudolph FM, 1980). Однако закономерности этапов морфогенеза венозного протока остаются невыясненными. Кроме того, необходимо сопоставление допплерометрических данных, полученных во время ультразвукового обследования, с результатами морфологического исследования венозного протока с установлением основных патологических изменений и сроков их формирования

До настоящего времени отсутствуют всесторонние сведения о морфологическом строении венозного протока при различных сроках гестации с математическим анализом основных его параметров Нет целостного представления о гистоструктуре стенки данного сосуда и его иннервации, особенно в области перехода из пупочной вены на каждом из этапов эмбриогенеза.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Установление особенностей строения и морфогенеза венозного протока на разных сроках гестации при физиологически протекающей беременности и в условиях формирования внутриутробной гипоксии плода, выявление закономерностей инволюции и возрастных особенностей венозного протока у детей до 1 года

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1 Выявить динамику морфологических изменений в строении венозного протока в зависимости от срока гестации плода с помощью комплекса современных морфологических методик

2 Получить количественные показатели, отражающие структурные изменения в венозном протоке в периоды компенсации и декомпенсации внутриутробной гипоксии плода

3 Изучить строение стенки и иннервацию венозного протока в норме и при развитии внутриутробной гипоксии плода

4 Определить сроки и механизмы облитерации венозного протока с применением математического анализа

5. Построить математическую модель этапов морфогенеза венозного протока на разных сроках гестации в условиях внутриутробной гипоксии плода.

6 Установить соответствие морфологических данных ультразвуковым критериям диагностики состояния венозного протока

5

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

Впервые в практике морфологических исследований рассмотрена динамика морфологических изменений венозного протока при различных сроках гестации в норме и при хронической гипоксии плода, в возрастной группе детей до 1 года с установлением сроков и механизмов облитерации

С помощью вариационно-статистического анализа выявлены возрастные особенности динамики длины и площади поперечного сечения венозного протока и обоснованы их функциональные возможности в различные периоды эмбриогенеза и в посгнатальном периоде Дана количественная характеристика просветов и площадей поперечного сечения венозного протока на всем его протяжении, включая область губы

Уточнена гистоструктура стенки венозного протока, прослежена ее возрастная динамика у плодов и детей до 1 года, дана количественная оценка каждого из слоев, и установлено их процентное соотношение На каждом из этапов эмбриогенеза установлена тесная взаимосвязь между структурной организацией стенки венозного протока и изменениями кровотока через данный сосуд в условиях формирования внутриутробной гипоксии плода Изучен иннервационный аппарат в области губы венозного протока, подтверждающий сфинктерный механизм регуляции просвета венозного протока Выявлены и впервые подтверждены методом вариационной статистики особенности инволютивной перестройки пупочной вены и венозного протока у детей до 1 года.

Проведен сравнительный анализ результатов ультразвукового исследования как метода прижизненной визуализации, с последующими морфологическими изменениями венозного протока. Создана математическая модель морфогенеза венозного протока в условиях внутриутробной гипоксии плода.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ

Сформулирован ряд положений, являющихся существенным вкладом в современное представление о нормальном и патологическом морфогенезе венозного протока Результаты проведенного исследования, наряду с научно-теоретическим значением, имеют и определенный прикладной аспект в акушерстве, перинатологии, педиатрии Составлены морфометрические таблицы, отражающие динамику количественных показателей длины, площадей поперечного сечения, толщины стенки магистральных сосудов печени, которые наряду с данными допплерометрии помогут правильной диагностике при выборе тактики ведения беременных женщин с угрозой развития внутриутробной гипоксии плода

ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

Полученные результаты внедрены в работу отделений патологической анатомии детской городской клинической больницы №1 и городской клинической больницы №1 им Н И Пирогова г Самары, в учебный процесс кафедр патологической анатомии и анатомии человека с курсом топографической анатомии Самарского государственного медицинского университета

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1 Венозный проток имеет различные морфофункциональные характеристики при физиологически протекающей беременности и в условиях формирования внутриутробной гипоксии плода

2. Для каждого этапа эмбриогенеза и на протяжении первого года жизни ребенка характерны специфические возрастные особенности строения венозного протока и гистоструктуры стенки.

3 Морфологические изменения формы, размеров и строения стенки венозного протока приводят к изменениям гемодинамики плода

4 Существует корреляционная зависимость между морфологическими показателями и результатами допплерометрии состояния венозного протока

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Материалы диссертации доложены и обсуждены на научно-практическом семинаре патологоанатомов Приволжского федерального округа «Актуальные вопросы детской патологической анатомии» (г Самара, 2006), заседаниях Самарского областного общества патологоанатомов, 2006 Диссертация апробирована на совместном заседании кафедр патологической анатомии, гистологии и эмбриологии, общей хирургии с курсом оперативной хирургии, ЦНИЛ Самарского государственного медицинского университета

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ

Диссертация изложена на 181 странице печатного текста, иллюстрирована 22 таблицами и 87 рисунками Работа состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, 3 глав собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций Список литературы содержит 199 наименований, из которых 76 отечественных и 123 иностранных автора

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Материалом для исследования служили 80 плодов и мертворожденных, погибших на сроке гестации 18-41 неделя, и 30 детей, умерших в возрасте до 1 года, за период с 2002 по 2005 гг. В соответствии с задачами исследования весь изучаемый материал был разделен на две группы -основную и контрольную Отдельно была выделена группа детей первого года жизни

В основную группу наблюдений были включены 50 плодов и мертворожденных на сроке гестации от 18 до 41 недели Среди причин смерти плодов и новорожденных в основной группе следует выделить хроническую внутриутробную гипоксию, асфиксию, родовую травму, внутриутробное инфицирование, респираторные состояния, включая пневмонию, врожденные аномалии развития

Ведущим критерием включения в основную группу наблюдения служило наличие хронической внутриутробной гипоксии плода, выявляемое при аутопсии и исследовании последа У всех плодов данной группы на основании морфологического обследования последа отмечали признаки хронической плацентарной недостаточности. маточно-плацентарная, плацентарная или фетоплацентарная формы Также признаками внутриутробной гипоксии плода были очаги кровоизлияний, отека, фокусы некроза во внутренних органах плодов, обвитие и истинные и ложные узлы пуповины Кроме того, при распределении плодов по группам наблюдения использовали результаты допплерометрии

Контрольную группу составили 30 плодов при физиологически протекающей беременности, полученных в результате позднего искусственного прерывания беременности по социальным показаниям на сроке гестации от 22 до 40 недель В контрольной группе отсутствовали плоды от 29 до 36 недели в связи с затруднением получения материала на данном сроке гестации при нормально развивающейся беременности Подтверждением отсутствия хронической внутриутробной гипоксии у плодов служило отсутствие плацентарной недостаточности и отсутствие морфологических признаков гипоксии у плодов

В отдельную группу были включены 30 детей, умерших в возрасте до 1 года. Основными причинами смерти в этих случаях были болезни перинатального периода (гипоксия, асфиксия, родовой травматизм, внутриутробное инфицирование), врожденные аномалии развития, болезни органов дыхания, инфекционные заболевания

9

В каждом наблюдении изучали представленную медицинскую документацию В каждом случае основной и контрольной групп исследовали послед Исследования плодов, мертворожденных, умерших детей до 1 года, последов проводили в соответствии с общепринятыми стандартами В качестве гестационного возраста рассматривали акушерский срок гестации (post menstruahs)

Материалом для морфологического исследования служили магистральные сосуды печени пупочная вена, венозный проток, воротный синус, нижняя полая вена, левая печеночная вена плодов, мертворожденных и детей до 1 года Морфологическое исследование полученного материала включало в себя макроскопическое, гистологическое, гистохимическое, морфометрическое и статистическое исследование Во время аутопсии мы проводили измерение длины плода, окружности грудной клетки, окружности головы, а также определение массы тела.

Макроскопическое исследование венозных сосудов проводили у 50 плодов с 22 по 40-ю неделю гестации, из них у плодов основной группы - в 30 случаях, а в контрольной группе - в 20 случаях, и у 25 детей, умерших в возрасте до 1 года.

Макроскопическое исследование включало в себя измерение длины венозного протока, диаметра устья и перешейка, изучение формы, направления и места впадения венозного протока, а также выявление впадающих ветвей в венозный проток и осмотр места перехода пупочной вены в венозный проток С этой целью во время вскрытия выделяли печень с магистральными кровеносными сосудами пупочной веной, венозным протоком, нижней полой веной, воротным синусом, левой печеночной веной. Материал фиксировали в 10%-ном нейтральном формалине в течение трех суток После фиксации вскрывали пупочную вену до места деления на венозный синус и левую печеночную вену В просвет венозного протока вводили катетер

Проводили измерение углов отхождения изучаемых нами венозных сосудов между венозным протоком и воротным синусом, между воротным синусом и пупочной веной, между левой печеночной веной и пупочной веной, между венозным протоком и левой печеночной веной Измеряли расстояние смещения венозного протока относительно пупочной вены, если таковое имелось

В 5 случаях у плодов 18-25 недель гестации проводили наливку сосудов печени раствором берлинской лазури и желатином

Для гистологического исследования изучаемые нами венозные сосуды в комплексе с печеночной тканью иссекали на всем протяжении, делая поперечные срезы на уровне пупочной вены, венозного синуса, левой печеночной вены, венозного протока, губы венозного протока, а также в области нижней полой вены вблизи печени. Материал фиксировали в 10%-ном нейтральном формалине в течение 1 суток, проводили через батарею ацетонов и заливали в парафиновые блоки Серийные парафиновые срезы стандартной толщины 5-6 мкм окрашивали гематоксилином и эозином, пикрофуксином по Ван-Гизону Число исследований аутопсийного материала составило 458 срезов от 80 плодов и мертворожденных и 170 срезов от 30 умерших детей до 1 года Всего исследовано 628 участков венозных сосудов в блоке с тканью печени

Применены следующие виды окрасок окрашивание эластических волокон резорцин-фуксином по Вейгерту, окраска по Маллори смесью, состоящей из анилинового синего, оранжевого Ж, щавелевой кислоты, направленная на выявление коллагеновых, эластических, мышечных волокон, импрегнация серебром по методу Гросс - Бильшовского по Кампосу в модификации АС. Шубина, обеспечивающая выявление периферических нервных окончаний в стенке изучаемых венозных сосудов После приготовления микропрепаратов по данной методике нами было проведено облучение поперечных срезов венозных сосудов на рентгеновском аппарате

РУМ 20М в режиме облучения 112 киловольт (кВ), 100 миллиампер (мА) в течение 2 секунд для лучшего выявления нервных окончаний

Препараты изучали светооптически с помощью светового микроскопа Nikon ALPHAPHOT-2 YS2-H (Japan), телеметрически при помощи цифровой видеокамеры CCD КОСОМ KCC-310PD, совместимой с персональным компьютером на базе процессора Pentium IV В ряде случаев качество изображения улучшалось при помощи пакета программ Photoshop 7 и Corel 10,5

В работе использовали метод морфометрии при исследовании строения стенки венозного протока и магистральных сосудов печени с применением компьютерной системы анализа изображений Телеморфометрическая установка включала цифровую видеокамеру, совместимый с ней световой микроскоп, персональный компьютер с установленной на его жесткий диск программой «Видео Тест - Морфо» (ВТ - М) В ходе гистологического исследования были отобраны препараты для морфометрического исследования Исходя из имеющегося в нашем распоряжении материала, в каждой группе наблюдений рассчитывали число замеров счетных и мерных признаков по известным формулам (Автандилов Г Г , 1973,2002)

В этом режиме на предварительно обработанных изображениях мы определяли внутренний и внешний диаметры магистральных сосудов печени (по 2 измерения), в первую очередь, венозного протока на всем его протяжении, включая область губы, толщину сосудистой стенки с учетом и без наружного слоя (4 измерения), измеряли площадь и просвет венозных сосудов Для занесения полученных данных в активную таблицу предварительно активировалась её соответствующая колонка

При оценке кровотока в венозном протоке ультразвуковое исследование плода проводили на аппарате Acusón 128ХР-10 конвексным датчиком от 3,5 до 5,0 МГц из косого поперечного сечения на уровне «верхнего этажа» брюшной полости плода. Контрольный объем шириной 2-3 мм устанавливали максимально по венозному протоку с обязательным

12

использованием цветового допплеровского картирования Оценку кровотока проводили при помощи количественного и качественного анализа кривых скоростей кровотока Для оценки кровотока использовали следующие количественные показатели максимальную систолическую скорость кровотока во время сокращения желудочков, раннюю диастолическую скорость, позднюю диастолическую скорость, среднюю скорость кровотока и индекс резистентности Ri

Все беременные женщины, которым проводилось ультразвуковое исследование, аналогичным образом были подразделены на 2 группы Первую (основную) группу составили 15 женщин с внутриутробной гипоксией плода на сроке гестации от 22 до 36 недель, во вторую (контрольную) группу были отнесены 25 женщин с нормально протекающей беременностью при сроке гестации 22-32 недели

В каждой группе выполняли исследование кровотока в пупочной вене, венозном протоке, нижней полой вене, а также измерение длины, диаметра устья и перешейка венозного протока с целью проведения сравнительного анализа вышеуказанных параметров с полученными морфологическими показателями. Кроме того, во время УЗИ оценивали состояние плаценты

Для обработки материалов исследований применяли методы статистики с использованием элементов основного вариационного и многофакторного анализов (Кулаичев АП, 1996, Боровиков В.П, 1998) с использованием стандартного приложения Microsoft Excel/XP и пакета статистических программ Statistica/W-6 О RUS

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Общие антропометрические показатели, которые включали в себя длину, массу тела, окружность грудной клетки и головы плода, имели прямую корреляционную зависимость со сроком гестации

Анатомическая схема расположения изучаемых нами магистральных сосудов печени не претерпела никаких изменений у плодов, находящихся в

13

физиологических условиях и в условиях внутриутробной гипоксии, и выглядела следующим образом Венозный проток, являясь непосредственным продолжением вены пуповины, впадал в нижнюю полую вену Непосредственно перед формированием венозного протока пупочная вена образовывала воротный синус с отходящими левой печеночной и воротной веной В большинстве случаев венозный проток располагался линейно относительно пупочной вены В 6 случаях имелось смещение вправо относительно пупочной вены, в 5 случаях отмечали смещение влево на 3-4 мм

Особого внимания заслуживает зона перехода пупочной вены в венозный проток В этой области отмечали складчатость эндотелия, напоминающую по внешнему виду клапан. В литературе данное образование описано как выступ, край, губа венозного протока Также отмечали отсутствие впадающих ветвей в изучаемый сосуд Эти закономерности имели место в обеих исследуемых группах.

По результатам макроскопического исследования выявили прямую корреляционную зависимость между длиной плода, сроком гестации и длиной венозного протока в обеих исследуемых группах У плодов, находящихся в условиях внутриутробной гипоксии, отмечали больший диапазон в значениях венозного протока по сравнению с плодами при физиологически протекающей беременности (рис.1)

По результатам гистологического и гистохимического методов исследования, изучаемые нами венозные сосуды, имели мышечно-эластическое строение Более четкое деление на слои в стенке венозных сосудов было выражено в области губы В сосудистой стенке выделяли внутренний слой (tunica interna), средний слой (tunica media), наружный слой (tunica externa) Пупочная вена отличалась мощным развитием мышечных элементов в среднем слое, расположенных преимущественно циркулярно В венозном протоке мышечные волокна имели продольное направление,

располагаясь в виде отдельных клеток и гладкомышечных пучков, особенно на уровне губы.

Основная группа

по оси х - д :и ',; плода, см по оси у - срок ¡ «стадии, нед по оси ъ -- длина венозного протока, см

Рис, 1. Зависимость длины венозного протока от срока гестации и длины плода в основной и контрольной группах.

По результатам окрашивания по Вейгергу эластические волокна во внутреннем слое превалировали, были хорошо выражены, располагались строго упорядоченно; в среднем слое степень разрастания данных волокон уменьшалась, были расположены они более рыхло, отдельными фрагментами, в наружном слое эластические волокна практически исчезали, встречались лишь в отдельных участках стенки. Такая закономерность прослеживалась во всех изучаемых венозных сосудах.

При окрашивании препаратов пупочной вены, венозного протока, губы венозного протока пикрофуксином по Ван-Гизону у плодов в основной и контрольной группах получили достоверное различие по степени выраженности эластических и гладкомышечных волокон в стснке пупочной

1.2

1

0.8

0.6

Контрйльная группа

вены и венозного протока У плодов с выраженной внутриутробной гипоксией развитие эластических и мышечных волокон отставало по сравнению с плодами, находящимися в физиологических условиях На ранних сроках гестации это касалось только пупочной вены, а более поздние сроки затрагивали еще и венозный проток.

По результатам гистохимической окраски по Маллори, являющейся наиболее чувствительной в дифференцировке компонентов сосудистой стенки, получили различную степень выраженности эластических, коллагеновых и мышечных волокон между основной и контрольной группами

В основной группе наблюдения отмечалось отставание в развитии эластических и гладкомышечных элементов и боле стремительное развитие коллагеновых волокон по сравнению с контролем. Как правило, в контрольной группе наблюдалась прямая зависимость степени выраженности того или иного признака от срока гестации, а в основной группе данный признак был очень нестабилен Основные различия между группами происходили на сроке гестации 32-36 нед (рис 2)

В области губы венозного протока после импрегнации серебром обнаружили нервные окончания в адвентициальной и мышечной оболочках, идущие, вероятно, от солнечного сплетения и блуждающего нерва, что, в совокупности с наличием большого числа мышечных элементов в среднем и наружном слое, подтверждает сфинктерный механизм регуляции кровотока в венозном протоке

•26 30 34 38 42 46 14 18 22 26 30 34 38 42 46 -д- +0 95*3^ Основная группа Контрольная группа

по оси х - срок гестацни, нед.

по оси у - степень интенсивности окрашивания, баллы

Рис 2 Степень выраженности коллагеновых волокон в стенке венозного протока по результатам окрашивания по Маллори

Степень развития компонентов сосудистой стенки оказывала влияние на величину просвета венозного протока у плодов и новорожденных на протяжении всего внутриутробного периода Была получена четкая зависимость уменьшения просвета изучаемого нами венозного сосуда от степени выраженности коллагеновых волокон Интенсивное разрастание коллагена происходило во внутреннем и среднем слоях венозной стенки, где в период внутриутробного развития преобладали эластический и мышечный компоненты, наиболее выраженные в области губы, что могло привести к более ранней облитерации перешейка венозного протока (рис 3)

%

40000 30000 20000 10000

по оси ч ■■ эластические волокна, бзлльт по оси у - коллагсновые волокна, баллы по оси г- просвет, мкм

Рис. 3. Зависимость величины просвета от степени выраженности коллагеновых и эластических волокон в венозном протоке по результатам

окраски по Маллори.

По результатам морфом етрического исследования был получен сильный разброс показателей, среди которых не удалось получить единого типа группировки во всей выборке наблюдений, поэтому в изучаемых группах целесообразнее применить метод кластерного анализа.

Для деления на кластеры использовали следующие признаки: срок гестации, просвет и площадь пупочной вены, венозного протока, губы венозного протока. В контрольной группе наблюдения получили один кластер. Весь исследуемый материал в основной группе был разделен на два кластера (рис. 4).

Рис 4 Кластерная группировка плодов в основной группе наблюдений (деление на два кластера)

В первый кластер были объединены случаи со сроком гестации 24±2,71 нед, средними значениями просвета и площади изучаемых сосудов. В данной группе исследований просвет губы венозного протока был меньше просвета самого венозного протока, а площадь губы больше площади венозного протока Следовательно, на ранних сроках гестации венозный проток имел конусообразную форму, что свидетельствует о компенсации процесса

Ко второму кластеру относились случаи со сроком гестации 35,7±3,99 нед В данной группе наблюдения просвет губы совсем незначительно отличался от просвета венозного протока, а площадь губы была больше площади венозного протока Это значит, что на более поздних сроках гестации венозный проток в основной группе приближался к цилиндрической форме, тогда как площадь губы больше площади венозного протока из-за чрезмерно развитого наружного коллагенового слоя стенки.

Графическое изображение результатов дискриминантного анализа наглядно показывает, что контрольная группа значительно отличается и от первого, и от второго кластеров основной группы. Таким образом, с помощью дискриминантного анализа мы подтвердили правильность распределения изучаемых объектов исследования на две большие группы: основную и контрольную, а в основной группе - выделение двух кластеров (рис. 5).

Root 1 vs. Root 2

5 4 3

2

гм 1

о о

* о -1 -2 -3 ■4

-5

■— о -

О °

£ □

о .

«О

с *

О °

о —

о

. - -DO О ц

о

о.

О 9 J

□

..... □.

ио

-8

-6

-2 О Root 1

о & 1:|

a G_2:2 » G_3:3

G l:[ - 1 кластер основной футы G 2:2 -2 кластер венозной группы Q Э ' - контрольмэя группа

Рис, 5. Графическое изображение результатов дискриминантного анализа.

Основное различие касалось формы венозного проток?,. В нашем исследовании у плодов в контрольной группе венозный проток имел форму конуса, что совпадает с мнением большинства ученых, но у плодов, находящихся в услоаиях внутриутробной гипоксии, преобладала линейная

форма, что, вероятно, оказывало влияние на изменение кровотока в изучаемом сосуде (рис. 6).

12 12

Основная группа Контрольная группа

форма венозного протока: I - в виде конуса, 2 - линлйная форма

Рис, 6. Форма венозного протока у плодов в основной и контрольной

группах.

По результатам ультразвукового исследования при нормально развивающейся беременности на протяжении всех фаз сердечного цикла плода кровоток в венозном протоке был 3-фазным, направленным к сердцу, ортоградным, с высокой диастол и чес кой составляющей. Скорость кровотока в венозном протоке была в несколько раз выше, чем в вене пуповины и нижней полой вене, что обеспечивает направление потока в задне-левую часть нижней полой вены и далее к овальному окну, предотвращая смешивание потоков крови.

Патологический спектр кровотока, а именно, реверсный, в венозном протоке в фазу сокращения предсердий формировался у плодов с явлениями фетоплацентарной недостаточности, что объясняется изменением формы изучаемого сосуда. В условиях внутриутробной гипоксии (в фазе компенсации) происходило уменьшение тока крови через вену пуповины и,

21

как следствие, компенсаторное увеличение диаметра венозного протока, что способствовало увеличению кровотока через венозный проток к головному мозгу и сердцу В период декомпенсации, наоборот, происходило уменьшение тока крови через венозный проток, что можно объяснить разрастанием коллагеновых волокон в венозной стенке и, как следствие, ранними сроками облитерации венозного протока

Помимо кровотока во время допплерометрии и при морфологическом исследовании проводили оценку длины венозного протока и диаметров перешейка и устья По результатам регрессионного анализа морфометрических данных в основной группе с 18 до 27 нед (первый кластер основной группы), отмечалась прямая корреляционная зависимость между сроком гестации и величиной просвета венозного протока Начиная с 30 нед (второй кластер основной группы), корреляционные связи терялись, и наблюдалось резкое уменьшение просвета венозного протока В контрольной группе отмечалось стабильное увеличение просвета изучаемого венозного сосуда на всем его протяжении, включая область губы. Таким образом, при внутриутробной гипоксии плода отмечается тенденция к преждевременной облитерации венозного протока

Сравнительный анализ метрических показателей, полученных при ультразвуковом исследовании, выявил достоверные различия между основной и контрольной группами по изучаемым параметрам, причем наиболее выражены различия были на более поздних сроках гестации (после 30 нед.), что не противоречит нашим морфологическим данным. Также подтвержден обнаруженный нами морфологический факт, что у плодов с внутриутробной гипоксией форма венозного протока цилиндрическая (диаметр устья равен диаметру перешейка), а у плодов контрольной группы изучаемый сосуд конусообразной формы (диаметр перешейка меньше диаметра устья)

Если сравнивать результаты ультразвукового и морфологического исследований у плодов с хронической внутриутробной гипоксией на ранних

22

сроках гестации. то получаем достоверные различия между длин он венозного протока и диаметром перешейка (табл. I). При более позднем гестационном возрасте различия затрагивают все метрические показатели (табл. 2). Проводя аналогичный сравнительный анализ у плодов контрольной группы, выявили достоверные различия лишь по величине венозного протока (табл. 3).

Таблица 1

Сравнительный анализ метрических параметров по результатам морфологического и ультразвукового методов исследования у плодов основной группы до 30 нед. гестации

Т-tests. Grouping: при гипоксии до 30 над Group 1: 1 основная группа (морфологии)

Диаметр устья, мм

Variable Mean 1 Mean 11 l-vatue df P

Длина венозного протока, см 0.751 0,65- 3.94 1Í 0,00

Диаметр перешейка, т 2,16- -2,41 14 ода

1,06

2.16

-1.53 14

0,15

Таблица 2

Сравнительный анализ метрических параметров по результатам морфологического и ультразвукового методов исследования у плодов основной группы после 30 нед. гестации

Variable T-tests. Grouping: при гипоксии после 30 нед Згоир 1: 1 основная группа (морфология) Group 2: 11 основная группа (УЗИ)

Mean 1 Me art | t-value 11 ! P

Длина венозного протока, cu 0,87 0,71: 3,55; 18 0,00

Диаметр перешейка, им 1,62 2,66 -5,04 i 18 0.00

Диаметр устья, мм 1J97 2,721, -4 .99' 1B QJM

Таблица 3

Сравнительный анализ метрических параметров по результатам морфологического и ультразвукового методов исследования у плодов контрольной группы

УапаЫе Т-1 ей1з; бгоиртд: контрольная группа вгоир 2: морфология Сгоир 12: УЗИ

Меэи 1 Мэап !^а1цв 2 | 12 Л р

Длина венозного протока, си 0.Й5 ¿0.63 7.85 27,00 0.00

Диаметр перешейка, ми 2,20 -2.23 -0,25 27,00 0,81 |

Диаметр устья, мм 2,35 Ь.5В 1.57 27 ,Ю 0,13

По результатам морфологического и ультразвукового методов исследования нами выявлено взаимное влияние друг на друга внутриутробной гипоксии плода и анатомо-физиологических характеристик венозного протока. На ранней стадии внутриутробной гипоксии венозный проток в силу хорошо выраженной компенсаторной возможности расширяется, предотвращая развитие ишемии головного мозга плода; процесс компенсации сближается с состоянием протока при физиологически протекающей беременности. На данном этапе венозный проток имеет конусовидную форму, близкую к показателям контрольной группы, умеренное развитие кол лаге новых волокон в стенке венозного протока. 13 период декомпенсации (на поздних сроках беременности) отмечается выраженный фиброз в стенке венозного протока, что приводит к уменьшению его просвета, проток приобретает цилиндрическую форму, намечается тенденция к более ранней облитерации просвета, что усугубляет состояние гипоксии. Таким образом, формируется порочный круг взаимного влияния гипоксии и структурных перестроек венозного протока.

выводы

1. Установлена прямая корреляционная зависимость между сроком гестации, длиной плода и длиной венозного протока При физиологически протекающей беременности венозный проток имеет конусообразную форму, в условиях внутриутробной гипоксии приобретает цилиндрическую форму

2 На этапе компенсации внутриутробной гипоксии плода происходит дилатация венозного протока, что способствует увеличению кровотока к верхней половине туловища плода Период декомпенсации характеризуется быстрым уменьшением диаметра и утолщением стенки сосуда за счет выраженного коллагеноза

3 Стенка венозного протока на всем протяжении внутриутробного развития имеет неравномерное распределение коллагеновых, эластических и мышечных компонентов В условиях гипоксии происходит разрастание коллагеновых волокон Наибольшая плотность нервных элементов отмечена в области перешейка венозного протока, где формируется сфинктер, осуществляющий функцию регулирования диаметра венозного протока и кровоток в норме и при патологии

4 Анатомической облитерации венозного протока у детей первого года жизни не выявлено, но отмечаются выраженный фиброз стенки, атрофия эластических и мышечных волокон с последующим формированием венозной связки.

5 Выведенное математическое уравнение, отражающее этапы морфогенеза венозного протока, позволяет установить критерии развития декомпенсации внутриутробной гипоксии плода

6 При сопоставлении данных УЗИ и результатов морфологического и морфометрического исследований выявлена высокая степень их корреляции относительно основных морфофункциональных изменений венозного протока в условиях формирования внутриутробной гипоксии плода

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1 В практическую работу патологоанатома предложено внедрение диагностического алгоритма морфологического исследования венозного протока, включающего макроскопическую и гистологическую оценку, проводимую при стандартной аутопсии плодов и мертворожденных.

2 В целях улучшения клинической диагностики при скрининговых обследованиях беременных женщин проводить обязательную морфометрическую оценку венозного протока и исследование кровотока через венозный проток с использованием допплерометрии, что облегчает определение степени компенсации процесса при развитии внутриутробной гипоксии плода

3 Учитывая данные морфологических методов исследования, рекомендовать использовать необлитерированные пупочную вену и венозный проток для введения лекарственных препаратов детям в перинатальном периоде

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Тянтерева, С Г. Морфологическое строение венозного протока у плодов и новорожденных, погибших в разные сроки беременности /С.Г. Тянтерева //Актуальные вопросы клинической и экспериментальной медицины - 2002- Материалы научно-практической конференции молодых ученых - СПб., 2002 - С. 196

2 Тянтерева, С Г. Морфометрический анализ венозного протока /С Г. Тянтерева //Математика. Компьютер Образование Материалы IX Международной конференции - Дубна, 2002. - С 193

3. Тянтерева, С.Г. Венозный проток /С.Г. Тянтерева //Аспирантские чтения - 2002. Материалы межрегиональной конференции молодых ученых медицинских и фармацевтических вузов - Самара, 2002. -С 177-178.

4. Тянтерева, С .Г. Морфологическая оценка строения аранциева протока и его роль в формировании внутриутробной гипоксии плода /С.Г. Тянтерева //Актуальные вопросы патологической анатомии: Материалы I Всероссийской научно-практической конференции патологоанатомов. -Орел, 2005. - С. 146-147.

5. Тянтерева, С.Г. Диагностическая ценность морф о метрического метода исследования аранциева протока. /С.Г. Тянтерева //Обозрение прикладной и промышленной математики: Материалы VI Всероссийского симпозиума по прикладной и промышленной математике (весенняя сессия). -М., 2005, — Том 12, выпуск 2. - С. 534-535.

6. Тянтерева, С.Г. Эволюция венозного протока и гипоксия плода /С.Г. Тянтерева, Т.А. Федорина //Обозрение прикладной и промышленной математики: Материалы VII Всероссийского симпозиума по прикладной и промышленной математике (зимняя сессия). - М., 2007,-Том 14, выпуск 2, -С. 358-359.

7. Тянтерева, С.Г. Сравнительная характеристика морфологического и ультразвукового методов исследования венозного протока у плодов на разных сроках гестации /Т.А. Федорина, С.Г. Тянтерева, J1.A. Кочергина //Медицинская визуализация. - 2007. - № 3. - С. 120-127.

8. Тянтерева, С.Г. Морфологическая характеристика венозного протока у плодов в норме и при патологии /С.Г. Тянтерева, Т.А. Федорина //Морфологические ведомости. - 2007. - № 1-2. - С. 138-140.

Подписано в печать 21.09.2007 Формат €0x84 1/16. Бумага офсетная. Гарнитура Times New Roman. Печать RISO. Объем 1,0 печ. л. Тираж 100 экз.

Заказ № 055.

Отпечатано с готового оригинал-макета Центр полиграфических и копировальных услуг Предприниматель Серман Ю.Б, Свидетельство №3117 410600, Саратов, ул. Московская, д.) 52, офис 19, тел. 26-18-19, 51-16-28

Актуальность темы.

Венозному протоку принадлежит важная роль в кровообращении и жизнедеятельности плода во внутриутробном периоде. Он является прямой коммуникацией между пупочной веной и центральной венозной системой плода, через которую в обход печеночной циркуляции формируется хорошо оксигенированной поток крови к нижней полой вене, а затем через овальное I окно к левым отделам сердца и, в конечном итоге, к таким жизненно важным органам, как сердце и головной мозг (Агеева М.И., 2001; Айламазян Э.К., Константинова Н.Н., Полянин А.А., Коган И.Ю., 2001; Huisman T.W.A., Stewart P.A., Wladimiroff J.W., 1998). Таким образом, венозный проток играет ключевую роль в распределении артериальной крови на этапе внутриутробного кровообращения плода.

В условиях хронической гипоксии плода, которая характеризуется уменьшением поступления в организм кислорода и накоплением в крови недоокисленных продуктов обмена веществ, происходит перераспределение венозной и артериальной крови (Reuss M.L., Rudolph F;M.,1980). Исследования на овцах показали, что в условиях гипоксии и снижения скорости кровотока в пупочной вене отмечается дилатация венозного протока, что позволяет увеличить кровоток через венозный проток к сердцу плода (Edelstone D.J.,1998 Rudolph C.D., Meyers R.L., Paulick R.P., 1991). Также было выявлено на моделях животных, что в результате гипоксии увеличивается пропорция высокооксигенированной крови, идущей прямо через овальное окно в обход печеночной перфузии и, как следствие, повышается обогащение кислородом миокарда и головного мозга плода (Tchiricov М., Kertschanska S., Schroder H.J., 2001).

Однако остается невыясненным тот факт, как изменяется физиология и морфология венозного протока в условиях внутриутробной гипоксии у человеческого плода. Недостаточное знание особенностей морфологии магистральных сосудов печени, особенно в возрастном аспекте, важно при проведении лечебно-диагностических манипуляций с целью эффективного введения лекарственных препаратов.

Согласно современным представлениям среди причин перинатальной патологии ведущее место занимает внутриутробная и интранатальная гипоксия плода (Шабалов Н.П., Иванов Д.О., Шабалова Н.Н., 2000). Столь существенное увеличение распространенности гипоксии и гипотрофии у родившихся детей в последнее десятилетие является неизбежным t результатом роста экстрагенитальной и акушерской патологии у беременных женщин, на фоне которой развивается плацентарная недостаточность и, как следствие последней, задержка внутриутробного развития плода. В свою очередь врожденные нарушения трофики и перенесенная пренатальная гипоксия и асфиксия при рождении являются основным фоновым состоянием и причиной развития у ребенка в последующем неврологической и соматической патологии (Л.П. Суханова, 2006). В связи с этим представляется актуальным изучение кровотока через венозный проток у плодов при выполнении скрининг диагностики беременных женщин.

В клиническую практику все шире внедряются методы прижизненной диагностики внутриутробного кровообращения плода, проводимые с помощью допплерометрии (Баркова С.Н., Медведев М.В.1998; Агеева М.И., 2001; Айламазян Э.К., Константинова Н.Н., Полянин А.А., Коган И.Ю., 2001; Huisman T.W.A., Stewart P.A., Wladimiroff J.W., 1998; Kiserud Т., Eik-Nes S.H., Hellevik L.R., Blass H.G.K., 1992). Имеется немало работ, посвященных физиологии кровообращения плода, в том числе в условиях внутриутробной гипоксии (Reuss M.L., Rudolph F.M., 1980; Хитров М.В., 2000). Однако закономерности этапов морфогенеза венозного протока остаются невыясненными. Кроме того, необходимо сопоставление допплерометрических данных, полученных во время ультразвукового обследования, с результатами морфологического исследования венозного протока с установлением основных патологических изменений.

До настоящего времени отсутствуют всесторонние сведения о морфологическом строении венозного протока при различных сроках гестации с математическим анализом основных его параметров. Нет целостного представления о гистоструктуре стенки данного сосуда и его иннервации, особенно в области перехода из пупочной вены на каждом из этапов эмбриогенеза.

Цель исследования.

Целью настоящей работы является установление особенностей строения и морфогенеза венозного протока на разных сроках гестации при физиологически протекающей беременности и в условиях формировании внутриутробной гипоксии плода; выявление закономерностей инволюции и возрастных особенностей венозного протока у детей до 1 года.

Задачи исследования.

Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи.

1. Выявить динамику морфологических изменений в строении венозного протока в зависимости от срока гестации плода с помощью комплекса современных морфологических методик.

2. Получить количественные показатели, отражающие структурные изменения в венозном протоке в периоды компенсации и декомпенсации внутриутробной гипоксии плода.

3. Изучить строение стенки и иннервацию венозного протока в норме и при развитии внутриутробной гипоксии плода.

4. Определить сроки и механизмы облитерации венозного протока с применением математического анализа.

5. Построить математическую модель этапов морфогенеза венозного протока на разных сроках гестации в условиях внутриутробной гипоксии плода.

6. Установить соответствие морфологических данных ультразвуковым критериям диагностики состояния венозного протока.

Научная новизна.

Впервые в практике морфологических исследований рассмотрена динамика морфологических изменений венозного протока при различных сроках гестации в норме и при хронической гипоксии плода, в возрастной группе детей до 1 года с установлением сроков и механизмов облитерации.

С помощью вариационно-статистического анализа выявлены возрастные особенности динамики длины и площади поперечного сечения венозного протока и обоснованы их функциональные возможности в различные периоды эмбриогенеза и в постнатальном периоде. Дана количественная характеристика просветов и площадей поперечного сечения венозного протока на всем его протяжении, включая область губы.

Уточнена гистоструктура стенки венозного протока, прослежена ее возрастная динамика у плодов и детей до 1 года, дана количественная оценка каждого из слоев и установлено их процентное соотношение. На каждом' из этапов эмбриогенеза установлена тесная взаимосвязь между структурной организацией стенки венозного протока и изменениями кровотока через данный сосуд в условиях формирования внутриутробной гипоксии плода. Изучен иннервационный аппарат в области губы венозного протока, подтверждающий сфинктерный механизм регуляции просвета венозного протока. Выявлены и впервые подтверждены методом вариационной статистики особенности инволютивной перестройки пупочной вены и венозного протока у детей до 1 года.

Проведен сравнительный анализ результатов ультразвукового исследования, как метода прижизненной визуализации, с последующими морфологическими изменениями венозного протока. Создана математическая модель морфогенеза венозного протока в условиях внутриутробной гипоксии плода.

Практическая значимость работы.

Сформулирован ряд положений, являющихся существенным вкладом в современное представление о нормальном и патологическом морфогенезе 6 венозного протока. Результаты проведенного исследования, наряду с научно-теоретическим значением, имеют и определенный прикладной аспект в акушерстве, перинатологии, педиатрии. Составлены морфометрические таблицы, отражающие динамику количественных показателей длины, площадей поперечного сечения, толщины стенки магистральных сосудов печени, которые наряду с данными допплерометрии помогут правильной диагностике при выборе тактики ведения беременных женщин с признаками хронической внутриутробной гипоксией плода. Разработаны диагностические критерии этапов морфогенеза венозного протока, что поможет при выборе способа родоразрешения беременных женщин, угрожаемых по развитию внутриутробной гипоксии плода.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Венозный проток имеет различные морфофункциональные характеристики при физиологически протекающей беременности и в условиях формирования внутриутробной гипоксии плода.

2. Для каждого этапа эмбриогенеза и на протяжении первого года жизни ребенка свойственны специфические возрастные особенности строения венозного протока и гистоструктуры стенки.

3. Морфологические изменения формы, размеров и строения стенки венозного протока приводят к изменениям гемодинамики плода.

4. Существует корреляционная зависимость между морфологическими показателями и результатами допплерометрии состояния венозного протока.

Реализация результатов исследования.

Результаты исследования используются в практической работе патологоанатомического отделения детской городской клинической больницы №1 г. Самары, отделения ультразвуковой диагностики городской больницы №1 им. Пирогова г. Самары, а также в учебном процессе на кафедре патологической анатомии Самарского государственного медицинского университета на педиатрическом факультете.

Апробация работы.

Материалы диссертации доложены и обсуждены на научно-практическом семинаре патологоанатомов Приволжского федерального округа «Актуальные вопросы детской патологической анатомии» (г. Самара, 2006), заседаниях Самарского областного общества патологоанатомов, 2006. Диссертация апробирована на совместном заседании кафедры патологической анатомии, гистологии и эмбриологии, нормальной анатомии человека с курсом топографической анатомии, ЦНИЛ Самарского государственного медицинского университета.

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ в центральной и местной печати.

Структура и объем диссертации.

Диссертация изложена на 181 странице печатного текста, иллюстрирована 22 таблицами и 87 рисунками. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, 3 глав собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций. Список литературы содержит 199 наименований, из которых 76 отечественных и 123 иностранных автора.

ВЫВОДЫ:

1. Установлена прямая корреляционная зависимость между сроком гестации, длиной плода и длиной венозного протока. При физиологически протекающей беременности венозный проток имеет конусообразную форму, в условиях внутриутробной гипоксии приобретает цилиндрическую форму.

2. На этапе компенсации внутриутробной гипоксии плода происходит дилатация венозного протока, что способствует увеличению кровотока к верхней половине туловища плода. Период декомпенсации характеризуется быстрым уменьшением диаметра и утолщением стенки сосуда за счет выраженного коллагеноза.

3. Стенка венозного протока на всем протяжении внутриутробного развития имеет неравномерное распределение коллагеновых, эластических и мышечных компонентов. В условиях гипоксии происходит разрастание коллагеновых волокон. Наибольшая плотность нервных элементов отмечена в области перешейка венозного протока, где формируется сфинктер, осуществляющий функцию регулирования диаметра венозного протока и кровоток в норме и при патологии.

4. Анатомической облитерации венозного протока у детей первого года жизни не выявлено, но отмечаются выраженный фиброз стенки, атрофия эластических и мышечных волокон с последующим формированием венозной связки.

5. Выведенное математическое уравнение, отражающее этапы морфогенеза венозного протока, позволяет установить критерии развития декомпенсации внутриутробной гипоксии плода.

6. При сопоставлении данных УЗИ и результатов морфологического и морфометрического исследований выявлена высокая степень их корреляции относительно основных морфофункциональных изменений венозного протока в условиях формирования внутриутробной гипоксии плода.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. В практическую работу патологоанатома предложен диагностический алгоритм морфологического исследования венозного протока, включающий макроскопическую и гистологическую оценку, проводимый при стандартной аутопсии плодов и мертворожденных.

2. В целях улучшения клинической диагностики при скрининговых обследованиях беременных женщин проводить обязательную морфометрическую оценку венозного протока и исследование кровотока через венозный проток с использованием допплерометрии, что облегчает определение степени компенсации процесса при развитии внутриутробной гипоксии плода.

3. Учитывая данные морфологических методов исследования, рекомендовать использовать необлитерированные пупочную вену и венозный проток для введения лекарственных препаратов детям в перинатальном периоде.