Автореферат и диссертация по медицине (14.00.15) на тему:Структурные особенности внутренней оболочки аорты и венечных артерий у кроликов с наследственной гиперлипидемией

РГБ ОД

1 1 MAP АВ96

На правах рукописи УДК: 616.132—018.7:616.153.915 МИРОНОВ Александр Александрович

СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ВНУТРЕННЕЙ ОБОЛОЧКИ АОРТЫ И ВЕНЕЧНЫХ АРТЕРИЙ У КРОЛИКОВ С НАСЛЕДСТВЕННОЙ Г И П Е Р Л И П ИДЕМ И Е Й

14.00.15 — патологическая анатомия 14.00.23 — гистология, цитология, эмбриология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва 1996

Работа выполнена в Ивановской государственной медицинской академии.

Научные р у к о в о д ¡1 т е л и:

кандидат медицинских наук, доцент Конкина Елена Александровна,

доктор медицинских наук, профессор Погорелов Юрий Викторович.

Научный консультант —

кандидат медицинских наук, с. н. с. Алиев Г. М.

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук Черняев А. Л., доктор медицинских наук, профессор Банин В. В.,

Ведущая организация —

Научно-исследовательский институт морфологии человека.

Защита диссертации состоится « . . . » . . . . 1996 г.

в . . . часов на заседании диссертационного совета Д 084.14.04 при Российском государственном медицинском университете по адресу: 117869, Москва, ул. Островитянова, д. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГМУ. Автореферат разослан « . . . »....... 1996 г.

Ученый секретарь специализированного совета доктор медицинских наук,

профессор ТИХСШИРОВ А. Н.

ОБШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. • В настоящее время рост сердечно-сосудистых заболеваний, в том числе атеросклероза, вызывает необходимость разработки принципиально новых подходов к их профилактике и лечению. Важная роль гемодинамики и гиперхолестеринемии, как факторов риска, в патогенезе атеросклероза признается большинством исследователей.

Известно, что злокачественная форма атеросклероза наблюдается у людей с наследственной (семейной) гиперхолестеринемией, которая является генетическим заболеванием, характеризующимся дефицитом рецепторов липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) на плазматической мембране, гиперхолестеринемией с высоким уровнем ЛПНП в плазме крови и быстрым развитием атеросклероза и кожных ксантом (BuJa'L.M. et al., 1979). Для анализа семейной гиперхолестеринемией (СГ) потребовалось создание адекватной генетической модели. Поэтому была выведена линия кроликов, имеющих неспровоцированную гиперхолестеринемию с высоким уровнем ЛПНП в плазме крови, получивших название "кролики Ватанабе с наследственной гиперлипидемией" или WHHL (Watanabe Heritable Hyperllpi-demlc), (Kondo Т., Watanabe Y., 1975; Watanabe Y., 1980). Эта линия.кроликов характеризуется наследственной мутацией гена, кодирующего строение рецепторов липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) на плазматической мембране (Kondo Т., Watanabe Y., 1975).

С помощью модельных экспериментов и анализа параметров локальной гемодинамики предприняты обнадеживающие попытки привязать топографию поражений к показателям напряжения сдвига, испытываемого эндотелиальным пластом в том или ином участке сосудистой стенки животных и человека (Ando J. et al., 1988; Саго C.G.

et al.. 1985). Однако при этом не учитывается тот факт, что уже сами по себе начальные изменения стенки начинают играть роль патогенетического фактора, • не только изменяющего условия локальной гемодинамики в данном участке,' но и действующего на стенку в том или ином направлении автономно от параметров локальной гемодинамики (Dewey С.F. etal., 1988). Все это диктует необходимость топического анализа процесса формирования атеросклеротической бляшки с учетом временных параметров и, прежде всего, возраста субъекта.

Одним из наиболее перспективных подходов в решении данного' вопроса является использование кроликов линии WHHL, которые достаточно точно воспроизводят процесс атерогенеза у людей с семейной гиперхолестеринемией (Rosenfeld м.Е. et al., 1987; Rosenfeld М. Е. and Ross R., 1990). Хотя патологические процессы у кроликов данной линии описаны довольно подробно, до сих пор в указанных работах не было попыток топического анализа процесса формирования поражений внутренней оболочки в.различных артериях и в течение достаточно большого промежутка жизни. Известно, какое большое значение имеет изучение атеросклеротического процесса в венечных артериях, топография которых нередко варьирует. Это сильно затрудняет стандартизацию исследуемых областей. Поэтому мы решили исследовать область входа в межреберные артерии (МРД). как стандартную и легко опознаваемую зону, где можно довольно уверенно проводить морфометрический анализ пораженных областей. Эти данные должны были использоваться для сопоставления с поражениями в венечных артериях, а именно в проксимальной части бассейна левой венечной артерии. Последняя гораздо чаще других артерий вовлекается в патологический процесс.

Такой подход, по нашему мнению, позволил бы с достаточной долей уверенности обсудить вопрос о роли гемодинамических факторов в развитии наследственной гиперлипидемии не только в участках с хорошо изученными гемодинамическими параметрами, но в бассейне венечных артерий, где вариабельность гемодинамических показателей достаточно велика.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью работы явилось исследование морфогенеза поражений внутренней оболочки аорты и венечных артерий в местах деления потока крови у кроликов с наследственной гиперлипидемией (№НШ.

В соответствии с этим решались следующие задачи:

1. Изучить особенности возрастной динамики концентраций холестерина и триглицеридов в сыворотке крови у новозеландских кроликов с нормальным липидным обменом и кроликов с наследственной гиперлипидемией (МИНЬ).

2. Проанализировать возрастные изменения структурной организации внутренней оболочки аорты и венечных артерий в местах деления кровотока у новозеландских кроликов.

3. Исследовать гистоархитектонику внутренней оболочки аорты в различных зонах вокруг входов в межреберные артерии у кроликов гань в возрастном аспекте.

.4. Исследовать изменения внутренней оболочки в начальных участках венечных артерий кроликов УШНЬ.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые обнаружено, что ранние проявления патологического процесса в аорте обнаруживаются уже у новорожденных кроликов линии ИШЬ в зонах отхождёния МРА в латерадишх

и дистальных от устья МРА областях. Впервые получены сведения о локализации возрастных изменений внутренней оболочки грудной аорты и венечных артерий у новозеландских кроликов. Установлено, что эти изменения находятся в тех же зонах, где располагаются развитые поражения у кроликов линии ЫННЬ. Новыми являются данные об общих участках с наиболее высокой вероятностью возникновения патологических изменений в латерально-дистальных областях по отношению ко входу в межреберную артерию. Впервые выявлены зоны венечных артерий у кроликов с наследственной гиперлипидемией, предрасположенные к развитию поражений внутренней оболочки.' Впервые исследовано строение поражений внутренней оболочки начального отдела венечных артерий у кроликов ИННЬ с наследственной гиперлипидемией. Детально исследовано изменение субэндотели-ального слоя в местах деления потока крови у кроликов с нормоли-пидемией и гиперлипидемией. Впервые проведено комплексное, с использованием методов высокого разрешения, исследование функциональной морфологии внутренней оболочки аорты и венечных артерий в местах нестабильных гемодинамических условий у кроликов с наследственной гиперлипидемией. Прослежена возрастная динамика концентрации холестерина и триглицеридов у кроликов с нормо- и гиперлипидемией.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ. Полученные в работе новые данные о функциональной морфологии внутренней оболочки аорты и венечных артерий кроликов с наследственной гиперлипидемией в зонах с различной гемодинамической нагрузкой целесообразно использовать в работе лабораторий патоморфологии и электронной микроскопии, изучающих внутреннюю оболочку артерий аивотных и человека и вопросы патогенеза атеросклероза, а также в учебном процессе при

изучении вопросов ангиологии на кафедрах анатомии. ' гистологии и патологической анатомии в. медицинских институтах и институтах усовершенствования врачей, в учебной и научной литературе по данным дисциплинам. Результаты исследования функциональной морфологии внутренней оболочки аорты и венечных артерий у кроликов в зонах с различной гемодинамической нагрузкой создают основу для понимания структурно-функциональных изменений стенки крупных артерий, способствующих развитию атеросклероза, и могут быть использованы при дальнейшей разработке проблемы патогенеза, профилактики и лечения атеросклероза.

Результаты работы внедрены в научную работу Ивановского отделения ВНМТО и в учебный процесс кафедры патологической анатомии Ивановской государственной медицинской академии.

ОСНОВНЬЕ ПОЛОЖЕНИЯ. ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ. Не пересказывая выводов работы, каждый из которых, естественно, выносится на защиту, укажем лишь основные моменты, достигнутые нами в процессе решения задач.

1. Во внутренней оболочке грудной аорты и венечных артерий новозеландских кроликов наблюдается формирование утолщений в местах деления кровотока.

2. У кроликов с наследственной гиперлипидемией (ШНЮ развиваются поражения внутренней оболочки (подобные атеросклероти-ческим) в местах деления кровотока в грудной аорте и венечных артериях. Начальные патологические изменения в отих областях обнаруживаются в возрасте 1 дня.

3. Развитие поражений у кроликов №ННЬ имеет четкую пространственную зависимость по отношению к структурам входа в мекре-

- а -

рерную артерию и делителей потока крови в венечных артериях. Формирование атеросклерозоподобных бляшек происходит преимущественно в латеральных и дистальных областях по отношению к устью МРА и дистальнее делителей потока крови в венечных артериях.

■ АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертации доложены на научных конференциях в Стамбуле и Одессе в 1993г., на заседании Ивановского областного отделения Всероссийского общества патологоанатомов 1995г.. на межкафедральной конференции ИГМА в 1995г. '

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ. из них 3 за рубежом.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация изложена на _

страницах машинописи, содержит _ таблицы. _ рисунка. Она включает введение, обзор литературы, главы собственных данных, обсуждение полученных результатов, выводы, указатель литературы.

Список использованной литературы состоит из _ источников, из

них _ отечественных и _ иностранных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ,В рэботе были использованы аорты и сердца 25 кроликов линии V/HHL с наследственной гиперлипидемией и 25 кроликов линии NZW с нормолипидеыией в качестве контроля. Животные содержались в обычных условиях вивария на стандартной диете (Diet 2RB15, Muce-dola srl, Milan, Italy). В процессе эксперимента все животные были разделены на 5 групп по пять кроликов в каждой. Первую группу составили новорожденные животные, вторую - 3-х месячные, третью - 6-и месячные, четвертую - 12-и месячные, а пятую - 24-х

месячные.

Забор материала проводился на базе исследовательской лаборатории фирмы FIDIA (Италия) под пентобарбиталовым наркозом (40 мг/кг веса внутримышечно);., стерильность не соблюдалась. Перед забоем у животных бралась- кровь для анализа липидного состава сыворотки. Биохимические исследования сыворотки крови включали определение концентрации общего холестерина и триглицеридов.

СОДЕРЖАНИЕ ОБЩЕГО ХОЛЕСТЕРИНА И ТРИГЛИЦЕРИДОВ В СЫВОРОТКЕ измеряли следующим образом по стандартной методике. К 5 мкл исследуемой ■ сыворотки добавляли 100 мкл монотеста ("Boehrlnger Mannhelm", Mannhelm, Германия), инкубировали 30 мин при температуре 37°С и измеряли на аппарате Tltertek Multiskan, MC (LKB, Швеция). В качестве контроля использовали стандартный раствор холестерина ("Boehrlnger Hannhelm", Mannheim, Германия). (Harldo F. et al.. 1993).

ФИКСАЦИЯ МАТЕРИАЛА. Для сохранения структура стенки сосуда в состоянии, близком прижизненному, и уменьшения вероятности возникновения артефактов при электронно-микроскопических исследованиях применялся метод перфузионной фиксации. Под пентобарбиталовым наркозом (40 мг/кг) вскрывалась грудная клетка, канюли-ровался левый желудочек сердца. Под давлением 120 мм рт. ст. сосудистое русло отмывалось от крови средой 199 с добавлением гепарина и перфузировалось 2,5% раствором глютаральдегида ("Reanal", Венгрия) на 0,1М фосфатном буфере (pH 7,4) в течение. 5 минут. После чего вырезали образцы грудной аорты и венечных артерий и дополнительно постфиксировали в 2,5% глютаральдегида не менее 2 часов при температуре +4°С (Garbarsch С. et al., 1982)

Из грудной аорты вырезали сегменты величиной 5x5 мм. содер-

жащие устья межреберных артерий (МРА) и участки, лежащие на вентральной стороне стенки сосуда. Выделенные из сосуда образцы разрезали пополам вдоль «длинной оси аорты, причем сегменты, вырезанные в местах отхокдения МРА, рассекали непосредственно по линии, разделяющей устье артерии на две зеркально симметричные половины. После этого одну из соответствующих друг другу половинок образца использовали для приготовления полутонких срезов и трансмиссионной электронной микроскопии, а другую обрабатывали для сканирующей электронной микроскопии нативных препаратов. Из сердца вырезали кусочки размерами 7x7 мм, содержащие левую ве-' нечную и проксимальные части левой огибающей и передней мегюкелу-дочковой артерий. После этого образцы обрабатывали по стандартным методикам для сканирующей и трансмиссионной электронной микроскопии, световой микроскопии полутонких срезов (Уикли Б.. 1975.; Миронов A.A. и др., 1983.)

Для сканирующей электронной микроскопии нативных■препаратов (СЭМ НП) кусочки образцов отмывали в среде 199 и постфиксировали в 1% растворе четырехокиси осмия в течение часа. Затем отмывали в дистиллированной воде и обрабатывали 1% раствором танниновой кислоты ("Polysclences", США), вновь отмывали и обезвоживали в спиртах росходящей концентрации и абсолютном ацетоне. Обезвоженные препараты высушивали путем перехода через критическую точку углекислоты в установке 1ICP-2 ("Hitachi Ltd.", Япония), после этого вскрывали при помощи лезвия переднюю стенку венечных артерий для визуализации внутренней поверхности сосудов. Образцы монтировали на столики и напыляли платиной в аппарате JFC-1100 ("Hitachi Ltd."). Анализ объектов проводили в микроскопе S-570 ("Hitachi Ltd.") при ускоряющем напряжении 20 кВ. Исследованные

в микроскопе участки поверхности сосуда фотографировали на пленку Х-100 ("Agfa", ФРГ).

Для световой микроскопии полутонких срезов (СМПС) и трансмиссионной электронной микроскопии (ТЭМ) отпрепарованные кусочки ткани обезвоживались как для СЭМ. а затем заливались в эпон 812 ("Fluka". Швейцария). На ультрамикротоме LKB-III ("LKB'. Швеция) готовили полутонкие срезы которые окрашивали толуидиновш синим, изучали в микроскопе МБИ-15 ("ЛОМО", Россия) и фотографировали на пленку ТМХ-24 ("Kodak", США). Пирамидки прицельно затачивали и на том же микротоме получали ультратонкие срезы. Срезы контрастировали уранилацетатом и цитратом свинца (Уикли Б.. 1975) и исследовали в микроскопе ЭМВ 100АК ("Электрон". Россия) и фотографировали на пленку ФТ-41П ("Таена". Россия).

Морфометрическое исследование изменения толщины внутренней оболочки аорты в месте отхождения МРА проводилось на сегментах сосуда, которые подвергаются различным гемодинамическим нагрузкам:

а) дистальный и латеральный по отношению к устью МРА участки (дистальная и латеральная интима), характеризующиеся низким напряжением сдвига стенки сосуда (Karlno Т, 1986; Karlno Т et al.', 1987);

б) проксимальный по отношению к устью МРА (проксимальная интима), где существуют гемодинамические нагрузки, приближенные к существующим в прямом участке сосуда без ответвлений(Karlno Т, 1986; Karlno Т et al., 1987).

Для сравнения и контроля мы исследовали толщину внутренней оболочки грудной аорты на прямом участке, располагающемся на вентральной стенке сосуда (вентральная интима).

С целью объективизации обнаруженных тенденций в изменении толщины под влиянием гиперлипидемии. гемодинамических факторов в различных зонах и для определения локализации фокальных утолщений внутренней оболочки мы выбрали следующие морфометрические показатели: средняя толщина средней и внутренней оболочек и индекс интима:медия (Автандилов Г.Г., 1930). Измерения проводились с помощью винтового окулярмикрометра на микроскопе ЫБИ-15.

Для всех сегментов аорты определялись средние значения толщины и' производилось сравнение средних значении между вентральным, дистальным, латеральным и проксимальным участками с использованием парного t-критерия стъюдекта. Статистическая обработка полученных данных производилась на персональном компьютере IBM РС-АТ ("IBM". США) с использованием программы "Sigma Plotter".

РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Перед началом морфологического исследования была проконтролирована динамика содержания лигшдов в крови в возрастном аспекте. Оказалось, что концентрация холестерина и триглицеридов в сыворотке крови новорожденных животных существенно повышена как у новозеландских кроликов, так и у кроликов WHHL. Однако, если у первух .содержание липидов превышает уровень, характерный для взрослых животных, не более чем в 3-4 раза, то у кроликов с наследственной гиперлипидемией концентрация холестерина и триглицеридов в крови превосходит таковую у интактных взрослых новозеландских кроликов более чем в 10 раз. Хотя мы не измеряли эти показатели у животных до рождения, можно с большой долей вероятности утверждать, что такая или близкая концентрация липидов в крови имеется у кроликов WHHL в течение определенного периода до

рождения, если принять во внимание результаты экспериментов с диетиндуцированной гиперхолестеринемией. В этих экспериментах показано, что установление высокого содержания холестерина и триглицеридов в крови занимает довольно большой промежуток времени - от недели и больше (Rosenfeld М. and Ross R., 1990). Таким образом, уже у плодов кроликов WHHL эндотелий аорты находится под воздействием гиперхолестеринемии. Если учесть, что за несколько дней до рождения параметры гемодинамики в аорте и крупных сосудах постепенно начинают приближаться к дефинитивному состоянию, то вполне логичным будет ожидать, что в тех участках сосуда, которые испытывают наибольшую гемодинамическую нагрузку, уже у новорожденных животных должны присутствовать те или иные проявления патологического процесса. Действительно, на наших образцах мы обнаружили атеросклерозоподобные поражения внутренней оболочки аорты в местах деления кровотока. Причем эти альтерации

были наиболее выражены вокруг устьев межреберных артерий, в дуге

t

аорты, то есть в том сегменте, который испытывает наибольшие абсолютные гемодинамические нагрузки (Allev G. et al. 1993).

У новорожденных новозеландских кроликов внутренняя оболочка аорты представлена эндотелием, субэндотелиальным матриксом и единичными гладкомышечными клетками, отчетливо прослеживается внутренняя эластическая мембрана, средняя оболочка содержит несколько слоев гладкомышечных клеток, разделенных слоями эластических волокон, адвентициальная оболочка состоит из рыхлой соединительной ткани с редкими клетками. У животных не наблюдалось резких различий в толщине и клеточном составе вентральной стенки аорты и областей около устья межреберной артерии. Были найдены локальные утолщения внутренней оболочки в'латеральной и листаль-

ной от устья МРА областях, где обнаруживались единичные гладко-мшечные клетки. С возрастом в наших экспериментах было обнаружено небольшое увеличение толщины и электронной плотности субэн-дотелиального внеклеточного матрикса в вентральном участке сосуда вокруг устья МРА.

В возрасте 3-х месяцев у устьев МРА найдены изменения строения субэндотелиального слоя в латеральных и дистальных от делителя потока зонах. Субэндотелиальный матрикс становится более толстый и приобретает трехмерное сетчатое строение. Появляется несколько слоев гладкомышечкых клеток сократительного фенотипа.' В вентральной области практически никаких изменений не обнаруживается. Начиная с возраста 1 год в эндотелиальных клетках (ЭК) расположенных латеральнее устья МРА обнаруживаются немногочисленные липидные капли. Отмечается адгезия отдельных моноцитов к поверхности эндотелия.

Нами не выявлено признаков накопления липидов в интерсти-ции и в редких миоцитах. расположенных на делителе потока крови. Между тем. липидные капли встречались в интимальных клетках в латеральных участках. Это свидетельствует о том, что даже в условиях нормолипидемии повреждение барьерных свойств эндотелиаль-ного пласта приводит к нарушению метаболизма липидов в сосудистой стенке. В венечных артериях изменения внутренней оболочки оказались схожими с таковыми в области устьев МРА. Однако, накопления липидннх капель в редко встречающихся интимальных глад-комышечных клетках (ГМК) и макрофагах мы не обнаружили.

С другой стороны, описанные изменения минимальны и напоминают возрастные альтерации компонентов внутренней оболочки. На ультраструктурном уровне общими закономерностями старения для

различных видов сосудистого эндотелия являются возникновения складчатых ядер с маргинальной конденсацией хроматина; увеличение вторичных лизосом. миелиноподобных фигур, липидных капель, остаточных телец и гранул липофусцина; истончение глнкокалнкса и повышение адгезивности эндотелия (Караганов Я.л. и др.. 1986; 51топезси М., БШопезси N., 1983; Миронов В.А., 1987). Полный комплект этих феноменов не был найден в наших исследованиях. Поэтому, вероятно, правильнее говорить только о возрастных, а не о специфических старческих изменениях во внутренней оболочке артерий новозеландских кроликов.

У новорожденных кроликов с наследственной гиперлипидемией отмечаются весьма ранние изменения, крторые могут быть связаны с началом патологического процесса, в виде адгезии лейкоцитов в латеральных и дистальных от делителя зонах. В дистальной от делителя потока области в устье МРА обнаруживаются начальные изменения субэндотелиального слоя, где появляются макрофаги с липпд-ными накоплениями.

В возрасте 3-х месяцев в зндотелиоцитах появляются липидные капли и отростки, проникающие через поры внутренней эластической мембраны. В субэндотелиальном слое обнаруживаются внеклеточные липидные отложения. Изменяется строение субэндотелиального мат-рикса, что, вероятно, связано с проникновением и депонированием в нем компонентов плазмы крови.

Выраженные и вполне сформировавшиеся бляшки, напоминающие атеросклеротические, впервые обнаружены у кроликов возраста одного года. Они имеют характерную форму в виде неравноплечей буквы "V", где более длинное плечо расположено вентральнее. У животных в возрасте 2 года практически невозможно определить форму

бляшек из-за значительного их распространения и слияния между собой. Происходит дальнейшее утолщение субэндотелиального внеклеточного матрикса и проникновение электроноплотных отложений со множеством электронопрозрачных областей вглубь стенки сосуда. Практически исчезает внутренняя эластическая мембрана. В больших количествах присутствуют пенистые клетки, в основном, макрофа-гального происхождения. Обнаруживаются области на делителе потока с веретенообразными эндотелиоцитами. где, практически, не происходит изменений подэндотелиального слоя.

Морфологический анализ грудной аорты кроликов линии WHHL обнаружил неоднородность ее строения на различных участках. С возрастом имеет место отчетливая тенденция к локализации поражений внутренней оболочки рядом с местами деления потока крови -вокруг устьев межреберных артерий в грудном отделе аорты. Форма образующихся повреждений соответствует месту расположения инти-мальной заслонки на дистальном склоне бляшки и напоминает двойную букву V (на паре МРА - W). Полученные данные соответствуют описаниям атером у человека, у которого также обнаружены V-об-разные атеромы вокруг устьев МРА (McMillan D.E., 1985). При использовании ранних вскрытий и перфузионной фиксации выявлена увеличенная адгезия лейкоцитов на латеральных склонах внешне ин-тактных устьев МРА у людей, погибших от случайных причин (Repln V.S. et al., 1984). Можно предполагать, что именно в этих участках имеются точки застоя потока крови, в наибольшей степени повреждающие ЭК (Roach М.R.. 1977).

У 6-и месячных кроликов линии WHHL повреждения внутренней оболочки сосуда, выступающие в просвет аорты, имеют уже черты развитого повреждения. При этом степень развития патологических

изменений в латеральном и дистальном участках от делителя потока МРА в грудной аорте становится почти одинаковой. Вместе с тем следует отметить, что именно в этих местах у кроликов формируются области: кровотока с низким и осциллирующим напряжением сдвига. Это связано с особым соотношением диаметров отходящей от грудной аорты межреберной артерии и самой грудной аорты, а также углом отхождения артерии (Саго C.G. et al., 1985; Karino Т et al., 1987; Zelndler C.M. et al., 1989). Учитывая характер распределения утолщений грудной аорты в области устья МРА, можно предположить, что возникает ситуация, подобная стенозу. В результате чего, в области вершины делителя потока идет резкое увеличение напряжения сдвига, которое вызывает повреждение эндо-телиальных клеток на делителе потока. У животных с гиперлипиде-мией к 1-у году жизни в патологический процесс вовлекается и вершина делителя потока, где действует высокое напряжение сдвига (Karino Т.1 1988; Yoshlda Y. et al., 1990). Вероятно поэтому при рассмотрении грудной аорты у животных с уже сформировавшимися поражениями и создавалось впечатление о главенствующей роли высокого напряжения сдвига в запуске атеросклеротического процесса (Ross R. et al.. 1986).

У человека устойчивость верхушек делителей потока к атеросклерозу объясняют быстрыми темпами отложения здесь коллагена 1 и 3 типов и образованием коллагеновых волокон, пролиферацией ГМК синтетического фенотипа, которые превращаются в контрактиль-ные (Yoshlda Y., et al., 1990). Показано (Бровцев В.А. и др., 1989), что отложение липопротеннов начинается в наружных стенках делителей потока крови на бифуркации (в зонах малого механического воздействия), где в подэндотелиальном слое преимущественно

локализованы ГМК синтетического фенотипа и накапливаются глико-замииогликаны (Yoshlda У. et al., 1988), а не на вершине делителей (зона повышенного механического воздействия), где во внутренней оболочке преобладают ГНК сократительного фенотипа (Yoshl-da Y. et al.. 1988).

Формирующаяся бляшка, приводя к изменению локальной гемодинамики, начинает способствовать своему собственному развитию. В этом отношении наиболее благоприятны склоны бляшки, где происходит изменение напряжения сдвига. Наши данные соответствуют результатам Buja L.M. et al.(1983), обнаружившим, что рост бляшки у кроликов WHHL происходит, главным образом, в области ее склонов.

Важным фактором, во многом определяющим скорость и направленность роста бляшки, служит строение покрывающего ее эндотелия. В большинстве случаев склоны бляшки покрыты веретеновидными ЭК,, а верхушка мелкими полигональными ЭК. Известно, что верете-новидные ЭК имеют сниженные барьерные свойства (Shirinsky V.Р. et al.,1989). Это также способствует росту бляшек в области ее склонов. Возможно, при достаточно длительном развитии повреждения происходит селекция определенной популяции ЭК, которая сохранила способность к пролиферации и постепенно заменила крупные и гигантские ЭК (Романов Ю.А., Антонов А.С., 1991).

Изменения эндотелиального пласта, постоянное воздействие на него продуктов распада пенистых клеток делают понятным причины его изъязвления у старых кроликов с наследственной гиперлипиде-мией. В культуре ткани продемонстрировано, что отложения липидов существенно повреждают покрывающий их эндотелий и постепенно приводят к его гибели (Campbell G.R. et al., 1981). В то же вре-

мя. согласно современным воззрениям, в ранние стадии атерогенеза деэндотелизация стенки сосуда не встречается (Вихерт A.M.. 1983).

У молодых кроликов мы не встретили участков деэндотелиза-ции, однако они достаточно часто обнаруживались над выраженными поражениями внутренней оболочки. По нашему мнению, гипертрофия пенистых клеток, расположенных под эндотелием приводит к сокращению и разрыву ЭК и экспозиции пенистых клеток кровотоку. Механизм, с помощью которого пенистые клетки заставляют сокращаться эндотелий, пока не известен. Скорее всего это и механическое растяжение, и выделение химических факторов, инициирующих сокращение (Rosenfeld М. et al., 1987).

Экспонирование пенистых клеток потоку крови приводит к формированию тромбов. Дегрануляция тромбоцитов в местах эндотели-ального сокращения или в пределах внутренней оболочки может ускорять проникновение ростовых факторов, включая тромбоцитарный фактор роста, внутрь жировой полоски (Rosenfeld М. etal., 1987).

.'Утолщение подэндотелиального слоя, по нашим данным, обусловлено нарушением синтетической и барьерно-транспортной функции эндотелия, а также изменением синтетической и катаболической активности ГМК средней оболочки, которые активируются и мигрируют на поздних стадиях во внутреннюю оболочку. Наряду с ГМК мигрируют и форменные элементы крови.

Особый интерес представляет отмеченная в нашем исследовании выраженная деструкция эластических волокон внутренней элабтичес-кой мембраны. Она выражается в их расщерлении, разволокнении. появлении в сети волокон крупных разрывов и пор. Все это сопро-

- ¿и -

вождается нарушениями внутреннего рельефа поверхности аорты.

По представлению ряда авторов деструкция эластических волокон может представлять первичный процесс (СашеЗо G., 1982). Возможно. нарушение эластики вызывает изменения рельефа внутренней поверхности. Возникающий в этих зонах гемодинамический стресс (турбулентный поток крови) и приводит к повреждению эндотелиоци-тов.

Усиление адгезии лейкоцитов к поверхности эндотелиального пласта, обнаруженное нами на дистальном и латеральном участках устья МРА. может обусловлено целым рядом причин. Во-первых, характер кровотока в этих областях увеличивает вероятность контакта клеток крови со стенкой сосуда (Glagov S. et al.. 1988: Goldsmith H. L. Karlno Т., 1988). Об этом свидетельствует наличие на поверхности эндотелия латеральнее и днстальнее устья МРА большого количества адгезированных лейкоцитов и отдельных эритроцитов. Во-вторых, активированные эндотелиоциты выделяют цитокины (фактор некроза опухолей, интерлеГжин-1 и др.), вызывающие положительный хемотаксис макрофагов и лимфоцитов (Jorls I. etal., 1983). В-третьих, активированные ЭК интенсивно экспрессируют молекулы адгезии лейкоцитов (Jorls I. et al., 1983). В связи с этим необходимо отметить, что наибольшую плотность адгезированных клеток мы наблюдали именно на участках эндотелиального пласта. где действует низкое и осциллирующее напряжение'сдвига.

Малая скорость кровотока в областях с . низким напряжением сдвига создает более благоприятные условия для проникновения мо-нонуклеарных клеток в субэндотелиальное пространство (Glagov S. et al., 1988). На сканограммах мн обнаружили значительное количество лейкоцитов, зафиксированных во время процесса их миграции

во внутреннюю оболочку между эндотелиоцитами. Очевидно, наличие обширных скоплений мононуклеарных клеток во внутренней оболочке дистального и латерального участков является результатом интенсивного диапедеза этих клеток. Большая часть макрофагов, проникающих под эндотелий осуществляет захват модифицированных ЛПНП и трансформируется в пенистые клетки, обнаруженные в большом количестве.

В отличие от участков, подверженных действию низкого напряжения сдвига, внутренняя оболочка в проксимальной области от устья и на вентральной стороне грудной аорты не подвергается выраженным изменениям. Особенность кровотока на этом участке состоит в том, что клетки крови и макромолекулы плазмы двигаются параллельно стенкам сосуда с высокой скоростью (Goldsmith Н.L., Karlno Т., 1988). Поэтому в проксимальной области уменьшается вероятность контакта лейкоцитов и ЛПНП с эндотелием (Goldsmith H.L., Karlno Т., 1988).

Анализ поражений внутренней оболочки венечных артерий показал. что в большинстве случаев они располагаются в местах деления кровотока на медиальной и латеральной стенках дистальнее (на 1 диаметр сосуда) делителя потока. Сам делитель потока вовлекается в патологический процесс после 1 года. Наши данные в достаточной море согласуются с исследованиями атеросклеротических поражений в коронарных артериях у человека (Stary Н., 1989), которые установили, что у детей в схожих локализациях обнаруживаются интимальные подушки. Нами обнаружено, что у новозеландских кроликов с возраста 3 месяцев отмечаются утолщения внутренней оболочки примерно в тех же локализациях, где располагаются развитые поражения у _ кроликов WHHL, что может свидетельствовать о пред-

расположенности этих областей к повреждению. Показано, что в сонных артериях, коронарных артериях и артериях велизиева круга атеросклеротические повреждения локализуются в области низкого напряжения сдвига, то есть в местах формирования вторичных спиральных потоков крови и.точек застоя (Karlno Т. et al., 1988). Подтверждает эту мысль обнаружение полигональных эндотелиоцитов. что может свидетельствовать о формировании здесь точек застоя, так как известно, что экдотелиоциты, расположенные в области низкого напряжения сдвига, имеют форму, близкую к полигональной (Reldy М.. Bowyer D.. 1977). Дистальнее устья обнаруживаются в основном вытянутые по направлению кровотока эндотелиальные клетки, характерные для областей высокого напряжения сдвига (Reldy М.. Bowyer D., 1977), хотя Zand Т. et al. (1988) отмечают, что морфология эндотелиоцитов зависит не только от напряжения сдвига, но и от других сил, действующих на стенку сосуда.

По нашим данным с возрастом субэндотелиальный матрикс в венечных артериях у кроликов WHHL становится более толстым и приобретает трехмерное сетчатое строение. Появляется несколько слоев гладкомышечных клеток сократительного фенотипа и макрофаги с липидными накоплениями. В дальнейшем в субэндотелиальном слое уже обнаруживаются внеклеточные липидные отложения, пенистые клетки. Изменяется строение субэндотелиального матрикса, что, вероятно, связано с проникновением и депонированием в нем компонентов плазмы крови. Происходит еще большее утолщение субэндотелиального внеклеточного матрикса и проникновение электроноплот-ных отложений со множеством электронопрозрачных областей вглубь поражений. Утолщение субэндотелиального слоя может быть обусловлено нарушением синтетической и барьерно-транспортной функции

эндотелиальных клеток, а также изменением синтетической и ката-болической активности миоцитов средней оболочки, которые активируются и мигрируют на поздних стадиях во внутреннюю оболочку. Наряду с ГМК во внутреннюю оболочку мигрируют форменные элементы крови. Вполне возможно, что механизм утолщения внутренней оболочки тесно связан с качественными и количественными изменениями составляющих ее матрикс гликозаминогликанов, позволяющих удерживать фильтрующиеся из плазмы крови молекулы (Camejo G.. 1982).

В то же время, у новорожденных кроликов WHHL в венечных артериях практически не встречаются наиболее ранние изменения, связанные с патологическим процессом в виде адгезии и миграции лейкоцитов. Это может свидетельствовать о большей устойчивости стенки коронарных артерий к воздействию гиперлипидемии. что. вероятно. связано с различиями в гемодинамических условиях, так как входы в МРА подвергаются повышенному давлению во время систолы, в то время как венечные артерии менее подвержены таким воздействиям из-за предохраняющего действия аортальных клапанов (Llepsch D.W., 1990). С другой стороны, такая резистентность может обуславливаться различиями в свойствах эндотелиальных клеток в венечных артериях и у входов в МРА.

ВЫВОЛЫ

1. Уровень холестерина и триглицеридов в крови у новорожденных кроликов WHHL с гиперлипидемией в 3-4 раза выше, чем у новозеландских кроликов с нормолипидемией. С возраста 3-х месяцев концентрация холестерина и триглицеридов у кроликов WHHL уменьшается незначительно, превышая в 7-Ю раз соответствующие возрастные параметры у новозеландских кроликов.

2. У новозеландских белых кроликов в возрасте 1 года развиваются утолщения внутренней оболочки аорты и коронарных артерий. Утолщения локализуются в дистальной и латеральной областях по отношению к устью межреберной артерии и дистальнее делителя потока крови в начальник областях венечных артерий. Зоны с утолщенной внутренней оболочкой характеризуются формированием многослойной базальной мембраны, появлением гладкомышечных клеток синтетического фенотипа и макрофагов в подэндотелиальном слое.

3. Развитие поражений внутренней оболочки у кроликов ШНЬ в аорте в местах ответвления МРА характеризуется накоплением пенистых макрофагов, гладкомышечных клеток, внеклеточных компонентов соединительной ткани, внеклеточных липидных включений в подэндотелиальном слое и разрушением внутренней эластической мембраны. К возрасту двух лет поражения прогрессируют, приобретая фиброзный и атероматозный характер.

4. Развитие поражений внутренней оболочки у кроликов ИННЬ имеет четкую пространственную зависимость по отношению к структурам входа в межреберную артерию. Формирование бляшек происходит преимущественно в латеральных и дисталькых областях устья МРА. Начальные патоморфологические изменения внутренней оболочки аорты у новорожденных кроликов располагаются в тех же зонах, что и соответствующие развитые поражения у взрослых животных.

5. Картирование мест локализации поражений вокруг входов в межреберные артерии обнаруживает обще участки с наиболее высокой вероятностью возникновения патологических изменений. Эти участки занимают до 23% от возможной площади развитых повреждений и локализуются в латерально-дистальных областях устья межреберной артерии.

6. Поражения внутренней оболочки в начальных участках коронарных артерий у кроликов WHHL располагаются дистальнее делителя потока крови. Они характеризуются накоплением пенистых клеток макрофагального и гладкомышечного происхождения, внеклеточных компонентов соединительной ткани, внеклеточных липидных включений в подэндотелиальном слое. К возрасту двух лет поражения прогрессируют и приобретают фиброзный характер. Однако, в отличие от поражений в аорте, в данных повреждениях внутренняя эластическая мембрана сохраняется.

СПИСОК РАБОТ. ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Allev G., Mironov A., Clrlllo R.. Mlronov A. (Jr.), Go-relova E., Prosdociml M. Evidence for the presence of early vascular lesions . In newborn Watanabe heritable hyperllpldemic (WHHL) rabbits suggests their formation during embryogenesls. Atherosclerosis. 1993. v. 101(1), p.17-24.

2. МИРОНОВ А.А.(мл.) Атеросклеротические поражения аорты у кроликов с наследственной гиперлипидемией (WHHL) // В кн: Тезисы 62 -й студенческой научной конференции Одесского мединститута. Апрель 26- 27, 1993, Одесса, с. 41

3. Mlronov A. (Jr), Allev G., Mlronov A. The morphological features of coronary arteries In Watanabe heritable (WHHL) rabbits and Yoshlda hyperllpldemic rats. In: 3rd International Cardiology Student, Days. November 17-19, 1993, Istanbul - Turkey. Abstract Bock. p. 41.

4. Allev G.M., A.A. Mlronov, S.I. Bannykh. A.A. Mlronov (Jr), R. Clrlllo, , M. Paro, E.Salvatlco, and M. Prosdociml. Age-dependent pathology of vascular wall In WHHL rabbits: SEM

and ТЕМ studies. In: Abs. International Congress of Anglology. Paris. 15-18 May 1992, pp. 13-15.

5. Миронов А. А.. Конкина E.A.. Алиев Г.М.. Погорелов D.B. Изменения внутренней оболочки аорты и венечных артерий у кроликов в областях деления кровотока//Рукопись деп. в ВИНИТИ 15.11.95 - N1635 - В95 - 16с.-ИвВНМТО.-Иваново.-1995

6. Миронов А.А.(мл). Алиев Г.М.. Погорелов Ю.В. Атероскле-ротические поражения' аорты у кроликов с наследственной гиперли-пидемией (WHHL) в местах нестабильных гемодинамических условий. // В кн: Тезисы симпозиума "Липопротеиды и атеросклероз". Ноябрь, 1995. С-Петербург. с. 65

Подписано к печати 26.02.96г.Формат издания 60x841/16. Заказ 474/р.Тираж Ю0экз.Печ.л.1,5.Усл.п.л.1,39.

Типография ГУ КПК,г.Иваново,ул.Ермака,41.