Нижегородский медицинский сайт

Разделы:


Главная

Врачам

Пациентам

Студентам

Мед. учреждения

Мед. анекдоты

Полезные ссылки

Обратная связь












 

© О.В. Житникова, В.А. Монич, Е.И. Яковлева,
М.Л. Смирнова, 2003 г.
УДК 616.127—05.4:615.831.711
Поступила 15.01.2003 г.

О.В. Житникова, В.А. Монич, Е.И. Яковлева, М.Л. Смирнова

Государственная медицинская академия; ЦНИЛ, Нижний Новгород

Ультраструктура ишемизированного миокарда при воздействии низкоинтенсивного излучения красной области спектра

Распространенность ишемической болезни сердца обусловила активное изучение нарушений при ишемии и реперфузии метаболизма, функции и ультраструктур миокарда, а также поиски немедикаментозных способов компенсации этих нарушений. Одним из таких способов является воздействие низкоинтенсивным красным светом. Наиболее часто в фототерапии применяется низкоинтенсивное излучение лазеров, в частности, гелиево-неоновых [1, 2]. В качестве альтернативы лазерам широко используется облучение широкополосным светом видимой области спектра [3]. Неспецифические реакции, вызываемые лазерным излучением, могут быть воспроизведены с помощью оптоволоконного источника света, позволяющего получать монохроматизированное излучение шириной спектра 50—70 нм в тонких оптических волокнах [4—6].

В литературе часто приводятся примеры применения низкоинтенсивного красного света [7—11], в то же время механизмы его терапевтического воздействия остаются до сих пор дискуссионными.

Цель работы — изучение морфологии ишемизированных кардиомиоцитов (КМЦ) после воздействия низкоинтенсивного излучения красной области спектра.

Материалы и методы. Работа выполнялась на самцах взрослых белых нелинейных крыс массой 200—250 г. Все экспериментальные животные (60 особей) были разделены на контрольную и две опытные группы. Для исследования была использована модель изолированного сердца по методу Лангендорфа—Фалена. Через 15 мин перфузии моделировалась 30-минутная ишемия с последующей 15-минутной реперфузией.

В качестве источников низкоинтенсивного излучения использовались He—Ne-лазер (l=632,8 нм) и оптоволоконный источник (l=640—680 нм), разработанный на кафедре медицинской физики и информатики НГМА [12]. Для исследования влияния низкоинтенсивного красного света в период реперфузии дистальный конец световода подводился к левому желудочку на расстояние 1 мм от поверхности ткани. В контрольной группе облучения не проводилось. Режим воздействия был непрерывным.

Забор образцов ткани проводили на следующих этапах: на 15-й минуте перфузии, на 30-й минуте ишемии, на 15-й минуте реперфузии. Для электронно-микроскопического исследования образцы ткани левого желудочка фиксировались в 2,5% растворе глютаральдегида с последующей фиксацией 1% раствором четырехокиси осмия. После обезвоживания спиртами возрастающей концентрации ткани заливались в эпоксидные смолы — смесь аралдита и эпона 812. Ультратонкие срезы готовились на ультратоме Ultracut, контрастировались по Рейнольдсу. Просмотр проводился на электронном микроскопе марки 100БР.

Результаты и обсуждение. Изучение ультрасрезов после 15 мин перфузии изолированного сердца крыс показало, что изменения КМЦ незначительны, однако миофибриллы (МФ) находились в сокращенном состоянии. Ядра были большей частью с ядрышками, в отдельных КМЦ наблюдалась небольшая маргинация ядерного хроматина. Капилляры миокарда имели широкий просвет и не содержали осмофильного материала и эритроцитов.

После 30-минутной ишемии наиболее характерными изменениями ультраструктуры КМЦ являлись просветление митохондриального матрикса, дезориентация, в некоторых случаях деструкция крист, а также неравномерное сокращение МФ. Ядра в большинстве случаев имели электронно-прозрачную нуклеоплазму без ядрышка. Хроматин находился в виде глыбок и маргинального слоя. В саркоплазме выявлены первичные и вторичные лизосомы. В отдельных случаях имело место нарушение целостности сарколеммы и выход органелл в межклеточное пространство. В капиллярах отмечалось очаговое повреждение эндотелия с нарушением его целостности, обнаружены длинные выросты эндотелиальных клеток, выступающие в просвет сосудов, микроклазматоз. В базальном слое выявлены участки отека. Все эти изменения в структуре КМЦ свидетельствуют о развитии патологических процессов в клетке. Однако известно, что изменения, происходящие в ишемическом миокарде после 30-минутной ишемии при восстановлении кровотока (или протока перфузата) в большинстве случаев обратимы [13].

При изучении образцов после 15 мин реперфузии в контрольной серии в КМЦ отмечалась гиперплазия митохондрий (МТХ), большая часть их — с просветленным матриксом или отсутствием его, с деструкцией и фрагментацией крист, в некоторых случаях — с нарушением наружной мембраны. На указанные изменения в МТХ, по-видимому, влияют некоторые нарушения ионного баланса клетки. Структура плазмолеммы оставалась не нарушенной. Ядра КМЦ были преимущественно без ядрышек, отмечалась маргинальная конденсация хроматина, что является морфологическим эквивалентом внутриклеточного ацидоза [13]. Сосуды имели как узкие просветы, так и обычные, эндотелий имел многочисленные складки и выросты люминальной мембраны (рис.1).

Рис. 1. Ультраструктура ишемизированного миокарда при реперфузии
в контрольной серии эксперимента
Ультраструктура ишемизированного миокарда при реперфузии в контрольной серии эксперимента

Обращал на себя внимание распространенный отек базального слоя. Таким образом, в постреперфузионном периоде полной нормализации морфологических показателей не отмечалось.

В образцах, подвергшихся воздействию излучения He—Ne-лазера, обнаруживалась гиперплазия МТХ и их полиморфизм, в большинстве случаев они имели небольшой размер. В сарколемме встречались единичные вакуоли. МФ были неравномерно сокращены. Ядра КМЦ, большей частью были без ядрышек, либо ядрышки были эктапированы к кариолемме, однако сохранялось небольшое просветление и набухание кариоплазмы, ядерный хроматин — в маргинальном гетерогенном состоянии. Просветы сосудов сужены, отмечалась сильная степень набухания эндотелия и увеличение количества пиноцитозных пузырьков в цитоплазме эндотелия, что свидетельствует об увеличении обмена веществ. Межклеточного отека не наблюдалось (рис.2).

Рис. 2. Ультраструктура ишемизированного миокарда
при воздействии He—Ne-лазера
Ультраструктура ишемизированного миокарда при воздействии He—Ne-лазера

В случае облучения миокарда люминесцентным красным светом отмечалось значительное увеличение количества МТХ и их гетерогенность. МТХ в большинстве случаев были плотные, с гранулированным матриксом и сохраненной структурой крист. МФ равномерно сокращены. Ядра КМЦ находились в активном состоянии: кариоплазма — без признаков просветления с эухроматином. Большинство ядер были с ядрышками, в некоторых — по два ядрышка. Просветы капилляров расширены, свободны. Эндотелий — обычного вида, местами везикулярный. Межклеточного отека не наблюдалось (рис.3).

Рис. 3. Ультраструктура ишемизированного миокарда
при воздействии оптоволоконного источника света
Ультраструктура ишемизированного миокарда при воздействии оптоволоконного источника света

Заключение. Проведенное исследование показало, что реперфузия в контрольной серии экспериментов не приводит к ликвидации возникших в сердечной мышце изменений после ишемии, а даже наоборот, продолжает усугублять их. Облучение низкоинтенсивным красным светом в постишемическом периоде снижает степень реперфузионных повреждений. В первую очередь это проявляется в уменьшении отечности КМЦ и базального слоя, улучшении состояния микроциркуляторного русла. Появление везикулярных и пиноцитозных пузырьков в эндотелии после облучения КМЦ является морфологическим показателем активности транскапиллярного обмена в клетках. Световое воздействие повышает функциональную активность КМЦ, что проявляется в увеличении количества митохондрий и улучшении их морфологического и функционального состояния. Также следует отметить значительное улучшение после облучения низкоинтенсивным красным светом состояния ядерного аппарата КМЦ. Ядра после облучения переходят в активное состояние, о чем свидетельствует наличие эухроматина и ядрышек.

Выявлена разница результатов опытов с воздействием He—Ne-лазера и люминесцентного красного света, которая проявляется в реакции просветов сосудов. При воздействии люминесцентным красным светом просветы капилляров расширены и свободны, что благоприятствует улучшению кровотока и дальнейшей нормализации функционального состояния миокарда, в то время как в ответ на воздействие He—Ne-лазера наблюдается сужение просветов сосудов миокарда, что в дальнейшем может вызвать неблагоприятные последствия при восстановлении функции миокарда.

Литература

  1. Девятков Н.Д., Зубкова С.Н., Лапрун И.Б., Макеева Н.С. Физико-химические механизмы биологического действия лазерного излучения. Успехи современной биологии 1987; 103(1): 31—43.
  2. Козлов В.И., Буйлин В.А., Самойлев Н.Г., Марков Я.Я. Основы лазерной физио- и рефлексотерапии. Самара — Киев: СМУ - "Здоровье"; 1993; с. 18—52.
  3. Посудин Ю.И. Лазерная фотобиология. Киев; 1989. с. 62—198.
  4. Монич В.А., Малиновская С.Л., Монич Е.А. Монохроматизированный видимый свет как фактор воздействия на биологические ткани. Нижегород мед журнал 1992; 1: 104—107.
  5. Кару Т.Й., Летохов В.С., Лобко В.В., Новиков В.Ф. Светолечение больных язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки на основе стимуляции клеток низкоинтенсивным красным светом. Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физкультуры 1984; 1: 36—З9.
  6. Монич В.А., Абакаров А.Т., Малиновская С.Л., Шапошников В.Л. Влияние монохроматизированного видимого света на функциональное состояние структур головного мозга. Нижегород мед журнал 1992; 2: 43—47.
  7. Агов Б.С., Белозерова Л.Н., Колмаков В.Н. Изменение проницаемости эритроцитарных мембран в динамике лазерной терапии у больных ИБС. Применение методов и средств лазерной техники в биологии и медицине. Киев; 1981.
  8. Барбараш О.Л., Марцияш А.А., Шейбак Т.В., Чукаева И.И., Корочкин И.М., Сырнев В.В. Стресс-модулирующие эффекты лазеротерапии у больных ИБС. Тер архив 1988; 12: 50—53.
  9. Сергиевский В.С., Байков В.А., Гладышева И.П. Илларионов В.Е. Сравнительная экспериментальная характеристика применения красного и ультрафиолетового внутривенного облучения при острой ишемии миокарда.В кн.: Применение лазеров в клинике и эксперименте. Материалы конф. М; 1987; с.113—114.
  10. Синюхин В.Н., Яненко Э.К., Сафаров Р.М., Хамаганова Е.Г., Борисик В.И. Влияние эндоваскулярной гелий-неоновой лазерной терапии на иммунный статус больных острым калькулёзным пиелонефритом. Урол и нефрол; 1996; 6: 9—11.
  11. Азарова В.В., Попова М.Ф., Ильясова Ш.Г. Влияние аутотрансплантации измельчённой мышечной ткани и последующей лазеротерапии на восстановление облучённой травмированной мышцы. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины 1990; 9: 313—316.
  12. Монич В.А., Монич Е.А., Голиков В.М., Новиков В.Ф., Гончаренко О.Н. Устройство для облучения световым потоком объектов, преимущественно биологических. Патент РФ № 2007202; 1994.
  13. Попович М.И. Токсическое и аутоиммунное повреждение миокарда. Кишинев; 1988.








Вверх | Назад

Главная | Врачам | Пациентам | Студентам | Мед.учреждения | Мед.анекдоты | Полезные ссылки



Нижегородский медицинский сайт
по вопросам размещения рекламы пишите здесь