Шорманов С.В.

ГБОУ ВПО "Ярославская государственная медицинская академия" Минздрава России

Павлов А.В.

Кафедра госпитальной хирургии ФГБОУ ВО «Рязанский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова» Минздрава РФ, Рязань, Россия

Гансбургский А.Н.

ГБОУ ВПО "Ярославская государственная медицинская академия" Минздрава России

Яльцев А.В.

ГБОУ ВПО "Ярославская государственная медицинская академия" Минздрава России

Куликов С.В.

ГБОУ ВПО "Ярославская государственная медицинская академия" Минздрава России

Адаптационные структуры артериального русла плода и плаценты в условиях хронической фетоплацентарной недостаточности

Журнал: Архив патологии. 2014;76(3): 41-46

Просмотров : 17

Загрузок : 1

Как цитировать

Шорманов С. В., Павлов А. В., Гансбургский А. Н., Яльцев А. В., Куликов С. В. Адаптационные структуры артериального русла плода и плаценты в условиях хронической фетоплацентарной недостаточности. Архив патологии. 2014;76(3):41-46.

Авторы:

Шорманов С.В.

ГБОУ ВПО "Ярославская государственная медицинская академия" Минздрава России

Все авторы (5)

Плацента осуществляет снабжение плода кислородом и питательными веществами, обеспечивая нормальные условия фетогенеза [1, 2]. Гипоплазия ее приводит к развитию фетоплацентарной недостаточности (ФПН) [3, 4] и отрицательно сказывается на развитии плода и функционировании его сосудистой системы [5, 6]. В последней развивается целый ряд приспособительных изменений, обеспечивающих оптимальный приток крови к органам в условиях нарушенной гемодинамики. В литературе описаны различные виды адаптационных структур артерий человека и животных в норме и при расстройствах кровообращения [7-9]. Вместе с тем отсутствуют сведения о подобных образованиях в интраорганных сосудах плода и плаценты в условиях хронической ФПН.

Цель исследования - выявление адаптационных структур артерий органов плода и плаценты при гипоплазии последней, и установление их строения, локализации, происхождения и значимости для гемоциркуляции.

Материал и методы

Проанализированы 34 случая антенатальной гибели плода при сроке беременности 28-29 нед вследствие развития хронической ФПН. Причиной ее явилась гипоплазия плаценты с развитием инволютивно-дистрофических изменений. Масса плодов колебалась от 850 до 900 г, а соответствующих им плацент - от 180 до 210 г. В качестве контроля изучили 10 случаев антенатальной смерти плода при том же сроке гестации, но при соответствии массы плаценты (290-320 г) и плода (1200-1300 г) продолжительности беременности.

Для исследования у плодов брали кусочки из различных отделов легких, печени, почек, мозга и скелетной мускулатуры. Из плаценты иссекали ткань в нескольких областях плодной и материнской части, а также на разных уровнях пупочного канатика. Материал фиксировали в 10% нейтральном формалине и жидкости Карнуа. Серийные срезы окрашивали гематоксилином и эозином, по Массону и Харту, а также импрегнировали серебром по Гомори. Содержание гликогена выявляли посредством ШИК-реакции (контроль с амилазой). Морфометрию осуществляли с помощью винтового окулярмикрометра, при этом в материале определяли калибр сосудов, имеющих адаптационные структуры. Вместе с тем измеряли диаметр попавших в поперечный срез терминальных ворсин, а также их капиллярных синусоидов как основного звена виллезного дерева [6]. При статистической обработке цифровых данных использовали t-критерий Стьюдента. Результаты считали достоверными при р<0,05.

Результаты и обсуждение

Анализ материала показал, что гипоплазированная плацента характеризовалась не только малым размером, но и рядом структурных особенностей. Так, при средней массе контрольных плацент в 305±5 г ее терминальные ворсины имели диаметр 42±1,4 мкм, а их синусоидные капилляры - 16,4±0,3 мкм. В то же время в условиях плацентарной гипоплазии (масса 195±4 г; р<0,001) размер терминальных ворсин уменьшался до 31±0,9 мкм (p<0,001), снижаясь в 1,4 раза, а просвет их синусоидов составил 10,2±0,2 мкм (р<0,001), т.е. снизился в 1,6 раза.

Выявленные нами адаптационные образования органных артерий и плаценты можно свести к следующим видам: интимальная мускулатура, мышечно-эластические сфинктеры и полиповидные подушки.

Интимальная мускулатура встречалась на уровне артерий диаметром от 40 до 100 мкм. Она локализуется в области их поворота или разветвления и представлена пучками косо и продольно ориентированных гладкомышечных клеток, расположенных во внутренней оболочке сосудов. Протяженность их наиболее значима в артериях плаценты, в артериях пупочного канатика они регистрируются по всей длине. Сосуды с такими мышцами называются замыкающими, а слой их интимальной мускулатуры - функциональным [10]. Нами обнаружены замыкающие артерии различного строения. В одних случаях функциональный слой тонкий (рис. 1, а),

Рисунок 1. Интимальная мускулатура артерий органов плода и его плаценты. а - тонкий слой косопродольной мускулатуры в интиме бронхиальной артерии. ×400.а - окраска гематоксилином и эозином.
в других он толще медии сосуда (см. рис. 1, б).
Рисунок 1. Интимальная мускулатура артерий органов плода и его плаценты. б - два толстых пучка косопродольной мускулатуры в интиме артерии плаценты. ×200. б - окраска гематоксилином и эозином.
Подобные артерии отличаются не только по степени развития функционального слоя, но и по особенностям компоновки его миоцитов. Так, в одних сосудах слой косопродольной мускулатуры равномерно охватывает просвет, в других он развит неравномерно и имеет вид валика или нескольких валиков (см. рис. 1, б, в).
Рисунок 1. Интимальная мускулатура артерий органов плода и его плаценты. в - высокое содержание гликогена в пучках косопродольной мускулатуры интимы бронхиальной артерии. ×400. в - ШИК-реакция.
Подобные образования называют подушками Эбнера [11]. Цитоплазма их гладких миоцитов характеризуется высоким содержанием гликогена (см. рис. 1, в). Важной особенностью описываемых артерий является развитый ретикулиновый и эластический каркас функционального слоя. Сосуды, содержащие в интиме косопродольную мускулатуру, при ее сокращении укорачиваются и скручиваются. При этом мышечные пучки в виде подушек выбухают в их просвет, снижая или блокируя кровоток [10]. Таким образом, подобные артерии могут регулировать объемный кровоток в плацентарном или органном сосудистом бассейне плода, т.е. в полной мере соответствуют названию замыкающих.

Мышечно-эластические сфинктеры в плаценте и внутренних органах исследуемых плодов наиболее часто выявлялись в сосудах диаметром менее 40-60 мкм и располагались в устьях их боковых ветвей. Эти структуры впервые описаны Хиршем [12] в артериях сердца. Изучение пространственной организации сфинктеров позволило нам выявить два их вида. Первые в поперечном срезе устья сосуда имеют вид замкнутого кольца, а в продольном напоминают два валика, вертикальные оси которых расположены под углом друг к другу. Степень развития их колеблется в широких пределах: в одних случаях валики имеют широкое основание и незначительно выступают в просвет сосуда (рис. 2, а),

Рисунок 2. Мышечно-эластические сфинктеры артерий органов плода и его плаценты. а - сфинктер в устье боковой ветви артерии плаценты, незначительно выступающий в просвет сосуда. ×400.
в других величина основания и высоты этих структур практически идентичны и тогда они напоминают клапаны (см. рис. 2, б).
Рисунок 2. Мышечно-эластические сфинктеры артерий органов плода и его плаценты. б - сфинктер в устье боковой ветви артерии плаценты, имеющий на срезе вид двух клапанов. ×400.
Второй вид сфинктеров в поперечном срезе начальных отделов коллатерали формирует полукольцо, а в продольном имеют вид одного валика или клапана (см. рис. 2, в).
Рисунок 2. Мышечно-эластические сфинктеры артерий органов плода и его плаценты. в - сфинктер в устье боковой ветви легочной артерии, имеющий на срезе вид одного клапана. ×200. Окраска гематоксилином и эозином.
Тот или иной вид рассматриваемых образований определяется особенностями отхождения артериальной ветви от магистрального сосуда. В тех случаях, когда угол отхождения большой, устье ее ограничено двумя валиками. По мере сокращения угла отхождения один из них становится меньше или исчезает. При изучении тонкого строения сфинктеров оказалось, что в месте локализации их эластическая мембрана сосуда расщепляется, при этом один листок ее покрывает валики боковой ветви изнутри, а другой - снаружи. Между ними лежат гладкомышечные клетки, идущие циркулярно и спиралевидно по отношению к устью. Они отличаются высоким содержанием гликогена и оплетены густой сетью эластических и ретикулиновых волокон. Сокращение мускулатуры сфинктеров приводит к сужению устья артерии и уменьшению притока крови в ее сосудистый регион. При расслаблении сфинктера соответствующий бассейн, наоборот, переполняется кровью.

Полиповидные подушки обнаружены нами преимущественно в крупных артериях калибром 100 мкм и более. Это редкие образования и первое упоминание о них в литературе можно найти у Конти [13], выявившего их в сосудах миокарда. Мы установили детали строения данных структур на сериях препаратов. Если срез проходит строго поперек артерии через центр подушки, то в него попадают все ее компоненты - тело и ножка. Тело имеет овальную или круглую форму. Ножка связывает подушку со стенкой артерии, ее размер и форма варьируют в разных наблюдениях (рис. 3, а, б).

Рисунок 3. Полиповидные подушки артерий органов плода и его плаценты. а - подушка первого типа на толстой ножке в артерии печени. ×200.
Рисунок 3. Полиповидные подушки артерий органов плода и его плаценты. б - подушка второго типа на тонкой ножке в артерии плаценты. ×100.
В целом данная структура по внешнему виду похожа на полип, с чем и связано ее название. С поверхности подушки выстланы слоем эндотелия, под которым определяется отчетливо выраженная эластическая мембрана. Она не отграничивает данное образование от средней оболочки артерии, как это имеет место в подушках Эбнера, а переходит со стороны стенки последней сначала на ножку, затем на тело. Внутренняя структура полиповидной подушки неоднородна, при этом можно выделить три типа их строения. Подушки первого типа состоят из идущих в разных направлениях пучков гладких миоцитов (см. рис. 3, а), оплетенных эластическими и ретикулиновыми волокнами и отличающихся от таковых в средней оболочке артерии высоким содержанием гликогена (см. рис. 3, в).
Рисунок 3. Полиповидные подушки артерий органов плода и его плаценты. в - высокое содержание гликогена в подушке первого типа артерии печени. ×200.
В подушках второго типа периферическая часть построена из лейомиоцитов, а центральная - из соединительной ткани (см. рис. 3, б). Третий вид полиповидных подушек имеет форму полой сферы с гофрированной в разной степени стенкой, которая образована 2-3 рядами гладкомышечных клеток (см. рис. 3, г).
Рисунок 3. Полиповидные подушки артерий органов плода и его плаценты. г - подушка третьего типа в артерии мышцы. ×100. а, б, г - окраска гематоксилином и эозином; в - ШИК-реакция.
Реализация функциональных потенций данных структур осуществляется путем сокращения их миоцитов. При этом подушки напрягаются, приподнимаются на ножке и выступают в просвет артерии, сокращая или прекращая движение крови. Расслабление мускулатуры подушек приводит к тому, что они, подобно венозным клапанам, отодвигаются потоком крови в сторону и не представляют для него существенного препятствия.

Проведенные исследования показали, что в артериях гипоплазированной плаценты и внутренних органов плода, развивающегося в условиях ФПН, к 28-29-й неделе гестации формируется комплекс адаптационных образований, основу которых составляют мощные пучки гладкой мускулатуры. Они встречаются и в контрольном материале, однако обнаруживаются реже и менее развиты.

О значимости различий можно судить по такой редкой структуре, как полиповидные подушки: в контрольной группе наблюдений они выявлены в 10% случаев, а в основной - в 38%, т.е. в 3,8 раза чаще. Отмеченное выше указывает на то, что в период внутриутробного развития плода и его плаценты данные образования закладываются на ранних этапах беременности. Это свидетельствует о генетической детерминированности возникновения адаптационных структур сосудистого русла в ходе внутриутробного развития, их значимости и целесообразности для нормального функционирования системы кровообращения.

Основное предназначение выявленных нами в плаценте и внутренних органах плода адаптационных структур, как было показано выше, сводится к регуляции гемоциркуляции, что реализуется посредством сосудистых реакций типа сокращение-расслабление. Это приводит в соответствие уровень кровенаполнения сосудистой сети с потребностью в поступлении кислорода и питательных веществ к тем или иным структурно-функциональным единицам соответствующего органа. Периодическое усиление или ослабление их работы находится в полном соответствии с законом перемежающейся активности биологических структур [14]. Сосудистая система с помощью ряда адаптационных механизмов обеспечивает транспортное подкрепление данного закона. Идея о регуляторном значении сфинктерных образований различного строения в артериальном русле постулировалась многими морфологами [10, 15]. Однако их соображения основывались на чисто зрительной оценке собственных данных. Полученные нами результаты позволяют наполнить умозрительные заключения конкретным материальным содержанием. Так, на активное влияние обсуждаемых структур на гемодинамику указывают результаты наших гистохимических исследований, согласно которым содержание в их мышечных клетках такого энергетически важного материала, как гликоген, выше, чем в миоцитах средней оболочки соответствующих сосудов. Кроме того, в более ранних работах [7] мы продемонстрировали высокую активность в этих структурах дыхательных ферментов и фосфатаз, что свидетельствует о напряженности окислительных процессов в их мускулатуре, а также отражает концентрацию фосфатных соединений, имеющих отношение к энергии мышечного сокращения [16].

Как показали результаты нашего исследования, в случаях нарушенного кровообращения в плаценте и внутренних органах плода, что имеет место в условиях ФПН, частота регистрации и степень развития адаптационных структур существенно возрастают, что нельзя не связать с увеличением их активности. При этом следует отметить, что распространенность и степень выраженности адаптационных образований в сосудистой системе определяются не только характеристиками гемодинамического режима в ней, но и особенностями соответствующего органа и его кровеносного бассейна. В частности, ранее нами было показано сильное развитие данных структур в артериях такого сократимого органа, как сердце [7]. В настоящей работе мы обратили внимание на высокую частоту их встречаемости в плаценте. Так, полиповидные подушки во внутренних органах плодов обеих групп наблюдения зарегистрированы 3 раза, а в плацентах 10 раз, т.е. более чем в 3 раза чаще. Вероятно, это связано с особенностями функционирования данного провизорного органа. Сама по себе плацента не может менять свою величину, но сократима матка, со стенкой которой она достаточно интимно связана. Ее мышечные реакции во время беременности приводят к сдавливанию ворсин хориона в различных областях плаценты, влияя на микроциркуляторный режим в этом органе. Кроме того, плод, совершая движения, может механически воздействовать на те или иные зоны плаценты, нарушая движение крови в ней. В подобных условиях адаптационные структуры артерий плаценты являются тем незаменимым материальным субстратом, который переключает потоки крови в пределах ее сосудистого бассейна, обеспечивая необходимое кровенаполнение наиболее активных в функциональном отношении ворсинок хориона и поддерживая тем самым снабжение плода кислородом и питательными веществами на оптимальном уровне.

Итак, с одной стороны, выявленные на нашем материале адаптационные структуры, являются органичной составной частью артерий плаценты и ряда внутренних органов плодов, а с другой - в условиях расстроенного кровообращения в их сосудистых бассейнах степень развития их возрастает. Естественно, возникает вопрос о причинах возникновения и гипертрофии этих образований. На наш взгляд, в упомянутых процессах велика значимость гемодинамического фактора, формообразующая роль которого продемонстрирована в работах многих исследователей [10, 15]. В области разветвлений, согласно предположению ряда авторов [15, 17], происходит более выраженное механическое воздействие крови на сосудистую стенку. Мы приводим известную в гидродинамике формулу [18], которая позволяет подвести под это предположение математическое обоснование.

Р=рπd2/2·sinα/2,

где Р - сила воздействия крови на стенку артерии в месте ответвления; р - внутрисосудистое давление; π - 3,14;

d - диаметр артерии, α - угол ответвления.

Возьмем в одном случае угол ответвления α1=2°, а в другом α2=45°. Подставив в формулу различные значения α, получаем: Р1=0,025d2р, Р2=0,580d2р, т.е. сила воздействия потока крови на сосуд при увеличении угла его ответвления в заданных пределах возрастает в 23 раза. Существование этой силы способствует гиперпластическим изменениям миоцитов в области изгибов и развилок артерий. Эта реакция генетически обусловлена и в функциональном отношении целесообразна, поскольку итогом ее является формирование на всех уровнях артериального русла изученных органов регуляторного аппарата. Механизм развития интимальной мускулатуры и мышечно-эластических сфинктеров сводится к проникновению гладких миоцитов из средней сосудистой оболочки во внутреннюю через окна в эластической мембране. Наличие их, а также феномен миграции миоцитов и значение в этом процессе эндотелина и тромбоцитарного фактора роста описаны в работах ряда авторов [19, 20]. В основе формирования полиповидных подушек [13] лежит инвагинация в просвет артерии либо интимы и средней оболочки (подушки первого типа), либо всей сосудистой стенки вместе с адвентицией, которая и образует их центральную часть (подушки второго типа) или выстилает внутреннюю поверхность полости в подушках третьего типа.

Заключение

Анализ исследуемого материала показал, что в органном артериальном русле плода и его плаценты в условиях гипоплазии последней, с уменьшением размеров терминальных ворсин и сокращением просвета их капилляров усиливается развитие комплекса адаптационных структур. Эти образования способствуют рациональному распределению потоков крови на территории недоразвитой плаценты и в органных сосудистых бассейнах, обеспечивая максимально возможное снижение состояния трофического и кислородного голодания плода. Описанные структуры являются одним из механизмов приспособления человеческого организма в антенатальном периоде к условиям ФПН.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования: С.В.Ш.

Сбор и обработка материала по адаптационным структурам: головного мозга и скелетной мускулатуры - А.В.П., почек - А.Н.Г., плаценты - А.В.Я., печени - С.В.К.

Написание текста: С.В.Ш.

Конфликт интересов отсутствует.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail