Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Сушков С.А.

УО "Витебский государственный медицинский университет", Республика Беларусь

Самсонова И.В.

Кафедра общей хирургии (зав. — к.м.н. Л.А. Фролов) ,кафедра патологической анатомии (зав. — к.м.н. И.В. Самсонова) УО «Витебский государственный медицинский университет», Витебск, Республика Беларусь

Голышевич М.М.

Кафедра общей хирургии (зав. — к.м.н. Л.А. Фролов) ,кафедра патологической анатомии (зав. — к.м.н. И.В. Самсонова) УО «Витебский государственный медицинский университет», Витебск, Республика Беларусь

Экспрессия коллагенов IV и VI типов в стенке поверхностных и глубоких вен голени при варикозной болезни

Авторы:

Сушков С.А., Самсонова И.В., Голышевич М.М.

Подробнее об авторах

Журнал: Флебология. 2014;8(4): 4‑11

Просмотров : 1337

Загрузок: 20

Как цитировать:

Сушков С.А., Самсонова И.В., Голышевич М.М. Экспрессия коллагенов IV и VI типов в стенке поверхностных и глубоких вен голени при варикозной болезни. Флебология. 2014;8(4):4‑11.
Sushkov SA, Samsonova IV, Golyshevich MM. Expression of type IV and VI collagens in the walls of the superficial and deep veins of the patients presenting with primary varicose veins of the lower extremities. Flebologiya. 2014;8(4):4‑11. (In Russ.).

Важным фактором патогенеза варикозной болезни нижних конечностей является дисрегуляция синтеза коллагена [1—5]. В многочисленных исследованиях установлены многогранные изменения содержания в венозной стенке коллагенов разных типов. Наибольшее внимание исследователей привлекло в первую очередь изучение содержания интерстициальных коллагенов I и III типов, которые формируют крупные фибриллы в стенке вен. Следует отметить, что тщательный анализ литературы выявил некоторую противоречивость в данных, приводимых разными авторами. Большинство авторов [3, 4, 6—9] отмечают изменение соотношения содержания двух типов коллагена в сторону увеличения в стенке содержания коллагена I типа и уменьшение содержания коллагена III типа. В то же время Z. Haviarova и соавт. [10] и И.В. Сорокина и соавт. [2] в своих исследованиях выявили противоположную тенденцию: увеличение в венозной стенке содержания коллагена III типа и уменьшение содержания коллагена I типа. Полученные исследователями разные данные противоречивы только на первый взгляд. Если учесть, что коллаген I типа является перицеллюлярным (клеточно-связанными), сосредоточен вокруг клеток и образует для них опору по типу экзоцитоскелета, то становится понятным: соотношение коллагенов I и III типов может варьировать в разные периоды патологического процесса и на разных участках вены. При этом в одной вене может одновременно наблюдаться чередование участков гипертрофии и атрофии мышечных элементов.

Предпринимались попытки изучения содержания в варикозных венах и других типов коллагенов. Так, Y. Waksman и соавт. [8] установили, что в варикозно-расширенных венах содержание еще одного интерстициального коллагена — коллагена V типа ниже, чем в нормальных венах. Объяснить данный факт трудно, тем более что коллаген V типа, как и коллаген I типа, также относится к перицеллюлярным. Можно только предположить, что в силу происходящих изменений синтез коллагена V типа нарушается, и он заменяется коллагеном I типа.

Нефибриллярным коллагенам, в частности IV и VI типов, исследователями было незаслуженно уделено гораздо меньше внимания. Эти два типа коллагенов играют важную роль в обеспечении нормальной пространственной и функциональной организации сосудистой стенки. Как известно, коллаген IV типа является основным компонентом базальной мембраны сосудов, а коллаген VI типа — компонентом микрофибриллярных структур, локализованных вокруг клеток, формирует сеть между волокнами коллагенов I и III типов, базальной мембраной. Следует обоснованно предположить, что возможные изменения содержания данных типов коллагенов также могут иметь значение в развивающихся патоморфологических изменениях венозной стенки. Мы не смогли найти работ, в которых бы предпринимались попытки изучения содержания в стенке варикозно-измененных вен коллагена VI типа, и имеются только отдельные исследования по оценке изменений содержания коллагена IV типа [2, 9, 11, 12]. Данные упомянутых работ также противоречивы. D. Kirsch и соавт. [11, 12] в своих работах привели данные об увеличении содержания коллагена IV типа, особенно в субэндотелии. Z. Krasiński и соавт. [9], а также И.В. Сорокина и соавт. [2] приводят данные об уменьшении содержания коллагена IV типа в варикозно-расширенных венах. В целом, рассматривая вопросы дисрегуляции коллагена в венозной стенке при варикозной болезни, можно полностью согласиться с C. Lim и A. Davies [13], которые, проанализировав данные литературы, в своем обзоре высказали мнение, что изменения содержания коллагена при варикозной трансформации вен еще окончательно не определены.

Очевидно, что выявленные изменения содержания разных типов коллагенов в варикозно-измененных венах имеют значение для понимания процессов изменения архитектоники коллагенового каркаса вен. Известно, что венозная стенка имеет довольно сложную пространственную организацию опорных и сократительных структур. Коллагеновые, эластические волокна и гладкомышечные клетки формируют сложные комплексы, обеспечивающие совместную реализацию их функций [14]. Коллагеновые волокна являются опорными структурами, выполняют роль своеобразного скелета сосудистой стенки, обеспечивают прочность и жесткость ее. Уникальность устройства коллагенового каркаса вены заключается в том, что он, обладая высокой прочностью и жесткостью, обеспечивает нормальную конфигурацию сосуда в обычных условиях и сохраняет его целостность при экстремальных воздействиях, при этом не препятствуя сосудодвигательным реакциям. Несомненно, разрушение или изменения хотя бы части конструкции каркаса приводят к морфологическим и функциональным нарушениям венозной стенки.

Учитывая вышеизложенное, представляется актуальным продолжение исследований, направленных на дальнейшее уточнение особенностей дисрегуляции синтеза коллагенов и выяснение их роли в процессе изменения упругоэластичных свойств стенки поверхностных и глубоких вен при варикозной болезни.

Цель исследования — изучить содержание коллагенов IV и VI типов в стенке большой подкожной и задних большеберцовых вен при варикозной болезни нижних конечностей.

Исследование одобрено этическим комитетом УО «Витебский государственный медицинский университет». Материалом для исследования являлись участки большой подкожной и задних большеберцовых вен 18 пациентов (4 женщины, 14 мужчин) с варикозным расширением вен нижних конечностей (класс С3 — у 8 пациентов, класс С4 — у 10), которым была выполнена флебэктомия и резекция задних большеберцовых вен в хирургическом отделении УЗ «Вторая Витебская областная клиническая больница» в период с октября 2012 г. по апрель 2013 г.

У всех пациентов при проведении ультразвукового ангиосканирования выявили несостоятельность клапанов задних большеберцовых вен, что стало в соответствии с принятой в клинике концепцией основанием для выполнения одновременно с длинным стриппингом большой подкожной вены коррекции кровотока в глубоких венах голени путем резекции задних большеберцовых вен. Операцию выполняли не в классическом варианте, описанном в литературе [15], а в виде дистальной резекции, когда задние большеберцовые вены резецируются на протяжении 1—1,5 см позади медиальной лодыжки [16]. Для гистологического исследования забирали также дистальный (на уровне медиальной лодыжки) участок большой подкожной вены, удаляемой при стриппинге.

В качестве контроля были использованы по 7 образцов большой подкожной и задних большеберцовых вен, полученные в Витебском областном клиническом патологоанатомическом бюро от умерших, у которых не выявлено варикозного расширения вен нижних конечностей. Возрастных различий между оперированными пациентами и лицами, включенными в группу контроля, не было.

Для морфологического исследования из образцов после фиксации в 10% растворе нейтрального забуференного формалина и стандартной гистологической проводки готовили серийные срезы толщиной 4—5 мкм. Использовали следующие методы окраски: гематоксилином и эозином, по методу Ван-Гизона — обзорная микроскопия, по Эйнарсону, по Гейденгайну, иммуногистохимическую с применением лиофилизованных моноклональных антител Collagen Type IV и Collagen Type VI (alpha 3 Chain) «Novocastra»).

При проведении морфометрической оценки гистологических препаратов использовали компьютерную систему анализа изображений (микроскоп Leica DM 2000 с цифровой камерой и лицензионной программой Leica Aplication Suite, Version 3.6.0). С помощью световой микроскопии при ×100, ×200, ×400, ×630 оценивали гистоморфологические изменения в исследуемых фрагментах большой подкожной вены и задних большеберцовых вен, характер экспрессии коллагенов IV и VI типов по отношению к основным структурным компонентам венозной стенки.

Для исследования препаратов, окрашенных моноклональными антителами к коллагенам IV и VI типов, производили фотографирование каждого препарата в 10 полях зрениях при ×400. Дальнейшую обработку цифровых изображений проводили с использованием программы WCIF ImageJ 1,45s, в рамках которой количественно оценивали площадь гистологического препарата, площадь положительно проэкспрессировавших коллагеновых волокон в составе основных компонентов венозной стенки.

Статистическую обработку полученных данных выполняли с помощью пакета прикладных программ Microsoft Excel 2007 и лицензионной программы Statistica 10.0 («StatSoft, Inc»., 2001). Для оценки характера распределения полученных данных использовали критерий Колмогорова—Смирнова. С учетом того, что распределение в выборках отличалось от нормального, использовали непараметрические методы статистического анализа. Определяли медиану (Me), 25%-й (LQ) и 75%-й (UQ) квартили. Для оценки достоверности различий между группами использовали U-тест Манна—Уитни и двухвыборочный критерий Колмогорова—Смирнова. Критическое значение уровня значимости при проверке статистических гипотез принимали равным 5% (р<0,05).

Исследование характера экспрессии коллагена IV типа в образцах большой подкожной вены, взятых у пациентов с варикозной болезнью, показало, что проэкспрессировавшие коллагеновые волокна определялись во всех слоях сосудистой стенки. Аналогичная картина была выявлена и в контрольных образцах (рис. 1).

Рис. 1. Экспрессия коллагена IV типа в образцах большой подкожной вены при варикозной болезни вен нижних конечностей (а) и в контрольных образцах большой подкожной вены (б). Здесь и на рис. 2—4: окраска с использованием лиофилизованных моноклональных антител к Collagen Type IV. Ув. 200.

Морфометрический анализ дал следующие результаты. Суммарная площадь положительно проэкспрессировавшего коллагена IV типа в образцах большой подкожной вены при варикозной болезни составила 0,000760 (0,000566; 0,001177) мкм2. В контрольных образцах она была выше — 0,000973 (0,000789; 0,001420) мкм2 (p≤0,01).

Характер экспрессии коллагена IV типа в образцах задних большеберцовых вен был аналогичен выявленному в образцах большой подкожной вены. Положительно проэкспрессировавшие коллагеновые волокна определялись во всех слоях венозной стенки как при варикозной болезни, так и в контрольной группе (рис. 2). Вместе с тем, как и в поверхностных венах, в стенке задних большеберцовых вен пациентов, страдающих варикозной болезнью, площадь проэкспрессировавших коллагеновых волокон IV типа была достоверно меньше — 0,000577 (0,000411; 0,000863) мкм2, чем в контрольных образцах — 0,000696 (0,000574; 0,000827) мкм2 (p≤ 0,05).

Рис. 2. Экспрессия коллагена IV типа в образцах задних большеберцовых вен при варикозной болезни вен нижних конечностей (а) и в контрольных образцах задних большеберцовых вен (б).

При исследовании характера экспрессии коллагена VI типа в образцах большой подкожной вены положительно проэкспрессировавшие коллагеновые волокна определялись во всех слоях сосудистой стенки как при варикозной болезни, так и в контрольных образцах (рис. 3).

Рис. 3. Экспрессия коллагена VI типа в образцах большой подкожной вены при варикозной болезни вен нижних конечностей (а) и в контрольных образцах большой подкожной вены (б).

Морфометрическая оценка выраженности экспрессии маркера показала довольно высокую степень экспрессии коллагена VI типа в образцах большой подкожной вены с варикозной трансформацией. Суммарная площадь положительно проэкспрессировавшего коллагена VI типа составляла 0,006037 (0,004729; 0,007869) мкм2. В контрольной группе экспрессия коллагена VI типа была достоверно ниже — 0,003538 (0,002516; 0,004647) мкм2 (p<0,0001).

Исследование характера экспрессии коллагена VI типа в образцах задних большеберцовых вен показало, что положительно проэкспрессировавшие коллагеновые волокна также определялись во всех слоях сосудистой стенки и при варикозной болезни, и в контрольной группе (рис. 4). В образцах задних большеберцовых вен при варикозной болезни, как и в варикозно-трансформированных поверхностных венах, установлено повышенное содержание коллагена VI типа — 0,004395 (0,002775; 0,006437) мкм2 — по сравнению с группой контроля — 0,003259 (0,002634; 0,0044197) мкм2 (p=0,012).

Рис. 4. Экспрессия коллагена VI типа в образцах задних большеберцовых вен при варикозной болезни вен нижних конечностей (а) и в контрольных образцах задних большеберцовых вен (б).

Как показал морфометрический анализ, при варикозной болезни и в поверхностных венах (большая подкожная вена), и в глубоких венах (задние большеберцовые вены) содержание коллагенов IV и VI типов отличается от нормального. Однако выявленные изменения носят различный характер. Так, можно говорить, что количество коллагена IV типа в стенке большой подкожной вены уменьшается по сравнению с нормой, а количество коллагена VI типа увеличивается. В отношении коллагена IV типа наши результаты совпадают с представленными Z. Krasiński и соавт. [9] и И.В. Сорокиной и соавт. [2], которые также в своих исследованиях выявили уменьшение содержания коллагена IV типа в поверхностных венах при варикозной трансформации. В то же время следует отметить, что D. Kirsch и соавт. [11, 12] в своих работах привели противоположные результаты. По их мнению, содержание коллагена IV типа в варикозно-расширенных венах увеличивается.

Для объяснения полученных нами результатов и имеющихся противоречивых данных других исследователей следует вспомнить хорошо изученные общие морфологические изменения различных слоев венозной стенки при варикозной трансформации. На начальных стадиях заболевания в варикозно-расширенных венах выявляется утолщение интимы [1, 5, 13, 17—20]. Обусловлено это изменениями в субэндотелиальном слое, в котором на фоне дистрофических изменений типа мукоидного и фибриноидного набухания [20] отмечается увеличение содержания эластических и коллагеновых волокон [1, 19, 21, 22], миграция мышечных клеток в субэндотелий [2, 23]. На более поздних стадиях развивается фиброз внутренней оболочки вен, эластические волокна утолщаются, а внутренняя мембрана разрыхляется и разрушается [2, 17, 24, 25]. Это приводит к уменьшению толщины интимы с сохранением отдельных участков гипертрофии [20]. В средней оболочке на ранних стадиях заболевания отмечается гипертрофия мышечных элементов [5, 13, 17, 18, 21, 26, 27], что приводит к ее выраженному утолщению. При этом в среднем и наружном слоях отмечается увеличенное количество vasa vasorum, свидетельствующее об усилении кровоснабжения венозной стенки [28, 29]. Очевидно, что эти изменения являются компенсаторно-приспособительными и направлены на восстановление извращенного венозного оттока. По мере прогрессирования патологического процесса в средней оболочке появляется атрофия мышечных структур, поэтому она истончается. Нередко отмечается чередование участков стенки с гипертрофией и атрофией мышечных элементов [30]. Одновременно в средней и адвентициальной оболочках уменьшается количество vasa vasorum, они становятся извитыми, склерозируются и окклюзируются [28, 29].

У всех пациентов, включенных в исследование, были клинические классы С3 и С4 и имелась выраженная трансформация большой подкожной вены, потребовавшая выполнения ее удаления на всем протяжении. Соответственно, морфологические изменения венозной стенки были существенными. Коллаген IV типа находится в базальной мембране сосудов. Если последняя разрушается и уменьшается количество vasa vasorum, то и количество коллагена данного типа уменьшается, что мы и установили в своем исследовании. Нельзя исключить, что на начальных стадиях, когда интима утолщается и возрастает количество vasa vasorum, возможно увеличение содержания коллагена IV типа, что и выявили в своих исследованиях D. Kirsch и соавт. [11, 12].

Увеличение содержания коллагена VI типа в стенке варикозно-измененной вены, по нашему мнению, объясняется развивающейся общей коллагенизацией стенки. Известно, что при прогрессировании заболевания во всех слоях венозной стенки наблюдается увеличение коллагеновых волокон и изменение их структуры. Они утолщаются, становятся грубыми и нередко разрушаются. Коллаген VI типа является компонентом микрофибриллярных структур, формирующих сеть между волокнами коллагенов I и III типов, а также мышечных клеток, количество которых тоже меняется. Соответственно, указанные изменения и могут обусловливать увеличение содержания коллагена VI типа. Можно даже предположить, что эти изменения направлены на сохранение коллагенового каркаса вены, страдающего за счет перестройки крупных фибрилл, формируемых коллагенами I и III типов.

Результаты нашей работы позволили выявить еще одну важную закономерность, которая ранее в литературе не описывалась. В глубоких венах (задние большеберцовые вены) содержание коллагенов IV и VI типов при варикозной болезни также отличается от нормального. Причем характер изменений аналогичен выявленному в поверхностных венах — содержание коллагена IV типа уменьшается, а VI типа увеличивается. Эти изменения протекают если и не синхронно, то, как минимум, однонаправленно. Все пациенты, включенные в исследование, имели недостаточность клапанов глубоких вен, что дает основание говорить о нарушении коллагенового каркаса и, соответственно, упруго-эластичных свойств стенки глубоких вен при данной форме заболевания. Возможно, это и является морфологическим субстратом возникновения патологических рефлюксов в глубоких венах.

Таким образом, проведенные исследования показали, что при варикозной болезни отмечается уменьшение содержания коллагена IV типа и увеличение содержания коллагена VI типа как в стенке большой подкожной вены, так и в стенке задних большеберцовых вен. Можно предположить, что эти изменения лежат в основе изменений упругоэластичных свойств не только поверхностных, но и глубоких вен, и играют существенную роль в нарушении венозного оттока и развитии хронической венозной недостаточности.

1. При варикозной болезни в стенке большой подкожной вены содержание коллагена IV типа уменьшается, а коллагена VI типа увеличивается по сравнению с нормой.

2. В стенке задних большеберцовых вен при варикозной болезни у пациентов с несостоятельностью клапанов глубоких вен содержание коллагена IV типа меньше, а коллагена VI типа больше, чем в норме.

3. Выявленные изменения содержания коллагенов IV и VI типов в стенке поверхностных и глубоких вен могут играть важную роль в нарушении упругоэластичных свойств венозной стенки.

Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — С.А.

Сбор и обработка материала — С.А., И.В., М.М.

Статистическая обработка — С.А.

Написание текста — С.А., И.В., М.М.

Редактирование — С.А., И.В.

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