Morphology internal thoracic artery in patients with coronary artery disease in different age groups

Вопрос приоритетного выбора ВГА в качестве трансплантата актуален не только из-за ее преимуществ, но также из-за ограниченных возможностей использования БПВ у целого ряда больных. В большей степени это касается пациентов пожилого и старческого возраста, у которых ишемическая болезнь сердца (ИБС), зачастую, протекает с сочетанным атеросклеротическим поражением аорты и других сосудистых бассейнов, в частности, артерий нижних конечностей (НК). Ишемия, развивающаяся вследствие этого, способствует специфическим изменениям БПВ, ограничивающих возможность ее использования для реваскуляризации миокарда. Кроме того, при низком лодыжечно-плечевом индексе (ЛПИ < 0,4), вмешательство на НК может привести к плохому заживлению послеоперационной раны. И, наконец, выраженные варикозные изменения вен НК, нередко встречающиеся в этом возрасте, также могут явиться непреодолимым препятствием для их использования в качестве пластического материала для шунтов [7, 18].

Исходя из вышеизложенного, вполне понятно, что проблема выбора адекватного трансплантата в настоящее время продолжает оставаться в центре многочисленных научных дискуссий. По мнению многих исследователей наиболее современным и перспективным направлением развития коронарной хирургии представляется внедрение множественного маммарокоронарного шунтирования с применением микрохирургической техники и использованием ВГА, как на ножке, так и в качестве свободных трансплантатов, путем создания Y-образных конструкций [1, 2, 5].

В связи с этим целью нашего исследования явилось изучение гистоморфологического строения ВГА и выявление патологических изменений ее стенки в различных возрастных группах.

Материал и методы

Материалом исследования послужили сегменты ВГА, использованных в качестве трансплантатов у 83 пациентов (средний возраст 68 ± 9,68), оперированных в отделении хирургического лечения ИБС РНЦХ им. акад. Б.В. Петровского. В зависимости от возраста пациенты были разбиты на три группы: I группа (n = 22) 50–60 лет, II группа (n = 27) 61–70 лет, III группа (n = 34) 71–80 лет.

Взятие ВГА осуществляли скелетизированно от подключичной артерии до места бифуркации. Исследованию подверглись проксимальные, средние и дистальные сегменты. Обработку для световой и электронной микроскопии проводили по стандартной методике. Резецированные сегменты ВГА рассекали на фрагменты длиной 0,4–0,5 см, фиксировали в 10% растворе нейтрального формалина с последующей заливкой в парафин. Всего исследовано 240 участков ВГА. Срезы окрашивали гематоксилином и эозином; гладкомышечные клетки – пи-крофуксином по Ван Гизону, азокармином и железным

гематоксилином по Гейденгайну; эластические волокна – орсеином. Свойства внеклеточного матрикса изучали гистохимически с помощью толуидинового и альциано-вого синего и PAS- реакции. Кальций выявляли по методу Косса. Для электронно-микроскопического исследования кусочки стенки артерий последовательно фиксировали в 2,5% и 5% глютаральдегиде, забуференном 1% растворе осмия, промывали в фосфатном буфере с сахарозой, обезвоживали в спиртах восходящей концентрации и абсолютизированном ацетоне, заливали в смесь эпона с аралдитом.

Фрагменты ВГА ориентировали так, чтобы срез проходил через все слои сосудистой стенки. Ультратон-кие срезы получали на ультратоме LKB «NOVA» и после контрастирования насыщенным спиртовым раствором уранилацетата и цитратом свинца изучали в электронном микроскопе JEM-100B.

На гистологических препаратах обьект-микрометром измеряли толщину интимы и медии, а также толщину всей стенки артерии, диаметр просвета сосуда и его внешний диаметр. Подсчитывали количество эластических мембран и слоев мышечных клеток в среднем слое.

Результаты и обсуждение

При гистологическом исследовании фрагментов ВГА, грубых механических повреждений стенки, связанных с хирургическими манипуляциями, выявлено не было.

У 36(43,4%) пациентов структура стенки ВГА не имела признаков патологических изменений. В подавляющем большинстве это были больные I группы (n-17/47,2%). Во II и III группах таких пациентов было значительно меньше – 12(33,3%, P1-2 = 0,07) и 7(19,4%, P1-3 = 0,01), соответственно. Морфометрические параметры неизмененной ВГА приведены в табл. 1.

Внутренняя оболочка неизмененной ВГА на всем протяжении выстлана эндотелием, снаружи ограничена внутренней эластической мембраной (ВЭМ) непрерывного типа, имеющей извитую конфигурацию. Между ними располагается узкий подэндотелиальный слой, состоящий из тонких волокон коллагена и эластина. Далее следует средний слой, который отличается своим строением в разных сегментах артерии. В проксимальном сегменте, он представлен 9–11 рядами параллельно расположенных эластических мембран, между которыми имеются

Табл. 1. Морфометрические параметры ВГА без морфологических изменений

Параметры I группа (n = 17) II группа (n = 12) III группа (n = 7) Толщина оболочек ВГА (мм) Внутренняя оболочка 0,032 ± 0,015 0,028 ± 0,078 0,035±0,076 Средняя оболочка 0,23 ± 0,044 0,22 ± 0,034 0,24 ± 0,026 Толщина стенки ВГА (мм) 0,305 ± 0,008 0,301 ± 0,013 0,304 ± 0,012 Диаметр артерии, (мм) Внутренний 1,53 ± 0,15 1,48 ± 0,11 1,50 ± 0,18 Наружный 1,935 ± 0,53 1,918 ± 0,76 1,922 ± 0,65 немногочисленные гладкомышечные клетки и волокна коллагена (рис. 1). То есть в проксимальном сегменте, несмотря на небольшие размеры, она имеет черты сосуда эластического типа, к которому, как правило, принадлежат крупные артерии типа аорты и легочной артерии.

По мере приближения к дистальным сегментам (1–3 см до ее бифуркации), структура средней оболочки ВГА меняется, приобретая характерные признаки артерии мышечного типа. Здесь она состоит из 5–7 слоев спирально ориентированных гладкомышечных клеток (ГМК), между которыми находятся эластические волокна и немногочисленные клетки типа фибробластов (рис. 2).

Это объясняет тот факт, почему в этой зоне ВГА наиболее подвержена спазмированию во время ее выделения, обработки и формирования анастомоза. Согласно нашим данным, спазм ВГА отмечался у 78,3% (n-65) больных исследуемой группы.

Рис. 1. Гистологическое строение проксимального отдела ВГА. 1 – cредний слой. 2 – эластичные мембраны. (Окраска орсеином. Увеличение ( х ) 200)

Рис. 2. Гистологическое строение дистального сегмента ВГА.

1 – пучки гладкомышечных клеток. (Окраска азокармином по Гейденгайну. Увеличение ( х ) 400)

При электронно-микроскопическом исследовании неизмененной ВГА внутренняя поверхность выстлана эндотелиальными клетками с крупными ядрами вытянутой формы с мелкозернистым хроматином, ориентированными вдоль оси клетки. Цитоплазма средней электронной плотности содержит редкие свободные рибосомы, полисомы, изредка встречаются профили цистерн гранулярной эндоплазматической сети, отдельные микровезикулы или микровезикулярные структуры в виде цепочек, каналов, розеток, объединяющих от двух до семи везикул, содержащих в просвете вещество слабой электронной плотности. Иногда везикулы располагаются в непосредственной близости к плазмолемме. Митохондрии здесь немногочисленны, некоторые из них имеют электронно-плотный матрикс, другие – матрикс средней электронной плотности с хорошо различимыми сохранными кристами. Поверхность эндотелиальных клеток, обращенная к просвету сосуда, сглажена, базальная мембрана местами четко контурируется, местами – расслаивается (рис. 3).

Рис. 3. Электронограмма эндотелиальной клетки. 1 – ядро. 2 – микро-пиноцитозные везикулы в цитоплазме. (Увеличение ( х ) 20000)

Табл. 2. Структура морфологических изменений внутренней грудной артерии

Параметры	I группа (n = 22)	II группа (n = 27)	III группа (n = 34)
Очаговый склероз интимы и медии	1(4,5%)*	8(29,6%)	12(35,2%)
Атеросклероз (Липосклерозинтимы)	2(9%)	3(11,1%)	9(26,4%)
Кальциноз ВЭМ и медии	–	2(7,4%)	7(21%)
Фиброзно-мышечнаядисплазия	3(13,6%)*	–	–

Примечание: * – (P < 0,05).

ВЭМ четко разграничивает интиму и медию сосудистой стенки, состоит из аморфного вещества и более электронно-плотного микрофибриллярного компонента.

Средняя оболочка ВГА сформирована ориентированными вдоль сосуда веретенообразными клетками, имеющими ультраструктурные признаки зрелых ГМК: эллипсоидной формы ядра находятся в центральной, самой широкой части клетки, хроматин располагался маргинально, нуклеолемма образует глубокие складки. Цитоплазма в основном занята миофиламентами с характерными плотными тельцами. Органеллы располагаются преимущественно в перинуклеарной зоне. Профили гранулярного ретикулума и полисомы встречались редко, комплекс Гольджи развит слабо и представлен единичными цистернами, немногочисленные митохондрии имели овальную форму, просветлённый матрикс – единичные кристы.

Достоверных различий сравниваемых морфометрических параметров в исследуемых группах при отсутствии патологических изменений стенки ВГА выявлено не было.

У более чем половины пациентов исследуемой группы n-47 (56,6%) при гистологическом исследовании выявлены те или иные морфологические изменения стенки ВГА. Они проявлялись в виде очагового склероза интимы и медии, липосклероза интимы, кальциноза ВЭМ и медии, а также, врожденной патологии сосудистой стенки по типу фиброзно-мышечной дисплазии (ФМД). Структура морфологических изменений ВГА представлена в таблице 2. Наиболее часто патологическая трансформация стенки ВГА встречалась у пациентов III группы n-28 (59,5%), против 13 (27,6%) пациентов II группы и 6 (12,8%) пациентов I группы (P < 0,05).

У 21(25.3%) больных обнаружены изменения артерии, которые в современной литературе рассматриваются как возрастные [7, 8, 9]. В I группе они встречались у 1 (4,5%), в II и III группах – у 8 (29,6%) и 12 (35,3%), соответственно (P1-3 = 0,03). Данные изменения характеризуются тем, что в ее среднем слое появляются очаги склероза и наблюдается уменьшение количества эластических мембран, их истончение, а также разрывы ВЭМ. Повреждения ВЭМ, которая является барьером между эндотелием и мышечным слоем средней оболочки, стимулируют миграцию ГМК в интиму и инициируют процессы формирования интимального утолщения [9].

Табл. 3. Сравнительная характеристика морфометрических параметров измененной и неизмененной ВГА

Параметры		Без изменений (n = 35)	Возрастные изменения (n = 21)	Атеросклероз (n = 14)	Кальциноз ВЭМ (n = 9)
Толщина оболочек ВГА (мм)	Внутренняя оболочка	0,032 ± 0,015*	0,051 ± 0.012	0,066 ± 0,008	0,053 ± 0,009
	Средняя оболочка	0,23 ± 0,044*	0,19 ± 0,015	0,22 ± 0,034	0,20 ± 0,013
Толщинастенки ВГА(мм)		0,303 ± 0,002	0,302 ± 0,011	0,301 ± 0,013	0,304 ± 0,012
Диаметр артерии, (мм)	Внутренний	1,51 ± 0,02	1,53 ± 0,2	1,48 ± 0,15	1,50 ± 0,18
	Наружный	1,925 ± 0,007	1,94 ± 0,48	1,92 ± 0,76	1,92 ± 0,65

Примечание: * – (P < 0,05).

В наших наблюдениях толщина интимы в среднем составляла 0,051 ± 0,012 мм, что было достоверно выше, чем в неизмененных артериях 0,032 ± 0,015 мм (P = 0,001). Однако, изменения просвета артерии при этом не наблюдалось, что видимо связано с некоторым достоверным уменьшением толщины медии (0,19 ± 0,015 мм против 0,23 ± 0,044 мм, P=0,001), в результате снижения количества и толщины эластических структур. При гистологическом исследовании в утолщенной интиме среди клеточных элементов преобладали гладкомышечные клетки, цитоплазма некоторых интенсивно окрашивалась специальными красителями (азокармином и железным гематоксилином по Гейденгайну, пикрофуксином по Ван Гизону) (рис. 4).

Рис. 4. Гистологическое строение ВГА у пациентов с возрастными изменениями. 1 – склероз среднего слоя. 2 – дефекты ВЭМ. 3 – гладкомышечные клетки. (Окраска азокармином по Гейденгайну. Увеличение ( X ) 40)

Часть из них, как и в средней оболочке, располагались вдоль сосудистой стенки, имели палочковидную, а иногда штопорообразную форму ядра. Также при электронномикроскопическом исследовании встречались довольно многочисленные гладкомышечные клетки с крайне незначительным количеством миофибрилл в цитоплазме, которые имели признаки синтезирующих: основную часть цитоплазмы занимала хорошо развитая гранулярная эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, полисомы и лишь по периферии определялись небольшие пучки миофиламентов (рис. 5). ВЭМ имела сглаженные контуры и мелкие дефекты. В средней оболочке отмечалась очаговая атрофия отдельных гладкомышечных клеток, окруженных зонами склероза. Гликозаминогликаны выявлялись лишь в округ отдельных гладкомышечных клеток в виде небольших скоплений.

Рис. 5. Электронограмма гладкомышечной клетки синтезирующего типа.

1 – ядро клетки. 2 – гранулярный эндоплазматический ретикулум.

3 - пучки миофиламентов. (Увеличение ( х ) 12000)

Атеросклероз в стадии липосклеротических изменений наблюдался у 14 (17%) пациентов (табл. 2). В I группе изменения встречались у 2 (9%), во II и III группах – у 3 (11,1%) и 9 (26,4%), соответственно (P > 0,05). Толщина интимы составляла в среднем 0,066 ± 0,008 мм, что было достоверно выше, чем в неизмененных артериях 0,032 ± 0,015 мм (P = 0,001). Однако, изменения просвета артерии при этом также не наблюдалось. В результате снижения количества эластических волокон толщина ме-дии была несколько меньше и составила 0,22 ± 0,034 мм, против 0,23 ± 0,044 мм в неизмененных артериях.

Рис. 6. Гистологическое строение ВГА с липосклерозом интимы. 1 – липосклеротическая бляшка. 2 – средний слой. (Окраска гематоксилином и эозином. Увеличение( х )400)

Липосклеротические бляшки во всех наблюдениях были покрыты слоем эндотелия и состояли из рыхлой соединительной ткани, в которой располагались клетки типа фибробластов, тонкие коллагеновые волокна и макрофаги со светлой пенистой цитоплазмой, содержащей липиды (рис. 6).

Наряду с пролиферацией и склерозом интимы и ме-дии у 2 (7,4%) пациентов II группы и 7 (21%) III группы обнаружен кальциноз ВЭМ. У 4 (44,4%) из них он сочетался с очаговым микрокальцинозом средней оболочки и с кальцинозом наружной эластической мембраны. Подобные находки некоторые авторы рассматривают, как проявление возрастных изменений сосудистой стенки, которые могут появляться и в более раннем возрасте при наличии каких-либо хронических заболеваний и на-

рушениях кальциевого обмена [1]. Другие исследователи расценивают их как склероз Монкеберга (известковая ангиопатия), который расценивал ее как изолированный кальциноз средней оболочки мелких артерий мышечного типа без поражения их интимы и адвентиции [2, 7].

Толщина интимы кальцинированных ВГА была достоверно выше, чем в неизмененных артериях 0,053 ± 0,009 мм против 0,032 ± 0,015 мм (P < 0,05), а медии достоверно меньше 0,20 ± 0,013 мм против 0,23 ± 0,044 (P < 0,05). Следует отметить, что при этом эндотелиальная выстилка присутствовала во всех случаях, а значимого сужения просвета не отмечалось.

В I группе у 3(13,6%) пациентов женского пола обнаружена врождённая аномалия стенки ВГА – ФМД. Во II и III группах таких изменений артерий не отмечено. Данная патология включает в себя гетерогенную группу неатеросклеротических, невоспалительных изменений артерий мелкого и среднего калибра, приводящих к стенозу и окклюзии сосудов, формированию аневризм и диссекции сосудистой стенки [14, 21]. ФМД наблюдается преимущественно у женщин в возрасте 40–60 лет. Этиология и патогенез данного заболевания до настоящего времени остаются неизвестными. Существует генетическая, гормональная, ишемическая, гуморальная и механическая гипотезы механизма развития ФМД [19]. Нередко данное состояние развивается у людей с патологией соединительной ткани ( IV тип синдрома Элерса-Данло, синдром Марфана, кистозный некроз средней оболочки и коарктация аорты) [12]. В зависимости от топографии патологического процесса и характера морфологических изменений в стенке артерий выделяют следующие типы – интимальный, медиальный и перимедиальный, которые могут сочетаться у одного пациента [8, 19]. В нашем исследовании данные изменения встречались во внутреннем и среднем слоях артерии, т.н. смешанный тип ФМД.

Для этой патологии характерно очаговое утолщение интимы (в среднем до 0,049 ± 0,019 мм) и пролиферация клеточных элементов с новообразованием волокнистых структур в субэндотелиальном слое. Между волокнами выявляется базофильное аморфное вещество, обладающее метахромазией при окраске толуидиновым синим. Волокнистые структуры располагаются хаотично, среди полей фиброза встречаются группы гладкомышечных клеток. ВЭМ часто фрагментирована, но всегда присутствовала.

В средней оболочке (толщина до 0,19 ± 0,028 мм) отмечается изменение эластических мембран и волокон в виде их дефицита и нарушения формирования. Гладкомышечные клетки немногочисленны, расположены хаотично, утрачивается их циркулярная ориентация. Нередко сохраняются лишь отдельные группы мышечных клеток, которые имеют вид «замурованных» в склерозированном среднем слое в фиброзной ткани (рис. 8).

В 2-х случаях из 3 наблюдалось образование микроаневризмы в виде бухтообразного выпячивания резко истонченной стенки. В этих участках толщина стенки

Рис. 7. Гистологическое строение ВГА с кальцинозом стенки. 1 – интима.

2– кальциноз ВЭМ. 3 – медиа. (Окраска по методу Косса. Увеличение

( х ) 200)

Рис. 8. Гистоморфологическое строение ВГА с фиброзно-мышечной дисплазией. 1 – Медиа. 2 – Интима. (Окраска азокармином по Гейденгайну. Увеличение ( х ) 400)

артерии составляла 0,15 ± 0,025 мм, ВЭМ отсутствовала, средний слой склерозирован, в нем встречались лишь единичные гладкомышечные клетки. В одном из истонченных участков аневризмы произошел надрыв с расслоением стенки на значительном протяжении, в результате чего артерия была признана непригодной для шунтирования (рис. 9).

Таким образом, следует отметить, что ВГА – это сосуд, имеющий неодинаковое строение стенки на различных уровнях. В дистальном сегменте это артерия мышечного типа, в среднем и проксимальном – ближе к эластическому типу. С возрастом, по мере старения организма и прогрессирования процессов атеросклероза, соответствующие изменения происходят и в ВГА. У больных пожилого и старческого возраста чаще встречается патология ее стенки, включая изменения возрастного характера. Они проявляются в виде очагового склероза

Рис. 9. Расслоение стенки ВГА с фиброзно-мышечной дисплазией.

1 – истинный просвет ВГА. 2 – разрыв аневризмы ВГА с расслоением стенки. 3 – субадвентициальная гематома в «ложном» канале. (Окраска пикрофуксином и орсеином. Увеличение ( х ) 50)

интимы и медии, липосклероза интимы, кальциноза ВЭМ и медии. При этом анализ полученных данных показывает, что эти изменения, как правило, не приводят к сужению просвета ВГА и нарушению выстилки артерии, и, соответственно она, с учетом вышеизложенного, может быть использована в качестве аутотранслантата при выполнении аорто-коронарного шунтирования.