Особенности ремоделирования артерий двенадцатиперстной кишки при экспериментальной язве в условиях алюминиевого отравления

Сегодня проблема язвенной болезни двенадцатиперстной кишки остается актуальной в современной гастроэнтерологии [4, 7]. Загрязнение окружающей среды в последнее десятилетие привело к росту количества химических веществ, которые негативно влияют на организм человека и ухудшают течение различных патологий [2]. Для комплексной оценки патологических процессов исследователи все чаще проводят изучение закономерностей ремоделирования артерий при различных заболеваниях. Ремоделирование артерий – это изменение их структуры и функции при различных физиологических и патологических процессах.

Несмотря на то, что алюминий поступает в организм через пищевой тракт, особенности ремоделирования ар- терий двенадцатиперстной кишки при экспериментальной язве в условиях алюминиевого отравления не исследованы [1, 8].

Цель исследования: морфометрическое изучение ремоделирования артерий двенадцатиперстной кишки при экспериментальной язве в условиях алюминиевого отравления.

Материал и методы

Эксперименты проведены на 25 половозрелых свиньях-самцах вьетнамской породы. Животные произвольно разделялись на 3 группы. 1-я група включала 8 конт-рольних животных, 2-я – 9 свиней с моделированной язвой двенадцатиперстной кишки, 3-я – 8 животных с моделированной язвой, которым вводили хлорид алюминия. Язву двенадцатиперстной кишки моделировали методом Okabe [9]. Хлорид алюминия вводили внутрибрюшинно по 100 мг/кг. Эвтаназию животных проводили посредством кровопускания в условиях тиопенталового наркоза. Для морфологических исследований забранный материал фиксировали в 10%-м нейтральном растворе формалина и после проведения в спиртах возрастающей концентрации заливали парафином по общепринятой методике. Микротомные срезы после депарафинизации окрашивались гематоксилином и эозином по ван-Гизо-ну, Маллори, Вейгерту. Морфометрическими методами определяли наружный и внутренний диаметры артерий среднего и мелкого калибров двенадцатиперстной кишки, толщину медии, индекс Вогенворта (соотношение площади стенки артерии к площади ее просвета), высоту эндотелиоцитов, диаметр их ядер, ядерно-цитоплазмати-ческое соотношение в этих клетках, относительный объем пораженных эндотелиоцитов [6]. Статистическое различие исследуемых параметров между сравниваемыми группами оценивали по коэффициенту Стьюдента [3]. За уровень статистической значимости принимали р<0,05.

Результаты и обсуждение

При сравнении исследуемых параметров артерий двенадцатиперстной кишки у животных разных групп было установлено, что при отравлении организма алюминием они значительно отличались (таблица). Так, наружный диаметр артерий среднего калибра двенадцатиперстной кишки при экспериментальной язве в условиях алюминиевого отравления увеличился на 2,0%. Внутренний диаметр артерий в исследуемых экспериментальных условиях статистически значимо (р<0,001) снизился на 15,1%. Этот морфометрический показатель был меньше (р<0,01) на 5,8% по сравнению с аналогичным параметром в наблюдениях 2-й группы. Толщина медии артерий среднего калибра выросла с 21,30±0,18 до 23,70±0,21 мкм, то есть на 11,2%. Эти морфометрические параметры между собой статистически значимо (р<0,01) отличались.

Индекс Вогенворта артерий среднего калибра двенадцатиперстной кишки при язве в условиях алюминиевого отравления составлял 583,10±6,60%, то есть статистически значимо (р<0,001) увеличился по сравнению с контрольной группой на 44,4%, а со 2-й – на 13,1%. Также в этих экспериментальных условиях высота эндотелиоци-

Таблица

Морфометрические показатели артерий двенадцатиперстной кишки экспериментальных животных (М±m)

Примечание: звездочками обозначены показатели, которые статистически достоверно отличаются от аналогичных 1-й группы: * – р<0,05; ** – р<0,01;

*** – р<0,001.

тов артерий среднего калибра статистически значимо (р<0,001) увеличилась на 16,1% по отношению к контролю. Установлено, что при этом диаметр ядер эндотелио-цитов статистически достоверно (р<0,001) вырос на 26,3% по сравнению с контрольным параметром. Неравномерный, диспропорциональный рост пространственных характеристик цитоплазмы и ядер эндотелиоцитов привел к нарушению ядерно-цитоплазматических отношений в этих клетках. При этом указанный морфометрический параметр вырос с 0,280±0,003 в контрольной группе до 0,336±0,005 в 3-й группе, то есть на 20,0% (р<0,001). Относительный обьем поврежденных эндоте-лиоцитов артерий среднего калибра двенадцатиперстной кишки при язве в условиях алюминиевого отравления увеличился в 10,3 раза по сравнению с аналогичным контрольным показателем.

Артерии мелкого калибра двенадцатиперстной кишки при язве в условиях алюминиевого отравления подвергались более выраженной структурной перестройке по сравнению с артериями среднего калибра. Так, наружный диаметр артерий статистически значимо (р<0,01) вырос на 8,1% по сравнению с контролем. Внутренний диаметр при этом статистически значимо (р<0,001) снизился на 34,8%. Толщина медии увеличилась с 9,30±0,12 мкм в контрольной группе до 10,90±0,16 мкм, что составляло (р<0,001) 17,2%, а при сравнении с язвой – на 1,8%. Индекс Вогенворта артерий мелкого калибра двенадцатиперстной кишки при язве в условиях алюминиевого отравления составлял 1397,10±19,50%, то есть увеличился (р<0,001) по сравнению с контрольними животными на 275,2%, а с животными с язвой – на 114,3%. Значительное утолщение стенки артерий мелкого калибра двенадцатиперстной кишки при язве в условиях алюминиевого отравления, сужения их просвета, рост индекса Воген-ворта свидетельствовали о снижении пропускной способности сосудов и ухудшении кровоснабжения органа [6].

Высота эндотелиоцитов в данной экспериментальной группе увеличилась с 6,10±0,09 до 7,10±0,09 мкм. Этот морфометрический показатель также был статистически значимо (р<0,001) больше контрольного на 16,4%. Диаметр ядер эндотелиоцитов артерий мелкого калибра двенадцатиперстной кишки при язве в условиях алюминиевого отравления с высокой степенью статистической значимости (р<0,001) вырос на 28,7%. Существенно изменились при этом соотношения между пространственными характеристиками ядра и цитоплазмы эндотелио-цитов. Указанный морфометрический параметр в данных экспериментальных условиях составлял 0,338±0,004, тогда как в контрольных наблюдениях – 0,282±0,003, то есть статистически значимо (р<0,001) превышал последний на 19,8%. Изменения ядерно-цитоплазматического соотношения в эндотелиоцитах артерий мелкого калибра двенадцатиперстной кишки при язве в условиях алюминиевого отравления свидетельствовали о существенном нарушении структурного клеточного гомеостаза [5]. Относительный объем поврежденных эндотелиоцитов исследуемых сосудов при смоделированной патологии вырос в 18,7 раза и составлял 41,30±1,50%. Значительное увеличение объема поврежденных эндотелиоцитов свидетельствовало о функциональных изменениях сосудис- той стенки.

Проведенные в последние годы исследования изменили представления о роли эндотелия сосудов в поддержании гомеостаза. Эндотелий синтезирует биологически активные вещества, обеспечивает динамическое равновесие между вазоконстрикторными и вазодилататор-ными факторами, регулирует рост и пролиферацию субэндотелиальных и неклеточных структур, влияет на проницаемость сосудистой стенки. Эндотелиоциты продуцируют вещества, которые непосредственно влияют на гладкие миоциты сосудов, вызывая тем самым вазодилатацию (простациклин, оксид азота) или вазоконстрикцию (эндотелии-1, простагландин Н2) [10]. Дисфункция эндотелия, возникающая при воздействии повреждающих факторов (механических, токсических, иммунокомплексных, инфекционных и др.), резко меняет направление его эндокринной активности – образуются вазоконстрикторы, коагулянты. Оксид азота (NO), который продуцируется эндотелиоцитами, играет важную роль в регуляции тонуса сосудов. Повреждение большого количества эндотелиоцитов приводит к их дисфункции, что в свою очередь ведет к блокаде NO-синтазы, снижению синтеза NO, активации процессов его деградации. Это сопровождается спазмом и сужением просвета артерий, усилением гипоксии, отеком, дистрофией и некробиотическими изменениями клеток и тканей.

В результате проведенных нами исследований было установлено, что отравление организма алюминием приводит к ухудшению течения язвы двенадцатиперстной кишки, это проявлялось усугублением сосудистых нарушений, альтеративных, инфильтративных, склеротических процессов.

Заключение

• 1.    При экспериментальной язве в условиях отравления организма алюминием происходит выраженная структурная перестройка артерий двенадцатиперстной кишки: утолщается стенка сосудов, сужается их просвет, снижается пропускная способность сосудов и ухудшается кровоснабжение органа.

• 2.    Увеличение объема поврежденных эндотелиоцитов артерий двенадцатиперстной кишки при язве в условиях алюминиевого отравления осложняется эндотелиальной дисфункцией, усилением гипоксии, отеком, дистрофическими и некробиотическими изменениями клеток и тканей.