Роль артериоло-венулярных анастомозов в циркуляции нейтрофильных гранулоцитов

Введение. Вопрос о механизмах блокады микрососудистого русла различных органов и, прежде всего, головного мозга и сердца, при различных экстремальных состояниях – вопрос первостепенной важности. От его решения зависит ответ: возможна ли ликвидация в клинических условиях феномена не восстановления кровотока (no-reflov)? В настоящее время многие авторы признают участие нейтрофильных гранулоцитов (НГ) не только в регуляции кровотока, но и в блокаде микроциркуляции [1-6]. По образному выражению [7], «лейкоциты подобно пастухам разгоняют эритроциты по своим капиллярам» [с. 173]. Феномен «no-reflov» был обнаружен в большинстве органов и тканей, испытавших острую ишемию, поскольку он имеет универсальный механизм возникновения и однотипный характер развития. Так, в работе [2] указано, что феномен «no-reflov» «состоит в массовой блокаде лейкоцитами венозных микрососудов» [с. 615] сосудистой оболочки головного мозга крыс, после перевязки у них обеих общих сонных артерий. Но каким образом НГ, имеющие жесткую конструкцию цитоскелета, вязкую цитоплазму и диаметр 12-15 мкм [8], проходят через капилляры в венулы? Ведь только из венул НГ способны эмигрировать в интерстициальное пространство [8, 9]. Этот вопрос в литературе не только не обсуждался, но даже и не ставился. Очевидно, что a priori признается транскапиллярная циркуляция НГ. Однако, вероятнее всего, НГ поступают в венозное русло органов через артериоло-венулярные анастомозы (АВА).

Цель работы – выяснить роль артериоло-венулярных анастомозов в циркуляции нейтрофильных гранулоцитов.

Материал и методы. Изучены препараты кишечника, сердца, головного мозга, брюшины, десны, языка, селезенки кошек (n=7) и белых крыс (n=17). В суправитальных условиях, под общей анестезией [Золетил (Virbac, Франция) в дозировке 125 мкг/кг] проводилась интрасосудистая импрегнация по Ранвье. Фрагменты органов импрегнировались по универсальному методу [10], а парафиновые срезы окрашивались гематоксилином и эозином, по Ван-Ризону, Романовскому - Гимзе. Все манипуляции с животными осуществились в соответствии с российскими этическими нормативами.

Результаты исследования и обсуждение. Типичные артериоло-венулярные анастомозы (АВА) с постоянным кровотоком обнаружены в эпикарде (рис. 1а), в твердой мозговой оболочке (рис. 1б), в подслизистой основе кишечника (рис. 1в). В миокарде, в мягкой мозговой оболочке, в коре головного мозга, в селезенке АВА обнаружить не удалось. Более того, в 10

просвете артериом и венул этих тканевых структур определялась высокая концентрация эритроцитов при полном отсутствии НГ (рис. 2). И тем не менее, в просвете «синусоидов» миокарда, отличающихся от типичных венул миокарда отсутствием в сосудистой стечке перицитов, небольшое количество НГ выявлялось у интактных кошек постоянно (рис. 3). У интактных же крыс, у которых отсутствуют межтрабекулярные пространства, НГ в просвете синусоидов отсутствовали. Эти данные свидетельствуют о том, что «синусоиды» могут сообщаться с камерами сердца [11] и НГ могут поступать в них во время диастолы. Циркуляции НГ в типичном микрососудистом русле миокарда препятствует процесс преорганной гемосепарации [12]. Он происходит последовательно, поэтапно по мере продвижения крови от сердца к месту назначения. Эффективность гемосепарации, разделение потоков крови, зависит от соотношения между углами отхождения магистральных артерий от аорты, перепадом диаметров материнских и дочерних ветвей и скорости кровотока в них [13]. Так, углы отхождения обеих венечных артерий от аорты равны ≈70°, а перепады диаметров – 1:15-17. Углы отхождения обеих общих сонных артерий близки к 90°, а соотношения диаметров – 1:2,5. В чем же биологическая целесообразность феномена преорганной гемосепарации? Очевидно, что в процессе гемосепарации в микрососудистое русло каждого органа и даже в микрососудистое русло каждой ткани органа поступает кровь различная по гематологическим показателям. Закономерно, что наиболее эффективная гемосепарация происходит в экстраорганном русле органов с высоким уровнем дифференцировки рабочих структур [14]. Так, после гемосепарации на уровне бифуркации левой общей сонной артерии и на уровне бифуркации плечеголовного ствола и бифуркации правой общей сонной артерии, в головной мозг поступает кровь с высоким гематокритом (0,584-0,712) и с выраженной лейкопенией [(2.5-3.0) х 109/л]. В наружные же сонные артерии поступает кровь с низким гематокритом (0,258-0,324) и с высоким лейкоцитозом [15]. Высокая эффективность гемосепарации в системе экстракраниальных артерий обусловлена так же значительной объемной скоростью кровотока во внутренних сонных артериях, в 2 раза превышающей этот показатель в наружных сонных артериях [16]. Такая разница в объемной скорости кровотока в артериях с практически одинаковым внутренним диаметром связана с несколькими факторами [17]. Во-первых, не смотря на ригидность черепа, несжимаемость мозга и ликвора в микрососудах мягкой мозговой оболочки возможно 20% увеличение объема крови. Во-вторых, в интракраниальных отделах внутренних сонных артерий происходит резкое снижение пульсового давления и значительное уменьшение сосудистого сопротивления [18]. В-третьих, функционированием «церебрального сердца», основным условием эффективности которого является синхронизация ритмических сокращений пиальных вен с артериальной пульсовой волной. В-четвертых, обе волны и артериальная волна расширения, и волна активного сокращения пиальных вен, возникающая синхронно и рефлекторно, управляются из единого центра – сердечного пейсмекера [18]. В-пятых, в кровоснабжении твердой мозговой оболочки участвует средняя оболочечная артерия. В связи с этим, именно в её микрососудистом русле существует большое число типичных АВА, через которые в венулы поступают НГ из наружной сонной артерии, низкий гематокрит и высокое осмотическое давление.

Напротив, в микрососудистом русле мягкой мозговой оболочки – высокая концентрация эритроцитов, но нет НГ и АВА. Таким образом, при отсутствии в твердой мозговой оболочке лимфатических микрососудов, резорбция ликвора из субарахноидального пространства осуществляется, очевидно, венозными микрососудами. Необычайно высокое содержание НГ наблюдается в микрососудах слизистой оболочки полости рта и, особенное, в микрососудах зубодесневых соединений. Высока и скорость миграции НГ в ротовую полость: около 30000 НГ в минуту и 4,3 х 10/у – за сутки [19].

Этому способствуют своеобразные сосудистые конструкции, подобные «шпилькам для волос», расположенные на уровне десневых сосочков и функционирующие как противоточные обменники, а также многочисленные АВА, обнаруженные на стыке прикрепленной десны и переходной складки и в области эпителиального прикрепления десны к зубу (рис. 4). При общем количестве циркулирующих в крови НГ идеального мужчины (масса – 70,0 кг, рост – 170 см) = 3,5 х10/10 за сутки в его полости рта погибает 1/800 их часть. Такая значительная потеря НГ происходит на площади слизистой оболочки полости рта, составляющей всего =137см² или менее 1/10000 площади слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта [20]. 2/3 многочисленных физиологических функций НГ необходимо отметить их значительную роль в связывании и элиминации эндотоксина [21]. Ранее считалось [22], что весь эндотоксин, поступающий из кишечника, элиминируется клетками Купфера печени. В настоящее время установлено, что в норме до 6% объем крови, оттекающей от кишечника через портокавальные анастомозы, поступает, минуя печень, в общую циркуляцию. В связи с этим в периферической крови здоровых людей определяется до 13% активированных эндотоксином НГ [23]. При различных экстремальных ситуациях пропускная способность портокавальных анастомозов может увеличиваться, соответственно увеличивается и количество поступающего в общую циркуляцию эндотоксина. В ходе эволюции выработан ряд механизмов, обеспечивающих защиту организма от вредного действия эндотоксина [24].

К таким механизмам авторы относят различные виды взаимодействия эндотоксина с НГ:

• 1.    Неспецифическое взаимодействие гидрофобных структур НГ с эндотоксином;

• 2.    Связывание эндотоксина рецепторным белком СД18;

• 3.    Формирование комплекса эндотоксина LВР- белком плазмы, а затем взаимодействие комплекса с поверхностным клеточным рецептором СД14;

• 4.    Fc-зависимое связывание комплекса эндотоксин – антитело класса IgE с Fc–рецептором НГ [25].

Последний вид взаимодействия эндотоксина и НГ приводит к фагоцитозу и не активации эндотоксина, т.е. носит выраженный протективный характер [23]. Однако приходиться сомневаться в том, что только НГ защищают организм от эндотоксиновой агрессии. Полученные нами данные свидетельствуют о том, что поступление плазмы крови, содержащей не только эндотоксин, но и другие антигены, в микрососудистое русло органов, имеющих гистогематические барьеры, лимитируется преорганной гемосепарацией. Это, в первую очередь, касается головного мозга и миокарда. Более того, в микрососудистом русле и головного мозга, и миокарда отсутствуют АВА, через которые циркулируют НГ. С этих позиций морфофункциональные механизмы, осуществляющие преорганную гемосепарацию, должны рассматриваться как неотъемлемые части гистогематических барьеров, в том числе, и гематоэнцефалического. Отсутствие АВА в миокарде и в головном мозге исключает возможность блокады их микрососудистых русел НГ. Кроме того, на микрофотографиях [2], де-

Рис. 1-Б

Рис. 1-A

Рис. 1. Артериоло-венулярные анастомозы с постоянным кровотоком: в эпикарде (1-А), в подслизистой основе кишечника (1-Б), в большом сальнике (1-В) кошки. Обозначения: 1 - артериола, 2- венула, 3 - артериоловенулярный анастомоз. Внутрисосудистая импрегнация по Ранвье. Ув. 900.

Рис. 1-В

Рис. 2. Нейтрофильные гранулоциты в просвете синусоида (1) миокарда (2) кошки. Окраска гематоксилином и эозином. Ув. 900.

Рис. 3. Венула (1) коры головного мозга (3) кошки. 2 -перивазальное пространство. Окраска по Ван Гизону. Ув. 900.

Рис. 4. Артериоло-венулярный анастомоз (3) в области эпителиального прикрепления десны к зубу кошки. 1) артериола, 2) венула. Внутрисосудистая импрегнация по Ранвье. Ув. 900.

Рис. 5. Блокада лимфатического капилляра (2) набухшими и десквамированными эндотелиоцитами (1). Универсальный метод импрегнации. Ув. 900.

монстрирующих блокаду пиальных венул НГ, видны не НГ, а набухшие эндотелиоциты. Позже блокада кровеносных и лимфатических микрососудов набухшими и десквамированными эндотелиоцитами была проиллюстрирована (рис. 5) в работах [26, 27].