Участие химических элементов в дисплазии соединительной ткани при аневризме аорты

Дисплазия соединительной ткани (ДСТ) относится к числу распространенной патологии сердечнососудистой системы. В свете современных представлений принято различать дифференцированные формы соединительнотканных дисплазий, которым присущи определенный генный дефект, вид наследования и типичная клиническая симптоматика (синдром Марфана, синдром Эллерса – Данло и др.) [4, 13], и недифференцированную дисплазию соединительной ткани, характеризующуюся полиморфизмом стигм дизэмбриогенеза, представленных с различной частотой в фенотипе [2, 14]. К недифференцированным ДСТ относится широкий спектр поражений: дисплазия фиброзных колец, аневризма и расслоение аорты, аневризма перегородок сердца, аномалия клапанов и т.д. [9, 12, 16].

Наиболее частой комбинацией при ДСТ является аневризма аорты в сочетании с недостаточностью аортального клапана [3]. Реконструктивная хирургия при аневризме и расслоениях восходящего отдела и дуги аорты является одной из сложнейших проблем современной сердечно-сосудистой хирургии [3, 8, 16]. По данным л итературы в оперативном вмешательстве по поводу аневризмы восходящего отдела аорты с аортальной недостаточностью нуждаются 8–12% больных с аневризмой аорты. Ситуация с расслоением аорты еще более угрожающая. Летальность при остром расслоении достигает 50% в первые двое суток от начала заболевания, 84% к концу первого месяца. Огромное значение имеет фактор времени от момента расслоения до операции [16].

Одной из причин формирования патологии аорты является возникновение дисбаланса микроэлементов. Исследования в этом направлении немногочисленны, а результаты противоречивы. Большинство исследований касается содержания кальция в стенке аорты [10, 15, 17–19]. Известно, что изменения при ДСТ касаются структуры и метаболизма сосудистой стенки, авторами отмечен дефицит макро- и микроэлементов (Mg, Mn, Ca, Zn, Cu, Se) [2]. Подробно изучено влияние дефицита магния на аномальный метаболизм соединительной ткани [12].

Цель данного исследования: изучение распределения химических элементов в стенке аорты при развитии аневризмы для выявления химических маркеров дисплазии соединительной ткани.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

В исследование были включены 50 пациентов мужского пола (средний возраст 55±9,3 лет), проходившие хирургическое лечение по поводу ИБС и патологии аорты.

Для определения содержания хим ических элементов (ХЭ) исследовались образцы биопсии стенки восходящего отдела аорты. Методом рентгеновской флуоресценции с использованием синхротронного излучения (РФА СИ) в стенке аорты исследовано содержание 17 ХЭ: S, Cl, K, Ca, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Br, Rb, Sr.

В настоящее время установлено, что в основе аневризмы и расслоения аорты любой этиологии лежит дисплазия соединительной ткани [2, 12]. Основную группу исследования составили пробы биопсии стенки аорты пациентов с аневризмой и расслоением восходящего отдела аорты (n=17).

В группу клинического сравнения (n=33) вошли образцы стенки аорты пациентов с ИБС, которым было проведено хирургическое вмешательство в объеме коронарного шунтирования. Достоверных отличий по возрасту группы не имели.

Гистологическому исследованию подвергались образцы аорты из тех же участков, что и для анализа содержания ХЭ. Срезы окрашивались по стандартной методике. Обработку проводили с помощью программно-микроскопного комплекса.

Для оценки размеров аневризмы рассчитывался коэффициент (k) – отношение максимального диаметра восходящей аорты и диаметра фиброзного кольца аортального клапана.

Липидный спектр крови определялся на автоматическом биохимическом анализаторе Konelab-20 с помощью наборов реагентов. Измерялось содержание общего холестерина (ОХ, ммоль/л), триглицеридов (Тг, ммоль/л), альфа-холестерина (аХ, ммоль/ л). Рассчитывалось содержание липопротеидов низкой плотности (ЛПНП, ммоль/л), липопротеидов очень низкой плотности (ЛПОНП, ммоль/л) и коэффициента атерогенности (К атерогенности).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Процентное содержание ХЭ в сосудистой стенки при аневризме аорты, обусловленной ДСТ, по сравнению с группой сравнения представлено на рис. 1.

Как видно из рисунка при аневризме аорты в стенке сосуда снижено содержание Sr, V, Ca, Ni, Cr, Mn, Fe, Co и повышено содержание K, Se, As, Rb. Близко к контролю содержание Zn, Cu, Cl, S, Br. Этот факт свидетельствует о несомненном изменении процессов метаболизма при развитии патологии аорты, что подтверждается и морфологическими исследованиями стенки сосуда.

Аневризматическая стенка аорты была истончена до 350–500 мкм и интимальный слой составлял 20–30% от всей толщины стенки. Отмечены вакуолизация цитоплазмы гладкомышечных клеток. Межволоконное основное вещество характеризовалось участками разряжения и липоидоза. Часть кистовидных полостей была заполнена слизеподобным веществом. Эти данные соответствуют литературным [1, 6, 13]. В расслаивающейся аорте в среднем и субадвентициальном слоях отмечается редукция эластических мембран, атрофия гладкомышечных клеток, периваскулярные кровоизлияния, некродистрофия соединительных волокон с формированием полостей. В интимальном слое местами отмечены атеросклеротические бляшки с ядром из кристаллов холестерина и отложением солей кальция. По данным литературы расслоение аорты происходит в среднем слое и характеризуется утолщением интимы, атеросклеротическими бляшками [14]. Кистозный медианекроз сопровождается накоплением межклеточного вещества глю-козоаминогликанами [5, 6, 13, 18].

Поскольку по нашим данным имела место большая вариабельность в содержании Ca в стенке аорты, было выделено две группы. Первая группа с содержанием Ca до 1000 мкг/г, что соответствует нормативным данным. Вторая группа характеризовалась высоким содержанием Ca (от 1000 до 18000 мкг/г). При этом группу с высоким содержанием Ca в основном составили пациенты с рассло- ением аорты. В качестве примера приводятся данные содержания ХЭ в стенке аневризмы аорты у пациента с синдромом Марфана – таблица.

Отмечены достоверные отличия в содержании Sr, Fe, Co в выделенных группах. Наибольшая сопоставимость резул ьтатов по содержанию ХЭ в аневризме аорты при синдроме Марфана отмечено в группе с содержанием Ca до 1000 мкг/г. На основании этих резул ьтатов можно заключить о существовании единого механизма формирования аневризмы аорты независимо от этиологии, что подтверждают данные других авторов [1, 14].

У бол ьных с аневризмой аорты отношение максимального диаметра восходящей аорты и диаметра фиброзного кольца аортального клапана значительно отличалось от группы сравнения: k=2,5±0,49 для группы с содержанием Ca до 1000 мкг/г и k=2,6±0,32 для группы с высоким содержанием Ca. При этом группа сравнения характеризовалась значениями k=1,53±0,025.

При сравнении коэффициентов корреляции между содержанием Ca и других ХЭ в группах с различным содержанием Ca выявлены следующие закономерности – рис. 2 а.

В группе с содержанием Ca до 1000 мкг/г выраженная положительная корреляционная связь установлена для Ca/S, Ca/Rb, Ca/Cl, Ca/Co, Ca/K, Ca/Cr и отрицательная для Ca/As. В группе с высоким содержанием Ca положительная корреляция отмечена только для Ca/Cr, Ca/Zn, Ca/Sr. С остальными ХЭ корреляционные связи отсутствовали или были очень слабые.

Таким образом, при ДСТ (на фоне содержания Ca в стенке аневризмы аорты до 1000 мкг/г) отмечена высокая положительная корреляционная связь между содержанием Ca и S, Cl, K, Cr, Co, Rb и отрицательная связь с As. На фоне высокого содержания Ca в стенке аорты наоборот выявлена отрицательная связь между содержанием Ca и S, Cu, Ni и положительная с Zn, Sr.

При аневризме аорты как с высоким, так и с нормальным содержанием Ca в стенке имеется

Концентрация ХЭ в стенке аневризмы аорты в зависимости от содержания Ca, мкг/г

Группы     S   Cl    K     Ca     V	Cr   Mn  Fe   Co Ni     Cu Zn    As     Se Br   Rb    Sr
Содержан ие    3345 116   172     588    0,15 мCкaг/дг,о(1n0=070)      ±775 ±33,5 ±63,6   ±115,8   ±0,09	0,3 0,7 38 0,21   0,73   2,42   27   0,39   0,63   48   0,3   0,73 ±0,10±0,15 ±9,4 ±0,04 ±0,09  ±0,26  ±7,5  ±0,09  ±0,09  ±9,0 ±0,05 ±0,11
Содержан ие Ca от 1000 до 4366 161 284 7073 0,23 18000 мкг/г, ±582 ±41,7 ±87,3 ±1945,6 ±0,06 (n=7)	66 0,31                                                        5,42 0,3 0,9               0,68   2,12   34   0,39   0,60   39   0,3 ±0,16±0,20 ±1 * 2,6±0 * ,03 ±0,12  ±0,37  ±6,6  ±0,13  ±0,07  ±8,8 ±0,06   ±2, * 11
с-м Марфана 5800 660   1100    850    0,20	0,4 0,4   18 0,24 0,23    2,49    62    0,37   0,75    52   1,0   0,57

* достоверные отличия с содержанием ХЭ в стенке аневризмы аорты с содержанием Ca до 1000 мкг/г

Рис нен

0,2

0,1

-0,1

-0,2

-0,3

-0,4

-0,5

-0,6

-0,7

Тг

ЛПОНП         К

ОХ         аХ

атерогенности

аневризма аорты с содерж анием Ca до 1000 мкг/г аневризма аорты с содержанием Ca от 1000 до 18000 мкг/г

Рис. 2. Корреляционные связи между содержанием Ca ми элементами; б – липидами сыворотки крови.

в стенке аневризмы аорты и: а – другими химически- отрицательная корреляционная связь содержания Ca с липидами сыворотки крови (кроме корреляционной связи с аХ) – рис. 2 б.

На основании этих данных можно пред положить, что чем ниже содержание липидов в сыворотке крови, тем выраженнее атеросклеротические процессы и отложения Ca в стенке сосудов, т.к. эти процессы находятся в противофазе.

Химическими маркерами развития ДСТ при аневризме аорты можно считать снижение содержания в сосуд истой стенке Sr, Ca, Ni, Cr, Mn, Fe, Co в 2 раза по сравнению с аортой группы срав- нения. Это можно объяснить морфологическими данными, связанными с наличием в исследуемой сосудистой стенке кистозного медионекроза, с фрагментацией эластических и коллагеновых волокон, дистрофией гладких мышц, что приводит к уменьшению толщины средней оболочки в 2 раза. До настоящего времени причина эластол изиса и апоптоза гладкомышечных клеток не ясна. Некоторыми авторами высказывается предположение об активизации в этих процессах металлопротеинов и металлопротеаз [7]. По нашим данным, участвовать в этих процессах может As, содержание которого повышено при аневризме аорты. Мышьяк является токсическим фактором, так как блокирует превращение пирувата в ацетилкоэнзим А, блокирует образование АТФ из АДФ, нарушает третичную структуру белков и, соответственно, их нормальную функцию [7, 11].

Содержание другой группы химических маркеров повышается в сосудистой стенке при аневризме аорты (K, Se, Rb, Cl). Это сопровождается увеличением в 2–3 раза толщины интимы, состоящей из внеклеточного матрикса с накоплением слизеподобных веществ – глюкозаминогликанов. Высказывается предположение, что гипертрофия интимы является компенсаторной реакцией на повреждение структур средней оболочки [6, 13].

Таким образом, выявленный дисбаланс в содержании ХЭ в сосудистой стенке при развитии аневризмы является одной из причин нарушения метаболизма, в результате которого формируется и развивается ДСТ.

ВЫВОДЫ

На основе анализа содержания ХЭ в стенке аорты, выделены две группы аневризмы в зависимости от содержания Ca. Первая группа с содержанием Ca до 1000 мкг/г, как и при синдроме Марфана, т.е. с истинной дисплазией соединительной ткани. Вторая группа с высоким содержанием кальция в стенке аорты (от 1000 до 18000 мкг/г) на фоне атеросклеротического процесса, которая характеризуется высоким содержанием Sr, Fe, Co. Группу с высоким содержанием кальция в основном составили пациенты с расслоением аорты и морфологически в стенке аорты были обнаружены скопления липидов и кальция. Можно предположить, что первый тип аневризмы аорты может переходить во второй в результате присоединения атеросклеротического процесса.