Ультраструктурные изменения стенки большой подкожной вены при варикозной болезни вен нижних конечностей в зависимости от возраста и длительности заболевания

Чекмарева И.А., Абдувосидов Х.А., Паклина О.В., Макеева Е.А., Колесников Л.Л. Ультраструктурные изменения стенки большой подкожной вены при варикозной болезни вен нижних конечностей в зависимости от возраста и длительности заболевания// Морфологические ведомости.- 2018.- Том 26.- № 2.- С. 26-31. (26).02.26-31

Chekmareva IA, Abduvosidov KhA, Paklina OV, Makeeva EA, Kolesnikov LL. Ultrastructural changes in the wall of the great saphenous vein at the varicose disease of veins of lower limbs depending on age and illness duration. Morfologicheskie vedomosti – Morphological Newsletter. 2018 June 30;26(2):26-31. (26).02.26-31

Введение . Одним из самых распространенных заболеваний периферических сосудов на сегодняшний день является варикозная болезнь вен нижних конечностей [1 -2] . В России этим заболеванием страдают более 30 миллинов населения [1, 2]. Основным функциональным нарушением при варикозной болезни является хроническая венозная недостаточность (далее - ХВН) нижних конечностей, приводящая к ограничению физической активности [1]. ХВН является одной из наиболее актуальных медико-социальных проблем индустриально развитых стран [1-3]. В последнее время отмечается объективный численный рост удельного веса лиц пожилого и старческого возраста [4]. Пожилой возраст является важным фактором риска развития заболеваний периферических сосудов, в том числе и вен нижних конечностей [2, 4]. Морфологическому изучению изменений стенки вен при варикозной болезни нижних конечностей посвящены многие отечественные и зарубежные исследования [1, 3, 5-7], но исследования, посвященные ультраструктурной архитектонике при варикозной болезни [8] и изменениям, связанным с возрастом пациентов и длительностью заболевания малочисленны [9-10].

Цель исследования – изучить особенности ультраструктурных перестроек клеточных элементов и соединительнотканного каркаса стенки большой подкожной вены (далее - БПВ) при варикозной болезни в зависимости от длительности заболевания у лиц разных возрастных групп.

Материалы и методы исследования . Были проанализированы результаты морфологического (ультраструктурного) исследования 133 фрагментов большой подкожной вены (БПВ), иссеченных во время флебэктомии у 19 пациентов, оперированных по поводу варикозной болезни вен нижних конечностей (таблица 1).

Таблица 1 Количество проведенных исследований							Кусочки большой подкожной вены получали из участка вены расположенного в верхней и средней трети бедра. Все фрагменты в зависимости от возраста пациентов были разделены на группы по возрастным категориям: 18-44 лет (лица молодого возраста); 45-59 лет (лица среднего возраста); 60-74 лет (лица пожилого возраста), 75-90 лет (лица старческого возраста). Длительность варикозной болезни от 1 года до 30 лет. Средняя длительность заболевания составила 14 лет. Внутри групп пациенты были разделены на подгруппы по длительности заболевания – до 10 лет
Возрастная группа		Количество пациентов		Количество исследованных фрагментов большой подкожной вены (биоптатов)
				светооптических препаратов		электронномикроскопических препаратов
18–44 лет, лица молодого возраста		5		35		105
45–59 лет, лица среднего возраста		9		63		252
60–74 лет, лица пожилого возраста		3		21		105
75-90 лет, лица старческого возраста		2		14		70
Всего		19		133		532
и свыше 10 лет (таблица 2). Средний возраст пациентов составил 58 лет. Оперированные пациенты имели третью или четвертую клиническую стадию хронической венозной недостаточности (далее - ХВН) нижних конечностей по СЕАР. Фрагменты            вен Таблица 2    подвергались      предварительной Распределение пациентов по подгруппам в зависимости от длительности     фиксации  в  2,5%-ном  растворе заболевания и возраста                              глутарового альдегида, затем в 1%
Группа пациентов	Возраст пациентов		Количество пациентов с длительностью заболевания до 10 лет		Количество пациентов с длительностью заболевания свыше 10 лет		растворе осмия. После дегидратации и пропитки в смоле кусочки вен заливались в аралдитовую смолу. Из полученных блоков на ультрамикротоме LKB V (Швеция) изготавливались полутонкие, а после анализа ультратонкие срезы, которые после контрастирования исследовали в электронном микроскопе JEOL JEM
1	18–44 лет		5		-
2	45–59 лет		4		-
3	45–59 лет		-		5
4	60–74 лет		-		3
5	75–90 лет		-		2
	Всего		9		10
напряжении 80 кВ.							100 CX (Япония) при ускоряющем

Результаты исследования и обсуждение. У пациентов первой возрастной группы, страдающих варикозной болезнью до 10 лет, в целом структура стенки БПВ была сохранной. Нами отмечена сохранность эндотелиальной выстилки в большинстве биоптатов, при этом ядра эндотелиоцитов имели высокую электронную плотность. В этих препаратах перинуклеарное пространство неравномерно расширено, а в цитоплазме клеточные органеллы присутствовали в небольшом количестве. Выявлены ультраструктурные изменения органелл, указывающие на нарушение внутриклеточной биоэнергетики и снижение активности метаболических процессов в эндотелиоцитах. При этом отмечена деструкция митохондрий в виде их набухания, просветления матрикса и редуцирования крист. Цитоплазматические отростки эндотелиоцитов узкие и удлиненные с крупными вакуолями, а в некоторых случаях эти отростки проникали в субэндотелиальный слой. Со стороны базальной мембраны отмечена ее рыхлость, неравномерность ее толщины и в редких случаях ее отсутствие. В некоторых фрагментах выявлены эндотелиоциты с тотальной деструкцией всех внутриклеточных органелл и мембранных структур, что указывало на необратимость деструктивных процессов (рис. 1а). В утонченных участках стенки вен эндотелиальные клетки, как правило, отсутствовали, в этих участках отмечали адгезию эритроцитов на коллагеновых и эластических волокнах венозной стенки, что могло являться одним из факторов активизации свертывающей системы крови. Десквамация эндотелия не носила общий характер, однако такие участки встречались чаще при утончении стенки и имели неодинаковую протяженность.

Субэндотелиальный слой тонкий, рыхлый, представлен соединительной тканью с отдельными гладкими мышечными клетками (далее - ГМК), набухшими и фрагментированными коллагеновыми и эластическими волокнами. Эластическая сеть фрагментирована, ее полное отсутствие отмечали на продолжительных участках сосудистой стенки. В средней оболочки отмечали незначительную гипертрофию циркулярно расположенных ГМК. Ядерный хроматин в виде глыбок диффузно распределен в нуклеоплазме. Перинуклеарное пространство чаще было расширено (рис. 1б). Цитоплазма ГМК была заполнена ориентированными вдоль длинной оси актиновыми и миозиновыми микрофиламентами. Органеллы локализовались как в перинуклеарной области ГМК, так и в виде скоплений в других отделах цитоплазмы и были окружены пучками микрофиламентов. Митохондрии и комплекс Гольджи были деструктивно изменены. Плазмолемма - четкая, с мелкими очагами лизиса. Отмечали некоторое уплотнение соединительно-тканных прослоек между пучками ГМК. Наружная оболочка вены содержала ГМК, эластические и коллагеновые волокна среди которых находились капилляры.

А

Б

Рис. 1. Ультраструктурные изменения венозной стенки при варикозной трансформации у пациентов молодого возраста с длительностью заболевания до 10 лет: а - деструкция эндотелиальной клетки (белая стрелка); участок сосудистой стенки без эндотелия (стрелка); ув.: х12 000; б - гипертрофия ГМК (стрелки), ув.: х14 000.

У пациентов среднего возраста, страдающих варикозной болезнью до 10 лет, десквамация эндотелия определялась на большей протяженности стенки вены. Часть эндотелиальных клеток находилась в состоянии выраженных деструктивных изменений, которые заканчивались гибелью клеток и десквамацией. Субэндотелиальный слой претерпевал мозаичные изменения - отмечали участки его утолщения за счет миграции ГМК, а также его полное отсутствие. Среди циркулярно расположенных ГМК средней оболочки выявлены тонкие, разрозненные и короткие эластические фибриллы и коллагеновые волокна (рис. 2а).

Рис. 2. Ультраструктурные изменения венозной стенки при варикозной трансформации у пациентов среднего возраста с длительностью заболевания до 10 лет: а - короткие эластические волокна (стрелки) среди коллагеновых волокон; б -гипертрофированная ГМК. Ув.: х17 000.

Б

Отмечена гетерогенность ГМК, в популяции которых различали клетки с малоизмененной ультраструктурой и гипертрофированные клетки. Изменение функциональной нагрузки отражалось на ультраструктуре ГМК. В гипертрофированных ГМК перинуклеарное пространство было расширено и заполнено вакуолями разных размеров часто с хлопьевидным содержимым. В перинуклеарной зоне отмечали расширенные канальца гранулярной цитоплазматической сети, митохондрии набухшие с нарушенной ориентацией крист (рис. 2б).

В стенке БПВ пациентов среднего возраста, страдающих варикозной болезнью более 10 лет, в большинстве исследованных образцов изменения интимы были более выраженные, чем у пациентов той же возрастной группы, но с меньшей длительностью заболевания. Ультраструктурные изменения трансформированной венозной стенки прогрессируют. Нами отмечены изменения структурной организации эндотелия в виде инвагинации эндотелиального слоя, участков дистрофических, деструктивных изменений эндотелия, отсутствие эндотелиальных клеток (рис. 3а). Все эти явления встречались намного чаще, у пациентов той же возрастной группы, но страдающих варикозной болезнью менее десяти лет. В местах, где эндотелий был сохранен, обнаруживали изменение его формы, истончение и деформацию. Цитоплазма клеток имела низкую электронную плотность с единичными измененными органеллами, везикулами, полостями. Клетки эндотелия подвергались деструктивным изменениям: нарушалась целостность плазмолеммы и кариолеммы. Базальная мембрана была фрагментирована, имела неравномерную толщину, выявлялись участки лизиса, а на большинстве участков отсутствовала. В некоторых исследованных биоптатах субэндотелиальный слой отсутствовал.

А

Рис. 3. Ультраструктурные изменения венозной стенки при варикозной трансформации у пациентов среднего возраста с длительностью заболевания более 10 лет; а - отсутствие эндотелиальной выстилки сосуда (стрелка); темная ГМК (белая стрелка), ув.: х12 000; б - коллагеновые фибриллы (стрелка) между темными ГМК (белая стрелка) и неизмененной ГМК (звездочка); ув.: х1200.

Б

В средней оболочки данной группы нами выявлена выраженная фенотипическая гетерогенность ГМК. В большей части ГМК (светлые клетки) был выражен лизис миофиламентов и дискомплексация органелл. В цитоплазме отмечали редкие миофиламенты, значительно расширенные профили гранулярной саркоплазматической сети и немногочисленные мелкие митохондрии с нарушенной ориентацией крист и частичным их лизисом, что является структурным подтверждением низкого уровня сократительных возможностей ГМК. В большинстве данных клеток значительным литическим изменениям подвергалась околоядерная зона. В структуре средней оболочки часто встречались ГМК (темные клетки) с компактной упаковкой коротких деформированных миофиламентов, в результате чего их электронная плотность значительно повышалась, очень плохо различались другие органеллы; митохондрии были единичными с плотным матриксом, саркоплазма отечна, перинуклеарная зона вакуолизирована (рис. 3б). В таких зонах саркоплазмы регистрировались лишь отдельные остаточные тельца. Отмечены нарушения коммуникационных связей между измененными миоцитами. Реже выявлены ГМК с малоизмененной ультраструктурой. Эти клетки имели веретеновидную форму и были расположены параллельно и близко друг к другу. Такой вид клеток характеризует сократительный фенотип. Клетки, как правило, были гипертрофированными; в их саркоплазме присутствовало большое количество гранул гликогена и рибосом. Расстояния между клетками заполнены хаотично расположенными коллагеновыми фибриллами и редкими короткими эластическими волокнами, что можно расценить как проявления фиброза. Коллагеновые волокна врастали или диффузно охватывали ГМК (рис. 3б). Отмечались признаки дезорганизации соединительной ткани - истончение, фрагментация, изгибание, разволокнение коллагеновых волокон, гомогенизацию пучков с потерей границ волокон, видимо, вследствие их набухания. Коллагеновые фибриллы имели аномалии в ультраструктурной организации - неравномерное набухание с частичной потерей характерной поперечной исчерченности.

В группе пациентов пожилого возраста с длительностью заболевания более чем 10 лет эндотелиальный слой варикозной вены отсутствовал практически во всех исследованных биоптатах. Лишь на небольших участках отмечали деструктивно измененные эндотелиоциты (рис. 4а). Продольно расположенные ГМК располагались непосредственно под измененной (рыхлой, истонченной, фрагментированной) базальной мембраной. Средний слой стенки сосуда состоял из рыхло расположенных волокон ГМК, волокнистых структур и клеток соединительной ткани. ГМК отличались фенотипической гетерогенностью. В средней оболочки преобладали темные клетки, часть из них имела длинные цитоплазматические отростки, образующие огромные вакуоли (рис. 4б). Гипертрофированных ГМК было мало. В основном клетки находились в состоянии деструкции выраженной в разной степени. Пространство между рыхло расположенными ГМК заполнено пучками соединительнотканных волокон. В стенке варикозной БПВ лиц пациентов старческого возраста с длительностью заболевания более 10 лет прогрессируют склеротически-дегенеративные изменения. Практически на всем протяжении происходит деструкция эндотелиального слоя или он отсутствует. Базальная мембрана набухшая, фрагментированная, расслоенная, местами вакуолизирована (рис. 5а). В средней оболочки преобладают темные ГМК с длинными тонкими цитоплазматическими отростками, электронно-плотной цитоплазмой. В «светлых» клетках отмечали немногочисленные митохондрии со светлым матриксом и короткими фрагментами крист. Нередко отмечали очаговый лизис и разрежение миофиламентов, особенно в перинуклеарной зоне (рис. 5б).

В настоящей работе проведена описательная оценка наиболее выраженных изменений структуры стенки БПВ при варикозной болезни, у лиц от молодого до старческого возраста с учетом длительности заболевания. По нашим данным в стенке БПВ на фоне иволютивных процессов в зависимости от возраста и длительности заболевания происходят деструктивные изменения на ультраструктурном уровне. В стенке БПВ лиц молодого возраста с минимальной длительностью заболевания выявлены слабо выраженные патоморфологические изменения, характеризующиеся умеренно выраженной эндотелиальной дисфункцией, что соответствует данным Mahmoud Wali и Refaat Eid [8]. В своей работе эти авторы описывают только изменения со стороны интимы, в нашем же исследовании приведены данные об ультраструктурных изменениях и со стороны других компонентов стенки вен. По нашим данным у пациентов первой возрастной группы в стенке БПВ отмечается незначительная гипертрофия ГМК средней оболочки.

А

Б

А

Рис. 5. Ультраструктурные изменения венозной стенки при варикозной трансформации у пациентов старческого возраста: а - расслоение базальной мембраны (фигурная стрелка); темная ГМК (белая стрелка); светлая ГМК (стрелка), ув.: х9000; б -светлые ГМК, очаговый лизис матрикса (стрелка); ув.: х9000.

Рис. 4 . Ультраструктурные изменения венозной стенки при варикозной трансформации у пациентов пожилого возраста с длительностью заболевания более 10 лет: а - деструктивно измененные эндотелиоциты (стрелка); просвет сосуда (треугольник), ув.: х12 000; б - вакуолизация цитоплазмы темной ГМК, ув.: х9000.

Б

Среди пациентов среднего возраста с длительностью заболевания до 10 лет отмечена слабо выраженная фенотипическая гетерогенность ГМК в средней оболочки (малоизмененные и гипертрофированные клетки), что согласуется с данными П.Г. Швальба и Ю.И. Ухова, которые описывают фенотипическую гетерогенность ГМК в средней оболочки БПВ при варикозной болезни [3]. В группе лиц среднего возраста кроме возрастных изменений в структуре стенки варикозной БПВ отмечаются и патологические изменения, характерные для длительного течения заболевания (более 10 лет). В этой группе усиливается фенотипическая гетерогенность ГМК в средней оболочке. О перечисленных изменениях свидетельствуют исследования Л.А. Зотовой, в работе которой приведены данные об микроскопических изменениях стенки БПВ у лиц разных возрастных групп с помощью световой микроскопии [9]. По данным Л.А. Зотовой [9] и Е.В. Шайдакова [6] в пожилом и старческом возрасте с большой длительностью варикозной болезни (более 10 лет) морфологические изменения коррелируют с возрастом и с длительностью заболевания, результаты нашего исследования согласуются с данными изученной литературы.

В отличие от работ перечисленных авторов нами на ультраструктурном уровне установлено, что с возрастом и длительным течением заболевания развивается эндотелиальная дисфункция, а также отмечали отсутствие базальной мембраны, что делает невозможным восстановление поврежденного слоя эндотелия. По нашим данным, нарушаются коммуникационные связи между измененными миоцитами в средней оболочки. Количество деструктивно измененных ГМК возрастает, прогрессируют дегенеративные процессы и склеротические изменения. Со стороны соединительной ткани происходит дезорганизация, что приводит к снижению прочности соединительно-тканного каркаса вены. Гипертрофия ГМК, как универсальная компенсаторно-приспособительная реакция клеток, развивается в ответ на усиление функциональной нагрузки при возникших гемодинамических нарушениях в венах нижних конечностей и для компенсации количественного дефицита ГМК в результате их гибели.

Заключение. Таким образом, на начальной стадии развития варикозной болезни у пациентов молодого возраста с небольшой длительностью заболевания морфологические изменения в строении стенки БПВ выражены слабо. С увеличением возраста пациента и длительности заболевания изменения в БПВ прогрессируют. Перестройка средней оболочки характеризуется выраженной фенотипической гетерогенностью ГМК с превалированием гипертрофированных ГМК, что указывает на компенсаторно-приспособительную реакцию клеток, развивающуюся в ответ на усиление функциональной нагрузки, а также компенсаторную реакцию на количественный дефицит ГМК в результате их гибели. В пожилом и старческом возрасте компенсаторные возможности клеток снижаются, прогрессируют склеротически-дегенеративные изменения в стенке БПВ, что приводит к ее ригидности. Возрастные, инволютивные, дегенеративнодистрофические изменения наиболее выражены у пациентов в пожилом и старческом возрасте и являются усугубляющим фактором в течении варикозной трансформации стенки БПВ.