Реферат: Морфофункціональні зміни міокарда в умовах техногенних мікроелементозів у віковому аспекті

Діаметр кардіоміоцитів та їх ядер (ДКМ і ДЯКМ) достовірно зменшувався в усіх серіях, характеризуючи структурно-морфологічні зміни міокарда. Причому характерним є переважання морфологічних змін у кардіоміоцитах (КМЦ) лівого шлуночка. Достовірна різниця з контролем у I серії спостерігалася лише через 3 місяці спостереження в лівих відділах серця і становила 9,55% (р≤0,05) для ДКМ.

Гістологічна картина через 3 місяці експерименту для всіх серій тварин була типовою. При забарвленні гематоксилін-еозином відмічалося зменшення розмірів КМЦ та їх ядер. Для останніх характерним був поліморфізм (округлі, штрихоподібні). Контури серцевих міоцитів були нечіткі, цитоплазма нерівномірно забарвлена, зерниста. Поперечна посмугованість нечітко виражена, місцями зникала, між м’язовими волокнами виявлялися ділянки клітинної інфільтрації. Виражені судинні розлади: стромальний та периваскулярний набряки, потовщення, набряк, клітинна інфільтрація стінки судин середнього та дрібного калібрів, звуження їх просвіту, з утворенням клітинних агрегатів. Відмічено стази крові в судинах гемомікроциркуляторного русла (ГМЦР), кількість останніх у полі зору була зменшена. Спостерігалося розростання сполучної тканини між м’язовими волокнами та в стінці судин.

Для змінам хімічного складу серця молодих щурів були притаманні особливості, що залежать від виду солей важких металів, які вводилися з питною водою. В умовах затравки солями міді, цинку та заліза відмічалося поступове зниження вмісту міді (до 34,18% (р≤0,05) через 3 місяці, яке відбувається при її підвищеному надходження в організм із водою. Цей феномен можна пояснити конкуренцією з іонами цинку та заліза, що також надходили в організм у підвищеній кількості.Натомість рівень цинку збільшувався через 3 місяці до 31,77% (р≤0,05). Вміст заліза, що додатково надходило у організм, стрімко зростав з перших термінів спостереження і через 1 місяць перевищував контроль на 63,02% (р≤0,05). Порушення метаболізму КМЦ супроводжувалося зменшенням рівня марганцю, вміст якого був менший за контрольні показники через 3 місяці на 14,29% (р≤0,05). Динаміка вмісту натрію вказувала на порушення функціонування Na-K- насоса і характеризувалася зменшенням його рівня через 1 та 2 місяці на 7,92% (р≤0,05) та 11,00% (р≤0,05) і зростанням на 38,21% (р≤0,05) через 3 місяці. Вміст калію та кальцію в цей термін перевищував контрольні показники на 15,09% (р≤0,05) і 18,26% (р≤0,05).

Затравка солями міді, марганцю та свинцю призводила до їх акумуляції в міокарді. Їх рівень перевищував контроль відповідно на 56,82% (р≤0,05), 93,16% (р≤0,05) та 113,06% (р≤0,05) через 3 місяці спостереження. Зростання іонів міді супроводжувалося зменшенням вмісту цинку на 32,05% (р≤0,05), а збільшення вмісту марганцю і свинцю - зменшенням магнію на 54,06% (р≤0,05), що можна пояснити їх антагоністичними відношеннями. Рівень натрію та калію був менший за контроль на 42,32% (р≤0,05) та 15,08% (р≤0,05), а вміст кальцію більший за контроль на 32,28% (р≤0,05).

Таким чином, у щурів молодого віку затравка солями міді, цинку та заліза достовірно викликала структурну перебудову міокарда через 2 місяці експерименту, а у щурів, що отримували солі цинку, хрому, свинцю та міді, марганцю, свинцю – вже через 1 місяць. Структурні зміни та порушення хімічного складу серця були більш виражені у тварин III серії.

Масометрія сердець щурів зрілого віку в умовах експериментальних мікроелементозів свідчила про більші компенсаторні можливості тварин даної вікової групи (рис. 1).

Так, перший місяць спостереження характеризувався компенсаторною реакцією міокарда, яка проявлялася в його гіпертрофії. ЧМС в даний термін перевищувала контроль в усіхсеріях на 7,93% (р≤0,05) - 9,54% (р≤0,05). МЛШ зростала відповідно на 8,17% (р≤0,05) - 12,08% (р≤0,05), збільшення МПШ на 6,42% (р≤0,05) було достовірним тільки в II серії. Для всіх серій характерним було зростання СІ через 1 місяць спостереження відповідно на 8,31% (р≤0,05), 10,29% (р≤0,05) та 13,03% (р≤0,05). Площі ендокардіальних поверхонь залишалися незмінними у всіх серіях.

Через 2 місяці затравки солями цинку, хрому, свинцю та міді, марганцю, свинцю відмічалася структурна перебудова міокарда, яка характеризувалася зниженням всіх масометричних показників. Так, ЧМС у тварин відповідно II та III серій зменшувалася в цей термін на 5,92% (р≤0,05) та 9,44% (р≤0,05) та знижувалася через 3 місяці на 11,72% (р≤0,05) та 16,07% (р≤0,05), що відповідає рівню змін у тварин молодого віку. МЛШ через 2 місяці була менша за контроль відповідно на 8,57% (р≤0,05) та 11,72% (р≤0,05), через 3 місяці - на 14,51% (р≤0,05) та 17,51% (р≤0,05). МПШ у тварин зрілого віку через 2 місяці експерименту достовірно зменшувалася. Різниця з контролем становила у II серії 5,94% (р≤0,05), у III серії - 7,09% (р≤0,05), зменшуючись через 3 місяці на 6,93% (р≤0,05) та 10,22% (р≤0,05) відповідно. Достовірна різниця маси серця та його частин у тварин I серії відмічалася лише на 3-му місяці затравки та становила для ЧМС - 6,21% (р≤0,05), МЛШ - 9,21% (р≤0,05). СІ у тварин всіх серій через 2 та 3 місяці спостереження залишався на рівні контролю, що відбувалося за рахунок зменшення маси тіла експериментальних тварин.

Площі ендокардіальних поверхонь через 2 місяці спостереження зростали, але достовірна різниця з контролем відмічалася тільки у тварин II та III серій. Так, ПСЛШ збільшилася відповідно на 9,97% (р≤0,05) та 13,78% (р≤0,05) через 2 місяці та на 14,53% (р≤0,05) та 18,25% (р≤0,05) через 3 місяці. Подібна різниця ПСПШ становить 7,54% (р≤0,05) та 10,03% (р≤0,05) через 2 місяці і 9,81% (р≤0,05) та 13,79% (р≤0,05) через 3 місяці спостереження. Подібні зміни разом зі зменшенням маси серця характеризують зрив механізмів компенсації та структурну перебудову міокарда з дилятацією порожнин серця.

Морфометрія гістологічних препаратів сердець тварин зрілого віку характеризувала гіпертрофію міокарда через 1 місяць затравки та поступовий розвиток структурно-морфологічних змін у подальші терміни спостереження.

Один місяць затравки екзополютантами призводив до зменшення об`єму судинного русла та сполучної тканини у міокарді лівого шлуночка тварин, які отримували солі цинку, хрому та свинцю відповідно на 5,93% (р≤0,05) та 6,89% (р≤0,05). Подібні показники за умов затравки солями міді, марганцю та свинцю зменшувалися в обох шлуночках. Різниця з контролем для лівих відділів серця становила відповідно 7,02% (р≤0,05) та 8,50% (р≤0,05), для правих - 5,38% (р≤0,05) та 7,11% (р≤0,05). Зменшення ВОС і ВОСТ у даний термін відбувалося вірогідно за рахунок гіпертрофії кардіоміоцитів.

Розвиток структурно-морфологічних змін у міокарді супроводжувався зменшенням розміру клітин та їх ядер, що набував найвищого ступеня через 3 місяці спостереження. Так, в цей термін ДКМЛШ та ДЯКМЛШ у тварин I серії зменшувалися на 8,25% (р≤0,05) та 6,43% (р≤0,05). Розміри клітин та їх ядер у правому шлуночку зменшувалися недостовірно. Аналогічні показники у тварин II та III серій зменшувалися відповідно на 8,33% (р≤0,05) та 6,59% (р≤0,05) і на 13,41% (р≤0,05) та 8,63% (р≤0,05). Діаметр клітин правого шлуночка також достовірно зменшувався, але ступінь змін був дещо менший, ніж у лівих відділах серця.

На відміну від тварин молодого віку, у зрілих щурів спостерігалося зменшення об`єму судинного русла, що свідчить про його більшу вразливість у тварин даного віку.

Гістологічна картина через 2 місяці експерименту характеризувалася розвитком структурно-морфологічних змін в КМЦ: в одному полі зору поряд із гіпертрофованими та КМЦ нормальних розмірів виявлялися клітини зі зменшеними діаметрами. У порівнянні кількість останніх у полі зору в III серії була найбільша. Ядра серцевих міоцитів теж відрізнялися різними розмірами і формою (округлі, витягнуті, штрихоподібні), траплялися пікнотично змінені ядра. Контури КМЦ були нечіткі, цитоплазма нерівномірно забарвлена, зерниста, поперечна посмугованість нечітко виражена, місцями зникала. Судинні розлади, які характеризувалися явищами стромального та периваскулярного набряків, розширенням та повнокров'ям судин різного калібру, капіляростазами та крововиливами, були теж більше виражені в II та III серіях. При подовженні терміну експерименту наростали структурно-морфологічні зміни міокарда, які характеризувалися порушенням орієнтації м’язових волокон, ділянками їх фрагментації. КМЦ у полі зору були переважно морфологічно змінені: контури клітин нечіткі, цитоплазма нерівномірно забарвлена зерниста, поперечна посмугованість місцями не візуалізувалася. Ядра зазначених клітин поліморфні, з розмитими контурами, траплялися пікнотично змінені ядра.

Хімічний склад серця піддослідних тварин характеризувався змінами, подібними до тварин молодого віку. Це характеризує універсальність компенсаторно-пристосувальних процесів у міокарді тварин усіх вікових груп на дію екзогенних чинників.

Таким чином, затравка солями важких металів тварин зрілого віку всіх серій веде до розвитку компенсаторної гіпертрофії міокарда, яка є проявом адаптації серця до дії несприятливих факторів. При подовженні терміну експерименту у тварин відбувався зрив компенсаторно-пристосувальних механізмів, який проявлявся у структурній перебудові міокарда щурів I серії експерименту через 2 місяці спостереження, у щурів II та III серій - через 1 місяць. Найбільш виражені структурно-метаболічні зміни міокарда щурів зрілого віку спостерігалися у тварин, які отримували у підвищеній кількості солі міді, марганцю та свинцю протягом 3 місяців.

Масометричні показники сердець тварин старечого віку характеризували структурну перебудову міокарда, що розвинулася вже через 1 місяць після початку затравки важкими металами. У тварин даної вікової групи відбувався швидкий розвиток структурної перебудови міокарда разом із дилятацією порожнин, що не є характерним для інших вікових груп.

Морфометрія міокарда тварин старечого віку характеризувалася зменшенням ДКМ та їх ядер і зростанням відносного об`єму сполучної речовини, починаючи з перших термінів спостереження.

Так, у тварин Iсерії ДКМЛШ зменшувався на 6,77% (р≤0,05) разом із ДЯКМПШ, що був менший за контроль на 6,21% (р≤0,05). Різниця з контролем стрімко збільшувалася, і через 3 місяці ДКМЛШ знижувався на 9,83% (р≤0,05), ДЯКМЛШ - на 9,15% (р≤0,05). Аналогічні показники правого шлуночка були менші за контроль відповідно на 9,09% (р≤0,05) та 7,14% (р≤0,05).

Морфометрія гістопрепаратів сердець тварин II та III серій свідчила про стрімкий розвиток морфологічних змін у міокарді вже через 1 місяць спостереження. Продовження терміну затравки екзополютантами призводило до значного зменшення розмірів м`язових клітин та їх ядер. Через 3 місяці ДКМЛШ у другій серії тварин зменшився на 12,79% (р≤0,05), ДЯКМЛШ - на 9,50% (р≤0,05); у третій серії - відповідно на 21,08% (р≤0,05) та 15,92% (р≤0,05). ДКМПШ зменшився відповідно на 12,04% (р≤0,05) та 18,33% (р≤0,05), ДЯКМПШ - на 8,72% (р≤0,05) та 13,71% (р≤0,05).

Відносний об`єм сполучної тканини міокарда збільшувався залежно від терміну затравки та комбінації солей важких металів і набував найбільшого ступеня через 3 місяці спостереження. У цей термін ВОСТ у тварин I серії зростав на 9,73% (р≤0,05) у ЛШ та на 8,56% (р≤0,05) у ПШ; у II серії - на 13,73% (р≤0,05) та 11,52% (р≤0,05) і на 18,91% (р≤0,05) та 17,54% (р≤0,05) відповідно в III серії.

При світлооптичному вивченні гістологічних препаратів шлуночків серця тварин старечого віку, що затравлювалися солями важких металів протягом 1 місяця, в одному полі зору виявлялися КМЦ різних розмірів: нормальні, зменшені та поодинокі гіпертрофовані, з нерівномірно забарвленою зернистою цитоплазмою, нечітко вираженою поперечною посмугованістю. Спостерігалися зміни з боку судин: стромальний та периваскулярний набряк, повнокров'я дрібних та судин середнього калібрів, розширення судин МЦР, крововиливи. При подовженні експерименту наростали морфологічні зміни: спостерігалося розволокнення, ділянки фрагментації м’язових волокон; КМЦ із зернистою нерівномірно забарвленою цитоплазмою. Поперечна посмугованість майже повністю зникала. Ядра цих КМЦ теж були зменшені, поліморфні, траплялися ядра в стадії пікнозу. Відмічалися більш виражені судинні розлади, які характеризувалися явищами стромального та периваскулярного набряків, потовщенням, набряком стінок артерій, звуженням просвіту судин. Кількість судин ГМЦР у полі зору була зменшена. Спостерігалося значне розростання в судинній стінці та між м’язовими волокнами сполучної тканини.

Хімічний склад серця тварин старечого віку характеризувався змінами, які були притаманні тваринам попередніх вікових груп. Однак, на відміну від них відмічалося значне накопичення екзогенних мікроелементів та зменшення рівнів ендогенних.

В умовах споживання солей міді, цинку та заліза вміст останніх двох зростав через 3 місяці відповідно на 44,79% (р≤0,05) та 68,34% (р≤0,05) на фоні зменшення міді на 41,24% (р≤0,05). Характерним було також зменшення рівня марганцю на 16,88% та збільшення кальцію на 21,60% (р≤0,05).

Через 3 місяці спостереження в міокарді тварин II серії вміст цинку, хрому та свинцю зростав на 69,04% (р≤0,05), 61,88% (р≤0,05) та 75,26% (р≤0,05). При цьому рівень міді, марганцю та заліза зменшувався на 53,69% (р≤0,05), 22,18% (р≤0,05) та 24,38% (р≤0,05). У тварин III серії вміст міді, марганцю та свинцю значно зростав і перевищував контроль через 3 місяці відповідно на 73,99% (р≤0,05), 112,54% (р≤0,05) та 165,01% (р≤0,05). Рівень цинку, заліза та магнію в даний термін був менший за показники контролю відповідно на 42,78% (р≤0,05), 21,08% (р≤0,05) та 72,11% (р≤0,05).

Універсальною реакцією на екзогенний вплив була зміна вмісту натрію, калію та кальцію. Різниця між віковими групами та комбінацією солей важких металів полягала у ступені зміни рівнів цих елементів. Так, у тварин старечого віку в терміни 1 та 2 місяці затравки рівні натрію та калію поступово зменшувалися, але стрімко зростали на 3-му місяці спостереження. Натомість вміст кальцію поступово збільшувався та через 3 місяці був вищий за контроль відповідно на 21,60%, 22,83% та 39,81%.

Таким чином, у групі тварин старечого віку в умовах експериментальних мікроелементозів спостерігався швидкий розвиток структурних змін міокарда вже в кінці першого місяця експерименту та накопичення солей важких металів у найбільших концентраціях порівняно з іншими віковими групами, в тканинах серця, що свідчить про зниження компенсаторно-пристосувальних процесів, швидкості обміну речовин, а саме мікро- і макроелементів у серці з віком. Найбільш виражена структурна перебудова міокарда, дилятація порожнин серця та порушення хімічного складу виявлені у щурів старечого віку, які затравлювалися солями міді, марганцю і свинцю протягом 3 місяців.

За умов застосування препарату "Тіотриазолін" у тварин молодого віку (IV серія) зміни масометричних та морфометричних показників констатувалисяся тільки на 2-му місяці вживання екзополютантів. Ступінь визначених відхилень був значно менший, ніж без застосування коректора. Так, через 2 місяці відмічалося зменшення СІ на 8,64% (р≤0,05), через 3 місяці – на 9,98% (р≤0,05). Достовірне зниження ЧМС та маси шлуночків спостерігалося лише через 3 місяці вживання екзополютантів. Подібна тенденція характерна для більшості морфометричних показників. Через 3 місяці після початку експерименту ДКМЛШ зменшувався на 8,24% (р≤0,05), ПШ – на 6,34% (р≤0,05), діаметр їх ядер був менший за контроль відповідно на 7,03% (р≤0,05) та 6,98% (р≤0,05). У цей же термін збільшувався відсоток сполучної тканини у міокарді лівого і правого шлуночків на 7,71% (р≤0,05) та 6,65% (р≤0,05). Хімічний склад серця тварин цієї групи характеризувався поступовим накопиченням металів, які надходили ззовні та зменшенням вмісту цинку і марганцю. Але в умовах застосування "Тіотриазоліну" ступінь змін був значно менший, ніж в експериментальних серіях тварин без коректора.

Вивчення динаміки досліджуваних показників у тварин зрілого віку (IV серія) свідчило про виражений коригувальний вплив "Тіотриазоліну" в даній віковій групі. Всі морфометричні показники достовірно відрізнялися від контролю, починаючи з другого місяця спостереження, а відсутність негативної динаміки через 3 місяці свідчила про розвиток компенсаторної гіпертрофії. При вивченні хімічного складу серця ступінь змін був значно менший за анал