Стресс и патология - Владимир Виноградов

В каждом случае оценивали ультраструктуру преобладающего типа клеток.

Контроль. Электронномикроскопически у интактных крыс в левом желудочке сердца выявляются кардиомиоциты двух типов: разносокращенные электронопрозрачные и равноплотные во всех частях светлые клетки (30 %) и релаксирующие полутемные клетки (70 %) с инвагинированным гиперхромным ядром, содержащим многочисленные впячивания нуклеолеммы и подстилающей широкой полосы маргинального гетерохроматина, слабоосмиофильными саркорплазмой, контрактильным аппаратом и очень темными митохондриями. Первые, которые находятся в явном меньшинстве, очевидно, осуществляют сократительную функцию миокарда в период относительного покоя, а вторые служат их функциональным резервом, легко мобилизуемым при рабочих нагрузках. По сравнению со светлыми клетками количество митохондрий в полутемных кардиомиоцитах заметно больше, а их площадь меньше. Мембраны всех органелл и их кристы практически не деструктированы, митохондриальный матрикс мелкозернист, одинаково темен и плотен. Все это свидетельствует о том, что энергообразовательный аппарат резервных клеток находится в спокойном состоянии и не участвует в сократительном акте (рис. I-7).

Митохондрии располагаются между миофибриллами в виде цепочек, иногда они образуют небольшие скопления. Большинство митохондрий имеют овальную, угловатую или вытянутую форму, двухконтурную наружную мембрану и значительное количество параллельно расположенных крист, пересекающих органеллы в поперечном направлении. Миофибриллы в полутемных клетках имеют типичное строение. На продольном срезе в них отчетливо дифференцируются диски А, I, полоса Н, мезофрагма М, иногда полосы N. Латентное состояние сократительного аппарата документируют отсутствие полос сокращения и одинаковая длина контрактильных элементов.

Границы саркомеров, ограниченные дисками Z, соседних миофибрилл совпадают друг с другом, сообщая кардиомиоцитам равномерную параллельную исчерченность. Канальцы Т-системы и гладкого саркоплазматического ретикулума без особенностей. Просвет капилляров расширен. Почти всегда в нем обнаруживаются эритроциты. Одни капилляры близко примыкают к кардиомиоцитам, другие отделены от них широким перикапиллярным пространством, которое плавно переходит в межклеточную щель. Эндотелий истончен, темен, содержит пиноцитозные пузырьки. Сморщенные гиперхромные ядра эндотелиальных клеток, отграниченные тонким ободком цитоплазмы и клеточной мембраной, выступают в просвет капилляра.

Фаза напряжения (1—12 ч опыта). В аварийную стадию иммобилизационного стресса в клеточном спектре левого желудочка преобладают светлые кардиомиоциты (80 %), резко снижается количество полутемных (18 %) и появляются единичные темные клетки (2 %).

Незначительная часть светлых кардиомиоцитов левого желудочка в эту фазу обнаруживает явную тенденцию к равномерному потемнению (переходные клетки), т. е. имеет признаки пересокращения, крайней формой которого является образование темных клеток. Большинство же светлых клеток находятся в состоянии умеренного сокращения или даже релаксации (рис. I-8). Все они имеют ядра вытянутой или округлой формы с уменьшенным количеством хроматина и просветленной нуклеоплазмой. Маргинация хроматина не выражена. Сохраняется двухконтурность ядерной мембраны. Канальцы Т-системы и саркоплазматического ретикулума несколько расширены.

Рис. I-7. Миокард левого желудочка интактной крысы. Полутемные кардиомиоциты. × 71 000

Рис. I-8. Миокард левого желудочка крысы при иммобилизационном стрессе. Фаза напряжения (1 ч опыта). Светлые кардиомиоциты. × 71 000

Миофибриллы слегка отечны, местами волокнисты. Диски Z хорошо видны. Вставочные диски утолщены, имеют расширенные щели, границы их несколько расплывчаты. Между миофибриллами расположены двухконтурные митохондрии, имеющие овальную или вытянутую форму. Наблюдается повсеместное набухание органелл и самих клеток. Электронная плотность митохондрий, саркоплазмы, нуклеоплазмы и миофибрилл кардиомиоцитов выравнивается. В светлых клетках по сравнению со всеми остальными количество митохондрий найменьшее, площадь их – найбольшая, кристы сильно деструктированы, матрикс просветлен, пятнисто вымыт или вакуолизирован. Все эти особенности позволяют оценить наблюдаемую картину как отражающую состояние гиперфункции митохондриального аппарата.

Просвет большинства капилляров сужен как за счет набухания собственного эндотелия, так и сдавливания их тесно прилегающими гипертрофированными кардиомиоцитами. Перикапиллярные пространства и межклеточные щели как самостоятельные объемные образования между светлыми клетками не выявляются.

Фаза резистентности (24 ч опыта). В эту стадию развития стрессорной реакции кардиомиоциты в левом желудочке примерно поровну (по 40 %) представлены двумя типами клеток: переходными и светлыми. Причем первые от вторых отличаются меньшим отеком саркоплазмы и снижением степени набухания митохондрий, т. е. уплотнением их матрикса (рис. I-9, I-10). Количество митохондрий значительно превышает их число не только в светлых, но и в полутемных клетках. Встречаются очень большие скопления митохондрий. Большинство органелл имеют округлую форму и сохраняют наружную мембрану, двухконтурность которой в некоторых участках теряется. Матрикс митохондрий плотный, мелкогранулярный, в местах отсутствия крист гомогенизирован. Гомогенизация матрикса в различных органеллах колеблется от незначительных участков до всей митохондрии. Кристы несколько извилисты, но, как правило, они сохраняют параллельность и пересекают органеллы, соединяясь с наружной мембраной противоположных сторон. Почти во всех митохондриях часть крист разрушена и эти участки гомогенизированы.

В переходных клетках активируется процесс репродукции митохондрий. Он осуществляется путем деления и почкования органелл. О том, что митохондрии делятся, не сливаются, свидетельствует факт точного пространственного совпадения противолежащих крист соседних органелл. При почковании возникают перетяжки, истончение которых приводит к слиянию наружных мембран, а последующий их разрыв – к появлению дочерних митохондрий. Миофибриллы находятся в состоянии умеренного сокращения без очагов дезорганизации миофиламентов. В миофибриллах нередко увеличен диск I. Извитость вставочных дисков заметно увеличивается. Ядра кардиомиоцитов округлые, содержат повышенное количество хроматина, который концентрируется под нуклеонемой.

Рис. I-9. Миокард левого желудочка крысы при иммобилизационном стрессе. Фаза резистентности (24 ч опыта). Слабо сокращенные переходные кардиомиоциты. × 71 000 Рис.

I-10. То же, что и на рис. I-9. Фаза резистентности (24 ч опыта). Сильно сокращенные переходные кардиомиоциты. × 71 000

Капилляры отделены от сарколеммы кардиомиоцитов широкими прекапиллярными пространствами, переходящими в межклеточные щели различной ширины. Просветы большинства капилляров резко расширены и, как правило, заполнены свободно циркулирующими эритроцитами. Эндотелий капилляров уплощен, клетки – умеренной электронной плотности. Пиноцитоз выражен незначительно. Ядра овальной формы, нуклео-плазма просветлена в центре.

Судя по всему, переходные клетки – это интенсивно работающие кардиомиоциты, которые вместе со светлыми обеспечивают сократительную функцию сердца в фазу резистентности иммобилизационного стресса. Одновременно они накапливают регенераторный потенциал (деление митохондрий) и обнаруживают признаки перехода в другое функциональное состояние (обезвоживание и равномерное увеличение электронной плотности цитоструктур), т. е. трансформации в темные клетки (20 %). На рис. I-9, I-10 отчетливо видна динамика этого процесса. Степень обезвоживания клеток можно оценить по изменению сарколеммы, которая вначале имеет ровный пузыревидный контур, отграничивающий разбухшие кардиомиоциты, а в конце процесса по мере сокращения отечности саркоплазмы и выпячивания в межклеточные щели конгломератов митохондрий сарколемма принимает вид аркад, дублирующих контуры прилегающих органелл.

Конец фазы резистентности – начало фазы истощения (48 ч опыта). Морфологически (по клеточному составу и состоянию сосудистого русла) начало и конец фазы истощения четко различаются. К 48 ч опыта в клеточном спектре левого желудочка сердца явно преобладают темные кардиомиоциты, а к 72 ч – светлые, с множественными явлениями деструкции митохондриального и сократительного аппарата.

Темные клетки (рис. I-11), по сути, это пересокращенные переходные, которые характеризуются максимальной осмиофилией всех субклеточных образований. Сарколемма в темных клетках образует крутые аркады, в которых располагаются митохондрии, а саркоплазма практически не выявляется. В тех участках, где митохондрии прилежат к сарколемме, последняя теряет двухконтурность. Повышенная электронная плотность темных миокардиальных клеток зависит как от структуры органелл, так и от топографии последних.