Стресс и патология - Владимир Виноградов

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.

Темные кардиомиоциты содержат компактные гиперхромные ядра с преобладанием конденсированного хроматина, часто имеющие изрезанные контуры. Количество митохондрий в них значительно больше, чем в светлых клетках, и они располагаются не параллельными с миофибриллами рядами, а в виде скоплений в различных участках клетки. Между миофибриллами можно видеть крупные митохондриальные агломераты, занимающие нередко все поле зрения. Причем органеллы здесь настолько тесно расположены, что другие структуры клетки почти незаметны (рис. I-11). Большое количество митохондрий располагается также в околоядерной зоне, под сарколеммой вблизи капилляров, у межклеточных щелей. Большинство митохондрий находится в конденсированном состоянии, матрикс их плотный, нередко частично гомогенизирован. Разные органеллы содержат различное количество крист. Многие митохондрии увеличены в размерах, но это увеличение не имеет характера набухания: матрикс таких органелл не просветлен, межкристные пространства не расширены, а кристы не только не деформированы и не разрушены, а напротив, их становится больше и они как бы более плотно упакованы в теле митохондрии. Во многих миофибриллах наблюдаются полосы пересокращения и различной величины участки гомогенизации миофиламентов. В субсарколемной зоне иногда возникают небольшие участки расплавления миофибрилл.

Увеличение количества темных клеток в миокарде при 48-часовой нагрузке растяжением животных можно рассматривать как одну из компенсаторных реакций сердца в ответ на повреждающий фактор. Появление в этих условиях темных кардиомиоцитов с резко увеличенным числом митохондрий подтверждает известную точку зрения на темные клетки как источники материальных и энергетических ресурсов, которые возникают в связи с напряженной попеременной деятельностью сократительных элементов и активацией в них процессов внутриклеточной регенерации [137].

Другой важной особенностью, характеризущей данный период стресса, является повышение гетерогенности клеточного пула левого желудочка.

Рис. I-11. Миокард левого желудочка крысы при иммобилизационном стрессе. Конец фазы резистентности – начало фазы истощения (48 ч опыта). Темные кардиомиоциты. × 71 000

Если в фазу напряжения иммобилизационного стресса практически не выявлялись переходные и темные клетки, в фазу резистентности – полутемные, то к началу фазы истощения клеточный спектр кардиомиоцитов представлен всеми типами клеток (темные – 50 %, светлые – 30 %, переходные – 10 %, полутемные – 10 %). Усиленная трансформация одних клеток в другие свидетельствует о повышении скорости оборачиваемости клеточного цикла, что, очевидно, также имеет в принятых условиях приспособительное значение. Процесс «просветления» темных кардиомиоцитов сопровождается постепенным нарастанием количества свободной саркоплазмы и разобщением структурных компонентов. В ядрах происходит превращение гетерохроматина в диффузный хроматин. В саркомерах появляются изотропные диски, а протофибриллы располагаются более рыхло. Становится заметной саркотубулярная система. Так возникают полутемные клетки, которые по мере продвижения по клеточному циклу трансформируются в светлые с ортодоксальными митохондриями и просветленным матриксом. Указанные структурные сдвиги свидетельствуют о вступлении «покоящихся» темных и полутемных кардиомиоцитов в фазу повышенной функциональной активности.

Сократительную функцию миокарда в конце фазы резистентности и начале стадии истощения иммобилизационного стресса (48 ч опыта) обеспечивают главным образом светлые и отчасти переходные клетки. В данный период по сравнению с фазой напряжения (1—12 ч опыта) количество светлых клеток в левом желудочке существенно снижено. Соответственно падающая на них рабочая нагрузка пропорционально увеличивается, что приводит к повышенному износу контрактильного и митохондриального аппарата светлых кардиомиоцитов. Увеличению степени деструкции сократительных элементов левого желудочка способствует ухудшение их кислородного обеспечения в результате спазма интрамуральных артериол, вызванного сокращением гладкомышечного слоя сосудистой стенки (рис. I-12). Волна нарушения микроциркуляции захватывает и капиллярное русло.

Рис. I-12. То же, что и на рис. I-11. Конец фазы резистентности – начало фазы истощения (48 ч опыта). Спазм интрамуральных артериол. × 71 000

Рис. I-13. То же, что и на рис. I-11. Конец фазы резистентности – начало фазы истощения (48 ч опыта). Сдавливание капилляров пересократившимися темными клетками. × 71 000

Повсеместно наблюдаются явления гемостаза, обусловленные сдавливанием капилляров пересократившимися темными клетками (рис. I-13) и гипертрофированными перицитами, которые в сложной связи своих отростков охватывают эндотелиальную трубку в виде своеобразной муфты (рис. I-14). Свой вклад в сужение просвета капилляров в данный срок опыта вносят и сами эндотелиальные клетки, способные к периодическому набуханию под влиянием нервных импульсов. В схеме двигательной иннервации кровеносных капилляров важная роль отводится перицитам, где находятся окончания симпатических нервов, которые воспринимают, трансформируют и далее передают нервный импульс через свои отростки на эндотелиальную клетку по типу электрического синапса [168]. Если принять гипотезу электрического синапса, то из рис. І-15 видно, что последний может возникать и без посредничества перицитов, поскольку нервные терминали непосредственно граничат с эндотелиальными клетками.

Рис. I-14. То же, что и на рис. I-11. Конец фазы резистентности – начало фазы истощения (48 ч опыта). Сдавливание капилляров гипертрофированными перицитами. × 71 000

Рис. I-15. То же, что и на рис. I-11. Конец фазы резистентности – начало фазы истощения (48 ч опыта). Окончания нервных терминалей. × 71 000

Согласно гипотезе, нервный импульс, направленный в сторону эндотелиальной клетки, вызывает деполяризацию ее плазмалеммы, что может способствовать потере или накоплению клеткой жидкости, которая, по всей вероятности, проникает через микропоры в плазмалемме [168]. По мнению автора гипотезы, на электронномикроскопических снимках и при прижизненных наблюдениях можно обнаружить набухшие эндотелиальные клетки, которые полностью закрывают просвет капилляра. Вслед за набуханием эндотелиальной клетки через несколько секунд можно видеть ее спадение. Такая периодичность, ведущая в первом случае к сужению просвета кровеносного капилляра и освобождению просвета для движения крови во втором случае, физиологически оправдана и не может быть осуществлена без участия нервной системы.

Фаза истощения (72 ч опыта). В терминальной стадии иммобилизационного стресса типовая гетерогенность кардиомиоцитов практически исчезает. Как и в самом начале развития стрессорной реакции, в левом желудочке в этот период доминируют светлые клетки (90 %; 10 % составляют полутемные клетки), что, очевидно, является результатом длительной перегрузки ультраструктурных элементов сердца. Однако в отличие от фазы напряжения (1—12 ч опыта), где светлые клетки были в основном однородными и различались только по степени набухания, здесь отмечается их выраженная внутрипуловая гетерогенность, обусловленная различной выраженностью деструкции митохондриального и контрактильного аппарата. В сарколемме таких кардиомиоцитов появляются множественные дефекты. На отдельных участках, особенно в тех, к которым близко прилежат капилляры, сарколемма становится размытой. В большинстве мышечных клеток отмечается отек саркоплазмы, особенно в субсарколемной зоне. Наряду с набухшими, но сохранившими нативную ультраструктуру кардиомиоцитами (30 %) – светлые клетки 1-го типа (рис. I-16) – появляются светлые клетки 2-го типа, в которых почти все митохондрии разрушены (20 %). Миофибриллы в них в основном фрагментированы на уровне дисков I, но имеются и большие участки гомогенизации, разволокнения и разрыва миофиламентов. Многие диски Z смещаются по отношению друг к другу в лежащих рядом миофибриллах (рис. I-17). В светлых клетках 3-го типа (40 %) большинство митохондрий в состоянии либо выраженного, либо умеренного набухания, матрикс их очагово просветлен. Резко уменьшено количество крист, имеющиеся кристы фрагментированы, хаотично расположены, в центре митохондрий они превращаются в гомогенную слабоосмиофильную массу. Наружные мембраны митохондрий теряют двухконтурность либо на всем протяжении, либо на значительных участках. Немало митохондрий полностью гомогенизированных, а также резко набухших, лишенных матрикса и крист.