АНГИОПАРЕНХИМАТОЗНЫЕ ВЗАИМООТНОШЕНИЯ ПОЧЕК ЧЕЛОВЕКА : АНГІОПАРЕНХІМАТОЗНІ ВЗАЄМОВІДНОШЕННЯ НИРОК ЛЮДИНИ

summary

Матеріали й методи дослідження. Робота виконана за результатами анатомічного препарування різними методами макро- і мікроскопічних досліджень 30 нирок людей, що померли по різних причинах, не пов’язаних із захворюваннями сечовидільної системи, а також 6 нирок плодів людини. Для цього тотальні препарати нирок одержані в Полтавському патологоанатомічному бюро і патологоанатомічному відділенні Полтавської обласної клінічної психіатричної лікарні в рамках договору про співробітництво між ВДНЗУ «УМСА» і названими закладами з урахуванням етичних і законодавчих норм і вимог при виконанні морфологічних досліджень.

Проведені дослідження відповідають сучасним морально-етичним нормам, принципам Гельсінської декларації про права людини, Конвенції Ради Європи про права людини і біомедицини, а також відповідним законам України й етичному кодексу лікаря України (протокол комісії з біоетики ВДНЗУ «УМСА» № 58 від 18.03.08).

Нирки, що зберегли анатомічну цілісність, а також миски з початковим відділом сечовода слугували для застосування ін’єкційних методів за допомогою різних, широко використовуваних в анатомічній практиці пластичних мас на акриловій основі.

З метою вивчення синтопічних взаємозв’язків між кровоносними судинами, що включають мікросудинні сегменти, і паренхіматозними структурами нирки ми використали кольорову туш на желатиновій основі.

Тотальні пластмасові препарати кровоносних судин і сечовивідних шляхів нирок містять інформацію, розкриття якої значно утруднено наявністю поверхневих занадто густих судинних асоціацій, багаторазово розгалужених на периферії органа. У зв’язку з тим що вони маскують розташовані в глибині утворення, які цікавлять нас, довелося прибігати до їхнього руйнування шляхом відлому в ділянці їх несучих гілок. В остаточному підсумку це призводить до втрати цілісності вихідних препаратів. Тому з метою збереження повної інформації про них ми вирішили проводити поетапне фотографування відділів, що оголюються, у процесі послідовної по глибині декомпозиції утворень, що їх складають. При цьому відламані фрагменти підлягали збереженню з метою окремого їхнього вивчення. Даний спосіб анатомічного дослідження ми називаємо методом селективно-декомпозиційного препарування.

Фотографували препарати цифровою фотокамерою в різних ракурсах на чорному фоні при відбитому освітленні й у прохідному світлі за допомогою негатоскопа.

У процесі селективно-декомпозиційного препарування з’явилася можливість для проведення вимірювальної роботи з визначенням діаметра основних гілок кровоносного русла нирок, що здійснено за допомогою штангенциркуля з точністю до десятих часток міліметра. Статистичний аналіз одержаних метричних даних здійснений з використанням комп’ютерної програми.

Інші препарати нирок, ін’єктованих тушшю з желатином, після фіксації в 10%-вому розчині нейтрального формаліну використані для одержання гістотопографічних розрізів, а також для виділення з них папілофорнікальних зон, що підлягають уміщенню в епоксидну смолу за методикою, розробленою на кафедрі анатомії «УМСА» [Костиленко Ю.П., 1987–2007].

Зазначений метод полягає в модифікованій комбінації методів фіксації тканин і уміщенні їх у щільний компаунд епоксидної смоли (відповідно до вимог трансмісійної електронної мікроскопії) з відомими технічними прийомами виготовлення шліфів.

Після полімеризації одержані блоки розрізали сепараційним стоматологічним диском на кілька пластинок товщиною приблизно 1 мм. Потім кожну з них трохи стоншували із двох сторін на наждачному папері, після чого ретельно шліфували й полірували до одержання рівної гладкої поверхні. Виявлені в цьому процесі тканинні структури препарату стають доступними для гістологічного забарвлювання, для чого використовували свіжовиготовлений 0,1%-вий розчин толуїдинового синього на фосфатному буфері, а також 1%-вий розчин метиленового синього на бурі.

Препарати вивчали й фотографували у світловому мікроскопі при різних збільшеннях у прохідному світлі.

Додатково до цього по описаній методиці вивчені тотальні препарати нирок плодів людини.

Результати дослідження і їхнє обговорення. У дослідженнях ми переконалися, що кожен окремо взятий препарат кровоносного русла нирок є у своєму роді унікальним. Дана індивідуальна неповторність значно утруднює завдання універсальної систематизації кровоносних судин нирок. Однак при уважному вивченні всіх варіантів нам вдалося виявити найбільш загальну й прийнятну для всіх інших варіантів форму розгалуження кровоносного русла нирок людини з виділенням у ньому основних стовбурів, які за винятком деяких по найменуванню принципово співпадають із загальноприйнятою класифікацією.

Насамперед серед магістральних кровоносних судин нирки з топографічної точки зору варто виділяти позаорганні і внутрішньоорганні гілки. Артеріальне русло, як відомо, починається нирковою артерією. Першою генерацією її є передня й задня ниркові артерії. Слід зазначити, що в деяких джерелах літератури вони не фігурують. Згідно з нашими даними вони дійсно іноді відсутні. Однак у переважній більшості ці гілки виявляються чітко. Розмноження позаорганних артеріальних гілок у межах ниркової пазухи, згідно з нашими даними, відбувається за рахунок розподілу передньої ниркової артерії, у результаті чого утворюються, як правило, дві полюсні (верхня й нижня) артерії. Отже, у воротах нирки ми нараховуємо в середньому близько чотирьох артеріальних стовбурів (передня й задня ниркові артерії, а також дві полюсні). Однак насправді у воротах нирки зосереджено значно більше артеріальних гілок, тому що названі вище артерії є джерелами тих артеріальних стовбурових гілок, які направляються безпосередньо в паренхіму нирки. У зв’язку із цим останні частково можна віднести до екстраорганних артерій, які в літературі відомі під назвами сегментарних, або міжчасткових артерій. Перша із цих назв має анатомо-клінічне значення, тому що базується на уявленні, що тромбоз однієї з таких артерій призведе до змертвіння (інфаркту) тієї частини паренхіми нирки, що кровопостачається цією артерією. У зв’язку із цим дані ділянки ниркової паренхіми одержали назву сегментів. Слід зазначити, що ні в територіальному, ні в кількісному відношенні виділені авторами сегменти не відповідають уявленням про часткову будову нирок людини. Нирка людини, як відомо, є багаточасточковим органом і хоча ниркові частки в дорослої людини тісно консолідовані між собою, усе-таки приграничні зони між ними можна визначити. У зв’язку з тим що, згідно з нашими даними й даними інших авторів [Бурых М.П., 1998–2001; Вільхова І.В., 2002] зазначені артерії проникають у паренхіму нирки саме в цих зонах, ми вважаємо більш правильним виділяти їх за назвою міжчасткових артерій.

Взагалі, венозне русло нирок, по своїх ємнісних можливостях, помітно переважає артеріальне, що в наочній формі переконливо демонструють ін’єкційно-корозійні препарати. Це досягається за рахунок значно більшої кількості й ширини його судин на всіх рівнях їхнього утворення. Ті венозні судини, які зосереджені у воротах і синусі нирки, в основному відповідають порядку розташування позаорганних артерій і виділені нами під тими ж назвами.

Міжчасткові вени проникають у паренхіму нирки в тісному сусідстві з однойменними артеріями. У літературі відсутній фактичний опис тих місць, де відбувається перехід кровоносних судин і супровідних їх утворень (лімфатичних судин і нервових провідників) із синуса в паренхіму нирки. Згідно з нашими даними, ці місця знаходяться у вигляді петлеподібної мережі улоговинок, що облямовують основи ниркових сосочків. У зв’язку з тим, що вони фактично (у локальному розумінні) відповідають так званим форнікальним зонам, то з морфологічної точки зору ми вправі називати їх портофорнікальними зонами нирок. Нами також вперше встановлено, що дані петлисті (із внутрішньої поверхні ниркової пазухи) портофорнікальні зони відповідають по проекції в товщі паренхіми нирковим стовпчикам Бертіні.

Нами для правильного розуміння будови дефінітивної нирки людини необхідно виходити з того, що вона формується в результаті зімкнення (консолідації) між собою декількох, спочатку роз’єднаних, сегментів (сегментованої нефрогенної тканини), кожний з яких надалі перетвориться в ниркову частку.

Нам показано, що нирка людини на п’ятому місяці внутрішньоутробного життя являє собою консолідацію раніше роз’єднаних часточкових частин, у кожній з яких кіркова речовина охоплює всю її окружність. При цьому у результаті зближення й об’єднання апроксимальних відділів кіркової речовини суміжних часток відбувається утворення ниркових стовпчиків Бертіні, що є місцем розташування стовбурових внутрішньоорганних кровоносних судин. Згідно з нашими даними, кровоносне русло нирок п’ятимісячних плодів людини загалом своєю організацією тотожно такому дефінітивній нирці, в якій внутрішньоорганні артерії й вени (гілки міжчасткових судин, які ми називаємо парапірамідними), розташовуючись у ниркових колонках Бертіні, перебувають у гранично тісних між собою взаємозв’язках, що виражаються в тім, що артерії, супроводжуючи вени, інтимно до них примикають на всьому шляху свого проходження аж до утворення міжчасткових гілок. В цілому, вся сукупність даних кровоносних судин утворить навколо пірамід мозкової речовини складні за конфігура­цією петлеподібні сплетення. Але кінцеві гілки міжчасткових артерій, відомі в літературі як дугові артерії, досягаючи межі між мозковою і субкапсулярною кірковою речовиною, анастомозів між собою не утворюють, що є добревідомим у літературі фактом [Ворощук Р.С., 2007]. Відмітимо, що дана кірково-мозкова зона нирок є важливим вузловим місцем, де здійснюються процеси регіонарного перерозподілу крові між кірковою й мозковою речовиною. Тому не випадково, що саме в цій зоні на ін’єкційно-корозійних препаратах ми часто відмічали ознаки наявності артеріовенозних анастомозів.

На відміну від артеріального венозне русло нирок людини влаштовано за принципом повсюдного анастомозування, утворюючи в масштабі нирки загальний венозний басейн. Найбільш помітними в архітектоніці венозного русла нирок є анастомози двох рівнів організації.

Перша сітка венозного анастомозування локалізована по межі між кірковою й мозковою речовиною. Саме вона надає всьому кровоносному руслу нирок відомий аркадний вид [Мельман Е.П., 1998; Бурых М.П., 1998–2001].

Іншою характерною формою венозних анастомозів, не відміченою в літературі, є петлеподібні зв’язки міжчасткових вен у форнікальних зонах нирок. Але крім цього варто враховувати наявність великого периферичного зв’язку субкапсулярної венозної сітки з міжчастковими венами кіркової речовини за допомогою зірчастих вен.

На основі наведених даних можна зробити один загальний висновок: венозний відділ загального кровоносного русла нирки людини відрізняється більшими ємнісними можливостями й низьким тиском у ньому крові. Причому воно влаштовано таким чином, що може приймати кров, що відтікає практично від всіх ділянок нирки. На відміну від цього для артеріального русла характерною рисою є цілеспрямована доставка крові через відсутність міжартеріальних анастомозів до обмежених сегментарних зон ниркової паренхіми в режимі високого тиску, що є головною умовою для забезпечення фільтраційних процесів у ниркових тільцях нефронів.

Відповідно до багатьох фундаментальних робіт [Євтушенко І.Я., 1999; Ворощук Р.С., 2006; Бурых М.П., 1998–2001], в наш час принцип організації гемомікроциркуляторного русла, що лежить в основі фільтраційної функції нирок, представляється досить зрозумілим, чого не можна сказати про кровоносне мікроциркуляторне русло мозкової речовини, де відбуваються в основному процеси концентрації сечі. У літературі дотепер по цьому питанню існує багато розбіжностей, які не дозволяють усвідомити цю особливість.

Ми спробували розібратися в цих питаннях і деяку ясність одержали завдяки розробленому на кафедрі анатомії людини УМСА методу уміщення досить великих ділянок нирок, попередньо ін’єктованих тушшю з желатином, в епоксидну смолу з подальшим виготовленням з одержаних блоків шліфів. Дані препарати дозволили візуально встановити, що дугові, або аркадні артерії й вени, що пролягають по межі між мозковою й кірковою речовиною, є безпосередніми джерелами утворення двох, протилежно спрямованих мікросудинних комунікацій. Одна з них у вигляді міжчасткових артерій і вен призначена забезпечувати кровопостачання субкапсулярної кіркової речовини, тоді як друга цілком належить до пірамід мозкової речовини.

Структурна організація гемомікроциркуляторного русла мозкової речовини, згідно з нашими даними, є більш ясною і не такою заплутаною, як це представлено в літературі. Нами встановлено, що в межах окремих мозкових пірамід воно складається з безлічі артеріоловенулярних петель, що мають довгу (витягнуту по висоті піраміди, від основи до верхівки) шпилькоподібну форму. Кожна з таких петель складається із прямої артеріоли, що, досягши апікального відділу ниркового сосочка, робить різкий поворот, переходячи у зворотньому напрямку у венозну мікросудину (венулу), що у висхідному напрямку досягає однієї з гілок аркадної вени. У цьому нескладно побачити один з топологічних варіантів організації так званих шляхів кращого кровотоку або напівшунтів. Разом із цим методи ін’єкції кровоносних судин нирок тушшю з желатином дозволили візуалізувати спіралеподібні сплетення кровоносних капілярів навколо збірних трубок мозкової речовини. Добре видно, що вони розташовуються у проміжку між шпилькоподібними артеріоловенулярними петлями, будучи включеними в їх кровоток у паралельному порядку. Отже, нам вдалося вперше у практиці морфологічного вивчення нирок візуально представити ту обмінну ланку в гемомікроциркуляторном руслі, яка є складовою частиною протиточно-множиннної системи, яка здійснює процес концентрації сечі.

Але, плануючи нашу роботу, нас більше за все цікавило питання про природу такого феномена, як розвиток пієловенозного рефлюкса, що супроводжує патогенез гідронефротичної трансформації. Відомо, що він виникає у форнікальних зонах нирки, але дотепер, якщо судити за даними літератури, не проводились дослідження, спрямовані на ґрунтовне вивчення цього питання. Ми вважаємо, що для його вирішення необхідно володіти даними про будову стінок кровоносних судин нирки, їхнє розташування у портофорнікальних зонах, а також про їхні відношення до початкових відділів сечовивідних шляхів.

Таким чином, позаорганні артерії нирок як судини високого тиску на всіх рівнях раміфікації мають відносно товсту стінку з підвищеними пружними властивостями за рахунок перевищуючої кількості в ній еластичної тканини. Остання перебуває не тільки в складі м’язової оболонки, але й концентрично зосереджена ззовні від неї у вигляді окремого добре вираженого шару. Примітним фактом є те, що, поступово переходячи у внутрішньоорганні артерії, їхня стінка поступово стоншується пропорційно їх зменшуваному калібру. Це стоншення артеріальної стінки відбувається за рахунок втрати еластичної тканини, при якій зростає часткова концентрація гладком’язових елементів у її середній оболонці. З функціональної точки зору даний факт можна пояснити тим, що внутрішньоорганні артерії нирок виконують важливу роль у механізмі перерозподілу крові серед ділянок ниркової паренхіми на всіх рівнях її структурної організації.

На відміну від артерій внутрішньоорганні вени нирок як судини низького тиску, сумарна ємність яких значно перевищує таку у артеріального русла, відрізняються гранично тонкою стінкою, представленою в основному інтимою і тонким адвентиціальним шаром. Однак по виходу з паренхіми в ниркову пазуху (портофорнікальні зони) їхня стінка поповнюється відносно товстим шаром гладком’язових волокон, які організовані у формі подовжньо розташованих пучків, що, згідно з даними літератури, відповідає будові стінки нижньої порожнистої вени. З точки зору біомеханіки скорочувальна активність м’язової оболонки позаорганних ниркових вен повинна приводити до їхнього скорочення з одночасним розширенням просвіту. Цілком можливо, що за рахунок цього періодичне звуження й розширення позаорганних вен виконує функцію насоса, що сприяє евакуації крові із внутрішньоорганного венозного русла нирок.

У наших дослідженнях вперше дано опис особливостей синтопічних відношень між кровоносними судинами й стінкою малих чашок у порто-форнікальних зонах нирок людини. Було встановлено, що міжчасткові артерії й вени, проходячи поруч через портофорнікальі зони, розташовуються так, що тільки вени безпосередньо примикають до стінки малих чашок, зростаючись із нею своєї адвентиціальною оболонкою. У результаті цього порожнина малої чашки виявляється відділена від венозного просвіту відносно тонкою тканинною перегородкою, що складається зі слизової оболонки малої чашки, загального сполучнотканинного прошарку між стінками малої чашки й вени, а також внутрішньої оболонки (інтими) останньої.

Отже, нашими дослідженнями встановлено, що вміст малих чашок відділено у портофорнікальних зонах від стінки міжчасткових вен критично тонким шаром тканинних структур, що у нормі є цілком достатнім бар’єром між сечею й венозною кров’ю нирок. Однак в умовах зростання гідростатичного тиску в сечовивідних шляхах (наприклад, при обтурації сечовода) даний бар’єр виявляється самим слабким місцем. Очевидно, що стійке перевищення фізіологічного тиску (понад 70 мм рт. ст.) неминуче призведе до його ушкодження з подальшим попаданням вмісту сечовивідних шляхів у венозне русло нирок. Безсумнівно, неминучість даного рефлюкса у венозне русло визначена більш низьким тиском крові в ньому, ніж артеріальний тиск. Тому можна припустити, що пієловенозний рефлюкс є основним шляхом у розвитку всього різноманіття антифізіологічних процесів, що характеризують синдром гідронефротичної трансформації. У тім, що це так, ми вирішили переконатися за допомогою його експериментального моделювання, використавши для цього методи ін’єкції сечовивідних шляхів нирок пластичною масою в режимі надлишкового перфузійного тиску. У результаті нам вдалося одержати кілька препаратів, які в наочній формі демонструють факт затікання пластичної маси з малих чашок через портофорнікальні зони у венозне русло нирок.

ВИСНОВКИ

У дисертації представлені нові дані, які розширюють і поглиблюють сучасні уявлення про закономірності організації кровоносного русла нирок людини і уточнюють особливості синтопічних відношень його окремих ланок до паренхіматозних структур. Доповнені дані щодо специфіки структурної організації гемомікроциркуляторного русла мозкової речовини нирок, а також вперше дано експериментально-морфологічне обґрунтування розвитку пієловенозного рефлюкса при гідронефротичній трансформації.

1. Основні анатомічні риси дефінітивних нирок людини чітко проявляються на п’ятому місяці внутрішньоутробного розвитку. На цій стадії процес консолідації між окремими частковими структурами приводить до формування багаточасткової нирки, у якій кіркова речовина перебуває не тільки зовні (субкапсулярно), але й у вигляді міжчасткових прошарків, що перетворяться у подальшому розвитку в ниркові стовпчики Бертіні, які є місцем розташування стовбурових внутрішньоорганних кровоносних судин.

2. У загальному кровоносному руслі зрілої нирки з топографічної точки зору виділяються поза- і внутрішньоорганні судини. Позаорганні кровоносні судини піддаються різноманітній індивідуальній мінливості. У найбільш представницькому варіанті в нирковій пазусі перебувають гілки загальної ниркової артерії, до яких належать: передня й задня ниркові артерії, верхня й нижня полюсні артерії й частково міжчасткові артерії.

Венозні судини, які зосереджені у воротах і синусі нирки, в основному відповідають порядку розташування позаорганних артерій і виділені нами під тими ж назвами.

3. Міжчасткові артерії, що утворилися в нирковій пазусі в результаті розподілу задньої ниркової й полюсної артерій, проникають у паренхіму нирки в тісному сусідстві з однойменними венами. Ці місця розташовані на внутрішній поверхні ниркової пазухи у вигляді петлеподібної мережі улоговинок, що облямовують основи ниркових сосочків. У зв’язку з тим що вони фактично відповідають так званим нирковим зведенням й є воротами проходження кровоносних судин, ми виділяємо їх за назвою портофорнікальних зон нирок. Ці зони по проекції відповідають у товщі паренхіми нирковим стовпчикам Бертіні.

4. В цілому венозне русло нирок по своїх ємнісних можливостях помітно переважає над артеріальним, що досягається за рахунок більшої кількості й ширини його судин на всіх рівнях їхнього утворення. Крім того, на відміну від артеріального воно влаштовано за принципом повсюдного анастомозування, утворюючи в масштабі нирки загальний венозний басейн. Найбільшими є анастомози двох рівнів організації. Перша сітка венозного анастомозування локалізована на межі між кірковою й мозковою речовиною, що надає всьому кровоносному руслу нирок відомий аркадний вид.

Іншою формою венозних анастомозів є петлеподібні зв’язки міжчасткових вен у форнікальних зонах нирок.

5. Дугові, або аркадні артерії й вени, що пролягають по межі між кірковою й мозковою речовиною, є джерелами утворення двох, протилежно спрямованих мікросудинних комунікацій, одна з яких у вигляді міжчасткових артерій і вен призначена забезпечувати кровопостачання субкапсулярної кіркової речовини, тоді як друга цілком належить до пірамід мозкової речовини.

6. Гемомікроциркуляторне русло мозкової речовини у межах окремих його пірамід складається з безлічі артеріоловенулярних петель, що мають довгу шпилькоподібну форму. Кожна з таких петель складається з прямої артеріоли, яка, досягши апікального відділу ниркового сосочка, робить різкий поворот, переходячи в зворотному напрямку у венозну мікросудину (венулу), що у висхідному напрямку досягає однієї з гілок аркадної вени. В проміжному положенні між ними локалізовані спіралеподібні сплетення кровоносних капілярів навколо збірних трубок мозкової речовини.

7. Позаорганні артерії нирки як судини високого тиску мають відносно товсту стінку з підвищеними пружними властивостями за рахунок переваги в ній еластичної тканини. Переходячи у внутрішньоорганні артерії, їхня стінка поступово стоншується в результаті втрати еластичної тканини, при якій зростає часткова концентрація в її середній оболонці гладком’язових елементів.

На відміну від артерій внутрішньоорганні вени як судини низького тиску характеризуються гранично тонкою стінкою, представленою в основному інтимою і тонким адвентиціальним шаром.

8. Міжчасткові артерії й вени, проходячи поруч через портофорнікальні зони, розташовуються так, що тільки вени безпосередньо примикають до стінки малих чашок, зростаючись із нею своєю адвентиціальною оболонкою. У результаті цього порожнина малих чашок відділена від венозного просвіту тонкою тканинною перегородкою, що складається з слизової оболонки малої чашки, загального сполучнотканинного прошарку малої чашки й вени, а також внутрішньої оболонки останньої. Тому в умовах зростання гідростатичного тиску в сечовивідних шляхах (наприклад, при обтурації сечовода) даний тканинний бар’єр виявляється самим слабким місцем. Його ушкодження приводить до попадання вмісту сечовивідних шляхів у венозне русло нирок. Даний пієловенозний рефлюкс відтворюється експериментально шляхом ін’єкції пластичної маси в сечовивідні шляхи в режимі підвищеного перфузійного тиску.