СТРУКТУРА М’ЯЗІВ ТА ВНУТРІШНЬОМ’ЯЗОВИХ ВЕН ГОМІЛКИ У ЛЮДЕЙ В НОРМІ ТА ПРИ ХРОНІЧНІЙ ВЕНОЗНІЙ НЕДОСТАТНОСТІ

Краткое содержание

Матеріали та методи дослідження. Для вирішення поставлених завдань нами було досліджено матеріал від 50 трупів людей чоловічої та жіночої статі віком від 21 до 36 років, що загинули в результаті механічних травм та раптово померли у віці від 36 до 80 років, які підлягали судово-медичному дослідженню. З них: чоловічої статі 26 осіб, жіночої статі - 24 особи. Матеріал розподіляли за наступними віковими групами: 1 група (перший зрілий вік - 21 -35 років для жінок, та 22 - 36 для чоловіків) - 18 осіб, 2 група (другий зрілий та похилий вік 36 - 75 років) - 16 осіб, третя група (старечий вік після 75 років) - 16 осіб. При судово-медичній експертизі вказаних осіб на розтині, та при вивченні наявної медичної документації не було виявлено явних ознак ХВН. Ці групи поділялися за статтю: перша група - 10 чоловіків, 8 жінок; друга група - 8 чоловіків, 8 жінок; третя група - 8 чоловіків, 8 жінок.

Хворі, яким виконували біопсійний забір матеріалу, були розподілені на групи в залежності від важкості ХВН. При цьому вікові та статеві ознаки не враховували.

В першу групу ввійшли 12 хворих з варикозною хворобою вен нижніх кінцівок компенсованої та субкомпенсованої стадій.

До другої групи увійшло 11 хворих з декомпенсованим ступенем варикозної хвороби вен нижніх кінцівок.

До третьої групи увійшли 5 хворих, які були прооперовані з приводу постромбофлебічного синдрому, найбільш тяжкої форми ХВН, з підтвердженням діагнозу по результатам функціональних проб Дельбе–Пертеса і Пратта.

Забір матеріалу та дослідження проводили згідно з методичними рекомендаціями „ Дотримання етичних та законодавчих норм і вимог при виконанні наукових морфологічних досліджень” (Мішалов В.Д., Чайковський Ю.В., Твердохліб І.В., 2007). За висновком комісії з питань біомедичної етики Вінницького національного медичного університету ім. М.І. Пирогова (протокол № 7 від 8.04.2009), робота виконана з дотриманням основних положень GCP (1996), Конвенції Ради Європи про права людини та біомедицину (1997), Гельсінської декларації Всесвітньої медичної асоціації про етичні принципи проведення науково медичних досліджень за участю людини (1964-2000) та наказу МОЗ України від 13.02.2006 р. №66.

Матеріал для морфологічних досліджень являв собою шматочок розмірами 5 х 2 х 1 см дистального відділу литкового м’язу в зоні другої перфорантної вени Кокета з обох кінцівок, з міжм’язовими венами калібру до 2 мм. Матеріал ми забирали за наступною методикою: секційний розріз проводили впродовж всієї литки (медіальна поверхня), нижню третину шкіряного заднього лоскуту зміщували назад і на відстань приблизно 1 см попереду від ахіллового сухожилка. Відшаровували підшкірно-апоневротичний клапоть від прилеглих м’язів, видаляли шматочок литкового м'язу в зоні другої перфорантної вени Кокета та поділяли його на 5 частин розмірами по 1,0 х 0,5 х 0,5 см.

Забраний матеріал фіксували не менше 48 годин в 10 % водному нейтральному розчині формаліну в об’ємному співвідношенні 1:10. Препарати зневоднювали в спиртах наростаючої концентрації, проводили крізь ксилол  та заливали в парафін-віск.

На санному мікротомі виготовляли гістологічні зрізи товщиною 7-10мкм, які фарбували гематоксилином та еозином, пікрофуксином за Ван Гізон, резорцин-фуксином Вейгерта (Саркисов Д.С., Петров Ю.Л., 1996). Дослідження препаратів проводили під мікроскопом „OLIMPUS BX - 41”, свідоцтво про державну реєстрацію №8118/2008р. Для виводу на екран монітору кольорового зображення поперечного зрізу судини використовували плату відеозахвату Leadtek WinFast VC 100. Отримані знімки обробляли за допомогою програми „Quick PHOTO MICRO 2.3”

При морфологічному дослідженні визначали товщину стінки середньої оболонки внутрішньом'язових вен, ширину та форму їх просвіту, ширину та товщину м’язової оболонки, а також діаметр просвіту артерій, які вони супроводжують, діаметр збираючих м’язових венул та артеріол, які їм відповідають; склад стінки вен та венул; товщину та форму м’язових волокон, їх взаємо-розташування, кількість капілярів в ендомізії в переліку на одне м’язове волокно; ступінь виразності й поширеність компенсаторно-пристосовуючих та патологічних процесів (вираженість поперечної посмугованості, дистрофічні та некротичні зміни в м’язових волокнах, ознаки їх регенерації, фіброз та стан еластичного каркасу стінок внутрішньом’язових вен, судин мікроциркуляторного русла, ендо -  та перемізію, наявність ознак запальної реакції та її наслідків) також оцінювали напівкількісно, тобто - за суб’єктивною шкалою оцінок (Автандилов Г.Г., 1980, 1984; Ташкэ К., 1980).

Розподіл венул за типом проводили в контрольній групі за розміром їх діаметру. Так для посткапілярних венул діаметр складає 8-30 мкм, для збірних – 30-50 мкм, для м’язових – 50-100 мкм (Афанасьев Ю.И., 2002). Враховуючи, що з віком та при патології, діаметр венул може значно змінюватися та відхилятися від вказаних меж, в якості орієнтиру та прив’язки до кожного типу венул була обрана артеріола, яка відповідає венулі з середнім розміром діаметру останньої. Так, для збірних венул з середнім розміром діаметру 40-45 мкм, діаметр відповідної артеріоли склав 21-23 мкм, м’язових венул з діаметром 74-76 мкм, діаметр артеріоли склав 33-35 мкм. Отримані дані документували протоколами, відображали в схемах, таблицях і фотографіях.

Крім матеріалу від померлих ми досліджували біопсійний матеріал від хворих жіночого та чоловічого стану з ХВН, віковий ценз яких знаходився в межах 35 - 70 років. Матеріал отриманий інтраопераційно при хірургічних втручаннях (операція Лінтона) з приводу варикозного розширення вен нижніх кінцівок та постромбофлебітичного синдрому методом інцізійної біопсії. Під час операцій у хворих забирали шматочок об’ємом близько 0,5 х 0,5 х 0,5 см литкового м'язу з нижньої його третини

Із забраного матеріалу ми використовували його частину для трансмісійної електронної мікроскопії. Шматочки 1,0 х 1,0 х 1,0 мм фіксували в 4 % розчині глутаральдегиду на 0,1 М какоділатному буфері (рН 7,4) з наступною дофіксацією в 1 % забуференому розчині чотириокису осмію при температурі 4°С протягом 2-3 годин. Після фіксації шматочки тканин промивали у буферному розчині, зневоднювали у спиртах зростаючих концентрацій та ацетоні й занурювали в суміш епоксидних смол за загальноприйнятою методикою (Уикли Б., 1975). Напівтонкі зрізи забарвлювали метиленовим синім і вивчали у світловому мікроскопі. За результатами аналізу на напівтонких зрізах вибирали ділянки для ультратомії. Ультратонкі зрізи контрастували уранілацетатом і цитратом свинцю й досліджували в електронному мікроскопі GEM 100 B у зростаючих режимах.

На напівтонких і звичайних зрізах гістопатологічні зміни вивчали за наступним алгоритмом - гіпертрофія, атрофія м'язових волокон, осередковий міоліз, фрагментація м'язових волокон, вакуолізація м'язових волокон, хвилеподібна їх деформація, ліпоматоз і фіброз сполучнотканинного компоненту м’язу, кровонаповнення судин гемомікроциркуляції, зміни стінки й змісту прошарку судин, крововиливу та наявність клітин запалення. Формування та редагування первинної бази дослідження даних проведено на ЕОМ Intel Pentium IV 3,0 МГц з використанням програми "Microsoft Excel". Статистична обробка отриманих результатів проведена в пакеті "STATISTICA 5.5" (належить ЦНІТ ВНМУ ім. М.І.Пирогова, ліцензійний номер АХХR910A374605FA) з використанням параметричних та непараметричних методів варіаційної статистики. Оцінювали правильність розподілу ознак за кожним з отриманих варіаційних рядів, середні значення за кожною ознакою, що вивчається, та стандартні відхилення. Достовірність різниці значень між незалежними кількісними величинами визначали за допомогою  та на основі t-критерію Стьюдента, а в інших випадках за допомогою U-критерію Мана-Уітні.

Критерієм достовірності (p) нульової гіпотези вважалася величина p£0,05 (95 %). Перевірка адекватності регресійної моделі проводили за допомогою критерію Фішера, для знаходження якого попередньо визначали дисперсію відтворюваності та дисперсію адекватності.

Результати дослідження та їх обговорення. Останні дослідження довели, що підвищення тиску у венах нижньої кінцівки при ХВН призводить до трьох типів пошкоджень скелетного м'яза: 1) атрофічні зміни в м'язовій тканині; 2) денервація (неврогенна атрофія); 3) міопатичні розлади, що виявляються через дегенерацію м'язових волокон, запалення і некроз (Yuk Man Kan, 2001).

Літературні повідомлення, вказують на посилення дії вищенаведених чинників дисфункцією м'язів нижньої кінцівки, що крім того приводить до альтераційних змін в системі мікроциркуляції (Kenneth B., 1998, Recek C., 2006).

Нами була побудована статистична модель, що враховує ці чинники на рівні стану внутрішньом’язових венул, вен і супроводжуваних ними артеріол і артерій.

У результаті проведення аналізу попередніх морфологічних та морфометричних досліджень встановлено, що оцінка стану м’язово-венозної помпи гомілки пацієнта та розвитку захворювання нелінійно залежить від таких факторів впливу як: геометричних розмірів венул (збираючих, м’язових), вен (внутрішньом’язових) та супроводжуючих артеріол та артерій, а також товщини м’язових волокон.

В групі першого зрілого віку були встановлені параметри внутрішньо-м’язових вен малого калібру: діаметр просвіту судини – 429,75 ± 20,00 мкм, товщина м’язової оболонки – 55,5±2,9 мкм, індекс Керногана для внутрішньо-м’язових вен склав 0,130 ± 0,013. Для відповідних  їм артерій індекс Керногана – 0,240 ± 0,023. Визначали добре виражений в стінці вен каркас з еластичних волокон з відсутністю чіткої внутрішньої мембрани у всіх випадках, якісне співвідношення еластичних та колагенових волокон у складі стінки вен вказувало на  перевагу останніх. Встановлено наявність повних та неповних клапанів у внутрішньом’язових венах малого діаметру та збірних венулах. Було визначено два варіанта супроводження вен відповідних артерій в судино-нервовому пучці - вени, що супроводжують відповідну їм артерії в  одинарній або в подвійній кількості. Співвідношення цих варіантів 1:2. Також нами описані та запропоновані варіанти взаєморозташування внутрішньо-м’язових вен по відношенню до відповідної артерії:  в першому варіанті вена проходить біля артерії на близькій відстані, т.ч. що проміжок між ними дорівнює або менший за діаметр артерії; в другому варіанті відстань між судинами перевищує діаметр артерії.

В першому варіанті взаєморозташування судин була відмічена наявність локального витончення м’язової стінки вени зі сторони розташування артерії.

У групі першого зрілого віку оцінені параметри литкового м'яза: щільність м'язових волокон, ширина перемізію, наявність патологічно змінених м'язових волокон. Кількість капілярів на одне м'язове волокно - 2-4. Товщина м'язових волокон склала 75,0 ± 6,5 мкм.

Морфологічні дослідження довели, що стан м’язової тканини литкового м’язу не відрізняється від типової будови скелетних м’язів. Однак при цьому, навіть у цій групі виявляються, незалежно від статі, дистрофічні, атрофічні, а інколи і некротичні зміни в окремих м’язових волокнах. Визначаються волокна з ознаками неповної регенерації. Такі патологічні прояви не пов’язані зі значними ішемічними або нейротрофічними змінами і значно не повинні впливати на скорочувальну функцію м’язового апарату.

Встановлено наявність дійсних артеріоло-венулярних анастомозів без спеціального замикального пристрою.

Виявлено відсутність в групі першого зрілого віку математично достовірних відмінностей у вищеописаних параметрах між особами чоловічої та жіночої статі.

У групі людей другого зрілого та похилого віку були встановлені параметри внутрішньом’язових вен малого калібру: діаметр просвіту їх склав в середньому 395,5±21,5 мкм, товщина м’язової оболонки стінки вен 136,5±8,0 мкм, індекс Керногана - 0,340±0,037. Для відповідних їм артерій індекс Керногана склав 0,310±0,031 Визначена наявність чіткої внутрішньої еластичної мембрани у всіх випадках, співвідношення еластичних і колагенових волокон в складі стінки вен, що свідчить про перевагу останніх. Зберігалися варіанти супроводження вен відповідних артерій в судино-нервовому пучці  так само, як і в контрольній групі.

Потовщення м’язової оболонки, поява внутрішньої еластичної мембрани призводить до зміцнення венозної стінки, до збільшення її здібності протидіяти впливу гідростатичного тиску. Однак значна кількість колагенових волокон, яку ми спостерігали, свідчить про значно меншу властивість стінки вен до опору стискання при скороченні литкового м’язу.

Також ми визначили варіанти взаєморозташування внутрішньом’язових вен по відношенню до відповідної артерії, що описано в контрольній групі, з наявністю локального витончення м’язової тканини зі сторони  розташування артерії як в першому варіанті їх взаєморазташування. В дослідній групі були якісно оцінені параметри литкового м’язу: щільність м'язових волокон, ширина перемізію, наявність патологічно змінених м'язових волокон. Кількість капілярів на одне м'язове волокно склала 2-4. Товщина м'язових волокон – 65,75 ± 3,50 мкм.

Аналіз морфологічних змін литкового м’язу у людей другої групи вказує на: зменшення товщини м’язових волокон (як поодиноких, так і в складі цілих пучків), наявність фрагментованих волокон (у тому числі з опосередкованим заміщенням фіброзною тканиною), булавоподібно потовщених волокон з невизначеною поперечною посмугованістю, поодиноких волокон з фібрилярним або дископодіб-ним розщепленням, опосередкований зернистий розпад, дископодібний некроз на різних його стадіях. У всіх випадках також ми знаходили локальне заміщення м’язових волокон фіброзною і (або) жировою тканиною. В зонах визначеного повнокров’я або тромбозу венул мали місце деформація набряклою рідиною проксимальних, по відношенню до цих венул, м’язових волокон. У нерівномірно розширеній зоні ендомізію, перимізію та між групами м’язових пучків відзначали збільшення кількості волокнистої сполучної тканини і поява жирової тканини.

Вказані морфологічні зміни приводять до зниження скорочувальної функції скелетної м’язової тканини, і, як наслідок, до порушення функціонування м’язово-венозної помпи гомілки.

Нами була встановлена відсутність в досліджуваній групі статистично достовірних відмінностей у вищеописаних параметрах між особами чоловічої та жіночої статі.

У групі людей старечого віку визначені параметри внутрішньом’язових вен малого калібру: товщина м'язової оболонки стінки вен 79 ± 4 мкм, діаметр їх просвіту – 873,5 ± 34,5 мкм, індекс Керногана – 0,09 ± 0,008. Для відповідних їм артерій індекс Керногана склав – 0,410 ± 0,037. Помічена відсутність чіткої внутрішньої еластичної мембрани у всіх випадках, загальне значне зменшення кількості еластичних волокон, їх розпад та фрагментація, з одночасним збільшенням колагенових волокон в складі стінки вен та формуванням зовнішньої еластичної мембрани в місцях найбільшого витончення стінки. Встановлені в попередніх групах варіанти супроводження вен відповідних артерій в судино-нервовому пучці і варіанти взаєморозташування внутрішньом’язових вен по відношенню до відповідної артерії не мали статистичних відмінностей. Локальне витончення венозної стінки, аж до утворювання мікроаневризм, виявлялось незалежно від варіантів їх взаєморозташування.

В групі осіб старечого віку були якісно оцінені параметри литкового м’язу: щільність м’язових волокон, ширина перемізію, наявність патологічно змінених м'язових волокон. Кількість капілярів на одне м'язове волокно склала 1 - 3. Товщина м'язового волокна складала 35,5 ± 3,0 мкм.

Проведені морфологічні досліди виявили, що незалежно від статі, зміни в м’язовій тканині литкового м’язу мали характер аналогічний змінам, як і у групи осіб літнього віку. Колагенізація, дистрофічні та атрофічні зміни були значно вищі, а їх характер більш виразним. Відмічено заміщення фіброзною та жировою тканиною не лише поодиноких м’язових волокон, але й цілих м’язових пучків, колагенізація ендомізію, перемізію, що свідчить про значні нейротрофічні порушення та виражену гіпоксію тканин. Природно, що при наявності вказаних структурних змін не можливе повноцінне функціонування м’язово-венозної помпи.

Математично достовірні відмінності у вищеописаних параметрах між особами чоловічої та жіночої статі відсутні.

У першій групі хворих з ХВН були встановлені параметри внутрішньом’язових вен малого калібру: товщина м'язової оболонки стінки вен 120 ± 7 мкм, діаметр – 1080 ± 47 мкм, індекс Керногана 0,110 ± 0,011 (для відповідних артерій - 0,398 ± 0,038). Визначається наявність локального витончення м'язової оболонки з боку розташування артерії при першому варіанті взаєморозташування артерій і вен. Вивчені якісні параметри литкового м'яза: щільність м'язових волокон, ширина перемізію, кількість капілярів на одне м'язове волокно, наявність патологічно змінених м'язових волокон, капілярів. Товщина м'язового волокна складала 39,0 ± 3,5 мкм.

Вивчення на світлооптичному й електронно-мікроскопічному рівнях гомілкового м'яза в 1-й групі хворих, коли клінічно ХВН є компенсованою, дозволяє виявити зміни його будови, виразність яких, у своєї чергу, прямо залежіть від тривалості захворювання. Якщо зміни самої м'язової тканини непостійні та незначні в більшості випадків, проявляються в основному слабко вираженою атрофією м’язових волокон, то зміни гемокапілярів мають закономірний характер. У першу чергу це стосується морфофункціонального стану: наявність капілярів з різною шириною просвіту свідчить про їхню пристосовність до умов, що змінилися, кровопостачання м'язової тканини гомілки (утрудненим відтоком крові), викликаним варикозним розширенням вен. У той же час наявність капілярів зі звуженим і розширеним просвітом є несприятливим чинником для капілярного кровотоку. Звуження просвіту відбувається за рахунок збільшення обсягу базальної мембрани, обумовленого гіпоксією. Сприяють уповільненню капілярного кровотоку також цитоплазматичні вирости й відростки, наявність у просвіті частини капілярів люмінальних профілів. Таким чином, чергування капілярів зі звуженим і розширеним просвітом, а також цитоплазматичні вирости й відростки з люмінальними профілями є морфологічним еквівалентом уповільнення швидкості капілярного кровотоку у хворих першої групи. Цитоплазматичні вирости та відростки збільшують площу люмінальної поверхні, що є компенсаторно-пристосувальною реакцією, спрямованою на посилення усмоктування матеріальних субстратів із кровоносного русла в умовах виникаючої гіпоксії тканин, внаслідок хронічного венозного повнокров'я. Утворення везикулярних  ланцюжків і скупчень в ендотелії сприяє посиленню обміну речовин. Однак те, що в деяких м'язових волокнах зустрічаються мітохондрії ортодоксального типу свідчить на користь початкової деенергизації м'язового волокна. Наявність описаних нами структурних компонентів - артеріолярно-венулярних анастомозів, що забезпечують скидання артеріальної крові у вени в обхід капілярного русла при порушенні капілярного кровотоку, до певного часу бере участь в компенсації і усуненні внутрішньотканинного набряку в литковому м'язі.

У другій групі хворих з ХВН були встановлені параметри внутрішньо-м’язових вен малого калібру: товщина м'язової оболонки стінки вен 76 ± 4 мкм, діаметр просвіту 1840 ± 78 мкм, індекс Керногана 0,041 ± 0,004 (для відповідних артерій - 0,375 ± 0,033). Якісно визначалася наявність фіброзної тканини в м'язовій оболонці. Встановлено наявність локального і загального витончення м'язової оболонки незалежно від варіантів взаєморозташування з артерією, різке розширення просвіту деяких вен. Вивчені якісні параметри литкового м'яза: щільність м'язових волокон, ширина перемізія, наявність патологічно змінених м'язових волокон і капілярів. Товщина м'язового волокна складала 20 ± 2 мкм.

Наростаюча гіпоксія, обумовлена явищами хронічного венозного повнокров'я, в виявлена нами при морфологічному дослідженні приводить до збільшення обсягу ендотеліоцитів, які в ряді випадків перекривають просвіт капіляра. Одночасно виникають численні відростки й вирости, що в ще більшому ступені сприяє вповільненню швидкості капілярного кровотоку. Збільшення обсягу базального шару й перикапілярний склероз утруднюють нормальний обмін речовин, що має вплив на структурно-функціональний стан м'язової тканини. У м'язових волокнах відзначається наростання підсарколеммального й межміофібрілярного набряку, розшарування міофібрил і лізис міофіламентів, що може призвести до зменшення обсягу скорочувального апарату. Внаслідок впливу гіпоксії відбувається посилення перекисного окислювання ліпідів мембран та їхнє руйнування. Виявлені при електронно-мікроскопічному дослідженні зміни мітохондрій свідчать про їх дисфункцію, що в умовах гіпоксії проявляється зменшенням утворення АТФ, зниженням окисного фосфорилювання.

У третій групі хворих з ХВН вище вивчені кількісні параметри не приводяться в цифровому вигляді у зв'язку з нерівномірно вираженими патологічними змінами венозних судин (тромбоз, стаз, розриви стінки) і м'язової тканини (розриви, коллікваційний і коагуляційний некрози). Дані зміни не дозволили дати статистично значущу оцінку параметрам, що вивчаються.

На основі виявлених даних (артеріоло-венулярне співвідношення артеріол та супроводжуючих їх збираючих венул Х₁, артеріоло-венулярне співвідношення артеріол та супроводжуючих їх м’язових венул Х₂, артеріоло-венулярне співвідношення артеріол та супроводжуючих їх внутрішньом’язових вен Х₃, індекс Керногана артерій, які супроводжуються внутрішньом’язовими венами Х₄, індекс Керногана внутрішньом’язових вен, супроводжуючих артерії Х₅, товщина м’язових волокон Х₆) побудовано регресійну модель яка дозволяє оцінити стан м’язово-венозної помпи кількісно.

У процесі аналізу відомих регресійних моделей обрано повну квадратичну модель (3) з ефектами взаємодії 1-го порядку.