Структурна перебудова органів нейроімуноендокринної системи за умов опікової хвороби

Результати дослідження та їх обговорення. Динаміка показників ступеня інтоксикації свідчать, що рівень молекул середньої маси та лейкоцитарного індексу інтоксикації (ЛІІ), статистично значуще нижчий у щурів без опіку, ніж у щурів з опіком на протязі всього експерименту. Досліджувані показники статистично значуще вищі у щурів, яким вводили 0,9% розчин №С1 порівняно з тваринами, яким проводили окрему інфузію лактопротеїну-С та HAES-LX-5%. Найвищі показники рівня молекул середньої маси у щурів з опіком зафіксовані через 3-ї доби після опіку, відповідає періоду гострого опікового шоку. Найменший рівень молекул середньої маси у щурів з опіком встановленим через 30 діб після травми. Рівень ЛІІ досягав свого максимуму у щурів з опіком, яким вводили лактопротеїн-С та HAES-LX5% через 3 доби.Для аденогіпофіза, кіркової речовини надниркової залози і тимуса щурів з опіковою травмою шкіри, яким вводили 0,9% розчин №С1, через 1, 3, 7 та 14 діб експерименту (терміни, коли зареєстроване збільшення та стабілізація величини показників летальності та ендогенної інтоксикації) найбільш характерним загальним проявом патоморфологічних змін була альтерація функціонально різних клітин органів та стінок судин гемомікроциркуляторного русла на тлі мозаїчного, але, інколи, виразного (особливо через 1 добу) міжклітинного та паравазального набряку та крововиливів. Для ендотеліоцитів характерним є широкий діапазон морфофункціональних реакцій: конфігураційні зміни клітинної поверхні; структурна реорганізація складових цитоскелета, що призводить до лабілізації міжендотеліальних контактів; зміни розмірів та розподілу фенестр і мікропіноцитозних пухирців; схильність мікропіноцитозних пухирців до об'єднання у везикулярні комплекси та до утворення вакуолей; відшарування ендотеліоцитів від базальної мембрани.

У стінці деяких кровоносних капілярів і венул спостерігається парціальний і тотальний некроз ендотеліоцитів, відбувається потоншення та локальна руйнація базальної мембрани, утворюються паравазальні крововиливи.

Зміни конфігурації міжендотеліальних контактів призводять до того, що в ділянках простих за формою і невеликих за довжиною міждотеліальних контактів з'являються розширені міжендотеліальні щілини або трансендотеліальні канали, які в ділянках відповідних до них локусів руйнації базальної мембрани мають вигляд наскрізних трансмуральних дефектів. Описані трансмуральні дефекти разом з прилеглими і розширеними (у результаті розвитку набряку) міжклітинними просторами вивчених органів є місцями “протікання” і внутрішньоорганного “проникнення” плазми та клітин крові, що призводить до прогресування набряку та крововиливів.

Морфологічним свідченням суттєвого зменшення селективності гістогематичних бар'єрів, порушення інтеграції ендотеліального моношару (втрати функціональних зв'язків незворотньо ушкоджених і життєздатних клітин, що є передумовою ізоляції ушкоджених ендотеліоцитів та їх елімінації із клітинної співдружності) є утворення “протікань”. Виявлена нами при дослідженні поява різноманітних за формою екструзій на люменальній поверхні ендотеліоцитів та їх відшарування у просвіт судини є свідченням мікроклазматозу (що, ймовірно, забезпечує позбавлення клітини від непотрібного їй ушкодженого матеріалу).

У щурів VI та VII групи (з опіковою травмою, яким за схемою експерименту були введені гіперосмолярні розчини), у досліджених органах нейроімуноендокринної системи не виявлені суттєві пошкодження стінки кровоносних судин та крововиливи, а також, відповідно, не зареєстровані структурні ознаки паравазального та міжклітинного набряку. Це свідчить про ангіопротекторні властивості застосованих комбінованих гіперосмолярних розчинів, які за умов застосування лактопротеїну-С пов'язані з доволі специфічною мембранопластичною дією цього препарату.

Через 3 доби і, особливо, через 7 діб в досліджених органах тварин з опіковою травмою, яким був введений лактопротеїн-С (VII експериментальна група), навколо кровоносних судин та в ділянці базальної мембрани судинної стінки відзначене нерівномірне накопичення гетероморфного електроннощільного матеріалу (складається з неоднаково розподілених в аморфному матриксі дрібних фібрил та гранул). Загальна електронна щільність цього матеріалу є меншою ніж щільність матриксу еритроцитів у судинному просвіті. Цей матеріал на електронограмах вирізняється від розташованого у судинному просвіті лактопротеїну-С, який візуально є гомогенним і аморфним.

Паравазальний характер розташування зазначеного електроннощільного матеріалу свідчить, що його поява пов'язана з специфікою транспорту складових лактопротеїну-С після опікової травми через “протікання” судинної стінки, які вони чітко декорують. За рахунок цього контури міжендотеліальних щілин виглядають ніби намальованими чорною фарбою, що розлилась навколо судин. Складові лактопротеїну-С, що потрапили у судинну стінку та розповсюдилися через “проникнення” паравазально, модифікуються за рахунок фагоцитозу та синтезуючої діяльності прилеглих клітин. В тимусі про останнє свідчать ознаки активації органел синтетичного апарату паравазальних епітеліоретикулоцитів (більшою мірою, розширення розгалужених канальців гранулярної ендоплазматичної сітки та їх заповнення пилоподібним вмістом середньої електронної щільності). Відомо, що ініціальна реакція на опікову травму мобілізує захисні сили організму, які забезпечують його відносно стабільне функціонування шляхом підвищеного напруження відповідних органів і регуляторних механізмів [2]. Забезпечення гомеостазу внутрішнього середовища організму з опіками передбачає [3] мобілізацію регуляторних функцій нервової, ендокринної та імунної систем з передачею інформації за допомогою гормонів і нейротрансмітерів, а також появою у крові стресбілків (продуктів перекисного окислення ліпідів). На клітинному рівні перекисне окиснення ліпідів пов'язане з модифікацією структурно-функціонального стану цитомембран та іонної рівноваги в цитоплазмі клітин, об'єктивним віддзеркаленням яких є зміна інтенсивності оксидативних процесів. Внаслідок недостатності компенсаторнопристосувальних можливостей цих систем стадія резистентності переходить в стадію виснаження [3], що обумовлює незворотні зміни органів, які працюють найбільш напружено. У випадку дослідженої опікової хвороби зазначене вище проявляється клітинною загибеллю (надлишковим апоптозом та некрозом клітин) у вивчених органах нейроімуноендокринної системи.

Співставлення клініко-лабораторних показників та структурних змін вивчених органів дозволяє припустити, що в патогенезі дослідженої експериментальної опікової хвороби практично відсутня фаза відносної резистентності (яка мала б забезпечити можливість оптимальної адаптації органів до змінених умов функціонування). Упродовж 1-7 діб після опікової травми визначені показники швидше відповідають фазі виснаження, яка (зважаючи на те, що вивчені органи належать до нейроімуноендокринної системи) характеризується дискоординацією регуляторних механізмів і активацією дезінтегрованих процесів в організмі. Дезінтеграція (структурним проявом якої є надлишковий апоптоз та некроз клітин) і недостатня протидія цьому процесу захисних систем клітин органів нейроімуноендокринної системи мають бути розцінені як найважливіші загальнопатологічні механізми порушення гомеостазу [6].

Виснаження адаптаційних можливостей призводить до накопичення патологічних зсувів і до компенсаторно-пристосувальної перебудови ендотеліоцитів стінки судин гемомікроциркуляторного русла, значно поглиблюючих ультраструктурні відмінності клітин ендотеліального моношару, результатом чого є втрата його загальної функціональної єдності. Недостатність механізмів забезпечення режиму компенсованої гіперфункції призводить до незворотніх мозаїчних (у межах фрагменту однієї судини - до субтотальних і, навіть, тотальних) ушкоджень ендотеліоцитів, які є облігатним компонентом гістогематичних бар'єрів.

Внутрішньовенна інфузія розчинів лактопротеїну-С та НАЕS-LХ-5 % забезпечує гальмування процесу ендогенної інтоксикації і, таким чином, пролонгацію фази відносної резистенції, а також включення механізмів компенсаторно-пристосувальних та відновних процесів у вивчених органах за умов дослідженої експериментальної опікової хвороби. Це відбувається за рахунок структурних трансформацій гістогематичних бар'єрів, коли співдружня діяльність клітин судинної стінки та паравазальних клітин призводить до формування специфічних мембраноподібних структур в паренхімі органів нейроімуноендокринної системи щурів VII експериментальної групи.

Вплив лактопротеїну-С на функціонування гістогематичних бар'єрів полягає у тому, що, за рахунок міжклітинного просякнення компонентів лактопротеїну-С і утворення зазначених мембраноподібних структур, судинна стінка деяких кровоносних капілярів стає багатошаровою. За цих обставин бар'єрна функція судинної стінки зростає, що заважає проникненню в орган цитотоксичних чинників, запобігає розвитку набряків і крововиливів, і, загалом, суттєво зменшує вплив ендогенної інтоксикації на органи нейроімуноендокринної системи.

Динаміка формування уперше виявлених мембраноподібних структур, свідчить, що вони не є тимчасовими утворами, які зникають через через невеликий проміжок часу після інфузії лактопротеїну-С (остання здійснюється лише упродовж 7 діб). Окремі описані специфічні мембраноподібні структури об'єднуються у комірки і виокремлюють клітини або групи (кластери) клітин, сприяють їх ізоляції від решти клітин та, можливо, забезпечують їх захист від шкідливих впливів цитотоксичних чинників. Клітини, що об'єдта структурно-функціонального модулятора судинної стінки, відіграє роль ключового елемента нані у кластери (по 3-30 клітин), характеризуються, зазвичай, збереженістю структур цитоплазми та ядра, але, інколи, кластеризація є проявом своєрідної секвестрації клітин, що підлягають апоптозу та/або некрозу.

Через 21 та 30 діб експерименту специфічні мембраноподібні структури в судинній стінці та в паренхімі досліджених органів утворюють розгалужений мембраноподібний комплекс, в комірках якого локалізовані клітини, що мають типові ознаки морфологічної норми (рис. 1, рис. 2).

Рис. 1 Мембраноподібні структури (відмічені стрілочками) у складі мембраноподібного комплексу в аденогіпофізі щура через 21 добу розвитку опікової хвороби за умов введення лактопротеїну-С. 1 - еритро-

Рис. 2 Ендокриноцити звичайної будови, що відокремлені мембрано подібними структурами (відмічені стрілочками), в аденогіпофізі щура через 30 діб розвитку опікової хвороби за умов введення лактопротеїну-С. Зб. 17000

Нами встановлено, що особливе значення в розвитку морфологічних змін в аденогіпофізі, кірковій речовині надниркової залози і тимусі мають зміни проникності судинної стінки та загибель ендотеліоцитів, що на кінцевому етапі зазначених реакцій обумовлює появу характерних для опікової травми внутрішньоорганних набряків і крововиливів. Відомо, що ендотелій органічно поєднує властивості антигемостатичної поверхні гістогематичних бар'єрів і масивного розгалуженого ланцюга системи підтримки гомеостазу на органно-тканинному і на загальноорганізменному рівнях [7].

Є підстави вважати, що описаний нами вище мембраноподібний комплекс (крім формоутворюючої функції) забезпечує збалансоване поєднання бар'єрної та комунікативної функцій (своєрідний додаток до ушкоджених, але первинно існуючих у нормі органних гістогематичних бар'єрів). Слід також зауважити, що, з огляду на структурну збереженість кластерованих у комірки мембраноподібного комплексу клітин, наявність мембран комплексу не виключає латеральну дифузію іонів та, навіть, макромолекул. Отже, можна стверджувати про роль мембраноподібного комплекса в регуляторнометаболічних процесах при опіковій хворобі. За цих умов, модулююча здатність цього комплекса є доволі лабільною і залежить від часових змін його фізико-хімічних характеристик як структури-носія клітинних ансамблів (кластерів). Потрапляння складових лактопротеїну-С ззовні поєднується з внутрішньоклітинним синтезом за принципом зворотнього зв'язку, а функціонування зазначеної багатокомпонентної системи суттєвим чином впливає на перебіг усіх внутрішньотканинних процесів, набуваючи на кінцевому етапі для усіх вивчених органів стереотиповий характер.

Отже, можна стверджувати про наявність специфічного, але загального для усіх вивчених органів, механізму трансформації гістогематичних бар'єрів, який полягає у формуванні під впливом лактопротеїну-С певним чином структурованого розгалуженого мембрано подібного комплексу. Його складові забезпечують не тільки укріплення судинної стінки (як компонента власне гістогематичного бар'єра), але й ізоляцію кластерів клітин (що уможливлює функціонування неушкоджених клітин або клітин з відновленою структурою, а також дозволяє секвеструвати незворотно ушкоджені клітини). Отже, одержані дані свідчать не про відновлення (репарацію) структури гістогематичних бар'єрів, а про їх структурну трансформацію, яка призводить до появи нового утвору - мембрано подібного комплексу, що ефективно (з огляду на показники ендогенної інтоксикації) забезпечує необхідну бар'єрну функцію.

Висновки

1. Провідним фактором ушкодження гістогематичних бар'єрів в досліджених органах при опіковій хворобі є широкий діапазон морфофункціональних змін судинного ендотелію, обумовлюють утворення наскрізних трансмуральних дефектів у стінці кровоносних судин (“протікань”) і відповідних внутрішньоорганних міжклітинних розширень (“проникнень”), маркером яких є електроннощільний лактопротеїн-С. 2. Лактопротеїн-С та НАЕЈ-ЬХ-5% за умов розвитку опікової хвороби здійснюють цитота ангіопротекторний вплив, гальмують розвиток крововиливів, набряку, попереджають альтерацію клітин аденогіпофіза, кіркової речовини надниркової залози і тимуса та сприяють репарації органів. Лактопротеїн-С виявляє уперше описані мембранопластичні властивості, які забезпечують реалізацію спе-цифічного механізму структурної трансформації гістогематичних бар'єрів, а саме - утворення розгалуженого мембрано подібного комплексу.