close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патоморфологические изменения жировой ткани и лимфатических узлов подколенной ямки после однократного ультразвукового воздействия в диагностическом режиме

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
СУЛЕЙМАНОВ Рустам Ханалиевич
ПАТОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЖИРОВОЙ ТКАНИ
И ЛИМФАТИЧЕСКИХ УЗЛОВ ПОДКОЛЕННОЙ ЯМКИ
ПОСЛЕ ОДНОКРАТНОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
В ДИАГНОСТИЧЕСКОМ РЕЖИМЕ
14.03.02 – патологическая анатомия
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата медицинских наук
Новосибирск – 2016
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук (Новосибирск).
Научный руководитель:
доктор медицинских наук, профессор
Майбородин Игорь Валентинович
Официальные оппоненты:
Летягин Андрей Юрьевич, доктор медицинских наук, профессор, заведующий отделом
функциональной лимфологии ФГБНУ Научно-исследовательского института клинической
и экспериментальной лимфологии (Новосибирск).
Авдалян Ашот Меружанович, доктор медицинских наук, заведующий лабораторией исследований молекулярно-генетических характеристик опухолей ФГБУ Российского онкологического научного центра имени Н.Н.Блохина МЗ РФ, Алтайский филиал (Барнаул).
Ведущая организация:
ГБОУ ВПО Алтайский государственный медицинский университет МЗ РФ (Барнаул)
Защита состоится « _____ » ____________ 2016 г. в ______ часов на заседании диссертационного совета Д 001.037.01 в ФГБНУ «Институт молекулярной патологии и патоморфологии» по адресу: 630117, Новосибирск, ул. Тимакова, 2.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ФГБНУ «Институт молекулярной патологии и патоморфологии» http://pathomorphology.ru.
Автореферат разослан « _____ » ___________ 2016 г.
Ученый секретарь
Диссертационного совета
доктор биологических наук,
профессор
Молодых Ольга Павловна
2
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Ультразвуковое исследование (УЗИ) обычно считается безопасным методом визуализации. Диагностические ультразвуковые сканирования плода, как
правило, считаются безопасными во время беременности (Merritt C.R., 1998). Вместе с тем
в последнее время стали появляться сообщения об изменениях тканей и органов млекопитающих после воздействия ультразвуком в медицинском исследовательском режиме. Постоянно высказываются сомнения в безопасности ультразвука в применяемых для диагностики мощностях (Fowlkes J.B., Holland C.K., 2000; Miller D.L. et al., 2012).
Все чаще признается, что ультразвук, даже на применяемых диагностических мощностях, способен повышать температуру тканей и таким образом их повреждать (Bacon D.R.,
Shaw A., 1993; Shaw A., 1994; Horder M.M. et al., 1998; Jago J.R. et al., 1999; Kim Y.T. et al.,
2009). Особенно это важно для эмбриональных тканей (Horder M.M. et al., 1998), тканей
головного мозга (Horder M.M. et al., 1998; Ang E.S. et al., 2006), глаза (Herman B.A., Harris
G.R., 1999; Steinert R.F., Schafer M.E., 2006).
В 2008 г. The American Institute of Ultrasound in Medicine (Laurel, Мэриленд) опубликовал 130-страничный доклад под названием «О потенциальных биоэффектах диагностического ультразвука», в котором сообщается о том, что действительно есть некоторые потенциальные риски при проведении УЗИ, которые включают в себя «… тепловые эффекты, механические воздействия и биоэффекты от применения контрастных средств». Долгосрочные эффекты, связанные с ультразвуковым воздействием диагностической интенсивности, пока неизвестны. Несмотря на то, что существует вероятность выявления в будущем значительного биологического воздействия на человека, в настоящее время большинство врачей считают, что на основе имеющейся информации польза для пациентов
перевешивает риски (Fowlkes J.B., 2008).
В то же время показано, что после воздействия ультразвуком в общей сложности в течение 30 мин на плоды мышей статистически значимое количество нейронов коры головного мозга не приобретает надлежащего положения и остается рассеянным в пределах
несоответствующих им корковых слоев и/или даже в расположенном ниже белом веществе. Величина дисперсии таких нейронов была переменной, но систематически увеличивалась с продолжительностью ультразвукового воздействия (Ang E.S. et al., 2006). На модели тканей третьего триместра беременности (стенки брюшной полости и матки, слой
жидкости и слой эмбриональной кости) при B-способе УЗИ установлено повышение температуры на 1,4ºС, при цветовой демонстрации тока жидкости – на 1,8ºС, при допплеровском исследовании – на 5,8ºС. Эти результаты показывают, что при облучении костных
тканей через слой жидкости возможна существенная недооценка максимального повышения температуры (Jago J.R. et al., 1999).
Степень разработанности темы исследования. В литературе приводится достаточно
много результатов исследований нормальных лимфатических узлов человека и животных
с применением ультразвука. Описаны размеры и варианты расположения этих органов.
Очень много сведений об изменениях лимфатических узлов при различной патологии,
особенно при злокачественных процессах. Есть данные о многократном и длительном
ультразвуковом облучении жировой ткани (подкожно-жировой клетчатки) с расположенными там лимфатическими узлами (Майбородин И.И. и др., 2014). Однако полностью отсутствуют данные о влиянии на эти органы ультразвука в режиме исследовательских и
диагностических процедур.
Цель исследования – установить особенности патоморфологических изменений подколенных лимфатических узлов и жировой ткани подколенной ямки после однократного
ультразвукового воздействия в режиме диагностической процедуры в эксперименте.
Задачи исследования:
1. Методами световой микроскопии исследовать патоморфологические реакции жиро-
3
вой ткани подколенной ямки крыс после однократного воздействия ультразвуком различной длительности в режиме диагностического исследования.
2. Изучить основные патологические изменения в структурной организации и цитоархитектонике подколенных лимфатических узлов после ультразвукового воздействия.
3. Выявить зависимость структурных перестроек жировой ткани и лимфатических узлов от длительности воздействия ультразвука.
Научная новизна: Впервые проведено патоморфологическое исследование структурных изменений лимфатических узлов вместе с окружающей жировой тканью и сосудами
после однократного воздействия ультразвуком различной длительности в диагностическом режиме. Впервые показано, что однократное ультразвуковое воздействие на жировую ткань в области коленного сустава вызывает нарушения микроциркуляции, заключающиеся в гиперемии, лимфостазе и увеличении сосудистой проницаемости.
Впервые установлено, что приносящие и выносящие лимфатические сосуды, проходящие в паранодулярной жировой ткани и капсуле подколенных лимфатических узлов крыс,
расширяются через 1 сут после ультразвукового воздействия. Дилатация сосудов в паранодулярных зонах более выражена, чем в жировой ткани, что связано с размерами сосудов, объемом содержащейся в них жидкости и препятствием лимфотоку со стороны самих
лимфатических узлов.
Впервые показано, что однократное ультразвуковое воздействие в диагностическом
режиме длительностью до 20 мин на область коленного сустава крыс приводит к отеку
подколенных лимфатических узлов вследствие повышенного транспорта лимфы из региона лимфосбора и ее депонирования в данных органах. Это служит основной причиной
увеличения на срезе лимфатических узлов относительной площади паракортикальной зоны, краевого и мозговых синусов.
Впервые доказано, что ультразвуковое облучение лимфатических узлов способствует
повышению проницаемости сосудов как в регионе лимфосбора, так и в самих органах, что
приводит к появлению в цитограмме герминативных центров лимфоидных фолликулов и
мякотных тяжей эритроцитов и достоверному увеличению их численности в просвете
мозговых синусов. Впервые установлено, что воздействие ультразвуком диагностической
мощности вызывает повреждения клеток облученных лимфатических узлов, в результате
чего возрастает процентное содержание клеток с признаками кариопикноза во всех зонах
данных органов.
Впервые установлено, что ультразвуковое воздействие в течение 20 мин вызывает более выраженные и длительные патологические реакции жировой ткани, нарушения структуры и цитоархитектоники лимфатических узлов, по сравнению с 5- или 10-минутным облучением. Все обнаруженные изменения являются обратимыми и большинство из них
возвращается к исходному уровню в течение 1 – 2 сут.
Теоретическое и практическое значение работы. Получены новые знания об особенностях изменений жировой ткани вместе с расположенными в ней лимфатическими
узлами крыс после однократного воздействия ультразвуком при диагностической мощности. В связи с тем, что ультразвуковое облучение вызывает изменения жировой ткани и
подколенных лимфатических узлов, в практической деятельности следует учитывать возможность развития повреждений клеток и тканей при проведении УЗИ. Так как ультразвуковое воздействие на ткани приводит к микроциркуляторным нарушениям, заключающимся в гиперемии, лимфостазе и увеличении сосудистой проницаемости, целесообразны
разработка и применение мероприятий, направленных на снижение отека и стабилизацию
сосудистой стенки как во время самой процедуры УЗИ, так и сразу после нее.
УЗИ должно быть выполнено только при наличии действительных медицинских показаний, а для получения необходимой диагностической информации должна быть использована самая низкая из возможных экспозиция ультразвуковой установки. Необходимо
следить за безопасностью и сохранением здоровья не только обследуемых пациентов, но
4
также и персонала, осуществляющего применение ультразвука.
Методология и методы исследования. Методология исследования основана на применении принципов и методов морфологического анализа патологических процессов, использования теоретических разработок и обобщений о типовых патологических процессах. В работе использованы современные методы морфологического анализа и обработки
полученных данных. Объект исследования – жировая ткань и подколенные лимфатические узлы крыс. Предмет исследования – морфофункциональные изменения тканей после
однократного ультразвукового воздействия диагностической мощности различной продолжительности.
На защиту выносятся следующие основные положения:
1. Однократное ультразвуковое воздействие в диагностическом режиме длительностью
до 20 мин приводит к кратковременным и обратимым изменениям – гиперемии, лимфостазу и увеличению сосудистой проницаемости в облученных тканях.
2. Воздействие ультразвуком при диагностической мощности может повреждать клетки центров размножения лимфоидных узелков лимфатических узлов.
3. Изменения тканей прогрессируют по мере увеличения времени ультразвукового воздействия.
Степень достоверности результатов диссертации. Использованные современные
методы морфологического и морфометрического исследования, способы статистической
обработки соответствуют поставленным цели и задачам и позволяют получить достоверные результаты. Диссертация выполнена на достаточном экспериментальном материале
(96 крыс-самцов инбредной линии Wag) с применением сертифицированного оборудования. Сформулированные научные положения, выводы и практические рекомендации основаны на результатах собственных исследований, не носят характера умозрительных заключений и вытекают из результатов работы.
Апробация результатов диссертации. Основные положения диссертации доложены
на 7-й межрегиональной конференции, посвященной памяти акад. РАМН проф. Л.В. Полуэктова (Омск, 2013); международной научно-практической конференции «Фундаментальные проблемы науки» (Уфа, 2013); XII Евразийском симпозиуме «Проблемы саногенного и патогенного эффектов эндо- и экзоэкологического воздействия на внутреннюю
среду организма» (Чолпон-Ата, 2014) и на заседании научных сотрудников лабораторий
стволовой клетки, инвазивных медицинских технологий и персонализованной медицины
ФГБУН Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН (Новосибирск, 2015).
Публикации. По теме диссертации опубликованы 7 печатных работ, из них 3 – в ведущих научных изданиях, рекомендованных ВАК для публикации результатов диссертационных исследований.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, собственных результатов, обсуждения полученных результатов, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка использованных источников и 4 приложений. Работа изложена на 145 страницах компьютерного текста, содержит 25 таблиц, иллюстрирована 27 многокомпонентными комбинированными
рисунками. Библиография включает 169 источников (57 отечественных и 112 иностранных). Весь материал, представленный в диссертации, получен, обработан и проанализирован лично автором.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Работа основана на результатах морфологического исследования правых подколенных
лимфатических узлов вместе с окружающей соединительной тканью, полученных от 96
крыс-самцов инбредной линии Wag возрастом 6 мес и массой 180 – 200 г через 1, 2, 3, 4 и
5
5 сут после однократного воздействия ультразвуком на диагностической мощности длительностью 5, 10 или 20 мин. Все манипуляции с животными осуществляли под эфирным
наркозом в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных».
Правая конечность животных была фиксирована в станке, ультразвуковое воздействие
было оказано на область коленного сустава. Для воздействия была использована система
ультразвука, которую обычно используют в медицинских клиниках (Fowlkes J.B., Holland
C.K., 2000; Ang E.S. et al., 2006) для УЗИ-диагностики B-способом с частотой 6,7 МГц в
пульсирующем режиме (длительность 0,2 мсек.). Площадь датчика составляла 1 мм2. Дозиметрическое тестирование системы ультразвука показало интенсивность пиковую в
пространстве, среднюю по импульсу 330 Вт/см2 и интенсивность среднюю по времени,
пиковую по пространству 1,5 мВт/см2 при измерении в водной среде. Предполагаемая доза в расположении облучаемых лимфатических узлов при 5-минутной экспозиции составила 1 Вт/см2.
Животных выводили из эксперимента передозировкой эфирного наркоза. Фрагменты
клетчатки из области подколенных лимфатических узлов и сами лимфатические узлы
фиксировали в 4% растворе параформальдегида на фосфатном буфере (рН 7,4) не менее
24 ч, обезвоживали в градиенте этанола возрастающей концентрации, просветляли в ксилоле и заключали в парафин. Срезы толщиной 5 – 7 мкм окрашивали гематоксилином и
эозином, изучали в световом микроскопе Axioimager M1 при увеличении до 1500 раз.
Для исследования структурной организации подколенных лимфатических узлов и клеточных элементов в их зонах проводили измерения изображений, полученных при помощи цифровой видеокамеры микроскопа, на экране компьютера с использованием программного обеспечения морфологического модуля Axiovision (Zeiss, Германия). При использовании объектива х10 конечная площадь тестового прямоугольника была равна
5 600 000 мкм2 (стороны 2800х2000 мкм), при подсчете цитограммы клеток (применение
объектива х40) – 87 500 мкм2 (стороны 350х250 мкм).
Статистическую обработку результатов проводили с использованием прикладной статистической программы MS Excel (Microsoft, USA). Определяли среднее арифметическое
и стандартное отклонение. Различия между средними считали достоверными при p ≤ 0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Изменения жировой ткани крыс
после однократного ультразвукового воздействия
У животных из группы интактного контроля в подкожной жировой ткани задней поверхности коленного сустава было расположено небольшое число кровеносных и лимфатических сосудов с узким, спавшимся, и часто пустым, просветом. Между ячейками жировой ткани и в соединительнотканных прослойках присутствовало очень мало лейкоцитов, главным образом, лимфоцитов, макрофагов и тканевых базофилов.
Через 1 сут после 5-минутного ультразвукового воздействия значительных изменений,
относительно инактного контроля отмечено не было. Обнаружено незначительное расширение капилляров жировой ткани. На некоторых участках, очень ограниченных, возросла
численность лейкоцитов (макрофагов и лимфоцитов) и присутствовали эритроциты, расположенные поодиночке, видимо оказавшиеся в ткани в результате диапедеза. Повреждений кровеносных сосудов и геморрагий не было. Начиная со 2-х суток изменения, по
сравнению с интактными животными, отсутствовали.
Спустя 1 сут после 10-минутного воздействия ультразвуком в жировой ткани происходило уже более выраженное расширение кровеносных и лимфатических сосудов. Просвет
кровеносных сосудов чаще всего оставался пустым, но иногда мелкие сосуды были полнокровными. В лимфатических сосудах присутствовало окрашенное эозином содержимое.
6
Кроме того, было отмечено диффузное инфильтрирование стенок между ячейками жировой ткани эозинофильной жидкостью, что, скорее всего, является признаком лимфатического отека вследствие лимфостаза. Все указанные изменения не были выявлены во все
последующие сроки исследования.
Через 1 сут после 20-минутного ультразвукового воздействия практически все кровеносные сосуды в подкожной жировой ткани были расширены и переполнены форменными элементами крови, то есть имела место выраженная венозная и артериальная гиперемия. В этот срок и на следующий день мелкие, средние и крупные лимфатические сосуды
также были расширены и содержали различный объем лимфы, интенсивно окрашенной
эозином. Гиперемия исчезала уже на 2-е сутки, а признаки лимфостаза – к 3-му дню. Однако в этот срок некоторые сосуды оставались расширенными, в них присутствовали признаки повреждения эндотелия: было обнаружено краевое стояние лейкоцитов (лимфоцитов) и увеличение числа клеточных ядер на единицу длины эндотелиальной выстилки.
Кроме того, в период с 1-х по 3-и сутки происходило увеличение содержания тканевых
лейкоцитов за счет лимфоцитов и макрофагов. Лейкоцитарная инфильтрация была более
выраженной в области измененных сосудов. В последующие сроки эксперимента все отмеченные ранее отличия жировой ткани от интактного уровня отсутствовали.
Структура подколенных лимфатических узлов крыс
при однократном воздействии ультразвуком
Структурная организация лимфатических узлов. Афферентные лимфатические сосуды, проходящие в паранодулярной жировой ткани и капсуле подколенных лимфатических узлов крыс, через 1 сут после ультразвукового воздействия в течение 5 мин незначительно расширялись, в сосудах наблюдали равномерно окрашенное эозинофильное содержимое с очень малым количеством клеточных элементов. В последующие сроки афферентные сосуды не отличались от таковых в интактном контроле.
Спустя 1 сут после 10-минутного облучения афферентные лимфатические сосуды отличались широким просветом и очень тонкими растянутыми стенками. Через 2 сут сосуды
оставались расширенными и с тонкими стенками, в них содержалась окрашенная эозином
гомогенная лимфа с малым числом клеток.
Через 1 сут после 20-минутного ультразвукового воздействия приносящие лимфатические сосуды капсулы и паранодулярной жировой ткани были расширены в более значительной степени, практически всегда содержали лимфу, окрашенную эозином с различной
интенсивностью. Клапанные структуры в таких сосудах прослеживались очень редко.
Спустя 2 сут сосуды оставались расширенными, часто с пустым просветом.
Эфферентные лимфатические сосуды подколенных лимфатических узлов крыс через 1
сут после 5 мин воздействия ультразвуком были пустыми, просвет был расширен. Спустя
1 сут после 10-минутного облучения просвет сосудов расширялся в еще большей степени.
В последующие сроки состояние эфферентных сосудов значительно не отличалось от такового в интактном контроле.
Через 1 сут после 20-минутного ультразвукового воздействия выносящие лимфатические сосуды были значительно расширенными, имели тонкие стенки и содержали большой объем лимфы. Спустя 2 сут просвет сосудов уменьшался, а через 3 сут и далее размеры сосудов соответствовали параметрам интактного контроля.
Краевой синус подколенных лимфатических узлов достоверно менялся только после
20-минутного облучения. Относительная площадь краевого синуса на срезе через 1 сутки
после однократного воздействия ультразвуком в течение 20 мин была больше в 2,6 раза,
чем у интактных крыс.
Относительная площадь коркового плато через 1 сутки после однократного воздействия ультразвуком в течение 5 или 10 мин была меньше на 32,5 и 34,8%, соответственно,
чем у интактных крыс. Спустя 1 и 2 сут после 20-минутного облучения относительная
7
площадь коркового плато была меньше на 36 и 31,3%, соответственно, относительно интактного контроля.
Относительная площадь паракортикальной зоны спустя 1 сут после ультразвукового
воздействия продолжительностью 20 мин была выше на 23,6%, чем у интактных крыс.
Относительная площадь лимфоидных узелков с герминативными центрами через 1 сут
после воздействия ультразвуком в течение 5, 10 или 20 мин была меньше на 50,4; 50,4 и
68,3%, соответственно, относительно интактного контроля.
Относительная площадь мякотных тяжей через 1 сут после воздействия ультразвуком в
течение 5 или 10 мин была ниже на 27 и 31,5%, соответственно, чем у интактных крыс.
Относительная площадь мякотных тяжей через 1 и 2 сут после облучения продолжительностью 20 мин была ниже на 36,4 и 25,9%, соответственно, по сравнению с состоянием у
интактных животных.
Спустя 1 сут после воздействия ультразвуком в течение 5 или 10 мин относительная
площадь мозговых синусов стала больше на 31,4 и 28,6%, соответственно, относительно
состояния в интактном контроле. Через 1 и 2 сут после облучения продолжительностью 20
мин относительная площадь мозговых синусов возрастала на 33,5 и 20,5%, соответственно, по сравнению с интактным контролем.
Из отличий в структуре лимфатических узлов после 20-минутного воздействия ультразвуком, относительно более короткого воздействия, можно отметить расширение краевого
синуса. Изменения относительной площади коркового плато, мякотных тяжей и мозговых
синусов сохранялись в течение 1 и 2 сут после облучения продолжительностью 20 мин,
тогда как после более короткого воздействия указанные показатели нормализовались уже
на 2-й день.
Цитоархитектоника коркового плато. Процентное содержание клеток с кариопикнозом через 1 день после облучения в течение 5, 10 или 20 мин возрастало в 2,5; 2,4 и 2,5 раза, соответственно, относительно интактного контроля.
Цитоархитектоника паракортикальной зоны. Через 1 сут после 10-минутного ультразвукового воздействия численная плотность всех клеток была меньше на 48% по сравнению с интактным уровнем. Спустя 1 сут после 10-минутного облучения относительное
содержание ретикулярных клеток было уменьшено на 67,3%, по сравнению с интактными
крысами. Следует отметить, что после 5 или 20 мин воздействия ультразвука не было отмечено изменений численности всех клеток и процентного содержания клеточных элементов стромы.
Относительное количество клеток с пикнотическим ядром спустя 1 сут после воздействия ультразвуком в течение 5 или 10 мин было выше в 2,7 и 2,9 раза, соответственно, по
сравнению с интактным уровнем. Спустя 1 и 2 сут после воздействия продолжительностью 20 мин процентное содержание клеток с кариопикнозом было выше в 3 и 2,8 раза,
соответственно, относительно интактных животных. То есть количество клеток с пикнотическим ядром было выше исходного уровня в течение 2 сут, а не одних, как при воздействии в течение 5 или 10 мин.
Цитоархитектоника центров размножения лимфоидных фолликулов. Спустя 1 сут
после ультразвукового воздействия в течение 5 или 10 мин относительное содержание ретикулярных клеток было достоверно меньше на 74 и 78,4%, соответственно, чем у интактных крыс. Спустя 1 и 2 сут после облучения продолжительностью 20 мин процентное содержание клеточных элементов стромы было меньше на 82,9 и 67,7%, соответственно, относительно состояния в интактном контроле.
Процентное содержание макрофагов через 4 и 5 сут после воздействия ультразвуком в
течение 5 мин стало больше на 83,8 и 93,9%, соответственно, относительно интактного
уровня. После 10-минутного воздействия через 4 и 5 сут макрофагов стало больше на 79,9
и 82%, соответственно, чем в интактном контроле. Через 3, 4 и 5 сут после экспозиции
продолжительностью 20 мин процентное содержание макрофагов возрастало на 75,9%, в 2
8
и 2,1 раза, соответственно, по сравнению с интактными крысами.
Эритроциты полностью отсутствовали в цитограмме герминативных центров лимфоидных фолликулов интактных животных. Спустя 1 сут после ультразвукового воздействия
в течение 5 или 10 мин эти клетки в центрах размножения были найдены у всех крыс, через 2 сут – только у отдельных особей, а в последующие сроки эритроциты снова отсутствовали во всех наблюдениях. После воздействия продолжительностью 20 мин данные
клеточные элементы были найдены у всех крыс через 1 и 2 сут, спустя 3 сут – только у
отдельных особей, а в последующие сроки эритроциты снова отсутствовали во всех
наблюдениях.
Процентное содержание клеток с кариопикнозом через 1, 3, 4 и 5 сут после воздействия ультразвуком в течение 5 мин было больше в 2,5; 2,5; 2,6 и 2,6 раза, соответственно,
чем у интактных крыс. Относительное число клеток с пикнотическим ядром через 1, 2, 3,
4 и 5 сут после 10-минутного воздействия было больше в 2,5; 2,3; 2,7; 2,4 и 2,8 раза, соответственно, чем у интактных крыс. Через 1, 2, 3, 4 и 5 сут после облучения продолжительностью 20 мин процентное содержание клеток с кариопикнозом был больше в 2,8; 2,9; 2,9;
3 и 3 раза, соответственно, чем у интактных крыс.
Таким образом, в центрах размножения лимфоидных фолликулов у животных данной
группы возрастание численности макрофагов после ультразвукового воздействия продолжительностью 20 мин началось уже через 3 сут, а не через 4 сут, как при воздействии в
течение 5 или 10 мин. Эритроциты присутствовали на 1 сут дольше и в большем количестве. Процентное содержание ретикулярных клеток через 2 сут после 20 мин ультразвукового воздействия было меньше на 66,6 и 63%, соответственно, чем после 5 или 10 мин.
Цитоархитектоника мякотных тяжей. Эритроциты полностью отсутствовали среди
клеток этой зоны у интактных животных. Спустя 1 сут после ультразвукового воздействия
в течение 5 или 10 мин эритроциты в тяжах были найдены у всех крыс, через 2 сут – только в единичных наблюдениях, а в последующие сроки эритроциты снова отсутствовали во
всех случаях. Спустя 1 и 2 сут после воздействия продолжительностью 20 мин эти клетки
были найдены у всех крыс, через 3 сут – только у отдельных особей, а в последующие
сроки эритроциты снова отсутствовали во всех наблюдениях. То есть после экспозиции
продолжительностью 20 мин эритроциты присутствовали на 1 сут дольше и в большем
количестве.
Процентное содержание клеток с пикнотическим ядром через 1 сут после воздействия
ультразвуком в течение 5 или 10 мин было больше в 2,7 и 2,6 раза, соответственно, чем у
интактных крыс. Через 1 и 2 сут после облучения продолжительностью 20 мин содержание клеток с кариопикнозом было больше в 3 и 3,1 раза, соответственно, по сравнению с
интактным уровнем.
Цитограмма клеток в просвете мозговых синусов. В просвете мозговых синусов через 2 и 3 сут после ультразвукового воздействия в течение 5 мин численная плотность
всех клеток была больше в 2,1 раза, по сравнению с интактным уровнем. Через 2 и 3 сут
после 10-минутного воздействия абсолютное количество всех клеток было больше в 2,2
раза, относительно интактного уровня. Численная плотность всех клеток через 3, 4 и 5 сут
после облучения продолжительностью 20 мин стала больше в 2,2; 2,3 и 2 раза, соответственно, чем в интактном контроле.
Через 1 и 2 сут после ультразвукового воздействия в течение 5 мин относительное содержание ретикулярных клеток было меньше на 58,5 и 53,7%, соответственно, чем у интактных крыс. Спустя 1 и 2 сут после 10-минутного воздействия процентное содержание
клеток стромы было меньше на 60,9 и 57,3%, соответственно, относительно интактного
контроля. Процентное содержание ретикулярных клеток через 1, 2 и 3 сут после экспозиции продолжительностью 20 мин было достоверно меньше на 62,2; 58,5 и 48,2%, соответственно, по сравнению с интактным уровнем.
Процентное содержание макрофагов через 1 и 2 сут после ультразвукового воздей-
9
ствия в течение 5 мин было больше в 2,4 и 2,2 раза, соответственно, чем в интактном контроле. Относительное содержание таких фагоцитов через 1 и 2 сут после 10-минутного
воздействия было больше в 2,5 и 2,3 раза, соответственно, по сравнению с интактным
уровнем. Через 1 и 2 сут после экспозиции продолжительностью 20 мин процентное содержание макрофагов было больше в 2,6 и 2,3 раза, соответственно, относительно интактного контроля.
Относительное число эритроцитов через 1 сут после ультразвукового воздействия в
течение 5 или 10 мин было выше в 6,3 и 7 раз, соответственно, по сравнению с интактным
контролем. Спустя 1 и 2 сут после экспозиции продолжительностью 20 мин процентное
содержание эритроцитов было больше в 6,4 и 6,1 раза, соответственно, относительно интактных крыс.
Процентное содержание клеток с пикнотическим ядром через 1 сут после воздействия
ультразвуком в течение 5 или 10 мин было больше в 2,5 раза, чем в интактном контроле.
Спустя 1 и 2 сут после воздействия продолжительностью 20 мин содержание клеток с кариопикнозом было больше в 2,8 и 2,9 раза, соответственно, чем в интактном контроле.
Можно заключить, что после воздействия ультразвуком в течение 20 мин возрастание
численности всех клеток началось через 3 сут и не возвращалось к исходному уровню в
течение всего времени наблюдения. Численная плотность всех клеток через 4 сут возросла
в 2,9 и 3,2 раза, соответственно, по сравнению с состоянием в этот срок после 5 или 10
мин воздействия. Через 5 сут количество всех клеток возрастало в 2,8 и 3 раза, соответственно, и также относительно состояния на данный срок после 5 или 10 мин облучения.
Процентное содержание ретикулярных клеток после 20-минутного воздействия изменялось в течение 3 сут, а не 2, как после 5- или 10-минутного воздействия. Данный показатель через 3 сут после 20 мин ультразвукового воздействия уменьшался на 26,6%, по
сравнению 5-минутным облучением. Относительное число эритроцитов и клеток с пикнотическим ядром было увеличено в течение 2 сут, а не одних суток.
Таким образом, по мере нарастания продолжительности однократного ультразвукового
воздействия на коленный сустав в жировой ткани, находящейся на его задней поверхности, возрастала степень расширения кровеносных и лимфатических сосудов. После 5 мин
облучения расширился просвет сосудов и происходил диапедез единичных эритроцитов.
После 10-минутного воздействия присоединялись признаки лимфостаза и гиперемии.
Полнокровие и лимфостаз исчезали ко 2-м суткам. На фоне применения ультразвука в течение 20 мин развивались более выраженные гиперемия и лимфостаз, а также отек. Эти
изменения сохранялись в течение 2 сут.
Ультразвуковое воздействие, даже выполненное в режиме диагностических процедур,
обусловливает нагревание облученных тканей (Steinert R.F., Schafer M.E., 2006; O'Brien
W.D. et al., 2008; Kim Y.T. et al., 2009). Повышение температуры в любых тканях сопровождается компенсаторным расширением сосудов, усилением кровотока и венозной гиперемией. Видимо, в результате такого гипертермического действия ультразвука происходит расширение кровеносных и лимфатических сосудов, появляются артериальная и венозная гиперемия, переполнение лимфатического русла и тканевый отек.
Вместе с этим, ультразвук вызывает повреждение тканей (Миллер Э. и др., 1989;
Fowlkes J.B., Holland C.K., 2000; Forsberg F. et al., 2005; Miller D.L. et al., 2012), в результате этого развивается, пусть и невыраженная, асептическая воспалительная реакция, блокируются венозный кровоток (Кузин М.И., Костюченок Б.М., 1990) и лимфатический отток (Поликар А., 1965; Rusznyak I. et al., 1967; Casley-Smith J.R., 1973).
Блокада венозного оттока и лимфотока, скорее всего, и приводят к явлениям гиперемии, отека и лимфостаза. Так как при увеличении длительности воздействия нарастает
тяжесть повреждения и, соответственно, выраженность воспалительного процесса, при 20минутной экспозиции степень гиперемии, отека и лимфостаза более значительна; эти изменения сохраняются на 1 сутки дольше, чем при более коротком воздействии.
10
Вместе с явлениями гиперемии и лимфостаза в сосудах жировой ткани присутствовали
признаки повреждения эндотелия, такие как адгезия лейкоцитов и увеличение численности клеточных ядер на единицу длины эндотелиальной выстилки. Возможно, что нагревание тканей при ультразвуковом воздействии (Steinert R.F., Schafer M.E., 2006; O'Brien
W.D. et al., 2008; Kim Y.T. et al., 2009), в частности крови и лимфы, где много воды, приводит к прямому или опосредованному перегреванию и повреждению эндотелия (прямое
действие ультразвука или горячей крови или лимфы в просвете). Повреждение эндотелия
в сосудах капиллярного звена и кровеносного, и лимфатического русел может приводить к
их тромбозу и, соответственно, к полнокровию или лимфостазу.
По-видимому, повреждение эндотелия при ультразвуковом воздействии может быть
одной из основных причин диапедеза эритроцитов через поврежденные мембраны. Геморрагии после воздействия ультразвуком в диагностическом режиме были выявлены и
другими исследователями (O'Brien W.D., Zachary J.F., 1994).
Повреждение сосудистых стенок способствует также увеличению численности лейкоцитов в жировой ткани. Кроме того, повреждение тканей в результате облучения ультразвуком также активирует миграцию иммунных клеток к регионам с наличием антигенных
веществ, образующихся как в результате прямого воздействия, так и в результате расстройств микроциркуляции и асептического воспаления.
Ультразвуковое воздействие оказывалось не только на жировую ткань задней поверхности коленного сустава, но и на находящиеся в этом регионе лимфатические узлы с
окружающими их структурами. Соответственно, все явления лимфостаза должны присутствовать в афферентных и эфферентных лимфатических сосудах. Эти изменения были более выраженными, чем в сосудах жировой ткани, что может быть связано с несколькими
причинами. Во-первых, сами сосуды в жировой ткани меньше, чем вблизи лимфатических
узлов. Ультразвуковое воздействие на крупные сосуды более выражено (больший объем
жидкости) и, соответственно, регистрируется большая степень изменений. Во-вторых, повреждение лимфатических узлов или их блокада при асептическом воспалении в регионе
(Сапин М.Р. и др., 1978; Сапин М.Р., Борзяк Э.И., 1982; Бородин Ю.И. и др., 1995 – 1997)
приводит к препятствию лимфотоку и компенсаторному расширению лимфатических сосудов, что особенно заметно вблизи узлов.
В подколенных лимфатических узлах после однократного воздействия ультразвуком в
течение 5 или 10 мин через сутки сократилась относительная площадь коркового плато,
мякотных тяжей, лимфоидных фолликулов с центрами размножения при одновременном
расширении мозговых синусов. После ультразвукового воздействия в течение 20 мин через сутки, кроме указанных изменений, расширялись краевой синус и паракортикальная
зона. Большинство указанных изменений возвращались к исходному уровню уже ко 2-м
суткам, а в случае 20-минутного облучения, площадь узелков без герминативных центров,
мякотных тяжей и мозговых синусов – к 3-м суткам.
Выше уже было отмечено, что воздействие ультразвуком приводит к повышению температуры облученных тканей (Steinert R.F., Schafer M.E., 2006; O'Brien W.D. et al., 2008;
Kim Y.T. et al., 2009). Гипертермия способствует компенсаторному расширению сосудов,
усилению кровотока и гиперемии. Все это приводит к образованию жидкости в тканях и,
соответственно, повышенному лимфообразованию (Бородин Ю.И., Григорьев В.Н., 1986;
Yamauchi Y. et al., 2002; Stewart R.H. et al., 2004, 2006) и увеличению транспорта лимфы
через регионарные лимфатические узлы.
Увеличение относительной площади синусной системы лимфатических узлов в
первую очередь свидетельствует об увеличении транспорта лимфы через эти органы или
депонировании лимфы в узлах. В краевой синус непосредственно поступает лимфа из
тканей по афферентным сосудам. Расширение этой структуры подтверждает усиление
лимфопритока к лимфатическим узлам.
При длительном воздействии ультразвука также расширяется паракортикальная зона.
11
В паракортексе лимфа проходит по системе промежуточных синусов (Жданов Д.А., 1952;
Бородин Ю.И., Григорьев В.Н., 1986), которые также расширяются при повышении лимфотока или депонировании лимфы, обеспечивая расширение данной зоны.
Однако, учитывая отсутствие значительных признаков повреждения тканей в области
воздействия и самих подколенных лимфатических узлов, таких как участки некрозов, геморрагии, лейкоцитарные инфильтраты, в качестве основной причины расширения синусной системы, видимо, можно рассматривать повышенный транспорт лимфы.
Увеличение относительной площади синусной системы и паракортекса в лимфатических узлах должно приводить к одновременному сокращению доли других структур.
Именно этим можно объяснить сокращение относительных размеров других структур:
коркового плато, мякотных тяжей и лимфоидных фолликулов с центрами размножения.
Можно заключить, что 5-ти или 10-тиминутное ультразвуковое воздействие вызывает
расширение системы мозговых синусов, которое можно обнаружить через 1 сутки. На
следующие сутки площадь мозговых синусов нормализуется. При облучении в течение 20
минут расширение мозговых синусов продолжается на 1 день дольше, к нему присоединяется и расширение краевого синуса.
В мозговых синусах, паракортикальной зоне и центрах размножения лимфоидных
узелков в течение 1 дня после 5 или 10 минут ультразвукового воздействия или 2 дней после 20-тиминутного облучения относительное количество ретикулярных клеток было
меньше, чем у интактных крыс. Показатели нормализовались к 2-м или 3-м суткам, соответственно.
Ретикулярные клетки составляют строму, «остов» лимфатического узла (Жданов Д.А.,
1952; Бородин Ю.И., Григорьев В.Н., 1986). Скорее всего, уменьшение количества ретикулярных клеток свидетельствует о том, что между клетками стромы увеличился промежуток, эти клеточные элементы отодвинулись друг от друга на какое-то расстояние. Такое
расширение промежутков между ретикулярными клетками наиболее вероятно произошло
из-за накопления жидкости между ними. Это является подтверждением в пользу предположения об отеке различных структур подколенных лимфатических узлов после ультразвукового воздействия в режиме диагностических процедур.
В корковом плато, паракортикальной зоне, мякотных тяжах и мозговых синусах содержание клеток с кариопикнозом после ультразвукового воздействия в течение 5 или 10
минут был выше через 1 день относительно интактного контроля. После 20-минутного
облучения указанные изменения длились на 1 сутки больше, то есть были найдены спустя
2 сут. Во всех указанных структурах этот показатель нормализовался ко 2-м или 3-м (после 20 минут воздействия) суткам. В герминативных центрах относительное содержание
клеток с пикнотическим ядром оставалось выше исходных данных в течение всего времени наблюдения – до 5-го дня.
В данном случае мы связываем увеличение численности клеток с кариопикнозом с
прямым повреждающим действием ультразвукового излучения.
Лимфатические узлы являются активно функционирующим органом иммунитета, где
происходит как поглощение антигенов из лимфы, так и синтез антител. Постоянное поддержание функций иммунной защиты связано с быстрым обновлением клеточного состава. Во всех структурах лимфатических узлов содержатся быстро пролиферирующие и
дифференцирующиеся клеточные элементы (Жданов Д.А., 1952; Бородин Ю.И., Григорьев В.Н., 1986).
Согласно литературным данным, ультразвуковое излучение, даже в режиме диагностических процедур, оказывает деструктивное действие на клетки и ткани (Миллер Э. и
др., 1989; Fowlkes J.B., Holland C.K., 2000; Forsberg F. et al., 2005; Miller D.L. et al., 2012).
Это повреждающее влияние более выражено на клетки, находящиеся на различных стадиях митотического цикла (Fahim M.S. et al., 1975, 1978; Dumontier A. et al., 1977; Tsuruta
J.K. et al., 2012) и дифференцировки (Ang E.S. et al., 2006).
12
Видимо, с таким прямым повреждающим действием ультразвукового облучения связано присутствие в различных структурах лимфатических узлов клеток с пикнотическим
ядром. Это является основной причиной того, что в герминативных центрах лимфоидных
узелков численность клеток с кариопикнозом остается повышенной в течение длительного времени: в течение всех 5 сут наблюдения.
В центрах размножения лимфоидных фолликулов при воздействии ультразвуком в течение 5 или 10 мин к окончанию времени наблюдения (4 – 5-е сутки) достоверно возросло
содержание макрофагов. Относительное содержание этих фагоцитов в просвете мозговых
синусов возросло через 1 – 2 дня, но на последующие сроки находилось на уровне интактного контроля. После 20-минутного облучения рост численности этих фагоцитов в герминативных центрах начался уже на 3-й день, относительное и абсолютное число макрофагов в просвете мозговых синусов было больше исходных на 3 – 4-е сутки.
Лимфа с антигенными веществами из региона лимфосбора в лимфатических узлах
проходит по системе синусов, где антигенные вещества поглощаются, в основном, макрофагами и, частично, другими клетками. Скорее всего, возрастание численности макрофагов в системе мозговых синусов обусловлено поступлением антигенов из поврежденных ультразвуковым облучением тканей. Это подтверждается тем, что, параллельно изменениям количества макрофагов, в эти же сроки возрастает и число клеток с пикнотическим ядром. Возможно, макрофаги мигрируют в синусы лимфатических узлов не только
для поглощения антигенов из лимфы, но и для фагоцитоза нежизнеспособных клеток.
В герминативных центрах лимфоидных узелков увеличение численности клеток с кариопикнозом длится дольше, поэтому содержание макрофагов в центрах размножения
нарастает также в эти сроки.
Появление эритроцитов в различных зонах лимфатических узлов после ультразвукового воздействия, вероятно, связано или с поступлением их из региона лимфосбора или является результатом повышения проницаемости внутриузловых кровеносных сосудов.
Повреждающее действие ультразвукового излучения на клетки и ткани (Миллер Э. и
др., 1989; Fowlkes J.B., Holland C.K., 2000; Forsberg F. et al., 2005; Miller D.L. et al., 2012)
служит пусковым фактором асептического воспаления. В свою очередь, любая воспалительная реакция сопровождается сосудистыми нарушениями. Эритроциты появляются в
жировой ткани, подвергшейся ультразвуковому воздействию, вследствие повышения проницаемости кровеносных сосудов или даже прямого повреждения их. Из жировой ткани
эритроциты вместе с током лимфы попадают в лимфатические узлы и оказываются в их
синусной системе и лимфоидной паренхиме.
Ультразвуковому воздействию подверглись и сами подколенные лимфатические узлы.
Появление эритроцитов в различных зонах лимфатических узлов может быть обусловлено
повышением проницаемости или повреждением кровеносных сосудов, проходящих там
(O'Brien W.D., Zachary J.F., 1994). Появление эритроцитов или увеличение их численности
в лимфоидной паренхиме и синусах подколенных лимфатических узлов после воздействия ультразвука в диагностическом режиме обусловлено сочетанием этих двух причин.
Таким образом, на основании вышеизложенного, можно сделать заключение, что однократное ультразвуковое облучение области коленного сустава крыс в режиме диагностических процедур вызывает незначительные и быстро проходящие изменения подколенных лимфатических узлов. Но такие изменения все-таки были найдены, они могут
быть более выраженными и длительными в случае увеличения мощности ультразвуковой
установки, длительности и частоты процедуры УЗИ. Возможность развития повреждений
клеток и тканей при проведении УЗИ следует учитывать в практической деятельности,
особенно в акушерской и педиатрической практике, так как ультразвуковое воздействие
оказывает деструктивное действие, главным образом, на пролиферирующие (Fahim M.S. et
al., 1975, 1978; Dumontier A. et al., 1977; Tsuruta J.K. et al., 2012) и дифференцирующиеся
(Ang E.S. et al., 2006) клеточные элементы.
13
УЗИ должно быть выполнено только при наличии действительных медицинских показаний, а для получения необходимой диагностической информации должна быть использована наиболее низкая из возможных экспозиция ультразвуковой установки. Необходимо
следить за безопасностью и сохранением здоровья не только обследуемых пациентов, но
также и персонала, осуществляющего применение ультразвука.
ВЫВОДЫ
1. По данным морфологического исследования, однократное ультразвуковое воздействие длительностью до 20 мин в диагностическом режиме обусловливает развитие гиперемии, лимфостаза и увеличение проницаемости сосудов в жировой ткани крыс.
2. Ультразвуковое воздействие в диагностическом режиме вызывает значительные
расширения приносящих и выносящих лимфатических сосудов, проходящих в перинодулярных тканях и капсуле подколенных лимфатических узлов крыс в течение 1 сут после
экспозиции. Дилатация сосудов в паранодулярных зонах более выражена, чем в жировой
ткани, что связано с размерами сосудов, объемом содержащейся в них жидкости и препятствием лимфотоку со стороны самих лимфатических узлов.
3. Однократное ультразвуковое воздействие в диагностическом режиме длительностью
до 20 мин на область коленного сустава крыс приводит к расширению паракортикальной
зоны, краевого и мозговых синусов подколенных лимфатических узлов вследствие повышенного транспорта лимфы из региона лимфосбора.
4. Ультразвуковое воздействие на лимфатические узлы приводит к повышению сосудистой проницаемости как в регионе лимфосбора, так и в самих органах, что приводит к
появлению в цитограмме герминативных центров лимфоидных фолликулов и мякотных
тяжей эритроцитов и достоверному возрастанию их численности в просвете мозговых синусов.
5. Однократное ультразвуковое воздействие в диагностическом режиме вызывает повреждения клеток облученных лимфатических узлов, что обусловливает увеличение процентного содержания клеток с пикнотически измененными ядрами во всех зонах.
6. Ультразвуковое воздействие в течение 20 мин вызывает более выраженные и длительные патологические изменения жировой ткани, нарушения структуры и цитоархитектоники лимфатических узлов, по сравнению с 5- или 10-минутным воздействием. Выявленные изменения являются транзиторными и обратимыми, большинство из них возвращается к исходному уровню в течение 1 – 2 сут.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
1. Ультразвуковое воздействие на область коленного сустава крыс в режиме диагностических процедур вызывает изменения жировой ткани и подколенных лимфатических
узлов, что следует учитывать в практической деятельности.
2. Поскольку ультразвуковое воздействие на ткани приводит к микроциркуляторным
нарушениям, заключающимся в гиперемии, лимфостазе и увеличении сосудистой проницаемости, целесообразны разработка и применение мероприятий, направленных на снижение отека и снижение проницаемости стенок сосудов как во время самой процедуры
УЗИ, так и сразу после нее.
3. УЗИ должно быть выполнено только при наличии действительных медицинских показаний, а для получения необходимой диагностической информации должна быть использована самая низкая экспозиция ультразвуковой установки.
4. Необходимо следить за безопасностью и сохранением здоровья не только обследуемых пациентов, но также и персонала, осуществляющего УЗИ.
14
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Сулейманов Р.Х., Ким С.А., Майбородин И.И., Майбородин И.В. Жировая клетчатка
после однократного ультразвукового воздействия в эксперименте // Вестник экспериментальной и клинической хирургии. – 2013. – Т. 6, № 4. – С. 446-450.
2. Сулейманов Р.Х., Машак С.В., Майбородин И.В., Майбородин И.И., Елясин П.А.,
Равилова Ю.Р. Влияние ультразвукового воздействия на морфологию жировой клетчатки
крыс // Медицина и образование в Сибири (электронный журнал). – 2013. – № 6. – Режим доступа: http://www.ngmu.ru/cozo/mos/article/text_full.php?id=1222.
3. Майбородин И.В., Сулейманов Р.Х., Ким С.А., Майбородин И.И. Морфологические
изменения жировой ткани после однократного ультразвукового воздействия // Морфология. – 2014. – Т. 145, № 2. - С. 53-57.
4. Сулейманов Р.Х., Ким С.А., Майбородин И.И., Майбородин И.В. Деструктивные
изменения в лимфатических узлах крыс после воздействия ультразвуком // Актуальные
проблемы хирургии: Сб. науч. тр. 7 межрегион. конф., посвященной памяти акад. РАМН
проф. Л.В. Полуэктова: 7 вып. – Омск, 2013. – С. 390-391.
5. Сулейманов Р.Х., Майбородин И.И. Морфология жировой ткани крысы после однократного воздействия ультразвуком // Фундаментальные проблемы науки: Сб. статей
Международ. науч.-прак. конф.: Ч. 2. – Уфа: РИЦ БашГУ, 2013. – С. 209-212.
6. Сулейманов Р.Х. Влияние УЗИ воздействия на структуру лимфатических узлов крыс
// Хирургия, морфология, лимфология. – 2014. – Т. 11, № 21. – С. 139-140.
7. Сулейманов Р.Х., Склянов Ю.И., Бейсембаев А.А., Досмамбетова К.К., Габайдулин
А.В. Особенности изменений жировой клетчатки крыс после УЗИ воздействия // Хирургия, морфология, лимфология. – 2014. – Т. 11, № 21. – С. 141-143.
Соискатель
Р.Х.Сулейманов
15
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа